梁柱线刚度计算
结构计算书经典
结构计算书1 设计资料（1）工程名称：濮阳市某中学办公楼。
（2）结构形式：现浇钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸为7.2m×6m。
（3）工程概况：建筑层数5层，层高3.6m，室内外高差450mm，女儿墙高600mm，建筑高度18.45m，建筑面积3342.8m2。
（4）基本风压：0.45 kN/ m2，地面粗糙度为C类。
（5）基本雪压：0.40 kN/ m2。
（6）抗震设防烈度：七度设防。
（7）材料选用：钢筋：梁、柱中的纵向钢筋采用HRB335，板中钢筋和箍筋采用HPB235；基础中除分布钢筋和箍筋采用HPB235外，其余钢筋采用HRB335。
混凝土：采用C30混凝土；墙体：采用加气混凝土砌块，重度γ=5.5 kN/m3 ；窗：铝合金窗，γ=0.35 kN/m3 ；（8）墙体厚度：医务室和卫生间的隔墙厚150mm，其余墙厚为250mm。
结构平面布置图如图1所示。
图1 结构平面布置图2 梁、柱截面尺寸估算2.1 梁截面尺寸估算框架梁截面高度11(~)1612h l=，截面宽度11(~)32b h=，本结构中取：纵向框架梁：b=250mm h=600mm 横向AB、CD跨框架梁：b=250mm h=500mm 横向BC跨框架梁：b=250mm h=400mm 次梁：b=250mm h=500mm 2.2 柱截面尺寸估算框架柱的截面尺寸11~1218c i b H ⎛⎫= ⎪⎝⎭，()12c c h b =，i H 为第i 层层高。
本结构中层高为3.6m ，故c b =（200~300）mm 。
框架柱截面尺寸还应根据公式[]c cNA f μ≥N 估算。
式中：()1.1 1.2v N N =，v N =负荷面积×（12~14） kN/ m 2×层数，[]μN 为轴压比，可根据规范查出。
仅估算底层柱。
本结构中，边柱和中柱负荷面积分别为（7.2⨯3）m 2 ，（⨯，层数为5层；该框架结构抗震设防烈度为七度，建筑高度18.45m<30m ，因此为三级抗震，其轴压比限值[]μN =0.9。
结构计算书
结构计算书要求：设计南昌市七星机械厂办公楼工程概况：本建筑为南昌七星机械厂办公楼，位于南昌市，六层刚框架结构，总建筑面积5930.56m2，底层高4.2m，其他层高3.0m，室内外高差0.45m。
满足防火要求，设俩个双跑楼梯和一个双分平行楼梯，墙体采用双层聚氨酯嘉芯墙板，屋面为不上人屋面，采用改进沥青防水，夹板保温。
结构形式为钢框架结构，设计基准期50年，雪荷载0.40kN/m^2，基本风压0.45kN/m^2，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.15g一、（1）结构布置：采用焊接工字形截面的框架梁和箱型柱，楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构。
（2）工程地质条件：拟建场地地形平坦，地下水位距天然地面-1.8m处，土质分布具体情况见表1，II类场地，地震设防烈度为6度。
建筑地层一览表表1：（3）施工条件：材料为：Q235钢、16Mn钢（Q345）、钢筋：HPB235-HRB400，水泥32.5-42.5级普通硅酸盐水泥。
二、截面初选：主梁截面高度500mm,腹板宽度20mm，厚度均为20mm；次梁截面高度450mm,腹板宽度16mm，厚度均为16mm；柱截面为焊接箱形柱截面，规格为500mmX500mm，厚度为20mm。
梁柱截面图：截面特性见下表：注：t为梁翼缘厚度、箱形柱厚度。
三、结构方案概述1、设计依据本设计依据以下现行国家规范及规程设计《建筑结构荷载规范》GB 5009-2001《钢结构设计规范》GB 50017-2003《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010《建筑地基基础设计规范》GB 50007-20022、结构形式及布置采用钢框架结构，框架梁采用焊接工字型截面，框架柱采用焊接箱型截面，楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构，楼梯为现浇混凝土楼梯，基础采用柱下独立基础，结构布置如下图所示：3、材料选用所有构件及零件均采用Q235B，组合楼板混凝土强度等级C20，基础混凝土强度等级C25，钢筋为HRB335级及HPB235。
变截面刚架梁柱的强度计算
变截面刚架构件设计
受压屈曲
刚架梁、柱的强度计算
（2）腹板的有效高度he的计算： 当腹板全部受压时： 有效高度
he he1 he2
he1 2he /(5 ) he2 he he1
he --腹板受压区有效高度;
hw --腹板的高度;
2 ---截面边缘的应力比值 1
第 7 讲 变截面刚架梁、柱的强度
构件截面设计
