【正文】 頂層柱活載 =板傳活載 = = 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載 =墻自重 +梁自重 +板傳荷載 = ()+ ()+ = 標(biāo)準(zhǔn)層活載 =板傳活載 = 5/8 ＋ [1－ 2（ ） 2 + （ ） 3 ]= B 軸柱縱向集中荷載的計(jì)算 頂層柱恒載 =梁自重 +板傳荷載 = ()+（ +） + 2 + [12（ ） 2 +（ ） 3 ] + [ 1 2（ ） 2 +（ ） 3 ] = 頂層柱活載 =板傳活載 =（ +） + [12（ ） 2 + （ ） 3 ] + [12（ ） 2 +（ ） 3 ] = 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載 =梁自 重 +板傳荷載＋墻自重 = ()+ （ +）+2 6/4+ [12（ ） 2 +（ ） 3 ] + [12（ ） 2 +（ ） 3 ] ＋ （ ） = 標(biāo)準(zhǔn)層柱活載 = 板傳活載 = （ +） + [12（ ） 2 + 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 56 頁 （ ） 3 ] + [12（ ） 2 +（ ） 3 ] + 5/8 = 因結(jié)構(gòu)對(duì)稱， C軸柱縱向集中荷載與 B軸柱相同； D軸柱縱向集中荷載與 A軸柱相同。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 56 頁 圖 32 豎向受荷總圖 注： 圖中 梁端各值單位 為 kN；梁跨中各值單位為 kN/m； 圖中數(shù)值均為標(biāo)準(zhǔn)值 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 56 頁 （三） 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載 標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算 為簡化計(jì)算，將計(jì)算單元范圍內(nèi)外墻面的分布風(fēng)荷載化為等量的作用于屋面梁和樓面梁處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算公式如下： 式中： 0? — 基本風(fēng)壓為 KN/m2 z? — 風(fēng)壓高度變化系數(shù) s? — 風(fēng)荷載體形系數(shù) , s? =()= z? — 風(fēng)振系數(shù)，因房屋高度小于 30m，所以 z? = ih — 下層柱高 jh — 上層柱高，對(duì)于頂 層為女兒墻高 2 倍 B— 計(jì)算單元迎風(fēng)面寬度， B= 計(jì)算過程見表 ： 表 各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 離地高度 z? z? s? 0? （ kN/ 2m ） ih (m) jh (m) k? (kN) 因此，風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的受荷圖如圖 31所示。 0 ( ) / 2k z s z i jh h B? ? ? ? ???廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 56 頁 圖 31 風(fēng)荷載受荷圖（單位： kN） 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算 位移計(jì)算時(shí)，各荷載均采用標(biāo)準(zhǔn)值。 （ 1） 側(cè)移剛度 D 值計(jì)算 各層柱的 D值及總 D值見表 表 。 表 橫向 2～ 6 層框架 D 值計(jì)算 構(gòu)件名稱 2 bcii i?? 2cii? ?? ? 212ccDih??? A軸柱 442 7 .1 4 6 1 0 1 .5 22 4 .6 9 1 1 0?? ? 22331 B軸柱 ? ? 442 7 .1 4 6 6 .5 1 3 1 0 2 .9 12 4 .6 9 1 1 0? ? ? ??? 25432 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 56 頁 C軸柱 ? ? 442 6 .5 1 3 7 .1 4 6 1 0 2 .9 12 4 .6 9 1 1 0? ? ? ??? 25432 D軸柱 442 7 .1 4 6 1 0 1 .5 22 4 .6 9 1 1 0?? ? 22331 2 2 3 3 1 / 2 5 4 3 2 / 2 5 4 3 2 / 2 2 3 3 1 /9 5 5 2 6 /D k N m k N m k N m k N mk N m? ? ? ??? 表 橫向底層框架 D 值計(jì)算 構(gòu)件名稱 bcii i?? ii? ?? ? 212ccDih??? A軸柱 4 10 10? ?? 20375 B軸柱 ? ? 4 10 10?? ?? 24409 C軸柱 ? ? 4 10 10?? ?? 24409 D軸柱 4 10 10? ?? 20375 2 0 3 7 5 / 2 4 4 0 9 / 2 4 4 0 9 / 2 0 3 7 5 /8 9 5 6 8 /D k N m k N m k N m k N mk N m? ? ? ??? （ 2） 風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移 計(jì)算 水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算： jjijVuD??? 式中 jV —— 第 j 層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值 ijD?—— 第 j 層所有柱的抗側(cè)剛度之和 ju? —— 第 j 層的層間側(cè)移 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 56 頁 第一層的層間側(cè)移值求出以后，就可以計(jì)算各樓板標(biāo)高處的側(cè)移值，各層樓板標(biāo)高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和。頂點(diǎn)側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和。 j層側(cè)移 1jjjjuu???? 頂點(diǎn)側(cè)移 1njjuu???? 框架在風(fēng)載作用下的側(cè)移計(jì)算見表 44。 表 44 風(fēng)荷載作用下框架樓層層間位移與層高之比 層次 jW /kN jV /kN Σ D/(kN/m) ju? /m ju? /h 6 95526 1/33000 5 95526 1/11000 4 95526 1/8250 3 95526 1/6600 2 95526 1/4714 1 89568 1/4167 ? ? ?? 側(cè)移驗(yàn)算：對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，樓層間最大位移與層高之比的限值為 1/間位移與層高之比的最大值滿足 1/41671/550 的要求，框架抗側(cè)剛度滿足要求 。 