【正文】 1236 水平地震作用下框架內(nèi)力圖形及內(nèi)力值水平地震作用下框架內(nèi)力圖形及內(nèi)力值50%雪載及50%樓面活載作用下的內(nèi)力計算為了便于按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GBJ50009——2001）有關(guān)規(guī)定進(jìn)行地震作用與其他荷載效應(yīng)的組合，現(xiàn)將重力荷載代表值中，除恒載之外的其余荷載，即50%雪載及50%樓面活載作用下的內(nèi)力計算如下：（1） 荷載計算屋面梁線荷載： **=（KN/m）樓面梁線荷載： *2*=（KN/m）（2） 固端彎矩大梁： 屋面梁： MF1=1/12**=*m樓面梁： MF2=1/12**=*m走道梁：屋面梁： MF1=1/12**=*m樓面梁： MF2=1/12**=*m（3） 內(nèi)力計算 內(nèi)力計算過程及內(nèi)力圖詳見下圖：用彎矩二次分配法計算KJ8在50%雪載及50%樓面活載作用下的內(nèi)力KJ8在50%雪載及50%樓面活載作用下的內(nèi)力圖KJ8在50%雪載及50%樓面活載作用下的內(nèi)力圖三、 框架荷載效應(yīng)組合（一）關(guān)于荷載效應(yīng)組合的說明 控制截面的選擇控制截面的選擇，柱每層取上下端截面，梁每跨取兩端及跨中三個截面。因此，作用于每平方米墻面上的風(fēng)載為：W=2*s*z* Wo=***= KN/m2沿高度分布的線荷載，按負(fù)荷寬度5m計算，即 *5=內(nèi)力計算（1）計算簡圖如下： 內(nèi)力計算采用D值法，將均布線荷載先化為接點(diǎn)荷載，具體計算如下： 頂接點(diǎn)處： P4=*（+）/2=四層樓面接點(diǎn)處： P3=*=三層樓面接點(diǎn)處： P2=*=二層樓面接點(diǎn)處： P1=*（+）/2=（2）各層柱側(cè)移剛度計算各層柱側(cè)移剛度計算如下表所示：風(fēng)載作用下內(nèi)力計算簡圖柱別K=(一般)K=（首層）==D=KN/mmDKN/mm 二、三、四層柱A軸邊跨==中跨==B軸邊跨==中跨==C軸邊跨==中跨== 底層柱A軸邊跨==中跨=102 =B軸邊跨==中跨==C軸邊跨==中跨==（3）內(nèi)力計算 柱端彎矩的計算如下表示，梁端彎矩可利用接點(diǎn)平衡條件計算，KJ8在風(fēng)載作用下的彎矩圖形如下（a）所示，利用彎矩圖形計算得到的梁端剪力及柱軸力示于下圖（b）中。 z =，具體數(shù)值根據(jù)房屋頂點(diǎn)距地面的高度H=，查表得到。計算中忽略了框架接點(diǎn)線位移的影響，按無側(cè)移框架進(jìn)行計算?；詈奢d的取值（1）屋面活荷載 查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ50009——2001），㎡，*=，*=。本工程在豎向荷載作用下取調(diào)幅系數(shù)=，跨中截面的彎矩增量利用公式M=1/2（1）（Mij+Mji）進(jìn)行計算，并將調(diào)幅后的梁端及跨中截面彎矩值寫在恒載作用下KJ8彎矩圖括號內(nèi)。 N上=計算層以上各層傳來的軸力+本層橫梁端剪力+接點(diǎn)處集中力 N下= N上+本層柱自重+其它作用力KJ8在恒載作用下的各柱軸力計算詳見下表，恒載作用下的梁端剪力及柱端軸力示于下圖。 作用于KJ8的恒載以及在恒載作用下的計算簡圖4） 柱自重：（1）每米柱重量柱自重 **25=面層 *4**25=合計： （2）二、三、四層柱重 *=（3）底層柱重 *=內(nèi)力計算 恒載作用下的內(nèi)力計算簡圖如上，內(nèi)力計算用力矩二次分配法1）框架梁固端彎矩 MA4B4= 1/12***= *m MA3B3= MA2B2 =MA1B1= 1/12***= *m MC4B4= 1/12***= *m MC3B3= MA2B2 =MA1B1= 1/12***= *m2) 分配系數(shù)（1）框架梁、柱線剛度 梁、柱線剛度的計算結(jié)果列于下表中桿件截面尺寸EcKN/mm178。二、 橫向框架（KJ8）內(nèi)力計算本工程為學(xué)校建筑，作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，樓層（面）活荷載，風(fēng)荷載及地震作用，下面分別計算各項(xiàng)荷載作用下的內(nèi)力。在水平荷載作用下，如果框架布置比較均勻，對稱，同方向個榀框架的剛度基本相等，亦可按單榀平面框架計算水平荷載及其作用下的內(nèi)力。具體尺寸詳見下圖。 框架柱地震區(qū)的框架柱截面尺寸的確定應(yīng)考慮兩個方面的強(qiáng)度和剛度要求，為此宜按方形柱或接近方形的矩形柱設(shè)計。 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計計算荷載匯集；地震作用計算；風(fēng)荷載計算；荷載組合及內(nèi)力分析；一榀框架計算；現(xiàn)澆板計算；樓梯計算；懸挑構(gòu)件計算；基礎(chǔ)及基礎(chǔ)梁計算；會議室（樓）屋蓋計算）；其它必要的構(gòu)件計算。（二）、結(jié)構(gòu)設(shè)計要求1． 設(shè)計說明（1）采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，裝配整體式或現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）蓋，空心磚或砌塊填充墻。