【正文】 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 37 第 6 章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 計算單元的確定 根據(jù)板的長邊 /短邊小于 2，知板為雙向板，板荷載傳遞路線如圖 、 圖 車庫 五層 計算單元 ， 圖 六層 計算單元 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 38 荷載計算 車庫層 五層： （ 1）、 恒荷載的計算 以 2 層荷載計算為例 梁自重加上梁上墻的荷載： 2. 95 2. 4 ( 2. 8 0. 45 ) 8. 59? ? ? ?kN/m 板面荷載傳給梁 的梯形荷載： ? =衛(wèi)生間板傳給梁的 三角形 荷載 ： ① 4. 0 1. 2 4. 8k N/ m?? ② 4 .0 1 .5 6 .0 0 k N/ m?? 縱梁傳給柱的集中荷載： 20. 45 1. 8 2 4. 0 3. 9 ( 2. 63 5. 76 ) 53 .0 8k NAP ? ? ? ? ? ? ? ? 利用彎矩平衡對 e 點取矩可得： / ( 2 .2 5 0 .7 5 1 4 .3 1 1 .5 4 .0 5 2 .5 5 2 .1 6 0 .7 5 3 .6 2 .5 5 9 .4 7 1 .8 ) / 3 .6BP ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? . ? kN 由于對稱，故 /2 29 .0 8BBPP??kN 同理可得 ? 節(jié)點 彎矩的計算： ( ) / 2 kN mAM ? ? ? ? ? ( ) / 2 kN mDM ? ? ? ? ? （ 2）、 活荷載的計算 以 2 層荷載計算為例 板面活荷載傳給梁的梯形荷載： ??kN/m 衛(wèi)生間板傳給梁的 三角 形荷載： ① 2 .0 1 .2 2 .4 k N/ m?? ② 2. 0 1. 5 3. 0 kN /m?? 縱梁傳給柱的集中荷載： ? ? ? ? ? 0 .5 0 .7 5 1 .5 2 1 .1 2 5abP ? ? ? ? ?kN 利用彎矩平衡對 a 點取矩可得： / ( 1. 12 5 0. 75 1. 12 5 1. 5 6. 48 1. 8 2. 02 5 2. 55 ) / 3. 6 5 .38bP ? ? ? ? ? ? ? ? ?kN 由于對稱，故 /2 10 .76bbPP??kN 同理可得 ? , ? 節(jié)點彎矩的計算： ( ) / 2 kN mAM ? ? ? ? ? ( ) / 2 kN mCM ? ? ? ? ? 樓層豎向荷載的計算見圖 和圖 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 39 圖 恒載作用 (單位：集中力為 kN ，線荷載為 kN/m ，節(jié)點彎矩為 kNm? ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 40 圖 活載作用 (單位：集中力為 kN ，線荷載為 kN/m ，節(jié)點彎矩為 kNm? ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 41 內(nèi)力的計算 豎向恒載作用下構(gòu)件彎矩剪力軸力的計算 圖 恒載彎矩圖 (單位： kNm? ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 42 圖 恒載剪力圖 (單位： kN ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 43 圖 恒載軸力圖 (單位： kN ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 44 豎向 活 載作用下構(gòu)件彎矩 、 剪力 、 軸力的計算 圖 活載彎矩圖 (單位： kNm? ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 45 圖 活載剪力圖 (單位： kN ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 46 圖 活載軸力圖 (單位： kN ) 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 47 第 7 章 內(nèi)力組合 結(jié)構(gòu)抗震等級的確定 結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度等因素 查得，本工程 高度小于 24m ，結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)， 7 度設(shè)防， 丙類建筑， 根據(jù) 《建筑 抗震 設(shè)計 規(guī)范 》 GB 50011 20xx 知本工程抗震等級為三級。 框架 梁 內(nèi)力組合 基本規(guī)定 本工程考慮了 七 種組合 ： ① 、 恒 + 活 ② 、 恒 + 風(fēng) ③ 、 恒 + （ 活 177。 風(fēng)） ④ 、 恒 + （活 177。 風(fēng)） ⑤ 、 恒 177。 風(fēng) ⑥ 、 （恒 + 活） 177。 地震 ⑦ 、 （恒 + 活） 177。 地震 根據(jù)上述幾種組合，結(jié)合梁的控制截面進行內(nèi)力的計算。其中梁的控制截面位于梁端柱邊及 跨間 最大彎矩處 ， 各個截面的內(nèi)力計算 見 表 。 對于豎向荷載作用下，考慮塑性內(nèi) 力重分布，對于支座進行彎矩調(diào)幅 （調(diào)幅系數(shù)取 ） ， 對梁中 彎矩 乘以 的系數(shù)予以增大。水平荷載作用下不進行調(diào)幅，故彎矩調(diào)幅在內(nèi)力組合之前。 為了保證強剪弱彎， 一 、二、三級的框架梁 ， 其梁端截面組合的剪力設(shè)計值應(yīng)按下式調(diào)整 rlRE v b B B n G B[ ( ) / ]V M M l V??? ? ?，其中 vb? 梁端剪力增大系數(shù)，三級抗震取 。 RE? 為承載力調(diào)整系數(shù)，具體取值見表 表 承載力調(diào)整系數(shù) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型 正截面承載力計算 斜截面承載力計算 梁 偏心受壓柱 梁、柱 RE? 注：軸壓比小于 ，取為 框架梁內(nèi)力組合 梁端剪力的調(diào)整： 對于第一層中 AB 跨有： 凈跨為 = ,并且可以將均布力換算成集中力： 在恒荷載作用下， 按簡支梁計算的梁剪力為 ： 梯 形荷載轉(zhuǎn)換為集中力為 1F ,三角形 荷載轉(zhuǎn)換為集中力為 2F ， 均布力轉(zhuǎn)換為集中力煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 48 為 3F 。 1 0 .5 ( 0 .6 4 .2 ) 1 4 .4 3 4 .5 6 k NF ? ? ? ? ? 2 NF ? ? ? ? 3 8 .6 5 .4 4 6 .4 4 k NF ? ? ? ( 34. 56 46. 44 42. 4 8 ) / 54. 0 8kNAV ? ? ? ? ? ? ? ? ? kNBV ? ? ? ? ? ? 在活荷載作用下， 按簡支梁計算的梁剪力為 ： ? ?1 8kNF ? ? ? ? ? 2 kNF ? ? ? ? ( 17. 28 10. 1 4 ) / 12. 96 kNAV ? ? ? ? ? ? ? kNBV ? ? ? ? ? 故 GB ( 72. 2 15. 86) 96. 16 kNV ? ? ? ? ? lrRE v B B B n G B[ ( ) / ]V M M l V??? ? ? 其中 lrBBMM? 是在 地 震作用下 AB 梁左右 最大的 彎矩之和 ， GBV 是梁在重力荷載代表值作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值 ： AB 0 .7 5 [ 1 .1 ( 1 6 4 .3 3 4 .7 ) / 4 .7 7 9 6 .1 6 ] 1 0 6 .5 4 k NV ? ? ? ? ? ? 其余計算結(jié)果見表 框架 柱內(nèi)力組合 基本 規(guī)定 本工程考慮了 七 種組合 ① 、 恒 + 活 ② 、 恒 + 風(fēng) ③ 、 恒 + （ 活 177。 