某中學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-19 17:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 架梁在恒荷載作用下經(jīng)調(diào)幅并算至柱邊截面的彎矩先將梯形，三角形荷載化為等效的均布荷載 屋頂荷載等效 = = q邊=q4AB=（12+）= q中=q4BC== 樓面荷載等效 = = q邊=qAB=（12+）= q中=qBC== 如圖所示結(jié)構(gòu)內(nèi)力可以彎矩分配法計(jì)算并可利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性取二分之一結(jié)構(gòu)計(jì)算。各桿的固端彎矩為：頂層 AB=q邊l2邊==. m BC=q中l(wèi)2中==. m CB=q中l(wèi)2中==. m中間層 AB=q邊l2邊==. m BC=q中l(wèi)2中==. m CB=q中l(wèi)2中==. m活載計(jì)算過程與恒載相同，計(jì)算所得分層結(jié)構(gòu)彎矩圖如下 頂層彎矩計(jì)算結(jié)果 中間層彎矩計(jì)算結(jié)果 底層彎矩計(jì)算結(jié)果將各層分層法求得的彎矩圖疊加，可得整個(gè)框架結(jié)構(gòu)在荷載作用下的彎矩圖。很顯然，疊加后框架內(nèi)各節(jié)點(diǎn)彎矩并不一定能達(dá)到平衡，這是由于分層法計(jì)算的誤差造成的。為提高精度，可將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩再分配一次進(jìn)行修正，修正后豎向荷載作用下整個(gè)結(jié)構(gòu)彎矩圖如圖所示。并進(jìn)而可求得框架各梁柱的剪力和軸力。不平衡彎矩再分配層次軸件號(hào)A軸B軸桿件號(hào)上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁4分配系數(shù)分層彎矩M不平衡彎矩彎矩分配分配結(jié)果M3分配系數(shù)分層彎矩M不平衡彎矩彎矩分配分配結(jié)果M2分配系數(shù)分層彎矩M不平衡彎矩彎矩分配分配結(jié)果M1分配系數(shù)分層彎矩M不平衡彎矩彎矩分配分配結(jié)果M 采用滿布荷載法來考慮活載的最不利布置，~。對(duì)應(yīng)的活載作用下的彎矩圖為 活載作用下的彎矩圖框架梁在實(shí)際分布荷載作用下按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩如圖所示。 ，柱的軸力計(jì)算層次荷載引起的剪力彎矩引起的剪力AB跨BC跨軸力A柱B柱4321注：表中的單位均為KN 活載作用下梁端剪力及柱的軸力圖下述計(jì)算中均以左風(fēng)為例 風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖 風(fēng)荷載作用下內(nèi)力計(jì)算采用D值法。做如下假定：1 中間層某柱AB及與其上下相鄰柱的線剛度相等2 柱AB及與其上下相鄰柱的層間水平位移相等3 柱AB兩端節(jié)點(diǎn)及與其上下左右相鄰的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角相等（單位：kN/m） 側(cè)向剛度D的表達(dá)式中值反應(yīng)了梁柱線剛度比值對(duì)柱側(cè)向剛度的影響，稱為框架柱側(cè)向剛度降低系數(shù)。層次12/h2D根數(shù)2,3,4層邊柱1032中柱1032103底層邊柱1032中柱1032103 各柱分配的剪力（單位:kN）層次柱A,D柱B,C分配系數(shù)剪力V分配系數(shù)剪力V4321 風(fēng)荷載按接近于均布荷載計(jì)算，反彎點(diǎn)高度計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果如下表層次柱4邊柱000中柱0003邊柱000中柱0002邊柱000中柱0001邊柱000中柱000柱端彎矩的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下，由柱剪力和反彎點(diǎn)高度，按下列公式求得柱端彎矩公式中的下標(biāo)clk表示第j層第k號(hào)柱，上標(biāo)t,b分別表示柱的頂端和底端。