中學(xué)教學(xué)樓土木工程結(jié)構(gòu)方向畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)(編輯修改稿)
2024-07-19 16:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 321 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算1．荷載計(jì)算（1）.恒載計(jì)算令代表橫梁自重，為均布荷載形式。分別為14層房間和走道板傳給橫梁的三角形荷載。，對(duì)于頂層，為屋面板傳給橫梁的三角形荷載。其荷載計(jì)算方法同14層，結(jié)果為：作用在13軸間頂層框架梁上的線荷載為：34軸間頂層框架梁上的線荷載為:13軸間樓面框架梁上的線荷載為:34軸間樓面框架梁上的線荷載為:令分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻重等，計(jì)算如下：屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值: 1軸柱縱向集中荷載,:頂層柱恒載=女兒墻自重+梁重+板傳荷載 KN標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁重+板傳荷載 KN同理 3軸柱縱向集中荷載,: 其荷載計(jì)算方法同頂層，結(jié)果為：頂層柱恒載 = 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載 = 4軸柱縱向集中荷載,: 其荷載計(jì)算方法同頂層，結(jié)果為：頂層柱恒載 = 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載 = 頂層柱頂軸力由節(jié)點(diǎn)剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，柱底軸力為柱頂軸力加上柱的自重，其余層軸力計(jì)算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。表3 橫向框架恒載匯總表(KN/m, KN)層次()()()()()514得到恒恒載作用下框架受荷簡(jiǎn)圖如下：圖（4） 恒荷載受荷簡(jiǎn)圖表4 恒載作用下梁端剪力及柱軸力（kN）層次總剪力柱軸力13跨34跨1柱2柱3柱V1VBVBVCVCVDN頂N底N頂N底5―――――――4―――――――3―――――――2―――――――1―――――――豎向恒荷載作用下的框架彎矩圖 （圖5）豎向恒荷載作用下的框架剪力圖 （圖6）豎向恒荷載作用下的框架軸力圖（圖7）表5 橫向框架活載匯總表層次()()()514豎向活荷載作用下的框架受荷簡(jiǎn)圖（圖8）豎向活荷載作用下的框架彎距圖（圖9）豎向活荷載作用下的框架剪力圖（圖10）內(nèi)力計(jì)算： 梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加得到。固端彎矩計(jì)算如下 A′B′跨： 5 層 M A＇ B＇＝＝ M= l＝6 2～4 層 M A8＇B8＇＝＝ M= l＝6 1 層 M A8 B＇＝＝ M= l＝6 B′C′跨：5 層 MB＇ C＇＝＝ M= l＝ 2～4 層 M B8＇C＇＝＝ M= l＝ 1 層 M B8 C＇＝ ＝ M= l＝B 分配系數(shù)計(jì)算：見(jiàn)圖9，圖10；考慮框架對(duì)稱性，取半框架計(jì)算，半框架的梁柱線剛度如圖12所示。切斷的橫梁線剛度為原來(lái)的兩倍，分配系數(shù)按與節(jié)點(diǎn)連接的各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度比值計(jì)算。A柱頂層節(jié)點(diǎn)：頂層節(jié)點(diǎn) 2～4層 一層節(jié)點(diǎn)：B柱頂層節(jié)點(diǎn)：頂層節(jié)點(diǎn) 2～4層節(jié)一層節(jié)點(diǎn)： 上柱下柱右梁左梁 上柱下柱右梁 A＇B＇ 恒荷載作用下的橫向框架彎距的二次分配（圖12）上柱下柱右梁左梁 上柱下柱右梁A＇B＇ 活荷載作用下的橫向框架彎距的二次分配（圖13）（2）活載作用下內(nèi)力計(jì)算表6 活荷載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力13跨34跨13跨34跨13跨34跨A柱B柱==5()0()()4()0()()3()0()()2()0()()1()0()()注: 當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力所產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，可不考慮活荷載的不利布置，而把活荷載同時(shí)作用于所有的框架梁上，這樣求得的內(nèi)力在支座處與按最不利荷載位置法求得內(nèi)力極為相近，可直接進(jìn)行內(nèi)力組合。但求得的梁的跨中彎矩卻比最不利荷載位置法的計(jì)算結(jié)果要小，因此對(duì)梁跨中彎矩應(yīng)乘以的系數(shù)予以增大。 豎向活荷載作用下的框架軸力圖（圖11）(3)重力荷載代表值作用于屋面梁及各層樓面梁處的重力荷載代表值：屋面重力荷載代表值：Gw=屋面永久荷載+50%屋面可變荷載+橫梁自重+樓面下半層的柱及縱橫墻自重 樓面重力荷載代表值：Gi=樓面永久荷載+50%樓面可變荷載+縱 橫梁自重+樓面上下半層的柱及縱橫墻自重。