【正文】 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kN/m2，樓面及走廊樓面活荷載均為 kN/m2。 抗震設(shè)防烈度 7 度，第一組（基本地震加速度值 ）。西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計 3 第二章 框架設(shè)計簡圖及梁柱截面尺寸 計算單元選取 圖 21 結(jié)構(gòu)平面柱網(wǎng)尺寸 圖中陰影部分為計算單元，框架布置均勻?qū)ΨQ，現(xiàn)取其中中間一榀框架作為計算單元，單元寬度為 。 計算簡圖如圖 22 所示。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算 計 算簡圖 圖 22 結(jié)構(gòu)軸線尺寸 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 4 恒載標(biāo)準(zhǔn)值 ??k 1. 屋面恒載（ 不 上人） 屋面防水、保溫、隔熱 kN/m2 150 厚現(xiàn)澆樓板 26 = kN/m2 合計： kN/m2 2. 樓面恒載 20 厚水泥砂漿面層 20 = kN/m2 150 厚鋼筋混凝土板 26 = kN/m2 20厚板底混合砂漿 17 = kN/m2 合計： kN/m2 3. 框架 橫 梁自重 取梁寬 ?? = 250 mm，梁高 ? = 500 mm，則有 26 = kN/m。 4. 梁頂線荷載 屋面梁 : ＋ = kN/m 樓面梁： ＋ = kN/m 豎向活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ??k 1. 屋面活載（上人） 雪荷載： kN/m2 屋面均布活荷載： kN/m2 屋面梁活載： = kN/m 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計 5 2. 樓面活載 根據(jù)荷載規(guī)范， 宿舍樓 樓面活載標(biāo)準(zhǔn)值取 kN/m2 樓面梁活荷載： = kN/m 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ??k 基本風(fēng)壓為 ??0 = kN/m2， 風(fēng)荷載體形系數(shù)迎風(fēng)面為 ，背風(fēng)面為 ?，綜合為 ???? = ?(?) = ，風(fēng)壓高度系數(shù)按 B 類地區(qū)，如 表 21 所示房屋高度小于 30 m，取 ???? = 。 表 21 風(fēng)壓高度系數(shù) 離地高度 /m 5 10 15 20 30 ???? 1 1 作用于各樓層處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ?????? = ??????????????0????，計算結(jié)果： 六層： Fw6k = (+ )/2 五層： Fw5k = (+ )/2 = kN 四層： Fw4k = = kN 三層： Fw3k = (+ 1)/2 = kN 二層： Fw2k = (1+ 1)/2 = kN 一層： Fw1k = (1+ 1)/2 = kN 初估梁柱截面尺寸 梁截面尺寸 框架主梁一般 取 1/10~1/18，且不宜小于 1/4凈跨，梁寬不宜小于 200 mm，截面高寬比一般取 2~3，不宜大于 4。 ? = （ 1/10~1/18） ?? = 500~278 mm， 初選 ? = 500 mm。 ?? = （ 1/2~1/3） ? = 250~167 mm，初選 ?? = 250 mm。 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 6 柱截面尺寸 柱截面的高與寬一般不小 (1/15~1/20)層高，矩形截面柱的截面寬、高非抗震時不宜小于 250 mm，抗震時不宜小于 300 mm，柱的截面高寬比不宜大于3。 ? ≥ (1/15~1/20)?? = 333~250 mm ，考慮該工程為學(xué)生宿舍樓，安全系數(shù)較高，所以初選柱尺寸 ?? ? = 500 500 (mm)。 梁柱線剛度及抗側(cè)移剛度計算 梁柱截面慣性矩，線剛度 (?? = ????/??)及 D 值計算表見表 22，梁柱相對線剛度見圖 23。 表 22 梁柱線剛度及柱 D 值計算表 項目 柱 梁 一層柱 二 ～ 六 層柱 外柱 內(nèi)柱 外柱 內(nèi)柱 邊跨 中跨 截面尺寸 （ bh） 500500 500500 500500 500500 500 500 500500 慣性矩 I 109 109 109 109 109 109 跨度（柱高） h 5000 5000 3400 3400 5000 2400 線剛度 ???? 104 104 104 104 104 104 ?? = ∑????/???? 底層 ?? =∑????/2???? 其他層 ?? = +??2+?? 底層 ?? = 2??2+??其他層 ?????? = ??12???????2 5295 7470 4674 11972 ∑?????? 25530 33292 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計 7 圖 23 梁柱相對線剛度 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 8 第三章 框架內(nèi)力計算 恒載作用內(nèi)力計算 恒荷載為對稱荷載，利用結(jié)構(gòu)的對稱性，取半榀框架進(jìn)行計算，計算簡圖如圖 31，右端為定向支座。 圖 31 荷載計算簡圖 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計 9 對于一端固定一端為定向支座的梁，如圖 32 所示，在均布荷載作用下的桿端彎矩為 ?????? = ?13????2 ， ?????? = 16 ????2。 圖 32 有定向支座的梁端彎矩 在分層計算時，假定上下柱的遠(yuǎn)端為固定端，而實際上除底層柱底時固定端外，其他是彈性嵌固。