【文章內(nèi)容簡介】 荷載作用下的計算簡圖 地震荷載計算設(shè)計要求設(shè)防地震裂度為 7 度,II 類場地,由地震作用的計算原則可知,只需要考慮水平地震作用,重力荷載代表值為:頂 層: G = 中間層: G = G = G =底 層: G =結(jié)構(gòu)的基本自振周期采用經(jīng)驗公式:T = + ,H= ，B= = + ?? = 其中: H 為結(jié)構(gòu)總高度。B 為結(jié)構(gòu)寬度.設(shè)防地震裂度為 7 度,則水平地震影響系數(shù)最大值為: = ?在 II : T = 則地震影響系數(shù) 為:1? = ( ) = = ().)(9.?結(jié)構(gòu)總的重力荷載代表值為： G = =+3+=?Ei由底部剪力法計算的水平地震力為： F = G = = ()EK1?Eq該榀框架所受的地震力為： F = （ i = 1，2，3 ，4，5） ()i EK71Hjji?濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 表 地震荷載計算過程層 次H（m）Gi(kN)G Hi(kNm) (kNm)i?F i(kN)5 1231 310?4 1302 3 1302 2 1302 3 1 1348 10 310?計算結(jié)果如圖 所示。圖 地震作用荷載作用下的計算簡圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 4 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 恒載作用下的內(nèi)力計算.恒載為豎向荷載,內(nèi)力計算采用分層法計算. 在恒載作用下的框架計算簡圖如圖 所示.濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 圖 恒荷載框架計算簡圖將三角形分布荷載等效為均布荷載,其等效如圖 所示.圖 三角形及梯形分布荷載等效為均布荷載此時,恒載作用下的計算簡圖如圖 所示。梁端彎矩采用等效均布荷載求得，公式為 M = g l /12。39。2 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 圖 換算后的恒載計算簡圖框架結(jié)構(gòu)豎向力的常用的計算方法有彎矩二次分配法和分層法等，水平荷載的計算方法主要采用反彎點法和 D 值法。本設(shè)計豎向荷載采用分層法進(jìn)行計算，水平荷載采用 D 值法進(jìn)行計算. 在恒載作用下的框架的內(nèi)力計算過程如表 所示。表 頂層恒荷載的分配過程濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 24 表 標(biāo)準(zhǔn)層恒荷載分配過程濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 25 表 底層恒荷載分配過程 分層法計算結(jié)果在節(jié)點不平衡，還需進(jìn)行一次分配，分配過程如下圖所示：濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 表 恒荷載分層再分配及結(jié)果計算跨中彎矩和剪力需要根據(jù)荷載分布的實際情況來等效成簡支梁后進(jìn)行計算。三角形荷載可以等效成作用在 1/3 處的集中力，集中力的大小為力三角形的面積。框架最后的恒荷載受力圖如下所示：濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 27 圖 恒載作用下框架彎矩圖 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 圖 恒載作用下框架剪力圖圖 恒載作用下框架軸力圖 活荷載作用下的內(nèi)力計算本設(shè)計中活荷載作用下框架計算也采用分層法，其荷載計算簡圖如下：濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 29 圖 活荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)計算簡圖梁端彎矩：梁端彎矩 M = q l /12 等效成均布荷載的計算簡圖如下：39。2濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 30 圖 活荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)計算簡圖活荷載分層計算過程如下圖：濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 31 表 頂層活荷載分層法分配過程表 標(biāo)準(zhǔn)層活荷載分層法分配過程濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 32 底層活荷載分層法分配過程 分層法計算結(jié)果在節(jié)點不平衡，還需進(jìn)行一次分配，分配過程如下圖所示：濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 33 表 活荷載分層再分配及最終結(jié)果 最后所得彎矩圖如圖 ，進(jìn)而求得框架各梁、柱的剪力和軸力（如圖、） ，柱的軸力包括縱墻所傳軸力及自重。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 34 圖 活載作用下框架彎矩圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 35 圖 活載作用下框架剪力圖圖 活載作用下框架軸力圖 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算.為了方便計算在此將框架梁柱的剛度整理成表格，如下所示：表 橫梁剛度表截面 跨度 混凝土 矩型截面慣性矩 中段框架梁Bh l Ec Io I= Kb=EIb/l大跨 61021/12 =? 30?216517標(biāo)準(zhǔn)層 小跨 ? 483000大跨 3?216517底層 小跨 10?10483000濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 36 表 柱 B、E 的剛度表截面層高混凝土慣性矩線剛度=Kc2b?(一般層)=c?K?2(一般層)層數(shù)bhc h Ec IcKc=EIc/h=（底層）=（底層）2hlD=c?Kc2l5432 610 3?54000540283167??== 244921 6 3?44039==?3 15586 表 柱 C、D 的剛度表截面層高混凝土慣性矩線剛度=Kc2b?