【正文】 ()zq ，()zq 沿房屋高度的分布見圖： 表 沿房屋高度分布的風(fēng)荷載的標準值 層次 /iHm z? z? ()/( / )zq KN M 5 4 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 12 3 2 1 框架結(jié)構(gòu)分析時，按最有利布置取最大線荷載，將分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點集中荷載，計 算過程如下：54321 ( ) 2 ( ) 22F K NF F F K NF K N? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 圖 風(fēng)荷載分布圖 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 13 ．風(fēng)荷載作用下的水平位移的驗算 根據(jù)上式求得的結(jié)點水平荷載，計算層間剪力 iV ，求出各層的相對側(cè)移和絕對側(cè) 移。計算過程見下表： 表 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移的計算 層次 1 2 3 4 5 /iF KN /iV KN /( / )D N mm? 327557 427197 427197 427197 427197 /iu mm? /iu mm /iiuh? 1/6667 1/18571 1/11538 1/17647 1/48571 由上表可見，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移發(fā)生在首層，最大層間位移角為 1/6667，遠小于 1/550，滿足規(guī)范要求。 ．風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算 橫向框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩，梁端剪力及柱軸力見下表： 表 風(fēng)荷載作用下各層柱端 D 值及剪力分配系數(shù) 層號及層高 柱號 K c? 212 /c c iD i H?? D? 310 /KN m /DD?? ? 5 層 H=3m A B 4..8 C 2~4 層 H=3m A B 4..8 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 14 C 1 層 H= A B C ．各柱的反彎點位置、剪力柱端彎矩計算 計算過程見表 表 各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算 層號 柱號 i? D? 1nii P?? iVKN 0y 123yyy y M底 M頂 imm 5層 A B 2 C 4層 A B C 3層 A B C 2層 A B C 1層 A B 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 15 C 注： 310 /D K N m的 單 位 ： ； KN?nii=1 P的 單 位 ：； K N mM的 單 位 ： ．梁端彎矩計算 梁端彎矩，剪力及柱軸力分別按式： 11121( ) ( )()lrl b u r b ubbb i ij b i ijl r l rb b b bnlrbbb i b b kkiiM M M M M Mi i i iMMV N V Vl???? ? ? ????? ? ?? 具體的計算過程見 下表： 表 風(fēng)荷載作用下各層柱端彎矩及剪力計算 層次 AB 跨梁 BC 跨梁 rbM lbM l bV rbM lbM l bV 5 6 4 6 3 12 6 2 6 1 13. 6 層次 柱軸力 A 柱 B 柱 C 柱 5 4 3 9 2 1 注： 。當為左風(fēng)時，左側(cè)兩根柱為拉力，右側(cè)兩根柱為壓力。 M 單位為 kN m,V單位為 KN， l 單位為 m. 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 16 第五章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 ．計算單元 橫向框架計算單元 取 9 軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為 ，如圖所示。直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示。計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫 向框架，作用于各個節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。 由于附加力距較小，故不考慮。 ．荷載的計算 恒載計算：在圖中， 1q 代表橫梁自重，為均布荷載形式。對于第 5 層 11qq?、 為屋面梁上的線荷載： 2 3 2 32 3 2 31 4 51 5 4 5( 1 2 ) 25 ( 1 2 75 75 ) 21. 5 /( 1 2 ) ( 1 2 7 7 ) 19. 52 /q q k N mq q k N m??????? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 對于 1 ～ 4 層2 3 2 32 3 2 31 5 51 5 5 5 5 5( 1 2 ) 25 55 ( 1 2 75 75 ) 15. 86 /( 1 2 ) ( 1 2 7 7 ) /q q k N mq q k N m??????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?橫載作用下各層框架梁上的荷載分布如下 : 圖 橫載作用下各層框架梁上的荷載分布圖 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 17 活載的計算： 1~5 層 11qq?、 為屋面梁上的線荷載 2 3 2 32 3 2 31 2 1 2 ( 1 2 ) ( 1 2 ) /( 1 2 ) ( 1 2 ) /q q k N mq q k N m????????? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 活載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： 圖 活載作用下各層框架梁上的荷載分布圖 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 18 ．內(nèi)力的計算 梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算，進行橫向框架的彎矩的二次分配，需計算固端彎矩，結(jié)點分配系數(shù)。 固端彎矩： 恒載作用下頂層框架梁的固端彎矩： 2211 2 1 . 5 6 6 4 . 51 2 1 2ABM q l k N m? ? ? ? ? ? ? ? ? 2211 1 9 . 5 2 4 . 5 3 2 . 9 41 2 1 2BCM q l k N m? ? ? ? ? ? ? ? ? 恒載作用下 1~4 層框架梁的固端彎矩： 2211 1 5 . 8 6 6 4 7 . 5 81 2 1 2ABM q l k N m? ? ? ? ? ? ? ? ? 2211 1 3 . 9 5 4 . 5 2 3 . 5 41 2 1 2BCM q l k N m? ? ? ? ? ? ? ? ? 活荷載作用下頂層框架梁的固端彎矩計算過程同恒載 1 7 .1 , 8 .6A B C BM k N m M k N m? ? ? ? ? ? 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 19 結(jié)點分配系數(shù) 頂層的分配系數(shù)計算過程如下（其他層計算方法相同） 頂層節(jié)點 A：5 5 5 44 2 . 6 4 1 . 2 50 . 4 3 , 0 . 5 74 2 . 6 4 1 . 2 5 4 2 . 6 4 1 . 2 5A B A A????? ? ? ?? ? ? ? ? ? 節(jié)點 B ：5 5 5 5544 2. 6 4 3. 40. 28 , 0. 364 3. 4 4 2. 6 4 3. 4 4 3. 4 4 2. 6 4 3. 40. 36B A B CBB???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 節(jié)點 C：5 5 5 44 3 .4 0 .5 , 0 .54 1 .2 5 4 3 .4C B C C???? ? ?? ? ? ．恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 恒荷載作用下的內(nèi)力分析采用力矩二次分配法，計算過程見下 表 恒荷載作用下的內(nèi)力分析 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 上柱 下柱 左梁 5 7 4 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 20 3 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 上柱 下柱 左梁 2 1 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 21 //////////////// ///////////////// //////////////// 梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到。計算柱底軸力還需考慮柱的自重，如前所述。恒荷載作用下的梁 端剪力及柱軸力結(jié)構(gòu)分析如下表 所示： 表 恒荷載作用下的梁端剪力及柱軸力 層次 荷載引起的剪力 彎矩引起的剪力 總剪力 AB 跨 BC 跨 AB 跨 BC 跨 AB 跨 BC 跨 ABVV? BCVV? ABVV?? BCVV?? AV BV BV CV 5 4 3 46 2 46 35 1 36 柱軸力 A 柱 B 柱 C 柱 N頂 N底 N頂 N底 N頂 N底 309 349 366 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 22 圖 恒荷載作用下框架彎矩圖 3． 5．活荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 活荷載作用下的內(nèi)力分析同樣采用力矩二次分配法，計算過程見表 ： 表 活荷載作用下內(nèi)力計算分析 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 下柱 上柱 5 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計 23 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 左梁 下柱 上柱 4 3