【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表值為：++++776/2+，35 層重力代表值為：+++1552/2+=二層重力代表值為：一層重力代表值為：質(zhì)點(diǎn)重力代表值示意圖如圖 所示圖 質(zhì)點(diǎn)重力荷載值第四章 框架橫向側(cè)移計(jì)算 重力側(cè)移剛度計(jì)算梁、柱采用混凝土 C30，E c=107KN/m2在框架結(jié)構(gòu)中，有現(xiàn)澆樓面或預(yù)制板樓面。但是有現(xiàn)澆板的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架取 I =（I 0為梁的截面慣性矩） ；對(duì)于中框架 I =2I0。橫梁的線(xiàn)剛度和柱的線(xiàn)剛度分別見(jiàn)下表 和表 。梁的跨度如圖 所示。圖 梁的跨度示意圖Ec bh I0 L I0/L I0/L類(lèi)別 層次（N/mm 2） (mmmm) (mm4) (mm) (Nmm) (Nmm)邊梁 12 104 350700 1010 6000 1010 1011中梁 12 104 350700 1010 2100 1011 1011邊梁 36 104 350700 1010 6150 1010 1010中梁 36 104 350700 1010 2200 21011 1011表 橫梁線(xiàn)剛度的計(jì)算Hc Ec bh I0 Ec I0/Hc層次(mm) （N/mm 2） (mm2) (mm4) (Nmm)1 5250 104 600600 1010 10102 3600 104 600600 1010 9101036 3600 104 500500 1010 1010表 柱線(xiàn)剛度的計(jì)算柱側(cè)移剛度按 式計(jì)算，根據(jù)梁線(xiàn)剛度 K比2 的不同，結(jié)構(gòu)平面布置圖中的2hiaDc?柱可分為中框架柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱以及樓、電梯間柱等?，F(xiàn)以第1 層柱C–1柱的側(cè)移剛度為例，說(shuō)明計(jì)算過(guò)程，其余柱計(jì)算過(guò)程從略。柱和梁的線(xiàn)剛度可以從表中查的，相對(duì)線(xiàn)剛度：K= =，α c= =?K?D=12α c = =? 橫向水平荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 橫向框架結(jié)構(gòu)定點(diǎn)假想位移計(jì)算橫向框架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移計(jì)算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移由式V i=∑G i,， SI=Vi/Di，△S i=∑S I計(jì)算 。 橫向地震作用計(jì)算 水平地震作用下的計(jì)算根據(jù)抗震規(guī)范，對(duì)于高度不超過(guò)40米，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿著高度方向分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法計(jì)算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計(jì)算抗震作用。在Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地，7度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組情況下，有抗震規(guī)范查得：Tg=, α max=, T1=＞ Tg==，應(yīng)考慮頂點(diǎn)附加地震作用。按底部剪力法求得的基底剪力，若按： 分配給各層質(zhì)點(diǎn)，則水平地震作用EKiiFHG?呈倒三角形分布。對(duì)一般層，這種分布基本符合實(shí)際，但對(duì)結(jié)構(gòu)上部，水平作用小于按時(shí)程分析法和振型分析法求得的結(jié)果，特別對(duì)周期較長(zhǎng)的結(jié)果相差更大，地震的宏觀震害也表明，結(jié)果上部往往震害嚴(yán)重，因此引入 ，即頂部附加地震作用系數(shù)考慮頂部地n?震力的加大。δn考慮了結(jié)構(gòu)周期和場(chǎng)地的影響，且使修正后的剪力分布與實(shí)際更加吻合。因此引入δnδn= 1+=+=α 1=( ) max=( )=項(xiàng)目柱層 類(lèi)型K（一般層）2?（底層）2hiaDc?