【正文】 2q? P2 2q P1 圖 各層梁上作用的活載 頂層的活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 邊跨 q5== 中跨 q5 ‘==14層活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 邊跨 q2= = 中 跨 q2’ = =濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 邊節(jié)點： P5A= P5D =5/8= 中間節(jié)點： P5B= P5C=(5/8+3)= 樓面（ 14 層）節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 邊節(jié)點： PA= PD =5/8= 中間節(jié)點： PB= PC= 5/8 2+3= 活 荷載作用下的計算簡圖 如下圖所示 ： 圖 活 荷載計算簡圖 . 風(fēng)荷載計算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時，垂直于建筑物表面的風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值按照下式來計算： 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 將風(fēng)荷載換算為作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計算結(jié)果如下表： 表 風(fēng)荷載計算 層次 β μ s Z(m) z? 0? 2()Am ()wP kN 5 4 3 1 2 1 1 1 上表中 ， A 是一榀框架各層節(jié)點的受風(fēng)面積 ， 其取值為上層面積一半與下層面積一半之和，頂層取到女兒墻頂，底層取到下層的一半。需要注意的是注意底層的計算高度應(yīng)從室外地面開始取，即： A1=(+)=。 A2=A3=A4==。 A5=(+)= 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 圖 等效節(jié)點集中風(fēng)荷載計算簡圖 (kN) 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算 用 D 值法來驗算 水平位移 ，先根據(jù)水平荷載來計算層間剪力，再依據(jù) 各 層間的側(cè)移剛度，計算出各層的相對側(cè)移。計算過程以及所用 的公式如下，計算結(jié)果列于下表中： 框架第 i 層的層間剪力 iV 、層間位移 ()iu? 及結(jié)構(gòu)頂點位移 u 分別按下 列各 式 計算： nikkiVF??? 1( ) /si i ijju V D??? ? 1 ()nkkuu???? 下 表中計算 出 了各層 框架 的層間彈性位移角 /e i iuh? ?? 表 風(fēng)荷載作用下框架 的 層間剪力及側(cè)移計算 層次 /iF kN /iV kN /( / )D N mm? /iu mm? /iiuh? 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 5 75264 1/42857 4 75264 1/18750 3 75264 1/13043 2 75264 1/9677 1 27548 1/4128 由表可以看出，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為一層的 1/4128，小于 1/550，因此滿足規(guī)范要求。 重力荷載代表值計算 （ 1）第 5 層的重力荷載代表值： 屋面恒載： 屋面板 的 自重： ? ? ＝ kN 女兒墻 的 自重： ? ? 2? ? ＝ kN 縱橫梁自重： 4+（ （ ） 25+2（ ） 17） 4= 半層柱 的 自重： (+) 8 ＝ kN 半層外橫墻 的 自重： （（ ）（ +） 2） = KN 半層內(nèi)墻 的 自重： （（ ）（ +） 2） = 屋面 的 活荷載： = 頂層： G5=恒載 +? 活載 =++++++? = （ 2） 2～ 4 層的重力荷載代表值： 樓面恒載： 板 的 自重： ? ? ＝ 上下半層柱 的 自重： ? 2= 縱橫梁 的 自重： 上、下半層外墻 的 自重： ? 2= 上、下半層內(nèi)墻 的 自重： ? 2= 樓面活荷載： ? （ ? 2? +? )= 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 中間層： G=恒載 +? 活載 =+++++? = （ 3）第一層的重力荷載代表值： 樓面恒載： 板自重： ? ? ＝ 上下半層柱 的 自重： +（ 12+） ? ? 8? = 縱橫梁 的 自重： 上、下半層外墻 的 自重： +（（ ） ? （ +） ? 2） ? ? = 上、下半層內(nèi)墻 的 自重： +（（ ） ? （ +） ? 2） ? ? = 樓面 的 活荷載： ? （ ? 2? +? )= 首層： G1=恒載 +樓面活載 =+++++? = 通 過上述 的 計算 過程 ， 可 以 得出各質(zhì)點重力荷載代表值如圖 所示 ： 圖 結(jié)構(gòu)重力荷載代表值 利用底部剪力法計算地震荷載 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 因為 TgT= 5Tg， 所以水平地震的影響系數(shù)應(yīng)該為： α1=（ ） αmax= 由前面計算已知該辦公樓的總重力荷載代表值為： GEq= +3+= 底部總剪力 FEK =α1 GEq= = 那么 質(zhì)點 i的水平地震作用 iF 根據(jù)下式來 進行 計算： 1iii EknjjjGHFFGH?? ? 上 式中： iG 、 jG 分別為集中于質(zhì)點 i、 j的荷載代表值； iH 、 jH 分別為質(zhì)點 i、j的計算高度。 具體計算結(jié)果列于下表，各樓層的地震剪力按公式 1nikkVF??? 