超市框架工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-15 13:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 總計(jì)由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架。取一半計(jì)算，斷開(kāi)的中跨線剛度是原來(lái)的2倍。求分配系數(shù)時(shí)，對(duì)于邊節(jié)點(diǎn)，與節(jié)點(diǎn)相連的各桿件均為固接，因此桿端近端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度；對(duì)于中間節(jié)點(diǎn)，與該節(jié)點(diǎn)相連的走道梁的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)支座，因此轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，其余桿端。為桿件的線剛度，分配系數(shù)為。表36底層彎矩分配表上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系數(shù)分配系數(shù) 總計(jì)計(jì)算所得各層結(jié)構(gòu)彎矩如圖圖42頂層彎矩圖圖43中間層彎矩圖圖44底層彎矩圖 將各層分層法求得的彎矩疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。很顯然，疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩不能達(dá)到平衡，這是由于分層法計(jì)算的誤差所造成的。再將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正。必須注意，在求得結(jié)構(gòu)梁端支座彎矩后，如欲求跨中彎矩，則需根據(jù)求得的支座彎矩和各跨的實(shí)際荷載分布按平衡條件計(jì)算，而不能按等效分布荷載計(jì)算?？紤]梁端彎矩調(diào)幅，并將節(jié)點(diǎn)彎矩?fù)Q算至梁端柱邊彎矩值，以備內(nèi)力組合時(shí)用。圖45初步計(jì)算的彎矩圖圖46 剪力、軸力圖考慮彎矩調(diào)幅后框架在恒荷載作用下內(nèi)力圖見(jiàn)圖47。圖47 彎矩調(diào)幅之后彎矩圖算至柱邊彎矩圖48 算至柱邊彎矩圖頂層：P3= 2=P3BC=2=5kN/mP3’=P6D=P6G=2=P6E=P6F=2+2（+）=標(biāo)準(zhǔn)層：P= 2=P’=PEF=2=5kN/mPD=PG=2=PE=PF=2+2（+）=活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖： 圖49活載作用下結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，可不考慮活荷載的最不利布置，而把活荷載同時(shí)作用于所有框架梁上，這樣求得的內(nèi)力在支座處與按最不利荷載布置法的計(jì)算結(jié)果極為接近，可直接進(jìn)行內(nèi)力組合，但求得的梁跨中彎矩卻比最不利荷載位置法的計(jì)算結(jié)果要小。對(duì)于豎向活載，當(dāng)活載標(biāo)準(zhǔn)值小于4kN/m2時(shí)，按滿布荷載進(jìn)行分析。活荷載作用下內(nèi)力計(jì)算采用分層法。① 等效均布荷載的計(jì)算梁上分布荷載包括三角形，在求固端彎矩時(shí)，先將三角形分布荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載。任一層： 中跨 表41 頂層彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系數(shù)分配系數(shù)0 00總計(jì)00表42中間層彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系數(shù)分配系數(shù) 總計(jì) 表43底層彎矩分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系數(shù)分配系數(shù) 總計(jì)計(jì)算所得各層結(jié)構(gòu)彎矩如圖頂層中間層底層圖410 各層彎矩圖將各層分層法求得的彎矩疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在恒載作用下的彎矩圖。很顯然，疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩不能達(dá)到平衡，這是由于分層法計(jì)算的誤差所造成的。再將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正，修正后的豎向荷載作用下整個(gè)結(jié)構(gòu)彎矩圖如圖所示。圖411初步計(jì)算的彎矩圖圖412 剪力、軸力圖圖413調(diào)幅后彎矩圖然后根據(jù)梁端節(jié)點(diǎn)彎矩?fù)Q算至柱邊彎矩圖414 算至柱邊彎矩5水平荷載作用下框架內(nèi)力分析，、,。在工程設(shè)計(jì)時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算提高工作效率，通常梁先按矩形截面計(jì)算某慣性矩 ，然后乘以增大系數(shù)[4]。其中在求梁截面慣性矩時(shí)考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，取I=2I0（I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。