1、浅埋式闭合框架结构设计 结构计算书 一， 截面设计 设 S 为 600mm,则有 h1=S+h=600+600=1200(mm),可得 h+S/3=800h1=1200, 如右图所示。 二， 内力计算 1 计算弯矩 M 1.1.结构的计算简图和基本结构如下图。 1.2 典型方程 弹性地基梁上的平面框架的内力计算可以采用结构力学中的力 法，只是需要将下侧（底板）按弹性地基梁考虑。 图-2 计算简图和基本结构 图-1 截面图 由图-1 的基本结构可知， 此结构是对称的， 所以就只有 X1和 X2， 即可以得出典型方程为： 系数是指在多余力 xi的作用下，沿着 xi方向的位移，iP是指在 外荷载的作
2、用下沿 xi的方向的位移，按下式计算： ij=ij+bij ij=iP+bip ij=ds i EJ MjM ij-框架基本结构在单位力的作用下产生的位移（不包括地板） 。 bij-底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处 xi方向的位 移； iP-框架基本结构在外荷载的作用下产生的位移； bip-底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处 xi方向的位 移。 1.2 求ij和iP； X111+X212+1P=0 X121+X222+2P=0 图-3 M1 图-4 M2 M1=1Ly=3.4(kNm) M2=1(kNm) MP上=1/2q1(LX/2)=66.15(kNm) MP下=1/
3、2q1(LX/2)+1/2q2Ly2=193.31(kNm) M1 Q10 M2 Q20 MP 上 MP 下 MP 下-MP 上 -3.4 0 -1 0 66.15 193.31 127.16 以上摘自 excel 文件； 根据结构力学的力法的相关知识可以得到： 11= EI y 2 1 L2/3M =4.85235E-05 12=21= EI LM y1 =2.14074E-05 22= EI LL2 xy =2.03704E-05 1p= EI M3/4)M-(ML1/3M0.5LM2 1PPy1yP 下 ）（ =-0.002777183 图-5 Mq 图-6 M1 作用时的弹性地基梁 2
4、P= EI L1/3)M-(M22LM1M/2L1/32- yPPyPPx 下 =-0.00154 11 12 21 22 1P 2P 4.85235E-05 2.14074E-05 2.14074E-05 2.03704E-05 -0.002777183 -0.00154 以上摘自 excel 文件 1.3 求 bij和 bip =4 4 k EI b =0.368894(1/m) 接下来要用弹性地基梁的知识，求的相应的值。对于受 x1x2， xp的的情况进行讨论。 1=chxcosx=0.052751 2=chxsinx+shxcosx=2.50804 3=shxsinx=2.247506
5、2 4=chxsinx-shxcosx=2.411645 以 x1=1 时为例说明如何求。 因为 M=-3.4 KNM ,Q=0 KN 可以求出令两个人未知初始值。 然 后根据所有的初始值求出他的 M 和 Q 等值。 设 A 到 H 为下表的相应 数值。 A B C D E F G H bk/2 2 bk/4 3 1 1/2 bk/2 bk/2 2 - 1 146969.3846 199202.7455 1 1.355403005 54216.12022 146969.4 -0.36889 1 这可以得到： M=A3y0+B04+CM01+DQ02 Q=Ey02+F03+GM04+HQ01 这
6、可以得到： 0= E- A BD F A CD -M A D =-1.28174E-05 y0= D F-EQ-Q 0 =8.89132E-06 同理可以得到当 x2，xp时的0和 y0。见下表。 y10 10 y20 20 Yp0 p0 8.89132E-06 -1.28174E-05 2.61509E-06 -3.76984E-06 -0.001393495 0.000893 又 b11=2Ly10; b12= b21=210； b22=220 ； b1p=2Lxp0； b2p=；2p0 和 11=11+b11 12=21=12+b12 22=22+b22 1p=1P+b1p 2p=2P+
7、b2p 根据以上公式就可以求出相应的值，详细的情况见来自 excel 的表格： b11 b12 b21 b22 b1p b2p -8.71586E-05 -2.56349E-05 -2.56349E-05 -7.53967E-06 0.006075785 0.001787 11 12 21 22 1P 2P -3.9E-05 -4.23E-06 -4.2E-06 1.283E-05 0.003299 0.000249 1.4 求 X1和 X2， 又有典型方程：X111+X212+1P=0， X121+X222+2P=0 可得， X1= 21122211 2P1222P1 - =84.45476
8、7; X2= 21122211 211P2P11 - - = 8.440127; 1.5 其他 对于底板的弹性地基梁，可以得到她的初始值，然后像前面所述 的那样求出它的关于 M 和 Q 的方程。可知： M0=M1 X1+M2 X2+MP下= -102.2763345KNM;Q0= 63KN 可以推得： y0 0 -0.000620509 -0.00022 1.6 弹性地基梁的 M 对地基上取若干个点，来计算它们的1 2 4 3，来为接下 来的弯矩的计算做好准备，另外这些数据在计算剪力时也是需要的。 所以是比较的重要，如果他们都计算错了，那么， ， ，其他的夜很难正 确，具体的数据见来自 exc
9、el 得下表： X1 地基 1 2 3 4 x 0 1 0 0 0 0 0.42 0.999904 0.309865 0.0240048 0.002479 0.1549355 0.84 0.998463 0.619551 0.0960102 0.019835 0.3098709 1.26 0.992222 0.928167 0.215933 0.066931 0.4648064 1.68 0.975422 1.23339 0.3834505 0.158576 0.6197419 2.1 0.940026 1.530764 0.5977242 0.309404 0.7746773 2.52 0.