根數(shù)∑D i邊柱 16底層 中柱 16593126邊柱 162層中柱 161226667邊柱 1636層中柱 16 802667 柱的側(cè)移剛度計(jì)算表表 橫向框架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移層次 Gi（kN） Vi（kN） Di(mm)層間相對(duì)位移SI（mm）△S i（mm）6 802667 5 802667 4 802667 3 802667 2 1226667 1 593126 FEk==α 1GEQ=（ ） = 頂點(diǎn)附加水平地震作用：△F=δnF Ek==各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按式 計(jì)算， 水)1(51nEKJiiiFHG????平表 地震作用計(jì)算表層次Hi(m)Gi(kN)GiHi(kNm)GiHi/ ?51iFi(kN)Vi(kN)6 5 4 3 2 1 圖 橫向框架各層水平地震作用及地震剪力示意圖 水平地震作用下的位移計(jì)算水平地震作用下層間位移 和頂點(diǎn)位移 分別按式 和 計(jì)iu?iu???iiDVu????81kiiu算，層間彈性位移 。ieh/??表 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次iV(Kn)?iD( )mN/?iiVu( )????81kiiu( )mih( ) .iehu/???6 802667 3600 1/44445 802667 3600 1/23534 802667 3600 1/16983 802667 3600 1/13902 1226667 3600 1/18951 593126 5250 1/1244由上表可知，最大層間位移發(fā)生在第一層，其值為 1/1244＜1/550，滿(mǎn)足要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算框架柱端剪力及彎矩分別按式 ， ， ，isijjijijVD??yhMijbij????hyVijuij??1進(jìn)行計(jì)算。具體過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表 ?? 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算層次 柱ihmmiVkN?ijDN/mm)1iN/mmijVkN_KybijMuij邊柱 802667 18314.8214.84 0 6 中柱 802667 31851.8525.80 5 邊柱 802667 18314.8227.96 0 5 中柱 802667 31851.8548.63 0 邊柱 802667 18314.8238.80 0 4 中柱 802667 31851.8567.49 08邊柱 802667 18314.8247.36 0 3 中柱 802667 31851.8582.37 07邊柱 1226667 24166.6745.82 5 2 中柱 1226667 52500.0199.54 07邊柱 593126 15848.9266.83 231 中柱 593126 21221.4489.48 57梁端彎矩、剪力及柱軸力按節(jié)點(diǎn)平衡條件和梁的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度確定梁端彎矩。具體過(guò)程。 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算邊梁 中梁 柱軸力層次 lbMrbL bVlbMrbL bV邊柱N 中柱N6 5 101 101 54 7 22 093 9 22 5 92 836 11 5941 596 88 838 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載的內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)力作用與建筑物的外形直接有關(guān)，圓形與正多邊形收到風(fēng)力較小外，對(duì)抗風(fēng)有利：相反，平面凸凹多變的復(fù)雜建筑物受到的風(fēng)力較大，而且容易產(chǎn)生風(fēng)力扭轉(zhuǎn)作用，對(duì)抗風(fēng)不利。風(fēng)力受建筑物周?chē)h(huán)境影響較大，處于高層建筑群中的高層建筑，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)受力更為不利的情況。例如，由于不對(duì)稱(chēng)遮擋而使風(fēng)力偏心產(chǎn)生扭矩；相鄰建筑物之間的狹縫風(fēng)力增大，使建筑物產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)等等。在這些情況下要適當(dāng)加大安全速度。風(fēng)力作用具有靜力作用于動(dòng)力作用兩重性質(zhì)。風(fēng)力在建筑物表面的分布很不均勻，在角去和建筑物內(nèi)收的局部區(qū)域，會(huì)產(chǎn)生較大的風(fēng)力。與地震作用相比，風(fēng)力作用相比，風(fēng)力作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，與作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，其作用更接近于靜力荷載。