【正文】 作用。 表 8 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力 層 次 iH （ m） iG （ KN） iiHG （ ） jj ii HGHG? n??1 iF （ KN） iV （ KN） 7 8626 6 11031 5 11031 4 11013 3 10975 2 11092 1 11987 橫向框架各層水平地震作用及地震剪力見圖 6。 M0= ? ?bb qgl ?82 = ? ??????? ????????? ????? 2 第 24 頁 （共 92 頁 ） = V0= ? ?bb qgl ?2 = ? ? ??? = 由于本框架的抗震等級為三級，根據(jù) 混凝土結(jié)構設計規(guī)范（ GB500102020）第 條，則其受壓區(qū)高度應符合下列要求。 第 25 頁 （共 92 頁 ） 而 bhf = 3?? ??= 故可滿足軸壓比的限制要求。 風荷載計算 ⒈ 橫向風荷載作用下框架結(jié)構的側(cè)移驗算 ⑴ 風荷載標準值 第 26 頁 （共 92 頁 ） 風荷載標準值 kw 按下列公式計算： 0ww zszk ???? 式中： z? — 高度 z處的風振系數(shù)； s? — 風荷載體型系數(shù)； z? — 風壓高度變化系數(shù)； 0w — 基本風壓（ KN/m2）； 《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》（ GB50092020）規(guī)定，對于高度大于 30m，且寬度比大于 的結(jié)構，應采用風振系數(shù) β z來考慮風壓脈動的影響，但本教學樓高度小于 30m且高寬比也小于 ，所以不考慮風振系數(shù)，也就是β z= 風壓高度變化系數(shù) 181。S Z（ m） 181。 ⒉ 縱向風荷載作用下框架的側(cè)移計算 縱向風荷載作用下框架的側(cè)移計算方法與橫向框架相同，在此不在贅述。具體的柱剪力和 彎矩計算過程及結(jié)果見表 12。 第 30 頁 （共 92 頁 ） 圖⒏ 水平地震作用下的框架 彎矩 圖（ KN? m） 第 31 頁 （共 92 頁 ） 圖⒐ 水平地震作用下的框架梁端 彎矩 及柱軸力（ KN） ⒉ 風荷載作用下橫向框架內(nèi)力計算 風荷載作用下仍以 ○11軸線作為計算單元，計算框架結(jié)構的內(nèi)力。 圖 10 風荷載作用下的框架 彎矩 圖（ KN? m） 第 34 頁 （共 92 頁 ） 圖 11 風荷載作用下的框架梁端彎矩及柱軸力（ KN） ⒊ 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構內(nèi)力計算 豎向荷載作用下仍以 ○11軸線作為計算單元，計算框架結(jié)構的內(nèi)力。同時由于偏心彎矩較小，不考慮偏心彎矩作用。梁端和柱端彎距計算之后，梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力和梁端彎距引起的剪力相疊加而得到；柱軸力看由梁端剪力和節(jié)點集中荷載疊加得到。 圖 13 半框架梁柱線剛度示意圖 （ KN/m） 比如中柱頂層節(jié)點的分配系數(shù)為： 553854 ????? ??下柱? 457604 ????? ??左梁? 130000 ??????右梁? 其它節(jié)點的分配系數(shù)見圖 14和 15。調(diào)幅后，恒荷載 及活荷載彎距圖見圖 16和圖 17中括號內(nèi)的數(shù)值。 由圖 12查得梁上均布荷載和節(jié)點集中力為： 7層： q= 6層： q= 由圖 16查得梁端彎距為： 7層： 左M =? m （ KNV? m） 右M = KNV? m （ KNV? m） 6層： 左M = KNV? m （ KNV? m） 右M = KNV? m （ KNV? m） 注：括號內(nèi)為調(diào)幅后的彎距值。 其中， GkS — 恒荷載標準值的效應； 第 45 頁 （共 92 頁 ） QkS — 活荷載標準值的效應； wkS — 風荷載標準值的效應； GES — 重力荷載代表值的效應； EkS — 水平地震作用標準值的效應； 此外，對于本設計，由于 GkS + wkS 這種內(nèi)力組合與考慮地震作用的組合相比一般都較小，對結(jié)構設計不起控制作用，故不予考慮 下面以第一層邊跨梁為例，說明各內(nèi)力的組合方法。 表 19 GQM 的計算 位置 層次 GkS QkS q（ KN/m） l （ m） GQM （ KN m） QTM（ KN 表 20 GEM 及 1x 值計算 位 置 層 次 ? ?QkGk SS ? q (KN/m) l (m) V （ KN） 1x (m) GEM（ ） GVM（ ） GTM（ ） EVM（ ） ETM（ ） 邊 跨 VT 7 6 5 4 3 2 1 中 間 跨 TS 7 6 5 第 48 頁 （共 92 頁 ） 4 3 2 1 注：當 1x l 或 1x 0 時，表示最大彎矩發(fā)生在支座處。 圖 18 框架梁內(nèi)力組合圖 圖中， GVM 、 GTM — 重力荷載作用下梁端的彎距； EVM 、 ETM — 水平地震作用下梁端的彎距； V 、 TV — 豎向荷載與地震作用下的梁端反力。 m） GTM（ KN 若跨中彎矩小于 ql2/16，則應取 M=ql2/16。 