变截面柱在刚架平面内的计算长度： (1) 查表法(适用于柱脚铰接的门式刚架)：
引进放大系数 的原因：当框架趋于侧移或有初始侧倾时，不仅框架
柱上的荷载Pfi对框架起倾覆作用，摇摆柱上的荷载Pli也同样起倾覆作用。
这就是说，框架边柱除承受自身荷载的不稳定效应外，还要加上中间摇摆
tw — 腹板厚度；
f
’ v
—
腹板屈曲后钢材的抗剪强度设计值。
第2章 轻型门式刚架结构设计
国家级精品课程—钢结构设计
第 7 讲 变截面刚架梁、柱的强度
变截面刚架构件设计
刚架梁、柱的强度计算
（2）抗剪承载力 1）弹性设计方法 ② 梁腹板加劲肋的配置 梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处和翼缘转 折处设置横向加劲肋。
当 0.5Vd V Vd 时
M M f
Me M f
1
V 0.5Vd
2
1
折减系数
Vd
hwtw
f
' v
考虑腹板屈曲后抗剪承载力设计值
当截面为双轴对称时: M f Af hw t f
第2章 轻型门式刚架结构设计
国家级精品课程—钢结构设计
结构力学计算书
结构设计计算书一、符号规定1.角标的约定为表达的准确与简明，对上下角标的约定如下：b-梁，c-柱，层次-i ，边跨-1，中跨-2，边节点-A ，中节点-B ，相对与节点的位置用上、下、左、右表示，相对于构件的位置用l 、r 、u 、b(取left,right,up,bottom 的首字母)表示上、下、左、右。
在明确层次，构件，节点等前提下可以省略相应的角标，以简化符号。
与上述约定不符的特殊情况在文中参见具体说明。
举例如下：2.常用符号S Gk —永久荷载效应的标准值； S Qk —可变荷载效应的标准值； γG —永久荷载的分项系数；γQ —可变荷载的分项系数； T —结构自振周期；f y 、f y '—普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；V cs —构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；a s 、a s '—纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离；b —矩形截面宽度、T 形、I 形截面的腹板宽度； b f 、b f '— T 形或 I 形截面受拉区、受压区的翼缘宽度； d —钢筋直径或圆形截面的直径；c —混凝土保护层厚度；e 、e'—轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离； e 0—轴向力对截面重心的偏心距； e a —附加偏心距；右c i lb M Mru2M 左右lb uM i c 1M i 下be i —初始偏心距；h —截面高度； h 0—截面有效高度；h f 、h f '— T 形或 I 形截面受拉区、受压区的翼缘高度； A s 、A s '—受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积； A cor —箍筋内表面范围内的混凝土核心面积；α1—受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值； η—偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数； λ—计算截面的剪跨比； ρ—纵向受力钢筋的配筋率；ρsv —竖向箍筋、水平箍筋或竖向分布钢筋、水平分布钢筋的配筋率； ρv —间接钢筋或箍筋的体积配筋率； F Ek —结构总水平地震作用标准值；G eq —地震时结构（构件）的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值； αmax —水平地震影响系数最大值； γRE ———承载力抗震调整系数；.∑M c —节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可，按弹性分析分配；∑Mb—节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和。
五地震作用效应计算
