某市中學(xué)教學(xué)樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-05-22 12:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 層的層間側(cè)移值與該層的層高之比不宜超過1/550的限值。水平荷載下的計算利用D值法計算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點平衡求出梁端彎矩。本工程中結(jié)構(gòu)不超過40m質(zhì)量和剛度沿度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值按式：FEK=α1Gep，計算即：Gep==48962=41617kN由于該工程所在地抗震設(shè)防烈度為8度，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計地震分組為第三組，則。 ， 則 （ 式中 r衰減指數(shù)，, 阻尼調(diào)整系數(shù),除有專門規(guī)定外,相應(yīng)的） ==T1=，則取為0FI=（1δn） 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次hiHiGiGiHiFiVi5985049604396041128472960411030046865.00， 水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移μi分別按式和μ(Δμ)k計算，表中還計算了各層的層間彈性位移角=Δμi/hi層次ViDi△μi/mmμi/mmhi/mθe=58699461/298948699461/166938699461/124828699461/10611.0011397101/1277，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，其值為1/1061＜1/550滿足式Δμe≤[θe]h的要求，其中[Δμ/h]=1/550由表查得。 水平地震作用下框架內(nèi)力計算水平地震作用下的內(nèi)力采用改進的反彎點法。框架柱端剪刀及等矩分別按式Vij= 計算，其中Dij取自表∑Dij取自表5，層間剪刀取自表7，各柱反彎點高度比y按式y(tǒng)=yn+y1+y2+y3確度，各修正值見表10。 柱剪力計算層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第五層同B柱同A柱第四層同B柱同A柱第三層同B柱同A柱第二層同B柱同A柱第一層同B柱同A柱框架柱反彎點位置，y= y0+y1+y2+ y3 ， 各柱的反彎點高度 A軸框架柱反彎點位置層號h/my0y1y2y3y50004000300020001000 B軸框架柱反彎點位置層號h/my0y1y2y3y50004000300020001000C軸框架柱反彎點位置與B柱相同，A軸框架柱反彎點位置與D柱相同?？蚣芨髦臈U端彎矩、梁端剪力及柱軸力發(fā)別按下式計算：中柱處的梁 ，中柱處的梁 橫向水平地震作用下A軸框架柱剪力和彎矩的計算層號Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）Mc總/（kNm）54321 橫向水平地震作用下B軸框架柱剪力和彎矩的計算層號Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）Mc總/（kNm）54321， 地震作用下的框架彎矩圖 地震作用下的框架剪力圖 地震作用下的框架軸力圖14 豎向荷載作用框架內(nèi)力計算豎向荷載作用下的內(nèi)力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。當框架為少層少跨時，采用彎矩二次分配法較為理想。這里豎向荷載作用下的內(nèi)力計算采用分層法。 豎向荷載作用下,這樣求得的框架內(nèi)力,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎局偏低,但當活載占總荷載的比例較小時,可在截面配筋時,~?？蚣軝M梁均布恒荷載、活荷載可從前面荷載計算中查得。 橫向框架荷載作用圖由于柱縱向集中荷載的作用，對柱產(chǎn)生偏心。 豎向恒載引起的偏心彎矩 豎向活載引起的偏心彎矩 梁柱端的彎矩計算 梁端柱端彎矩采用彎矩分配法計算。計算步驟為：將原框架分為5個敞口單元。用彎矩分配法計算每一個敞口單元的桿端彎矩，其余各層柱的傳遞系數(shù)為1/3。將分層法所得到的彎矩圖疊加，并將節(jié)點不平衡彎矩進行再分配。 梁端固定彎矩計算：恒載：屋面： 樓面： 活載：屋面： 樓面： 豎向均布活荷載作用下的框架內(nèi)力計算方法同上，、。 頂層彎矩圖 標準層彎矩圖 底層彎矩圖豎向均布活荷載作用下的框架內(nèi)力計算方法同上，、。對節(jié)點不平衡彎矩進行再次分配，以恒荷載作用下五層左上節(jié)點為例： 彎矩二次分配圖 其余各節(jié)點彎矩分配見圖中數(shù)據(jù)?；詈奢d作用下中間節(jié)點彎矩相差不大，不在分配。 。 梁端彎矩的調(diào)幅層次AB跨BC跨CD跨調(diào)幅前調(diào)幅后調(diào)幅前調(diào)幅后梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右同AB跨恒載五層四層147097三層二層一層148活載五層四層三層二層一層。 豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖 豎向均布活載作用下的框架彎矩圖 梁端剪力和軸力計算 梁端剪力 柱軸力 ,,。 恒載作用下AB梁端剪力計算層號q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)∑M/l(kN)VA= ql/2∑M/l(kN)VB= ql/2+∑M/l(kN)54321 恒載作用下BC梁端剪力計算層號q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)∑M/l(kN)VA= ql/2∑M/l(kN)VB= ql/2+∑M/l(kN)5040302010 活載作用下AB梁端剪力計算層號q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)∑M/l(kN)VA= ql/2∑M/l(kN)VB= ql/2+∑M/l(kN)5040302010 活載作用下BC梁端剪力計算層號q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)∑M/l(kN)VA= ql/2∑M/l(kN)VB= ql/2+∑M/l(kN)5040302010 恒載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VAVBVB=VCN頂N底N頂N底54321 活載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA =VBVB=VCN頂=N底N頂=N底5432115 風(fēng)荷載計算 本設(shè)計地區(qū)基本風(fēng)壓為，所設(shè)計的建筑地處城市郊區(qū)。由于房屋的高度不大。為了簡化計算，作用在外墻面上的風(fēng)荷載可進食用作用在屋面梁和樓面梁處的等效集中荷載代替。作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中荷載標準值：。離地高度Z/m/(kN/m2)/m/m/kN注：對于框架結(jié)構(gòu)也可近似按下式計算其基本自振周期： 。計算時，取H=。查附表得。風(fēng)和在作用下的框架側(cè)移計算：層次/kN/kN(kN/m)/m/h5544921/89544544921/40983544921/28172544921/22041429061/1791側(cè)移驗算：側(cè)移最大值：1/1791﹤1/550框架A柱、B柱、C柱、D柱的反彎點位置見表11和表12。風(fēng)荷載作用下框架各柱桿端彎矩、梁端剪力及柱軸力的計算方法和地震作用下框架內(nèi)力計算相同。,層號Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）5=4=3=2=1= 風(fēng)荷載作用下B軸框架柱剪力和彎矩的計算層號Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）5=4=3=2=1= 風(fēng)荷載作用下的框架彎矩圖 風(fēng)荷載作用下的框架軸力圖16 內(nèi)力組合 荷載組合荷載組合簡化如下：（1）恒荷載+活荷載、（2）恒荷載+風(fēng)荷載、（3）恒荷載+活荷載+風(fēng)荷載、（4）恒荷載+地震荷載+活荷載。 控制截面及不利內(nèi)力框架梁控制截面及不利內(nèi)力為：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax?？蚣苤刂平孛鏋槊繉由?、下截面，每截面組合：Mmax及相應(yīng)的N、V，Nmax及相應(yīng)M、V，Nmin及相應(yīng)M、V。， 框架內(nèi)力計算結(jié)果荷載類型層次AB跨BC跨V左=V右恒載①54321活載②54321重力荷載③=①+②54321風(fēng)荷載④543
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