框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算思路九步驟

1.梁柱截面的初選

一般依據(jù)跨度和荷載值得大小進(jìn)行初步的預(yù)估,通用參考書中均有詳細(xì)的介紹。

2.根據(jù)自己預(yù)估的截面尺寸計(jì)算梁柱的線剛度大小。

(此處應(yīng)該注意中間梁的線剛度和邊梁的線剛度的計(jì)算公式略有不同,考慮對中間梁肢的約束作用計(jì)算值也較大,邊上為1.5,中間為2)

3.側(cè)向剛度的計(jì)算

側(cè)向剛度考慮的是計(jì)算單元內(nèi)一榀框架的計(jì)算,由公式的結(jié)構(gòu)可以分析其制約因素為梁柱的位置,本層的計(jì)算高度。(位置決定了其周邊梁對該構(gòu)件的整體制約,梁的線剛度的增強(qiáng)也會(huì)相應(yīng)的提高柱的抗側(cè)移剛度。高度的影響更簡單,同樣的線剛度,層高越高,側(cè)向剛度就越小,簡單理解用手指去推尺子的不同高度,越高處越好推,側(cè)向剛度越。

4.重力荷載值得計(jì)算

其實(shí)就是計(jì)算工程量,梁,柱,墻(應(yīng)該及時(shí)扣除門窗的量,計(jì)算的高度應(yīng)該為梁下的凈高度),門,窗,樓板,活荷載(不同位置荷載取值不同,樓面和走廊的荷載值一般就不會(huì)相同)

5.水平地震作用的計(jì)算

結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移計(jì)算,(荷載自上向下傳遞累加,水平的地震作用有柱子的總體抗側(cè)移剛度來承擔(dān))由此計(jì)算出最大的層間側(cè)移值,UT

根據(jù)公式計(jì)算結(jié)構(gòu)的自振周期T1

再根據(jù)計(jì)算的建筑的總的重力荷載代表值之和以及結(jié)構(gòu)類型等因素求解F EK

再根據(jù)位置和本層的荷載代表值計(jì)算本層標(biāo)高處的地震剪力

(理解分析:水平地震作用對建筑的破壞是由于柱子的抗側(cè)移剛度不足以抵御地震剪切力的作用,地震的剪切力的由來與重力荷載代表值,以及簡化的重力荷載所處的位置。詳細(xì)的相關(guān)性聯(lián)系可以參考一般的參考書)

6.風(fēng)荷載作用計(jì)算

風(fēng)荷載作用到建筑上是依面荷載的形式作用的,并且隨建筑高度的變化而變化,(UZ系數(shù)的求解我已經(jīng)做好了表格,只需要輸入相關(guān)的因素即可得出結(jié)果,建筑小能人-143期)

(理解分析:梯形的面荷載作用到一榀框架,并且剪力向下傳遞,受荷構(gòu)件為本層的結(jié)構(gòu))

7.水平地震作用和風(fēng)荷載的作用下柱端彎矩的計(jì)算

反彎點(diǎn)的計(jì)算。(必學(xué)內(nèi)容)

剪力的計(jì)算:以左側(cè)額剪力為例,柱端的彎矩的方向?yàn)橐恢碌姆较,此時(shí)梁端必然會(huì)受到其影響,產(chǎn)生與之對抗的彎矩,梁在彎矩的作用下會(huì)對梁端產(chǎn)生不同方向的剪切力。

8.豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

對計(jì)算單元內(nèi)的區(qū)域進(jìn)行劃分。(詳細(xì)分析參見建筑小能人-146期)

彎矩的二次分配(詳細(xì)參見建筑小能人-150期)

9.內(nèi)力組合

永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)1.0和1.2的理解。永久荷載在有利時(shí)取1.0.

(理解:以永久荷載和左震進(jìn)行疊加,在一榀框架的最左邊編號(hào)為①,中柱的左端為②,中柱的右端為③。

永久荷載在①處為負(fù)值,順時(shí)針方向,左震在①處為正值,逆時(shí)針方向,作用相反起到抵消作用。

永久荷載在②處為正值,逆時(shí)針方向,左震在②處為正值,逆時(shí)針方向,作用相同起到增強(qiáng)作用。

永久荷載在③處為負(fù)值,順時(shí)針方向,左震在③處為正值,逆時(shí)針方向,作用相反起到抵消作用。

永久荷載和活荷載以及風(fēng)荷載的疊加似乎不同于此處的規(guī)律,其實(shí)是由于三者的相互制約作用增加了其不確定性,所以需要進(jìn)行試算,從而確定更不利的系數(shù)值。

以上的計(jì)算思路分析僅限交流之用,如有例舉與實(shí)際的計(jì)算理論不符還望及時(shí)交流更正。