第四章水平地震作用计算4.1 各楼层重力荷载代表值4.1.1 各楼层重力荷载代表值计算顶层重力荷载代表值：屋面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙自重其他楼层重力荷载代表值：楼面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+楼面上下层柱自重+纵横墙自重柱及纵横墙自重：内柱自重：500㎜×500㎜结构重：25×0.50×0.50=6.25 kN/m 抹灰层： 1 7×0.01×0.50×4=0.34 kN/m 小计： 6.59 kN/m 外柱自重：400㎜×600㎜结构重：25×0.40×0.60=6.00 kN/m抹灰层：17×0.01×（0.40+0.60）×4=0.34 kN/m小计： 6.34 kN/m 1）顶层重力荷载代表值：柱：6.59×3.9/2×(17+17)+6.34×3.9/2×(17+17)=857.26 kN屋盖：(16.2+0.6) ×(67.15+0.4)×4.86=5515.32 kN梁：2.09×4.80×50+2.09×3.90×7+2.09×2.70×8+2.09×5.40×5+4.09×11.40×2+4.09×13×16.2×4.09×17.2×2=1755.53 kN900高女儿墙：2.64×(67.15+0.4+16.2+0.6)×2=425.12 kN内外墙：2.64×[67.15×2×(3.90-0.40)+16.2×2×(3.90-0.60)]+2.48×6.90×(3.90-0.60)×23+2.48×[4.8×(3.90-0.40)×18+3.9×(3.90-0.40)×2+2.7×(3.90-0.40)×4+5.4×(3.9 0-0.40)×1]=3780.27 kN1/2×3780.27=1890.14 kN2.4m楼梯间：2.64×[6.90×（2.40-0.30）+3.90×（2.40-0.30）]×2×2+6.25×2.4×4+6.34×2.40×4+4.86×3.90×6.90×2=621.93 kN屋面可变荷载：0.50×16.20×67.15×2.0=1087.83 kN∴G5=857.26+5515.32+1755.53+425.12+613.48+1890.14+1087.83=12145 kN 突出部分：425.12+621.93=1039 kN2）2-4层：柱：6.59×3.9×(17+17)+6.34×3.9×(17+17)=1714.52kN屋盖：(16.2+0.6) ×(67.15+0.4)×3.89=5515.32 kN梁：2.09×4.80×50+2.09×3.90×7+2.09×2.70×8+2.09×5.40×5+4.09×11.40×2+4.09×1 3×16.2×4.09×17.2×2=1755.53 kN内外墙：2.64×[67.15×2×(3.90-0.40)+16.2×2×(3.90-0.60)]+2.48×6.90×(3.90-0.60)×4.8×23+2.48×4.8×(3.90-0.40)×18+2.48×3.9×(3.90-0.40)+2.7×(3.90-0.40)×4+5.4×(3.90-0.40)×1=1757.07kN1/2×1757.07=878.54kN屋面可变荷载：0.50×16.20×67.15×2.0=1087.83 kN∴G4= G3= G2=1714.52+4414.52+1755.53+1607.79+1128.12=12145 kN3）1层：柱：6.59×4.9×(17+17)+6.34×4.9×(17+17)=2154.14kN屋盖：(16.2+0.6) ×(67.15+0.4)×3.89=5515.32 kN梁：2.09×4.80×50+2.09×3.90×7+2.09×2.70×8+2.09×5.40×5+4.09×11.40×2+4.09×13×16.2×4.09×17.2×2=1755.53 kN内外墙：2.64×[67.15×2×(3.90-0.40)+16.2×2×(3.90-0.60)]+2.48×(3.90-0.60)×16+2.48×[4.8×(3.90-0.40)×18+3.9×(3.90-0.40)×2+2.7×(3.90-0.40)×4+5.4×(3.90-0.40 )×1]=1757.07 kN1/2×1757.07=878.54 kN基础梁：250㎜×400㎜2.09×67.15×4+2.09×16.2×17=1136.96 kN雨蓬：25×3.14×0.202+3.89×（2.4+5.4）×2+17×0.10×0.40×3.14×3.90=76.08 kN∴G1=2154.14+4414.53+1755.53+878.54+1136.96+76.08+1128.12 =11543.90 kN4.1.2集中于各楼层标高处重力荷载代表值集中于各楼层标高处重力荷载代表值如下页图（图4-1）所示图4-1 集中于各楼层标高处重力荷载代表值（单位：kN）4.2水平地震作用下框架侧移计算4.2.1 梁柱线刚度计算采用D值法计算框架刚度，其中现浇框架惯性矩中间跨取I=2I0，边框架取I=1.5I0，柱混凝土等级为C30：Ec=3.0×104N/㎜2 I0=1/12bh3，梁混凝土等级为C25：Ec=3.0×104N/㎜2。
梁柱刚度比范围
梁柱刚度比范围
梁柱刚度比范围指的是梁和柱的刚度比值的范围。
在结构力学中，刚度是指物体受到力作用时的抵抗形变的能力。
梁柱刚度比可以用以下公式表示：
刚度比 = (梁的刚度) / (柱的刚度)
