【正文】 邊柱4中柱42～4邊柱4中柱4注：+=， += KN/m。本處按頂點位移法計算框架的自震周期：此方法是求結構基頻的一種近似方法，將結構按質量分布情況簡化成無限質點的懸臂之桿，導出直感頂點位移的基頻公式，所以需先求出結構的頂點水平位移，按式來求結構的基本周期： ：基本周期調整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影響。 ：框架頂點位移，而在求框架周期前，無法求框架地震力和位移，是將框架的重力荷載頂點位移，由求，再由求框架結構底部剪力，再求各層剪力和結構的真正的位移，如表115所示：表115 橫向框架頂點位移層次4321因此：，因本工程結構高度不超過40m，質量剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用， 設防烈度7度地震分區(qū)為一區(qū)，查表得（水平地震影響系數(shù)最大值）。Ⅱ類場地近震時特征周期：；結構總水平地震作用標準值按計算。由于＜根據(jù)結構抗震設計，因而不考慮頂部附加地震作用。按底部剪力法球的基底剪力，按分配各層的質點，因此各層橫向地震作用及樓層地震剪力如表116所示：表115 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次41282253105778274565147638橫向框架各層水平地震作用和地震剪力如圖111所示圖111 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力由于為鋼筋混凝土框架，因此其彈性層間位移角限值為1/550；結果見表116所示：表116 橫向水平地震作用下的位移驗算層次層間剪力Vi層間剛度Di 層間位移 層高層間相對彈性轉角 436001/3364336001/1856236001/1406150001/938經(jīng)驗算其最大彈性層間位移角限值1/938=θe〈[θe] =1/550，因此均滿足設計要求。此處采用中框架為例計算，邊框架和縱向框架的計算方法步驟與橫向中框架完全相同：框架柱剪力和彎矩計算，采用D值法； 求框架柱的剪力和彎矩時，此處采用D值法來進行求解；：其中反彎點位置的確定考慮梁和層高的影響作用：既：；當＞時，反彎點下移，查表時應取，查得的冠以負號，對于底層柱不考慮修正值，即=0；對于頂層柱，不考慮修正值，取=0，對于底層柱，不考慮修正值，即=0。取中框架：以4層邊柱為例： 同理可得其它層邊柱的柱端彎矩，也可得出中柱的柱端彎矩，現(xiàn)將計算結果列表如下：邊柱如表117：表117 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次柱高（）層間剪力（）（）（）（）4321中柱如下表118：表118 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次柱高（）層間剪力（）（）（）（）4321根據(jù)，，計算出梁端的彎矩及剪力，計算結果見表119及1110：表119 邊梁彎矩及剪力計算層次4321表1110 走道梁彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊柱軸力中柱軸力4321圖112 橫向框架各層水平地震作用下彎矩圖 21 12 橫向風荷載作用下框架的內力和側移計算 風荷載標準值的計算垂直于建筑物表面上的風荷載標準值當計算主要承重結構時按下式來計算： 式中，—風荷載標準值（kN/m2）—高度Z處的風振系數(shù) —風荷載體型系數(shù)—風壓高度變化系數(shù)—基本風壓（kN/m2）由《荷載規(guī)范》，淮南地區(qū)重現(xiàn)期為50年的基本風壓：=，地面粗糙度為C類。風載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》： =（迎風面）和=（背風面）。H/B=，框架結構(～)= (～)4=～（s），由171。荷載規(guī)范187。、=、ν=.。 由式可算得仍取中框橫向框架柱，沿房屋高度的分布風荷載標準值為q（z）＝= 根據(jù)各樓層標高處的高度Hi由171。荷載規(guī)范187。，代入上式可得各樓層標高處的q（z），見表15，q（z）沿房屋高度分布圖見圖12所示。表121沿房屋高度分布風荷載標準值層次（迎）（背）432 1圖121風荷載沿房屋高度分布圖 其中，A為一榀框架各層節(jié)點的受風面積，取上層的一半和下層的一般之和，頂層渠道女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計算高度應從室外地面開始取。=（+）（+）= =（+）==（+）==（+）（+）= 根據(jù)上述計算的水平荷載求出層間剪力，然后依據(jù)中框柱框架層間側移剛度計算各層相對側移和絕對側移，計算過程見表122。表122 風荷載作用下框架層間剪力及側移計算層次層高436001/327273336001/156521236001/109090150001/61728由表122可見，風荷載作用下的框架的最大層間位移角為1/61728，遠小于1/550，滿足規(guī)范要求。安徽理工大學畢業(yè)設計Anhui University Of Science and Technology13 豎向荷載作用下橫向框架的內力計算 計算單元仍取此中框架一榀框架為例計算，如圖131所示，由于房間無次梁，故直接傳給該框架樓面荷載如圖131中水平陰影線所示，計算單元范圍內的其余樓面荷載則通過板和縱向框架梁以集中力的形式傳遞給橫向框架，作用于各節(jié)點上，由于縱向框架中心線與柱的中心線不重合，因此在框架上還有集中力矩。圖131 橫向框架計算單元 荷載計算 圖132 各層梁上作用的恒荷載對于第4層，如圖132所示，代表橫梁自重，為均布荷載形式。，分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖131所示的幾何關系可知：，,分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等重力荷載。則集中力矩： 對于3～2層， ，包括梁自重和其上墻自重，為均布荷載。其它荷載的計算方法同第4層，結果如下：，則集中力矩： 對于第1層， ，包括梁自重和其上墻自重，為均布荷載。其它荷載的計算方法同第4層，結果如下：，則集中力矩： 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖132所示： 圖133 各層梁上作用的活荷載 對于第4層，不上人屋面，只有雪載，對于3～1層，樓面活載，表131橫向框架恒載匯總表層次43～21表132橫向框架活載匯總表層次43～1梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配計算。計算時先對各節(jié)點不平衡彎矩進行第一次分配，向遠端傳遞(傳遞系數(shù)為1/2)，然后對由于傳遞而產(chǎn)生的不平衡彎矩再進行分配，不再傳遞。由于結構和荷載均勻對稱，故計算時可用框架。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向疊加而得。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。對于邊節(jié)點，與節(jié)點相連的各桿件均為固接，因此桿端近端的轉動剛度，為桿件的線剛度，分配系數(shù)為；對于中間節(jié)點，與該節(jié)點相連的走道梁的遠端轉化為滑動支座，因此轉動剛度，其余桿端，分配系數(shù)計算過程如下：梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時可直接根據(jù)圖示荷載計算，也可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等效均布荷載，等效均布荷載的計算公式如圖所示。 α=a/l qe=(12a2+a3)q qe=5q/8 圖134 梯形荷載 圖135 三角形荷載 第4層，即頂層梯形荷載化為等效均布荷載 則頂層各桿的固端彎矩為跨：兩端均為固定支座跨：一端為固定支座，一端為滑動支座 3～2層梯形荷載化為等效均布荷載 跨：兩端均為固定支座跨：一端為固定支座，一端為滑動支座 1層梯形荷載化為等效均布荷載 跨：兩端均為固定支座跨：一端為固定支座，一端為滑動支座 表133 恒載作用下的框架彎矩二次分配層次邊節(jié)點中節(jié)點上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁四層分配系數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最后彎矩 三層分配系數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最后彎矩 二層分配系數(shù) 固端彎矩 第一次分配 傳遞彎矩 第二次分配 最后彎矩