徐州某高校教學(xué)樓設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-05-24 13:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 6B =M6C ==MA =MD =（）=MB =MC =（）=在恒載作用下框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖27所示：圖27 恒載圖 （2）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Qk的計(jì)算由已知條件可知，該屋面為不上人屋面，+=。 KN/m2，兩者不應(yīng)同時(shí)考慮， KN/m2， KN/m2， KN/m2。計(jì)算結(jié)果如下：頂層邊跨活載標(biāo)準(zhǔn)值： q6邊 = = KN/m頂層中跨活載標(biāo)準(zhǔn)值： q6中 = = KN/m中間層邊跨活載標(biāo)準(zhǔn)值：q邊 = = 中間層中跨活載標(biāo)準(zhǔn)值：q中 = = KN/m集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：頂層集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P6邊 = 1/21/2 = KN P6中 = +1/2（+（））= KN中間層集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：P邊 = 1/21/2 = KN P中 = +1/2（+（））=活荷載作用下結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖28所示。圖28 活載計(jì)算簡(jiǎn)圖(3) 風(fēng)何載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算公式：ωk =βzμsμzωo其中當(dāng)?shù)鼗撅L(fēng)壓ωo = KN/m2查風(fēng)荷載體形系數(shù)表可知μs = －（） = 6+ = m＜30 m，＜，故可不考慮風(fēng)振系數(shù)，取βz = ，查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表可求得相應(yīng)樓層高度處的風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz。第一層的頂點(diǎn)高度Z1 = + = m,查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表μz = ，該層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積A1=( + )/2 = m2風(fēng)荷載 P1 =βzμsμzωoA1 = = KN第二層的頂點(diǎn)高度Z2 = + = ,查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表μz = ，該層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積 A2=( + )/2 = 風(fēng)荷載 P2 =βzμsμzωoA2 = = KN第三層的頂點(diǎn)高度Z3 = + + = m,查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表μz = ，該層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積 風(fēng)荷載 P3 =βzμsμzωoA1 = = 第四層的頂點(diǎn)高度Z4 = + + + = m,查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表μz = ，該層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積 風(fēng)荷載 P4=βzμsμzωoA4 = = KN第五層的頂點(diǎn)高度Z5 = + + ++= m,查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表，得μz = ，該層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積 風(fēng)荷載 P5=βzμsμzωoA5 = = 第六層的頂點(diǎn)高度Z6= +5 = m,查風(fēng)壓高度變化系數(shù)表μz = ，該層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積A1=( + ) = 風(fēng)荷載 P1 =βzμsμzωoA1 = = 計(jì)算結(jié)果如下表25所示：表25 風(fēng)荷載計(jì)算表層數(shù)βzμsZi (m)μzωo (KN/m2)Ai (m2)Pi (KN)六層五層四層三層二層一層風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖29所示。圖29 左風(fēng)載(4)地震荷載計(jì)算 設(shè)計(jì)要求設(shè)防地震裂度為7度,II類場(chǎng)地,由地震作用的計(jì)算原則可知,只需要考慮水平地震作用,并采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用力. 為求各層框架柱在地震作用下的剪力，先要計(jì)算各層結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值，計(jì)算重力荷載代表值時(shí)，恒荷載取全部，樓面活荷載取50%，各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值Gi 取本層樓面重力荷載代表值及與其相鄰上下層間墻（包括門窗）、柱全部重力荷載代表值的一半之和。計(jì)算公式如下：GE = DK + ∑ψiLki ①經(jīng)計(jì)算的結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值為:.