根据不同的结构设计要求和建筑规范，梁柱刚度比的范围可以有所不同。
一般来说，梁柱刚度比应该满足以下条件：
1. 梁柱刚度比应该在一定的范围内保持一致，以确保结构的整体稳定性和均衡性。
2. 梁柱刚度比的具体数值应该根据结构设计的需求和加载情况来确定。
一般情况下，梁柱刚度比的范围在1到10之间较为常见。
需要注意的是，梁柱刚度比的范围并不是固定的，它会根据具体的结构设计参数和加载情况而有所变化。
因此，在实际的结构设计中，需要综合考虑结构的稳定性、刚度和应力分布等因素，来确定合适的梁柱刚度比范围。
框架侧移刚度计算
边框架梁
梁编号
Ib=1.5I0 (m^4)
E
Kb=EIb/l (KN*m)
1
8.10E-03 3.00E+07 4.05E+04
2
6.24E-03 3.00E+07 3.47E+04
梁编号
3 4
中框架梁
Ib=2.0I0 (m^4)
E
Kb=EIb/l (KN*m)
1.08E-02 3.00E+07 5.40E+04
3 2.13E-03 2.13E+04 梁4+4
0.4
3 2.13E-03 2.13E+04 梁4+4
0.4
3 2.13E-03 2.13E+04 梁4+4
0.4
3 2.13E-03 2.31E+04 梁4+4
0.5
4.5 5.21E-03 3.76E+04 梁4
梁柱线刚 节点转动 度比 影响系数 2.17 0.52 2.17 0.52 2.17 0.52 2.17 0.52 2.00 0.50 1.23 0.54
97200 0.1875
7200
75600 0.1458
7200
54000 0.1042
7200
32400 0.0625
518400
Fi △Fn
1309.29 1107.86 906.43 705.00 503.57 302.14 4834.28
0.00
Vi(KN)
1309.29 2417.14 3323.57 4028.57 4532.14 4834.28
∑
48
798315
梁柱刚度比范围
梁柱刚度比范围梁柱的刚度比是指梁和柱的刚度之比，通常用富比尼奥比（P-Δ效应）来表示。
在结构设计和分析中，梁柱刚度比是一个非常重要的参数，它直接影响到结构的承载能力和变形性能。
本文将从梁柱刚度比的意义、计算方法、影响因素等方面进行详细介绍。
梁柱刚度比的意义：梁柱刚度比可以描述梁和柱的刚度差异，即梁的刚度相对于柱的刚度有多么大。
梁柱刚度比越大，意味着梁相对于柱的刚度越大，结构整体刚度也更大；反之，梁柱刚度比越小，梁相对于柱的刚度越小，结构整体刚度也更小。
梁柱刚度比的大小直接影响到结构的变形和稳定性能。
梁柱刚度比的计算方法：梁柱刚度比可以通过计算两者的刚度来得到。
梁的刚度可以通过梁的抗弯刚度和剪切刚度来表示，柱的刚度可以通过柱的弯曲刚度和轴心抗压刚度来表示。
梁柱刚度比可以用以下公式计算：ξ = EI_l / EA_c其中，ξ表示梁柱刚度比，EI_l表示梁的抗弯刚度，EA_c表示柱的轴心抗压刚度。
梁柱刚度比的影响因素：1.梁柱的尺寸和截面形状：梁柱的尺寸和截面形状直接影响到它们的刚度。
梁的宽度和高度、截面形状和截面面积都会影响到梁的抗弯刚度；柱的截面尺寸、形状和面积会影响到柱的弯曲刚度和轴心抗压刚度。
2.材料的性质：不同材料的弯曲刚度和轴心抗压刚度不同。
例如，钢材的弯曲刚度较大，轴心抗压刚度也较大，所以梁的刚度通常较大；而混凝土的弯曲刚度和轴心抗压刚度较小，所以柱的刚度通常较大。
3.支承条件：梁柱的支承条件也会影响到它们的刚度。
如果梁的两端是简支支座，柱的两端是铰支或固支，那么梁的刚度比柱的刚度更大；反之，如果梁的两端是固定支座，柱的两端是简支或固支，那么柱的刚度比梁的刚度更大。
4.外载荷大小和分布：外载荷的大小和分布对梁和柱的刚度比也有影响。
当外载荷较大且分布不均匀时，梁和柱的变形较大，刚度比较小。
梁柱刚度比的范围：根据结构设计的要求和实际工程情况，梁柱刚度比的范围会有一定的要求。
在一些要求刚性结构的工程中，通常要求梁柱刚度比较大，以确保结构的稳定性。
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类型bhI0lECECI0/l1.5/2.0ECI0/l
单位mmmmmm4mmN/mm2N*mmN*mm
边框架边跨25055034661458336600300001.58E+102.36E+10
边框架中跨25045018984375002700300002.11E+103.16E+10
中间框架边跨25055034661458336600300001.58E+103.15E+10
中间框架中跨25045018984375002700300002.11E+104.22E+10
总计
bhIicibK
首层
其它层
首层
其它层
横向框架梁线刚度计算表
6.84E+11
横向框架柱线刚度计算
边柱
中柱
数目
4
2
10
5
α
E+11