為了減少計算誤差，除底層柱外，其它層柱的線剛度均乘以折減系數(shù) ，并將傳遞系數(shù)降低為 1/3，又因取半榀框架進(jìn)行計算，所以將跨中梁的線剛度均乘以折減系數(shù) ，折減后的梁柱先對線剛度如圖 33 所示。 圖 33 折減后梁柱相對線剛度 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 10 將框架 分六層（其中二至五層相同，取其中一層為代表進(jìn)行計算）上層柱線剛度乘以折減系數(shù) 后計算剛度分配系數(shù)，各桿分配系數(shù)標(biāo)在方框內(nèi)，各節(jié)點都分配了兩次，上層各柱遠(yuǎn)端彎矩傳遞系數(shù)為 1/3，下注底截面彎矩傳遞系數(shù)為 1/2 ，最底行數(shù)據(jù)是最終分配彎矩。 頂層計算單元 標(biāo)準(zhǔn)層計算單元 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計 11 底層計算單元 恒荷載作用下的彎矩圖 將計算單元各層的彎矩圖疊加，得出最后的彎矩圖，并對不平衡彎矩再次分配。 1. 六層梁彎矩圖疊加分配計算 表 31 六層梁彎矩疊加分配計算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 6 5 6 6 6 5 6 6 截面位置 上端 6右 跨中 6左 上端 6右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 12 2. 五層梁彎矩圖疊加分配計算 表 32 五層梁彎矩疊加分配計算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 6 5 5 4 5 5 6 5 5 4 5 5 截面位置 下端 上端 5右 跨中 5左 下端 上端 5右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 3. 四 層梁彎矩圖疊加分配計算 表 33 四層梁彎矩疊加分配計算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 5 4 4 3 4 4 5 4 4 3 4 4 截面位置 下端 上端 4右 跨中 4左 下端 上端 4右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 4. 三層梁彎矩圖疊加分配計算 表 34 三 層梁彎矩疊加分配計算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 4 3 3 2 3 3 4 3 3 2 3 3 截面位置 下端 上端 A5 跨中 B5 左 下端 上端 B5 右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計 13 5. 二層梁彎矩圖疊加分配計算 表 35 二 層梁彎矩疊加分配計算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 3 2 2 1 2 2 3 2 2 1 2 2 截面位置 下端 上端 A5 跨中 B5 左 下端 上端 B5 右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 6. 一層梁彎矩圖疊加分配計算 表 36 一 層梁彎矩疊加分配計算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 2 1 1 0 1 1 2 1 1 0 1 1 截面位置 下端 上端 A5 跨中 B5 左 下端 上端 B5 右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 7. 恒荷載作用下 最終彎矩圖 見圖 34 恒荷載作用下的框架剪力圖計算 根據(jù)彎矩與剪力的關(guān)系，算出各桿剪力；根據(jù)剪力與軸力的平衡，算出各桿軸力，最終計算結(jié)果見圖 35。 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 14 圖 34 恒荷載作用下最終彎矩圖 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計 15 1. 六層梁剪力計算 六層邊跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 5m，邊跨梁左端所受彎矩 kN,邊跨梁右端所受彎矩 kN/m，如 右圖所示。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 六層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示 。 ? F3 = 2. 五層梁剪力計算 五層邊跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 5m，邊跨梁左端所受彎矩 kN,邊跨梁右端所受彎矩 kN/m，如右圖所示。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 五 層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示。 ? F3 = 3. 四層梁剪力計算 四層邊跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 5m，邊跨梁左端所受彎矩 kN,邊跨梁右端所受彎矩 kN/m，如右圖所示。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 四 層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示。 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 16 ? F3 = 4. 三層梁剪力計算