（3）主要2個立面圖（比例1:100或1：150）。其中： 普通教室：12間，每間約為50~60m2；其他教室：美術(shù)，音樂，語音，微機(jī)教室各一間，每間約60~80m2；實(shí)驗(yàn)室：5間，每間約為60~80m2； 圖書閱覽室：面積約200m2；教師辦公室：12間，每間約為20m2；其他辦公輔助用房：如門衛(wèi)，保衛(wèi)處，會議室等200m2 左右。二、 設(shè)計內(nèi)容及要求 設(shè)計內(nèi)容包括建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工組織設(shè)計三部分。（2） 土層概述（如下表）巖土名稱土層厚度/m孔隙比e液性指數(shù)ILFk(kpa)T(kN/ m3)雜填土100黏土200中密細(xì)砂6270基巖根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，本工程場地覆蓋層厚度內(nèi)多為中軟場地土，建筑物所在場地類別二類。,地下水質(zhì)經(jīng)取樣分析，對混凝土無侵蝕作用。有上、下水及供電設(shè)施。（3） 教學(xué)樓設(shè)計要求建筑面積：要求總面積控制在2500~3000㎡左右。 （2）首層平面圖、標(biāo)準(zhǔn)層平面圖、頂層平面圖（1：100或1：150）。 一個主要立面和墻身祥圖要求用手畫圖。2． 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算內(nèi)容1）確定結(jié)構(gòu)方案：上部承重結(jié)構(gòu)方案與布置；樓（屋）蓋結(jié)構(gòu)方案與布置；基礎(chǔ)方案布置；結(jié)構(gòu)措施及其特殊部位的處理等。（二） 框架梁、柱截面尺寸的確定 橫向框架梁本工程采用矩形截面梁，其截面高度一般可按高跨比為1/8~1/12確定，考慮中小學(xué)樓面活載不算太大，取h=1/12*6600=550mm,截面寬度一般按b=(1/2~1/3)h確定，本工程取b=250mm。本工程根據(jù)工程地質(zhì)資料分析，縱向框架的柱高的確定原則同橫向框架。 在豎向荷載作用下，可分別將將個榀框架作為獨(dú)立的計算單元，按其負(fù)荷范圍計算荷載，然后按平面框架分析內(nèi)力。對于本工程來講，縱向三榀框架受力各不相同，應(yīng)分別進(jìn)行計算，橫向以⑧軸線框架（編號為KJ8）為例進(jìn)行分析。 （1）A軸線屋面縱梁傳來的集中力：女兒墻及壓頂重 ***25+***12=梁及粉刷層[*+*（++）]*25*= 梁頂面保溫層及防水層 （+*20+12*+*）**=合計： （2）A軸線二、三、四層縱梁傳來的集中力：鋼窗 *2**=窗間墻 *30**12=窗下墻 ***12=梁自重 合計： B、C軸線縱梁傳至該榀框架柱的集中力計算從略，具體數(shù)值表示于下圖中。四層：大梁： l= Gk= M==*m VA=1/2 GklM/l =1/2**VB左=1/2 Gkl+M/l=1/2**+走道梁： l= Gk= M==*m VC=1/2 GklM/l = 1/2**VB右=1/2 Gkl+M/l=1/2**+三層：大梁： l= Gk= M==*m VA=1/2 GklM/l =1/2**VB左=1/2 Gkl+M/l=1/2**+走道梁： l= Gk= M==*m VC=1/2 GklM/l = 1/2**VB右=1/2 Gkl+M/l=1/2**+二層：大梁： l= Gk= M==*m VA=1/2 GklM/l =1/2**VB左=1/2 Gkl+M/l=1/2**+走道梁： l= Gk= M==*m VC=1/2 GklM/l = 1/2**VB右=1/2 Gkl+M/l=1/2**+一層：大梁： l= Gk= M==*m VA=1/2 GklM/l =1/2**VB左=1/2 Gkl+M/l=1/2**+走道梁： l= Gk= M==*m VC=1/2 GklM/l = 1/2**VB右=1/2 Gkl+M/l=1/2**+（3）柱軸力的計算 每層柱上下端截面（即控制截面）的軸力一般可按下式計算。根據(jù)塑性內(nèi)力重分布的原理，可將涼端彎矩進(jìn)行調(diào)幅處理，適當(dāng)減少梁端截面的負(fù)彎矩鋼筋數(shù)量，這樣處理還可以達(dá)到方便施工的目的。本工程采用手算，直接按滿布活載一次計算內(nèi)力。活荷載的布置 活荷載的布置情況如下圖：活荷載的布置活載作用下的內(nèi)力計算 活載作用下的內(nèi)力計算采仍用彎矩二次分配法，具體計算過程詳見下圖。 s =（）=； z——風(fēng)壓高度變化系數(shù)。 Wo = KN/m2。具體計算如下： （1）屋蓋平面處的重力荷載代表值G4屋面雪載 **9*50%= KN屋面雪載 **9=框架橫梁 **8+**8=框架橫梁 *21=女兒墻 *14+= 柱自重 **24= 內(nèi)墻 += 外墻 4*= 鋼窗 *= KN合計： 4570KN（2）集中于四層樓面處的重力荷載代表值G3樓面活載 2**9*50%= KN樓面雪載 **9=框架橫梁 框架橫梁 樓梯 178KN 柱自重 **24=585KN 內(nèi)墻 += 外墻 += 鋼窗 ***14= KN合計： 6071KN（3）集中于四層樓面處的重力荷載代表值G2（4）集中于四層樓面處的重力荷載代表值G1樓面活載 樓面雪載 框架橫梁 框架橫梁 樓梯 178KN 柱自重 765KN 內(nèi)墻 外墻