AB跨梁：BC跨梁：上部各層柱：底層柱：圖51 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖（注：圖中數(shù)字為線剛度，單位為）表51柱側(cè)移剛度D值的計(jì)算樓層層高/m柱號(hào)柱根數(shù)bh//////322222122注：混凝土C30，N/重力荷載代表值，恒荷載取全部，樓面活荷載取50%，屋面取50%雪荷載，屋面活荷載不考慮。各質(zhì)點(diǎn)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的上下層間墻（包括門窗）、柱全部重力荷載代表值的一半之和。第3層重力荷載代表值： 標(biāo)準(zhǔn)層重力荷載代表值： 底層重力荷載代表值：因此，各層重力荷載代表值為G3=G2= kNG1= 圖52 重力荷載代表值按頂點(diǎn)位移法計(jì)算,考慮填充墻對(duì)框架剛度的影響,取基本周期調(diào)整系數(shù)為ΨT=,計(jì)算公式為T=,式中uT為頂點(diǎn)位移(單位為m),按D值法計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表: 表52框架頂點(diǎn)位移計(jì)算層次重力荷載代表值Gi /kN樓層剪力/kN樓層側(cè)移剛度 /(kN/m)層間位移/m樓層位移335200235200120800∴T1==因?yàn)榻ㄖ锏目偢叨炔怀^(guò)30m，僅需考慮水平地震作用。質(zhì)量和剛度沿高度均勻分布，故采用底部剪力法來(lái)計(jì)算水平地震作用[5]。工程抗震設(shè)防基本目的是在一定的經(jīng)濟(jì)條件下，最大限度地限制和減輕建筑物的地震破壞，保障人民的財(cái)產(chǎn)安全，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，近年來(lái)，許多國(guó)家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都趨向于以“小震不壞，中震可修，大震不倒”作為建筑抗震設(shè)計(jì)的基本規(guī)范[2]。由抗震設(shè)防烈度為7度，第二組，建筑場(chǎng)地為Ⅱ類，按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ112001）》可查得, Tg=,則橫向地震影響系數(shù)為：由于T1= ==，需考慮頂部附加地震作用修正按《抗震規(guī)范》公式得作用于各質(zhì)點(diǎn)上橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，如下表53和圖54所示。15層=(GH/ ) (1)FEK=== kN頂層F=+Δ 頂部附加地震作用系數(shù)=+=+=Δ==17kN表53水平地震作用、樓層地震剪力計(jì)算及層間彈性位移計(jì)算由上表可知，在多遇地震作用下層間位移轉(zhuǎn)角,滿足要求。 一般選取具有代表性的平面框架單元進(jìn)行內(nèi)力分析，本設(shè)計(jì)計(jì)算方法采用D值法。各柱反彎點(diǎn)高度比y按式確定，對(duì)于層頂柱，不考慮修正值，即=0；對(duì)于底層柱，不考慮修正值=0。所選框架為規(guī)則框架成受倒三角水平力分布作用，查相關(guān)表格得出每層柱的y值，見(jiàn)下表，表中還對(duì)各層柱端剪力及彎矩進(jìn)行了計(jì)算[8]1）將各樓層地震剪力按式 分配到單元框架的各框架柱，可得各層每根柱所承受的剪力值。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表54。 2）采用D值法確定各層每根柱的反彎點(diǎn)高度。3）計(jì)算每層柱上下端的柱端彎矩（柱所承受的剪力乘以反彎點(diǎn)至計(jì)算端的距離）。4）利用節(jié)點(diǎn)的平衡原理，求出每層各跨梁端的彎矩（按梁的線剛度比例分配節(jié)點(diǎn)梁端總彎矩）。5）按梁的彎矩平衡條件求出梁端剪力 ,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附表3。6）由每層柱的軸向壓力與梁端剪力平衡的條件可求出柱的軸力。7）水平地震作用下框架內(nèi)力圖見(jiàn)圖55。表54地震作用下橫向框架柱剪力及柱端彎矩層層高柱各樓層VDjDjkDjk/DjVjkKyMtMb3Z1352007800Z23520098002Z1352007800Z23520098001Z1191208005000Z2191208005400表55地震作用下橫向框架梁端彎矩剪力和柱軸力樓層進(jìn)深梁中跨梁邊柱中柱332313 圖53 水平地震作用下框架彎矩圖（kNm）該辦公樓高度H30m，可取=，對(duì)于矩形平面，可查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 。將風(fēng)荷載轉(zhuǎn)換成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度,A為一榀桁架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積。地面粗糙度為B類?？蚣芘畠簤Ω?00mm，頂層受風(fēng)面積為女兒墻高加第六層層高的一半，中間層受風(fēng)面積為上下各層取層高的一半，底層為第二層層高一半和第一層算至基礎(chǔ)的層高的一半。風(fēng)荷載計(jì)算公式 ，計(jì)算結(jié)果如下表：表56
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