四 、 內(nèi)力計(jì)算 為了簡化計(jì)算，考慮如下幾種單獨(dú)受荷情況： （一） 恒載作用在各跨； （二） 活載作用在各跨 ； （三） 風(fēng)荷載作用（從左向右或從右向左） 。 由于抗震設(shè)防烈度為 6 度，抗震等級(jí)為四級(jí)，根據(jù)抗震規(guī)范，不考慮水平地震作用下的內(nèi) 力計(jì)算 。 各 種 荷 載 作 用 下 內(nèi) 力 計(jì) 算 圖 見 圖 51 至59.廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 56 頁 圖 51 恒荷載彎矩圖 （ ） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 56 頁 圖 52 恒荷載軸力圖 （ kN） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 56 頁 圖 53 恒荷載剪力圖（ kN） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 共 56 頁 圖 54 活荷載彎矩圖（ ） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 56 頁 圖 55 活荷載軸力圖（ kN） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 56 頁 圖 56 活荷載剪力圖（ kN） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁 共 56 頁 圖 57 風(fēng)荷載彎矩圖（ ） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 56 頁 圖 58 風(fēng)荷載軸力圖（ kN） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁 共 56 頁 圖 59 風(fēng)荷載剪力圖（ kN） 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 56 頁 五 、 內(nèi)力組合 各種荷載情況下的框架內(nèi)力求得后，根據(jù)最不利又是可能的原則進(jìn)行內(nèi)力組合。當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的有利影響時(shí)，應(yīng)在內(nèi)力組合之前對(duì)豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)幅。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值應(yīng)取自支座邊緣處，為此，進(jìn)行組合前，應(yīng)先計(jì)算各控制截面處的內(nèi)力值。 梁支座邊緣處的內(nèi)力值按式： 2bM M V??邊 ，2bV V q??邊 計(jì)算 柱上端控制截面在上層的梁底，柱下端控制截面在下層的梁頂。按軸線計(jì)算簡圖算得的柱端內(nèi)力值，宜換算成控制截面處的值。為了簡化起見，也可采用軸線處內(nèi)力值，這樣算得的鋼筋用量比需要的鋼筋略微多一點(diǎn)。 （ 一 ） 框架梁內(nèi)力組合 本 例 考 慮 了 四 種 內(nèi) 力 組 合 ， 即 QkGk SS ? ， WkSS? ，? ?1 .2 1 .4 0 .9G k Q k W kS S S? ? ? ?, 5 Q kSS??。各層梁的內(nèi)力組合表見 附 表 1。 下面以第一 層 AB 跨梁考慮地震作用的組合為例，說明各內(nèi)力的組合法。對(duì)支座負(fù)彎矩按相應(yīng)的組合情況進(jìn)行計(jì)算。求跨間最大彎矩時(shí)，可根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上荷載設(shè)計(jì)值由平衡條件確定。 由圖可得： ABA 1 2M + M 1 ( 1 ) lV = + q l + ql 2 2?，若A 1 21V (2q +q )al? 02，說明 alx? ，其中 x 為最大彎矩正截面至 A 支座的距離，則 x 可由公式 2A 1 21xV q x q =02l求得 。將求得的 x 值代入下式即得跨間最大彎矩值。 圖 71 均布和梯形荷載下的計(jì)算圖形 2 31m a x A A 2qx 1xM = M + V x q2 6 l 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁 共 56 頁 若A 1 21V (2q + q )al 02，說明 xal ，則 A22182。lV + q2x= q +q 。 2 31m a x A A 2qx 1xM = M + V x q2 6 l 若 aV0? ,則 max AM =M 同理可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的 max, MxVA 和的計(jì)算公式 .(圖 ) ABA 1 2M + M 11V = + q l+ q ll 2 4 x 由下式求得 : 21 2 Axxq + q =Vl 則 321m a x A A 2q 1xM = M + V x x q2 3 l 圖 72 三角形荷載下的計(jì)算圖形 內(nèi)力組合詳見附表 1和附表 2。 （ 二 ） 框架柱的內(nèi)力組合 取 每 層 柱 頂 和 柱 底 兩 個(gè) 控 制 截 面 , 按 QkGk SS ? ， WkSS? ，? ?1 .2 1 .4 0 .9G k Q k W kS S S? ? ? ?, 5 Q kSS??進(jìn)行組合 ， 內(nèi)力組合詳見附表 3 和附表 4。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 56 頁 六 、 框架梁柱 配筋計(jì)算 查表可知： 混凝土強(qiáng)度： C30： 2 2 2c t t kf = 1 4 . 3 N /m m 。f = 1 . 4 3 N /m m 。f = 2 . 0 1 N /m m。 鋼筋強(qiáng)度： 22y y ky y kH P B 2 3 5 : f = 2 1 0 N /m m 。f = 2 3 5 N /m mH R B 3 3 5 : f = 3 0 0 N /m m 。f = 3 3 5 N /m m （一） 框架柱截面 配筋 設(shè)計(jì) 軸壓比計(jì)算 底層柱 m a xN = 2 5 1 0 .6 8 6 k N 軸壓比 ? ?3N 2ccN 2 5 1 0 . 6 8 6 1 0μ = 0 . 7 0 2 1 . 0 5f A 1 4 . 3 5 0 0?? ? ?? 則 A 柱的軸壓比滿足要求。 150 .8 0 .7 9 930011 2 .0 1 0b y sf E?? ? ? ??? ? 截面尺寸復(fù)核 取 0 5 0 0 3 5 4 6 5 ,h m m? ? ? max kN? 因?yàn)?/ 4 6 5 / 5 0 0 0 .9 3 4 .0whb ? ? ? 所以 00 . 2 5 0 . 2 5 1 . 0 1 4 . 3 5 0 0 4 6 5 8 3 1 . 1 8 8 7 6 . 2 4 2 ,ccf b h k N k N? ? ? ?