表 18 活荷載作用下梁端剪力及柱軸力（ KN） 層次 荷載引起的剪力 彎矩引起的剪力 總剪力 柱軸力 邊跨 中間跨 邊跨 中間跨 邊跨 中間跨 邊柱 中柱 Vq左 =Vq右 Vq左 =Vq右 Vm左 =Vm右 Vm左 =Vm右 V左 V右 V左 = V右 N頂 N頂 7 () 0 () () 第 44 頁 （共 92 頁 ） 6 () 0 () () 5 () 0 () () 4 () 0 () () 3 () 0 () () 2 () 0 () () 1 () 0 () () ⒋ 橫向框架內(nèi)力組合 ⑴ 結(jié)構抗震等級 由《抗震規(guī)范》表 ，本工程框架結(jié)構的抗震等級為三級。 柱抽力： N=V+P 第 41 頁 （共 92 頁 ） 式中： V— 梁端剪力； P— 節(jié)點集中力及柱重。 ④ 彎矩分配計算 恒荷載作用下，框架的彎矩分配計算見圖 14，框架的彎矩圖見圖 16； 活荷載作用下，框架的彎矩分配計算見圖 15，框架的彎矩圖見圖 17。 表 16 框架梁固端彎矩計算 邊跨 中間跨 均布荷載（ KN/m） L （ m） M=ql2/12（ ） 均布荷載（ KN） L （ m） M=ql2/12（ ） ② 分配系數(shù)計算 由于取半框架計算內(nèi)力，切斷的橫梁線剛度為原來的兩倍，分配系數(shù)按與節(jié) 點連接的各桿的轉(zhuǎn)動剛度比值計算。 圖 12 橫向框架豎向荷載分布作用示意圖 （ a）恒荷載示意圖 （ b）活荷載示意圖 ⑵ 橫 向框架內(nèi)力計算 豎向荷載作用下框架的內(nèi)力采用彎矩的二次分配法計算。（注：走道上的荷載，因長 短邊之比略小于 2，為計算簡便，按單向板傳力體系考慮。具體的柱剪力和彎矩計算過程及結(jié)果見表 14；梁端彎矩、剪力及柱抽力計算過程見表 15。其中，梁的線剛度取自表 4，表 13 中柱軸力負號表示拉力，當左震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應的右側(cè)兩根柱為壓力。邊框架和縱框架的計算，鑒于畢業(yè)設計時間不多，有其計算方法與步驟與橫向框架相同，因此不再贅述。 第 27 頁 （共 92 頁 ） 圖 7 風荷載作用下的結(jié)構計算簡圖 ⑵ 風荷載作用下的水平位移驗算 風荷載作用下橫向框架結(jié)構的 層間位移Δ uI和頂點位移 uI計算見表 11。 風荷載計算取 ○11 軸線橫向框架，其負荷 寬度為 ，將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計算過程見表 10，式中 z 為框架節(jié)點至室外地面的高度， A為一榀框架各層節(jié)點的受風荷載面積。 結(jié)構的頂點位移與總高度之比為： ??Hu 501 ，因此頂點位移滿足要求。 ⑵ 框架柱 只需對受力最大的底層中柱柱底截面的抽壓比進行驗算。梁的混凝土強度等級為 C30，鋼筋為 HRB335 級；柱的混凝土強度等級為 C30，鋼筋為 HRB400 級。 在多遇地震作用下，由地震設防烈度為 7度，設計的基本地震加速度為 ，設計地震分組為第一組；建筑場地類別為Ⅲ類， 由《 建筑抗震設計規(guī)范》（ GB500112020）表 — 1 和表 — 2 可以查得： 水平影響系數(shù)極大值， α max= 特征周期值， Tg= 第 22 頁 （共 92 頁 ） 因為 T1= ==，則要考慮頂部附加集中作用。 TT uT ?? 式中： Tu — 計算結(jié)構基本自振周期用的結(jié)構頂點假想位移（ m）； T? — 結(jié)構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構取 ~；該框架取 。（混凝土強度等級為 C30， Ec=? 107KN/m2） 表 4 梁的線剛度 層次 梁 編 號 截 面 2m 跨 度 m 慣性距 邊框架梁 中框架梁 1230 bhI ? （ m 4 ） Ib = （ m4 ） 現(xiàn)澆板 Ib = （ m4 ） 預制板 ib =lEcIb（ KNm） Ib = （ m4 ） 現(xiàn)澆板 Ib = （ m4 ） 預制板 ib =lEcIb（ KNm） 7 KL1 103 103 34320 103 45760 KL2 103 103 48750 103 65000 KL3 103 103 32500 103 43333 6 | | 1 KL1 103 103 27456 103 34320 KL2 103 103 39000 103 48750 KL3 103 103 26000 103 32500 ⑵ 柱的線剛度計算 柱的線剛度計算見表 5。 故外墻體單位面積重量為： +5+17= 內(nèi)墻體單位面積重量為： 5+172= KN/m2 鋼鐵門單位面積重量為 KN/m2 ；玻璃門（ 15mm 厚）單位面積重量為 = KN/m2 ；鋁合金窗單位面積重量為 KN/m2，其中 C3造型窗 3200mm2400mm按 3200mm2100mm 等效。 圖 3 梁的計算跨度 ⒊ 柱高度 底層柱高度 h=++=5m （其中 為底層層高， 為室內(nèi)外高差， 為基礎頂面至室外地面的高度。 表 1 工程地質(zhì)資料 土層底部至深度（ m） 層號 平均厚度（ m） 樁端土的承載力特征值paq （ Kpa） 樁周土的承載力特征值 saq （ Kpa） 備注