層次柱A,D柱B,C上下上下4321 ，剪力的計(jì)算 在求得柱端彎矩后，梁端彎矩可按節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件，將節(jié)點(diǎn)上下端彎矩之和按左右梁的線剛度比例分配，計(jì)算公式為： 式中，—節(jié)點(diǎn)處左，右的梁端彎矩； ，—節(jié)點(diǎn)處柱上，下端彎矩； ，—節(jié)點(diǎn)左，右的梁的線剛度梁端剪力計(jì)算結(jié)果見下表層次邊跨梁AB中跨梁BC柱的軸力MAMBVMBMCV4321框架結(jié)構(gòu)在左風(fēng)作用下的內(nèi)力結(jié)果見內(nèi)力圖 左風(fēng)作用下的彎矩圖 風(fēng)荷載作用下框架剪力，軸力圖 式中—第j層k號(hào)柱的側(cè)向剛度；風(fēng)荷載作用下側(cè)移計(jì)算表層次(kN)(kN/m)(m)/h限值判定41031031031/550符合31031031031/550符合21031031031/550符合11031031031/550符合 抗震設(shè)防烈度7度，場(chǎng)地類型為二類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組 重力荷載代表值是結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和，是表示地震發(fā)生時(shí)根據(jù)遇合概率確定的“有效重力”集中于各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值Gi，為各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻柱等質(zhì)量，無論是否為上人屋面，其屋面上的可變荷載均取雪載。1) 頂層重力荷載代表值G4 (+)219= = 2513+ 252= 52 1/2= (帶門窗) 81/2+(+)121/2= %雪荷載 = 總計(jì)：2) 中間層重力荷載代表值G2=G3 = 52 = (帶門窗) 8+(+)12= +3= 總計(jì)：3) 底層重力荷載代表值G1 52 = (帶門窗) 10+(+)12= 則一榀框架總重力荷載代表值為: =G1+G2+G3+G4=+2+= 橫梁線剛度為了簡(jiǎn)化計(jì)算，AB跨梁：=1053104=45109NmmBC跨梁：=1053104=108109NmmCD跨梁同AB跨柱的線剛度底 層：=1053104=109Nmm其它層：=1053104=109Nmm框架柱的側(cè)向剛度D值（單位：kN/m）層次12/h2D根數(shù)2,3,4層邊柱10326中柱10326448500底層邊柱10326中柱10326368160 考慮實(shí)砌填充磚墻墻體對(duì)框架剛度影響的折減系數(shù)取= 框架結(jié)構(gòu)的基本周期T可按下式計(jì)算：，式中為頂點(diǎn)位移（單位為m），按D值法計(jì)算，見下表。層次（kN）（kN）(m)(m)4448500344850024485001368160 s水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和位移的計(jì)算 多遇地震作用下，設(shè)防烈度為7度，查《抗規(guī)》表=；二類場(chǎng)地,設(shè)計(jì)地震分組為第一組，抗震等級(jí)為三級(jí)，查《抗規(guī)》表，=。 Tg T1 5Tg ,除有關(guān)專門規(guī)定外，由地震影響系數(shù)曲線，則 由于,無需考慮頂部附加水平地震作用。結(jié)構(gòu)底部剪力為：kN各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，樓層地震剪力及樓層層間位移計(jì)算見下表：層次（kN）(m)（kN）（kN）（kN/m）（m）41208733670246326324485003119667626125844850028125542516834485001452292361919368160 地震作用計(jì)算簡(jiǎn)圖層次柱hViD/VikKy0M上M下4邊柱 632中柱3邊柱1258中柱2邊柱1683中柱1邊柱1919中柱 注：表中；；； 梁端彎矩剪力的計(jì)算 層次邊跨梁AB中跨梁BC柱的軸力MAMBVMBMCV邊柱A,D中柱B,C4321 地震作用作用下的彎矩圖 地震作用下梁端剪力柱的軸力圖 第 88 頁 共 88 頁層次桿件號(hào)截面內(nèi)力荷載類別組合類型恒載①活載②風(fēng)載③，③180。地震④，④180。①+（②+③）（①+②）+④4 AB梁梁左M 177。 177。 V 177。 177。 跨中M 177。 177。 梁右M 177。 177。 V 177。 177。 BC梁梁左M 177。
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