風(fēng)） 煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 49 ④ 、 恒 + （活 177。 風(fēng)） ⑤ 、 恒 177。 風(fēng) ⑥ 、 （恒 + 活） 177。 地 震 ⑦ 、 （恒 + 活） 177。 地震 根據(jù)上述幾種組合，結(jié)合 柱 的控制截面進行內(nèi)力的計算。其中 柱 的控制截面位于 柱頂和柱底 ，各個截面的內(nèi)力計算 及組合 見 表 柱端彎矩、柱軸力的調(diào)整 1． 考慮地震作用組合的框架柱，其節(jié)點上、下端和中間層節(jié)點上、下端的截面內(nèi)力設(shè)計值應(yīng)按下列公式計算： cbcMM???? 式中 cM? 考慮地震作用組合的節(jié)點上、下柱端的彎矩設(shè)計值之和；柱端彎矩設(shè)計值的確定，在一般情況下，可將計算的彎矩之和，按上、下柱端彈 性分 析所得的考慮地震作用組合的彎矩比進行分配； bM? 同一節(jié)點左、右梁端，按順時針和逆時針方向計算的兩端考慮地 震作用組合的彎矩設(shè)計值之和的較大值； 三級抗震， c? 取 層柱、軸壓比小于 的柱，柱端彎矩設(shè)計值可取地震作用組合下的彎矩設(shè)計值。 、下柱端的軸向力設(shè)計值，應(yīng)取地震作用組合下各自的軸向力設(shè)計值。考慮地震作用組合的框架結(jié)構(gòu)底層柱下端截面彎矩設(shè)計值，對三級抗震等級應(yīng)按考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計值乘以系數(shù) 確定。 二 層 B 柱，柱端組合彎矩設(shè)計值調(diào)整為例 ，其余計算結(jié)果見表 ① 第 二 層梁與 B 柱節(jié)點的梁端彎矩值由內(nèi)力組合表 查得。 查表易得四 種 有關(guān)地震的組合下右震內(nèi)力組合最大，故 右 震 bM? = 1 1 0 .5 8 0 .2 1 9 0 .7??kNm? ② 第 二 層梁與 B 柱節(jié)點的柱端彎矩值由內(nèi)力組合表 查得。 查表易得四種有關(guān)地震的組合下右震內(nèi)力組合最大，故 右 震 節(jié)點上端彎矩 ? ，下端 ? c bMM???=?= m? 將 bM? 按柱的彈性分析彎矩值之比分配給節(jié)點上下柱端 Mc1= 92 .7 / ( 92 .7 10 8. 6) 24 7. 91 11 4. 16? ? ?kNm? Mc2 / ( ) ? ? ? ?kNm? 一、二、三級的框架柱和框支柱組合的剪力設(shè)計值應(yīng)按下式 btv c c c n( ) /V M M H??? 其中抗震等級三級 vc ? ? ， cbM 、 tbM 分別為柱的上下端順時針或反時針方向截面組合的彎矩設(shè)計值，應(yīng)符合 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 GB5001120xx0(20xx 年版 )第 、 條的規(guī)定 ， nH 為柱的凈高 。煙 臺 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 50 第 8 章 截面設(shè)計 框架梁截面設(shè)計 基本資料 框架橫梁正截面及及斜截面的配筋計算，按受彎構(gòu)件進行，由于考慮抗震設(shè)計，則橫梁不設(shè)彎起鋼筋，梁的下部縱筋不能在跨中截斷。 根據(jù)橫梁控制截面內(nèi)力設(shè)計值，利用受彎構(gòu)件正截面承載力和斜截面承載力計算公式，算出所需縱筋及箍筋。 這里僅以 車庫 層 AB 梁為例說明計算方法 框架 AB 梁的混凝土等級為 C30 cf = N/mm2 tf = N/mm2 箍筋采用 HRB335 yf =300 N/mm2 縱筋采用 HRB400 yf =360 N/mm2 截面尺寸： bh=250mm4 50mm 正截面設(shè)計計算 1．梁的正截面受彎承載力的計算 （ 1） 梁底配筋 從表 查出最不利組合為地震作用組合，此時跨間 m ax kN mM ??。 梁下部受拉時，按 T 形截面設(shè)計 。 翼緣計算寬度