但對(duì)建筑物的作用期間會(huì)出現(xiàn)較大風(fēng)力的次數(shù)較多。由于有計(jì)較長(zhǎng)期的氣象觀測(cè)，大風(fēng)的重現(xiàn)期很短，對(duì)風(fēng)力大小的估計(jì)要比地震作用大小的估計(jì)較為可靠，因而抗風(fēng)設(shè)計(jì)也具有較大的可靠性。由于建筑物在密集建筑群的城市市區(qū)，所以改建筑物為C類(lèi)，梯度風(fēng)高度去400m。風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為：w k=βzμzμs w0wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ，本地區(qū)基本風(fēng)壓為 w0——基本風(fēng)壓μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)μs——風(fēng)荷載體型系數(shù)βz——z 高度處得風(fēng)振系數(shù) 因結(jié)構(gòu)高度小于 30 米，取 βz=，對(duì)于矩形平面取 μz 為 ，地面粗糙度為 C 類(lèi)。層次 βz μs Z(m) μz W0 A(m2) PW(KN)6 5 4 3 2 1 表 風(fēng)荷載的計(jì)算圖 風(fēng)荷載簡(jiǎn)圖 風(fēng)荷載側(cè)移計(jì)算由計(jì)算出的水平荷載求出層間剪力 Vi，層間剛度上面已經(jīng)算過(guò)，根據(jù)這些已知條件可按公式 和 計(jì)算各層的相對(duì)位移和絕對(duì)位移，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表???sjijIiDVu1knKiu??1)(。表 風(fēng)荷載作用下的層間位移層次 1 2 3 4 5 6F/ kN V/kN 134 ΣD/ kN 593126 1226667 802667 802667 802667 802667Δu /mm ui/mm hi/mm 3750 3600 3600 3600 3600 3600i?1/15000 1/3273 1/25714 1/3273 1/45000 1/90000由于最大相對(duì)側(cè)移 ＜ ，滿(mǎn)足《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 ，因此構(gòu)的327150水平位移滿(mǎn)足要求。第五章 豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算單元取 3 軸線(xiàn)橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為 ，如圖 36，由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載入圖中的水平投影線(xiàn)所示，計(jì)算單元法內(nèi)內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱(chēng)，故計(jì)算時(shí)可用半框架，梁端、柱端彎矩采用二次分配法計(jì)算。彎矩二次分配法比分層法作了更進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。在分層法中，用彎矩分配法計(jì)算分層單元的桿端彎矩時(shí)，任一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩都將影響到節(jié)點(diǎn)所在單元中的所有桿件。而彎矩二次分配法假定任一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩只影響至與該節(jié)點(diǎn)相交的各桿件的遠(yuǎn)端。因此可將彎矩分配法的循環(huán)次數(shù)簡(jiǎn)化到一次分配、一次傳遞、再一次分配。所以本框架設(shè)計(jì)采用彎矩分配法計(jì)算框架內(nèi)力，傳遞系數(shù)為1/2。各節(jié)點(diǎn)分配兩次即可。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力和梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算柱底軸力還需要考慮柱的自重。 荷載計(jì)算1）恒荷載作用下代表橫梁自重均布荷載形式，對(duì)于第六層：q1= kN/m,分別為房間和走道板傳給衡量的梯形荷載和三角形荷載，由上圖所示幾何關(guān)系可2得： =3..3=. kN/m 就p p 2分別為邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載計(jì)算如下：p1=[（）2+(+) ] +++=p2=[() 2+(+) +] ++M1= p1e1=()/2= kN/mM2= p2e2=()/2= kN/m對(duì)1～5層： 1q包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載。