來計算，計算結(jié)果 也 一并列入表中： 表 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層 Hi（ m） GiHi ∑ GiHi Fi（ kN） Vi（ kN） 5 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 4 3 2 1 各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖 圖 橫向水平地震作用及層間地震剪力 水平地震作用下的側(cè)移驗算 地震作用下的側(cè)移驗算方法與風(fēng)荷載作用下的側(cè)移驗算方法 基本 相同，都是用 D值法 來計算 ， 先根據(jù)水平荷載來計算層間剪力，再依據(jù)層間的側(cè)移剛度， 從而 計算出各層 框架 的相對側(cè)移。計算結(jié)果列于下表中： 表 橫向水平地震作用下的位移驗算 層次 Fi/kN /iV kN /( / )iD N mm? /iu mm? /ih mm /e i iuh? ?? 5 75264 3000 1/4362 4 75264 3000 1/3200 3 75264 3000 1/2468 2 75264 3000 1/1773 1 27548 4500 1/1125 由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層， 1/11251/550,故滿足要求。 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 4 內(nèi)力計算 水平荷載作用下的內(nèi)力計算 風(fēng)荷載作用下的框 架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 計算風(fēng)荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力時，采用 D值法。 將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。 柱端的剪力計算公式為： 1ijij isijjDVVD?? ? 按照以下 公式計算柱端的彎矩： yhVM ijbij ?? hyVM ijuij )1( ??? 1 2 3ny y y y y? ? ? ? 上式中 ： 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 表 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算 層次 /ihm /iV kN K y M上 M下 5 4 3 2 1 表 各層中柱柱端彎矩及剪力計算 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 層次 /ihm /iV kN K y M上 M下 5 4 3 2 1 （注：表中彎矩單位為 kNm? ,減力單位為 KN） 對于 框架 梁端 的 彎矩 bM 、剪力 iV 以及柱軸力 iN 分別按照下列公式進行計算， 并將 計算果列表如下： )(,1 uijb jirblblblb MMii iM ??? ?； )( ,1 uijb jirblbrblb MMii iM ??? ?； lMMV rblbb /)( ?? ； ?? ?? n ik rblbi VVN )( 表 風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 層次 邊梁 走道梁 柱軸力 lbM rbM l bV lbM rbM l bV 邊柱 N 中柱 N 5 4 3 2 1 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 框架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的彎矩、梁端剪力以及柱軸力見下圖： 圖 框架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的彎矩圖 圖 框架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的剪力圖 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 圖 框架柱在風(fēng)荷載作用下的軸力圖 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 水平地震作用下框架內(nèi) 力的計算方法與 風(fēng)荷載 作用下的 內(nèi)力計算方法 相同 ,都是采用 D值法。 在求得框架第 i層的層間剪力 iV 后， i 層 j 柱分配到的剪力 ijV 以及柱上、下端的彎矩 bijM 、 uijM 分別按下列各式 來進行 計算： 柱端剪力 的 計算公式為： 1ijij isijjDVVD?? ? 柱端彎矩 的 計算公式為： yhVM ijbij ?? hyVM ijuij )1( ??? 1 2 3ny y y y y? ? ? ? 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 表 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算 層次 /ihm /iV kN K y M上 M下 5 4 3 2 1 表 各層中柱柱端彎矩及剪力計算 層次 /ihm /iV kN K y M上 M下 5 4 3 2 1 （注：表中彎矩單位為 kNm? ,減力單位為 KN） 對于梁端彎矩 bM 、剪力 iV 以及柱軸力 iN 分別按照下列公式進行計算，計算結(jié)果列表如下： )( ,1 uijb jirblblblb MMii iM ??? ?； )( ,1 uijb jirblbrblb MMii iM ??? ?； lMMV rblbb /)( ?? ； 濟南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 ?? ?? n ik rb