【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 21=212=22～4層內(nèi)縱墻1612～4層外橫墻22=422～4層內(nèi)橫墻10注：（1）墻厚=240+202=280mm（考慮抹灰層）（2）單位面積重為 119=（3）女兒墻自重墻體為120㎜單磚，女兒墻高為1200㎜，外墻面貼瓷磚（ KN/㎡），內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則女兒墻重力荷載為：（＋15＋17）=（＋15＋17）（2＋2）= KN 門窗的自重根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092001，，計(jì)算結(jié)果如表105所示：表105 門窗自重層數(shù)墻體位置門、窗扣除門窗的尺寸個(gè)數(shù)扣除部分墻體重量門窗重量總扣除重量總和1～4外墻窗18162門162 各層的荷載的組合屋蓋和樓蓋重力代表值為： 屋蓋層=女兒墻+屋面恒載+50%雪載+縱橫梁自重+半層柱重+半層墻重（墻和門窗）樓蓋層=樓面恒載+50%樓面活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層柱+樓面上下各半層墻重 將上述各荷載相加，得到集中于各層樓面的重力荷載代表值如下：四層： G4=＋+＋＋1/2＋1/2 (－－)=三~二層： G3～2=＋＋＋1/22＋1/2(－－)2=底層： =＋＋＋1/2（+）＋1/2（+）－－=重力荷載代表值如圖104所示 圖104 重力荷載代表值11 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移和內(nèi)力計(jì)算 橫梁的線剛度混凝土為C25，在框架結(jié)構(gòu)中，對(duì)現(xiàn)澆樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大了梁的有效剛度，減小了框架的側(cè)移，為了考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=（為梁的截面慣性矩），對(duì)中框架梁取I=2來計(jì)算：表111 橫梁線剛度計(jì)算表類別層次截面尺寸慣性矩跨度線剛度邊框架中框架邊橫梁1～43006006100中橫梁1～42504002760柱的線剛度見表107所示，橫向框架柱側(cè)移剛度D值見表108所示：圖112 柱的線剛度柱號(hào)Z截面（）（）（）Z1500500500Z25005003600注：由于柱采用C25混凝土，因而柱的側(cè)移剛度按計(jì)算，由于梁線剛度比不同，所以柱可以分為邊框邊柱，邊框中柱，中框邊柱，中框中柱1． 中框架柱側(cè)移剛度值表113 中框架柱側(cè)移剛度D值層次柱型根數(shù)1邊柱18中柱182～4邊柱18中柱182． 邊框架柱側(cè)移剛度值表114 邊框架柱側(cè)移剛度D值層次柱型根數(shù)1邊柱4中柱42～4邊柱4中柱4注：+=， += KN/m。本處按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自震周期：此方法是求結(jié)構(gòu)基頻的一種近似方法，將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡(jiǎn)化成無限質(zhì)點(diǎn)的懸臂之桿，導(dǎo)出直感頂點(diǎn)位移的基頻公式，所以需先求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，按式來求結(jié)構(gòu)的基本周期： ：基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影響。 ：框架頂點(diǎn)位移，而在求框架周期前，無法求框架地震力和位移，是將框架的重力荷載頂點(diǎn)位移，由求，再由求框架結(jié)構(gòu)底部剪力，再求各層剪力和結(jié)構(gòu)的真正的位移，如表115所示：表115 橫向框架頂點(diǎn)位移層次4321因此：，因本工程結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用， 設(shè)防烈度7度地震分區(qū)為一區(qū)，查表得（水平地震影響系數(shù)最大值）。Ⅱ類場(chǎng)地近震時(shí)特征周期：；結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按計(jì)算。由于＜根據(jù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，因而不考慮頂部附加地震作用。按底部剪力法球的基底剪力，按分配各層的質(zhì)點(diǎn)，因此各層橫向地震作用及樓層地震剪力如表116所示：表115 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次41282253105778274565147638橫向框架各層水平地震作用和地震剪力如圖111所示圖111 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力由于為鋼筋混凝土框架，因此其彈性層間位移角限值為1/550；結(jié)果見表116所示：表116 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次層間剪力Vi層間剛度Di 層間位移 層高層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角 436001/3364336001/1856236001/1406150001/938經(jīng)驗(yàn)算其最大彈性層間位移角限值1/938=θe〈[θe] =1/550，因此均滿足設(shè)計(jì)要求。此處采用中框架為例計(jì)算，邊框架和縱向框架的計(jì)算方法步驟與橫向中框架完全相同：框架柱剪力和彎矩計(jì)算，采用D值法； 求框架柱的剪力和彎矩時(shí)，此處采用D值法來進(jìn)行求解；：其中反彎點(diǎn)位置的確定考慮梁和層高的影響作用：既：；當(dāng)＞時(shí)，反彎點(diǎn)下移，查表時(shí)應(yīng)取，查得的冠以負(fù)號(hào)，對(duì)于底層柱不考慮修正值，即=0；對(duì)于頂層柱，不考慮修正值，取=0，對(duì)于底層柱，不考慮修正值，即=0。