頂層重力荷載代表值包括屋面恒載 + 50％的屋面活載 + 縱橫梁自重 + 半層柱自重 + 半層墻體自重 + 部分門窗自重頂層屋面恒載：[－（+）] = KN頂層雪荷載：[－（+）] = KN挑檐自重：25[（+）2] = KN挑檐粉刷自重：2[（+）2] 17 =框架橫梁自重：[（－）12+ （－）13] 25= 連系梁自重：（－）[() 3+（4810）] 25= 框架橫梁粉刷自重：[（－）212+ （－）213] 17= KN連系梁粉刷自重：（－）[（）3+（10）] 17= KN框架柱自重：（）2550 = 549 KN框架柱粉刷自重：{[2 + （－）2] 28+[2+（）2] 22}（）17= 外墻自重：[（）（22+2324）+（）4+（）2] 19=[+36+] 19= KN外墻粉刷自重：[+36+] 217= KN外墻窗體自重：（）324=內(nèi)墻自重：（）1919+（）1219=內(nèi)墻粉刷自重：（）19172+（）1217=底層重力荷載代表值 ： GE6=+1/2+++++++549++++++= KN 同理可得：中間層: GE2 = GE3 = GE4 = GE5= 底 層: GE1 = 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖210所示圖210 地震荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖②框架橫向抗側(cè)移剛度的計(jì)算（D 值法）圖211 柱的類型圖 1:100柱的抗側(cè)移剛度與樓層側(cè)移剛度如下表26所示： 表26 柱的抗側(cè)移剛度與樓層側(cè)移剛度樓層i層高柱號(hào)柱根數(shù)bhIc=bh3/12103（m4）ic=EcIc/l104(KNm)KαDij104(KNm)ΣDij104Di2~6Z12027Z220Z34Z42Z52Z62底層Z120Z220Z34Z42Z52Z62③框架自振周期計(jì)算采用頂點(diǎn)位移法計(jì)算，考慮填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)自振周期的影響，取基本周期調(diào)整系數(shù)?T=，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)于下表27表27 框架自振周期計(jì)算樓層i重力荷載代表值Gi (kN)樓層剪力VGi =ΣGi (kN)樓層側(cè)移剛度Di (kN /m)層間位移ΔuGi = VGi / Di (m)樓層位移uGi =ΣΔuGi(m)672460057246004724600372460027246001551980Σ可得結(jié)構(gòu)的基本自振周期：T = （uT）=（）=設(shè)防地震裂度為7度,則水平地震影響系數(shù)最大值為: = : T = 則地震影響系數(shù)為（TT5T）: = ()η2 = （）=因?yàn)門= T=，故考慮頂部附加地震作用則頂部附加地震作用系數(shù)為：δn = + = + = 結(jié)構(gòu)總的重力荷載代表值為： G = =由底部剪力法計(jì)算的水平地震力為： F = G = =頂部附加地震作用為：ΔF5 =δnFEK = = 每榀框架所受的總水平地震力為：各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 Fi = FEK（1δn）， 計(jì)算過(guò)程如圖表28所示。表28 框架自振周期計(jì)算 層 次層高（m）H（m）G(kN)GH(kNm) (kNm)Fi(kN)Vi(kN)Di(kN/m)Δuej103 （m）θ e6+=7246001/338057246001/203947246001/154337246001/130027246001/117315519801/1070由表28可知θ e1/550的要求，即彈性變形滿足要求。計(jì)算結(jié)果如圖212所示。圖212 左地震 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算(1) 恒載作用下的內(nèi)力計(jì)算.將三角形及梯形分布荷載等效為均布荷載,其等效如圖213所示.圖213三角形及梯形分布荷載等效為均布荷載計(jì)算過(guò)程如表29所示：樓 層梁g1/g2 (kNm)g邊/g中(kNm) 或g0=5/8 g2 (kNm) (kNm)頂 層邊跨梁中跨梁中間層邊跨梁中跨梁表29 恒載作用下內(nèi)力計(jì)算此時(shí)恒載下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖214所示：圖214 換算后的恒載圖計(jì)算簡(jiǎn)圖梁端彎矩M = gl/12,其計(jì)算過(guò)程如表29所示： 表29 梁端彎矩計(jì)算樓 層梁號(hào)g139。lM= gl/12頂 層邊跨梁中跨梁中間層邊跨梁中跨梁采用彎矩二次分配法計(jì)算， 在恒載作用下的框架的內(nèi)力計(jì)算過(guò)程如表210所示：表210荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算上柱下柱右粱左梁上柱下柱右梁00000000000上柱下柱右粱左梁上柱下柱右梁計(jì)算完畢后所得框架彎矩圖如圖215所示。進(jìn)而求得框架各梁,柱的剪力和軸力如圖216,217所示?？紤]梁端彎矩調(diào)幅,并將梁端點(diǎn)彎矩?fù)Q算至梁端柱邊彎矩,。圖215 恒載彎矩圖（KNM） 圖216 恒載下的框架剪力圖 圖218 恒載軸力圖 圖219 調(diào)幅后并換算至梁端柱邊的恒載彎矩圖（2）活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算本設(shè)計(jì)中屋、樓面活荷載與恒荷載相比，其值要小得多，在設(shè)計(jì)中僅考慮活載的滿跨布置進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。內(nèi)力計(jì)算仍采用彎矩二次分配法，活荷載作用下框架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 。① 活荷載布置在邊跨。將梯形及三角形分布荷載等效為均布荷載，計(jì)算過(guò)程如圖表211所示：表211將梯形及三角形分布荷載等效為均布荷載計(jì)算過(guò)程樓 層梁q中/q邊(kNm) 或q0=5/8 g中 (kNm)頂 層邊跨梁中跨梁中間層邊跨梁中跨梁此時(shí),活荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖變?yōu)閳D220所示：圖220 換算后的活載圖計(jì)算簡(jiǎn)圖梁端彎矩：梁端彎矩M = ql/12,其計(jì)算過(guò)程如表212所示：表212 梁端彎矩計(jì)算樓 層梁號(hào)qlM= Pl/12頂 層邊跨梁中跨梁中間層邊跨梁中跨梁框架各桿件的相對(duì)線剛度比如表26所示 。活荷載滿跨布置框架內(nèi)力的計(jì)算過(guò)程如表213所示：表213 上柱下柱右粱左梁上柱下柱右梁00
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