(一般層)=c?K?2(一般層)層數(shù)bhc h Ec IcKc=EIc/h=（底層）=（底層）2hlD= c?Kc2l5432 3?54000 540283167??）（==10 260711 3?44039 39==.652 16183表 D 值表D（kN/m）層次 ( )BZE( )CZ（kN/m）?D543212449224492244922449215586260712607126071260711618310112610112610112610112663538風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算采用 D 值法,其計算簡圖如圖 所示。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 37 圖 風(fēng)荷載下的計算簡圖風(fēng)荷載 D 值法計算過程如下 表：濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 38 表 風(fēng)荷載 D 值法計算過程= = ?D102649V=== y0= a1=1 y1=0KMu==Ml=== = ?10267V=== y0= a1=1 Ky1=0Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 y1=0KMu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = D10267 V=== y0= a1=1 Ky1=0Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = ?D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = ?D10267V=== y0= a1=1 Ky1=0Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 a3= y3=0 y=Mu==Ml=== = D10267V=== y0= a1=1 Ky1=0a3= y3=0 y=Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 a3= y3=0 y=Mu==Ml=== = ?D63581V=== y0= a1=1 y1=0Ka2= y2=0 y=Mu==Ml=== = ?D63581V=== y0= a1=1 Ky1=0 a2= y2=0 y=Mu==Ml=== = D63581V=== y0= a1=1 y1=0Ka2= y2=0 y=Mu==Ml== 經(jīng) D 值計算后得出梁端和柱端彎矩，進(jìn)而求得剪力和軸力，如下所示：濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 39 圖 風(fēng)荷載彎矩圖圖 風(fēng)荷載軸力圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 40 地震荷載的內(nèi)力計算.地震荷載作用下的內(nèi)力計算采用 D 值法,其計算簡圖如圖 所示.圖 地震荷載計算簡圖地震作用下 D 值法的計算過程如下表 所示濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 41 表 地震荷載 D 值計算過程= = ?D102649V=== y0= a1=1 y1=0KMu==Ml=== = ?10267V=== y0= a1=1 Ky1=0Mu==Ml=== = ?102649V=== y0= a1=1 y1=0KMu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = D10267 V=== y0= a1=1 Ky1=0Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = ?D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = ?D10267V=== y0= a1=1 Ky1=0Mu==Ml=== = ?D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 y=Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 a3= y3=0 y=Mu==Ml=== = D10267V=== y0= a1=1 Ky1=0a3= y3=0 y=Mu==Ml=== = D102649V=== y0= a1=1 Ky1=0 a3= y3=0 y=Mu==Ml=== = ?D63581V=== y0= a1=1 y1=0Ka2= y2=0 y=Mu==Ml=== = ?D63581V=== y0= a1=1 Ky1=0 a2= y2=0 y=Mu==Ml=== = ?D63581V=== y0= a1=1 y1=0Ka2= y2=0 y=Mu==Ml==濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 42 圖 地震作用彎矩圖圖 地震作用剪力軸力圖[上、下圖大小應(yīng)相等]濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 43 5 內(nèi)力組合 控制截面各種荷載作用下的內(nèi)力計算完畢后，即可進(jìn)行框架各梁柱各控制截面上的內(nèi)力組合。梁的控制截面為梁端及跨中，每層框架梁的控制截面為 9 個即圖中所示9 截面。而柱有兩個控制截面，即 11 截面，如圖 圖 框架控制截面布置 梁的內(nèi)力組合為方便設(shè)計表格，將部分文字用字母代替，具體如下：A=恒荷載+活荷載B=恒載+（活荷載+左風(fēng)荷載）C=恒載+（活荷載+右風(fēng)荷載）D=恒載+活荷載E=（恒載+活載）+地震作用F=（恒載+活載）+地震作用濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 44 表 第五層框架梁內(nèi)力組合控制截面 1 2 3 4 5五層 M V M V1 V2 M V M V M V恒載 活載 左風(fēng) 0 右風(fēng) 0 左震 0 右震 0 A B C D E F 控制截面 6 7 8 9五層 M V M V M V1 V2 M V恒載 活載 12 左風(fēng) 右風(fēng) 左震 右震 A B 215 C D E F 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 45 表 第四層框架梁內(nèi)力組合控制截面 1 2 3 4 5四層 M V M V1 V2 M V M V M V恒載 活載 33