其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重取樓面上、下1/2層高范圍內(nèi)（屋面梁處取頂層的一半）的結(jié)構(gòu)及構(gòu)件自重（包括縱、橫梁自重，樓板結(jié)構(gòu)層及構(gòu)造層，縱、橫墻體及柱等自重）。計(jì)算時(shí)，各可變荷載的組合按規(guī)定采用， KN/m2，具體過(guò)程略，計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2。其中：因重力荷載代表值取上下兩層各半的荷載重量，因27層層高相同，中間門窗布置相同，可看做算一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層的荷載值。計(jì)算則有： G= G= G= kN G= G=表7. 結(jié)構(gòu)層號(hào)、層高及混凝土標(biāo)號(hào)見(jiàn)下表結(jié)構(gòu)層樓面標(biāo)高、層高、梁混凝土標(biāo)號(hào)層號(hào)標(biāo)高（m)層高 混凝土標(biāo)號(hào)5 C304 C303 C302 C301 C30 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算柱的側(cè)移剛度D值按下式計(jì)算：。根據(jù)梁柱線剛度比的不同，采用D值法計(jì)算框架剛度，由于本設(shè)計(jì)是現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，在計(jì)算樓、屋時(shí)梁的慣性矩，中間框架取I=2I0。混凝土彈性模量：C30：E=104N/mm2。C25:E=104N/mm2；柱可分為中框架中柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱等，K=∑ib/2ic(一般層），K=∑ib/ic(首層），αc=K/(K+2)(一般層）αc=(K+)/(2+K)(首層)。計(jì)算結(jié)果分別見(jiàn)表表表8。表8 架柱側(cè)移剛度D值層次1軸邊框架柱3軸邊框架柱4軸邊框架柱12～5 ,且質(zhì)量和剛度沿高度分布也比較均勻，可采用底部剪力法計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震作用。采用底部剪力法進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算時(shí)，只需知道結(jié)構(gòu)基本周期。 （1）基本自振周期 結(jié)構(gòu)基本周期計(jì)算采用能量法公式，能量法的理論基礎(chǔ)是能量守恒原理，即假設(shè)結(jié)構(gòu)是一個(gè)無(wú)阻尼的彈性體系作自由振動(dòng)，其總能量在任何時(shí)刻保持不變。本設(shè)計(jì)房屋外墻采用200厚粘土空心磚墻，內(nèi)墻120mm粘土空心磚墻，其周期折減系數(shù)，具體計(jì)算列于下表：能量法計(jì)算結(jié)構(gòu)的基本周期層號(hào)Gi(KN)∑D（104）（KN/m)△ui=∑Gi/Diui=∑△uiGiUiGiUi25 4 3 2 1 ∑ T1=T1=2ψi=2=（2) 水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值8度（）,設(shè)計(jì)地震分組為第二組，Ⅱ類場(chǎng)地,地震影響系數(shù)曲線的阻尼調(diào)整系數(shù)和形狀參數(shù)不需進(jìn)行調(diào)整。αmax=, Tg=α1=()αmax=()=T1 ＞ Tg ==故應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。FEK=α1Geq=4465=δn=+=+=ΔFn=δn FEK ==由公式Fi=(1δn) FEK 得：表9 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層號(hào)層高h(yuǎn)i/mHi/m樓層重力荷載代表值Gi/kN樓層地震作用樓層地震剪力Fi/kNVi/kN54321本結(jié)構(gòu)位于地震區(qū)，在進(jìn)行抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求： VEKi＞λ λ——剪力系數(shù)，本結(jié)構(gòu)取λ=則有： VEK7＞= VEK6=785KN＞= VEK5=＞= VEK4=＞= VEK3=＞= 由以上驗(yàn)算結(jié)果可知均滿足要求。表10 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次Vi /kN∑Di /(N/mm)△ui /mmui /mmhi/mmθe=△ui /hi51109042 36001/41109042 36001/31576890 36001/21601318 36001/11226988 48501/由上表可知，最大層間位移發(fā)生在第四層，其值為1/＜1/550，滿足規(guī)范要求。（3）水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算以建筑圖中軸橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說(shuō)明計(jì)算方法及過(guò)程，其余框架內(nèi)力計(jì)算從略。各柱反彎點(diǎn)高度y的計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1