其他荷載計(jì)算方法同第6層，結(jié)果為： 1=+()= kN/m= kN/m39。===[（） 2+(+) ]1P+++(2)+2==[() 2+(+) +] 2P+++()+=對(duì)3～5層：M 1= p1e1=(）/2=M2= p2e2=(）/2=對(duì)1～2層：M 1= p1e1=（）/2=M2= p2e2=（）/2=2) 活荷載計(jì)算對(duì)于第六層，== kN/m2q=[（） 2+(+) ]==[() 2+(+) +] =M1= p2e2=(）/2=M2= p2e2=（）/2=同理， kN/m 2== kN/m2q=[（） 2+(+) ]==[() 2+(+) +] =M1= p2e2=(）/2=M2= p2e2=（）/2=對(duì)1～5層：== kN/m2q=[（） 2+(+) ]==[() 2+(+) +] =對(duì)3～5層：M 1= p2e2=(）/2=M2= p2e2=（）/2=對(duì)1～2層：M 1= p2e2=(）/2=M2= p2e2=（）/2=將上述結(jié)果匯總，見(jiàn)表 、荷載示意圖如圖 所示。圖 荷載示意圖表 橫向框架恒載匯總表（力）層次1qkN/m39。1qkN/m2qkN/m1PkN2kN6 1~5 表 橫向框架恒載匯總表（集中力矩）層次1qkN/m39。1qkN/m2qkN/m1MmkN?2k?6 3~5 1~2 表 橫向框架活載匯總表（力）層次2qkN/m1PkN2kN1MmkN?2mkN?6 （） （） （） （） （）3～5 1～2 內(nèi)力計(jì)算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算。彎矩計(jì)算過(guò)程及彎矩圖見(jiàn)圖 、圖 和圖 。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到。計(jì)算柱底軸力還需考柱的自重。恒載作用下：第 6 層：AB 跨梁端：ABM=－ － [12 ＋ ]=)(3).(mkN?VAB= (+) =BC 端：MBC=－ =?VBC= =第 15 層：AB 端：AB=－ － = mkN?VAB= (+) =BC 端：MBC=－ =?VBC= =活荷載作用下：第六層：AB跨梁端： AB=－ =?VAB= =第15層：AB跨梁端： ABM=－ =?VAB= =雪荷載作用下：屋頂：AB跨梁端： AB=－ =?VAB= = 橫向框架剛度分配系數(shù)邊柱 中柱層次i柱 i邊梁 2i中梁 4i柱 4i邊梁梁 下柱 上柱 左梁 右梁 下柱 上柱6 54 5 54 4 54 3 54 2 9 42 36 30 1 42 30 荷載引起剪力彎矩引起的剪力總剪力 柱軸力AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 A柱 B柱層次VA=VB VB=VCVA=VB VB=VCVA VB VB=VCN頂 N低 N頂 N低6 0 5 0 4 0 3 0 70 2 0 1 0 恒載作用下梁端剪力及柱軸力荷載引起剪力 彎矩引起的剪力總剪力 柱軸力AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 A柱 B柱層次VA=VB VB=VC VA=VB VB=VC VA VB VB=VC N頂 N低 N頂 N低6 0 0 19 0 5 0 0 19 0 4 0 0 19 0 3 0 0 19 0 2 0 0 0 1 0 0 0 活載作用下梁端剪力及柱軸力 活（雪）載作用下梁端剪力及柱軸力荷載引起剪力 彎矩引起的剪力總剪力 柱軸力AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 A柱 B柱層次VA=VB VB=VC VA=VB VB=VC VA VB VB=VC N頂 N低 N頂 N低6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 19 0 3 0 0 19 0 2 0 0 0 1 0 0 豎向框架內(nèi)力 橫梁彎矩調(diào)幅當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力時(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的內(nèi)力極為相近，可直接進(jìn)行內(nèi)力組合；但在跨中處卻比最不利荷載位置法的計(jì)算結(jié)果小，因此，使用滿(mǎn)布荷載法時(shí)，以放大。結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、地震烈度、房屋高度等因素，由抗震規(guī)范可知本工程抗震等級(jí)為三級(jí)。在豎向荷載作用下，可以考慮梁端塑性變形內(nèi)力重分布而對(duì)梁端負(fù)彎矩進(jìn)行調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)為現(xiàn)澆框架：。.橫梁彎矩調(diào)幅值荷載類(lèi)型 恒荷載層號(hào) 左 右 左調(diào)幅 右條幅邊 中 邊 中 邊 中 邊 中 邊 中 邊 38 中 恒荷載橫梁彎矩調(diào)幅值 活荷載橫梁彎矩