取中框架：以4層邊柱為例： 同理可得其它層邊柱的柱端彎矩，也可得出中柱的柱端彎矩，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列表如下：邊柱如表117：表117 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次柱高（）層間剪力（）（）（）（）4321中柱如下表118：表118 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次柱高（）層間剪力（）（）（）（）4321根據(jù)，，計(jì)算出梁端的彎矩及剪力，計(jì)算結(jié)果見表119及1110：表119 邊梁彎矩及剪力計(jì)算層次4321表1110 走道梁彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次邊柱軸力中柱軸力4321圖112 橫向框架各層水平地震作用下彎矩圖學(xué)習(xí)好幫手12 橫向風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)按下式來計(jì)算： 式中，—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）—高度Z處的風(fēng)振系數(shù) —風(fēng)荷載體型系數(shù)—風(fēng)壓高度變化系數(shù)—基本風(fēng)壓（kN/m2）由《荷載規(guī)范》，淮南地區(qū)重現(xiàn)期為50年的基本風(fēng)壓：=，地面粗糙度為C類。風(fēng)載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》： =（迎風(fēng)面）和=（背風(fēng)面）。H/B=，框架結(jié)構(gòu)(～)= (～)4=～（s），由171。荷載規(guī)范187。、=、ν=.。 由式可算得仍取中框橫向框架柱，沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q（z）＝= 根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度Hi由171。荷載規(guī)范187。，代入上式可得各樓層標(biāo)高處的q（z），見表15，q（z）沿房屋高度分布圖見圖12所示。表121沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次（迎）（背）432 1圖121風(fēng)荷載沿房屋高度分布圖 其中，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，取上層的一半和下層的一般之和，頂層渠道女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計(jì)算高度應(yīng)從室外地面開始取。=（+）（+）= =（+）==（+）==（+）（+）= 根據(jù)上述計(jì)算的水平荷載求出層間剪力，然后依據(jù)中框柱框架層間側(cè)移剛度計(jì)算各層相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移，計(jì)算過程見表122。表122 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次層高436001/327273336001/156521236001/109090150001/61728由表122可見，風(fēng)荷載作用下的框架的最大層間位移角為1/61728，遠(yuǎn)小于1/550，滿足規(guī)范要求。.. . . ..13 豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算單元仍取此中框架一榀框架為例計(jì)算，如圖131所示，由于房間無次梁，故直接傳給該框架樓面荷載如圖131中水平陰影線所示，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過板和縱向框架梁以集中力的形式傳遞給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上，由于縱向框架中心線與柱的中心線不重合，因此在框架上還有集中力矩。圖131 橫向框架計(jì)算單元 荷載計(jì)算 圖132 各層梁上作用的恒荷載對(duì)于第4層，如圖132所示，代表橫梁自重，為均布荷載形式。，分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖131所示的幾何關(guān)系可知：，,分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等重力荷載。則集中力矩： 對(duì)于3～2層， ，包括梁自重和其上墻自重，為均布荷載。其它荷載的計(jì)算方法同第4層，結(jié)果如下：，則集中力矩： 對(duì)于第1層， ，包括梁自重和其上墻自重，為均布荷載。其它荷載的計(jì)算方法同第4層，結(jié)果如下：，則集中力矩： 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖132所示： 圖133 各層梁上作用的活荷載 對(duì)于第4層，不上人屋面，只有雪載，對(duì)于3～1層，樓面活載，表131橫向框架恒載匯總表層次43～21表132橫向框架活載匯總表層次43～1梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配計(jì)算。計(jì)算時(shí)先對(duì)各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配，向遠(yuǎn)端傳遞(傳遞系數(shù)為1/2)，然后對(duì)由于傳遞而產(chǎn)生的不平衡彎矩再進(jìn)行分配，不再傳遞。由于結(jié)構(gòu)和荷載均勻?qū)ΨQ，故計(jì)算時(shí)可用框架。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向疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到。計(jì)算柱底軸力還需考慮柱的自重。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，為桿件的線剛度，分配系數(shù)為；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，分配系數(shù)計(jì)算過程如下：梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時(shí)可直接根據(jù)圖示荷載計(jì)算，也可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等效均布荷載，等效均布荷載的計(jì)算公式如圖所示。 α=a/l qe=(12a2+a3)q qe=5q/8 圖134 梯形荷載 圖135 三角形荷載 ，（梯形荷載）， 第4層，即頂層梯形荷載化為等效均布荷載 則頂層各桿的固端彎矩為