10、875753 1.812989 0.8570134 0.533665 0.9296128 2.94 0.770167 2.069244 1.1581826 0.844864 1.0845483 3.36 0.608829 2.284541 1.4961049 1.255244 1.2394838 3.78 0.375546 2.439135 1.8629695 1.775064 1.3944192 4.2 0.052751 2.50804 2.2475062 2.411645 1.5493547 0.3 0.999975 0.221335 0.0122474 0.000904 0.110668
11、2 然后由 M=A3y0+B04+CM01+DQ02 X1 地基 M地基 0 -102.2763345 0.42 -78.10522625 0.84 -58.84364391 1.26 -44.86055867 1.68 -36.38728125 2.1 -33.54960362 2.52 -36.38728125 2.94 -44.86055867 3.36 -58.84364391 3.78 -78.10522625 4.2 -102.2763345 0.3 -84.53053303 1.7 两侧和上侧的 M. 又 Mx=M1 X1+M2 X2+MP下,可以得到以下表格： X2 两侧 XP
12、 上侧 M上侧 M两侧 0 0 57.70987306 57.70987 0.34 0.42 33.89587306 30.26685 0.68 0.84 15.37387306 5.367032 1.02 1.26 2.143873056 -16.9896 1.36 1.68 -5.794126944 -36.803 1.7 2.1 -8.440126944 -54.0732 2.04 2.52 -5.794126944 -68.8003 2.38 2.94 2.143873056 -80.9841 2.72 3.36 15.37387306 -90.6247 3.06 3.78 33.89
13、587306 -97.7221 3.4 4.2 57.70987306 -102.276 3.1 0.3 40.15987306 -98.3899 2求框架的 Q； 2.1 弹性地基梁的 Q; 因为 Qx=Ey02x+F03x+GM04x+HQ01x,所以可得： X1 地基 Q地基 0 63 0.42 51.88412 0.84 39.69305 1.26 26.80256 1.68 13.49723 2.1 0 2.52 -13.4972 2.94 -26.8026 3.36 -39.693 3.78 -51.8841 4.2 -63 0.3 55.18898 2.2 其他的 Q X2 两侧
14、 XP 上侧 Q上侧 Q两侧 图-7 M 图 0 0 63 37.4 0.34 0.42 50.4 29.92 0.68 0.84 37.8 22.44 1.02 1.26 25.2 14.96 1.36 1.68 12.6 7.48 1.7 2.1 0 0 2.04 2.52 -12.6 -7.48 2.38 2.94 -25.2 -14.96 2.72 3.36 -37.8 -22.44 3.06 3.78 -50.4 -29.92 3.4 4.2 -63 -37.4 3.1 0.3 54 -30.8 2.3 框架的轴力 N; 对于上侧 N=q2Ly, 对于两侧 N=1/2q2Lx 对于地
15、基 N= q2Ly;则有 X1 地基 X2 两侧 XP 上侧 N地基 N上侧 N两侧 0 0 0 -74.8 -74.8 -63 0.42 0.34 0.42 -74.8 -74.8 -63 0.84 0.68 0.84 -74.8 -74.8 -63 1.26 1.02 1.26 -74.8 -74.8 -63 1.68 1.36 1.68 -74.8 -74.8 -63 图-8 Q 图 2.1 1.7 2.1 -74.8 -74.8 -63 2.52 2.04 2.52 -74.8 -74.8 -63 2.94 2.38 2.94 -74.8 -74.8 -63 3.36 2.72 3.3
16、6 -74.8 -74.8 -63 3.78 3.06 3.78 -74.8 -74.8 -63 4.2 3.4 4.2 -74.8 -74.8 -63 0.3 3.1 0.3 -74.8 -74.8 -63 三，配筋 以上侧（顶板）为例讲述框架的各部分的配筋情况。我把上侧 （顶板） ，两侧（两帮） ，地基（底板）看作是柱子，先判断柱子是和 受压类型， 即判断是大偏心还是小偏心， 然后按对称配筋的方法配筋， 再根据剪力配置箍筋，最后根据构造要求配置节点钢筋。 混凝土用的是 C30，受力筋我用 HRB335(即钢筋)，箍筋用 HPB235(即级钢筋)。 由此可知， ft=1.43N/mm2,fc=14.3N/ mm2； 箍筋： fy= fy=210 N/mm2,b=0.614; 受力筋：fy= fy=300 N/mm2, b =0.518。 且纵向的受力钢筋的混凝土保护层的厚度为 50mm. 3.1 判断是何偏心形式; 图-9 N 图
