某市興達(dá)辦公樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-22 08:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （a）恒載作用計(jì)算簡(jiǎn)圖 （b）活載作用計(jì)算簡(jiǎn)圖 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 1）屋面恒載 某層荷載作用示意圖 ，、為橫梁自重（扣除板自重）， = 、為板自重傳給橫梁的梯形和三角形分布荷載峰值，== kN/m ==、是通過縱梁傳給柱的板自重、次梁自重、縱梁自重、女兒墻（縱梁）自重、挑檐（外挑陽臺(tái)）等所產(chǎn)生的集中荷載和集中力矩。本工程框架結(jié)構(gòu)的外縱梁外側(cè)與柱外側(cè)平齊，內(nèi)縱梁走道一側(cè)與柱的走道一側(cè)齊平，無挑檐和外挑陽臺(tái)，故不考慮挑檐和外挑陽臺(tái)自重產(chǎn)生的集中荷載和力矩。，可得=1/2==［()+］1/2= m2=［()+］1/2==(2+)++1/42+= ==m=(2++2)++1/2== e2= kNm2）樓面荷載 ，、包括橫梁自重（扣除板自重）與隔墻自重，：=== kN/m== kN/m1~2層： =+()=3~4層： =+()= kN/m 3~4層集中荷載和集中力矩：=+()(7,)()()+(2+) +［+()］1/42= kN= ===+()()()()+(2++2)+ ［+()］1/42= kN = == kN/m 第2層集中荷載和集中力矩：=+()(7,)()()+(2+) +［+()］1/42= kN= == kN/m=+()()()()+(2++2)+ ［+()］1/42= kN= ==第1層集中荷載和集中力矩：=+()(7,)()()+(2+) +［+()］1/42===+()()()()+(2++2)+ ［+()］1/42= kN=注意，、中包括縱梁傳給柱的板自重、次梁（含梁上隔墻）自重、縱梁自重、縱墻（含門、窗）等自重所產(chǎn)生的集中荷載和集中力矩。（2）活載計(jì)算 圖16 某層活載作用示意圖，、為板面?zhèn)鹘o橫梁的梯形和三角形分布荷載峰值，1）屋面活載====(2+)= =(2++2)===2）樓面活載====(2+)= =(2++2)=2~4層： == ==第1層： == == kN/m == kN/m 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，各層框架梁上的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值見表418。表418 各層梁上的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值樓層恒載活載51531434187201318720121842001184199注：表中、的量綱為kN/m；、的單位為kN。、的量綱為。本例中第2層邊柱截面處軸線不重合，豎向荷載作用下，第2層柱底傳來的軸力將對(duì)1層柱產(chǎn)生附加彎矩。因此，應(yīng)當(dāng)計(jì)算豎向荷載作用下第1層A柱截面處的附加彎矩。豎向荷載作用下，第2層A柱的軸力第2~5層柱自重、梁上荷載引起的剪力和集中荷載三部分組成。.下面分別計(jì)算恒載和活載作用下在第1層A柱變截面處的附加彎矩和節(jié)點(diǎn)外力彎矩。 1）恒載作用下=4+(+2+)+(+2+)= kN=（）= kN/m(逆時(shí)針)第1層A節(jié)點(diǎn)外力矩為：=+= kN/m(逆時(shí)針)2）活載作用下=4+4= kN=216（）= kN/m(逆時(shí)針)第1層A節(jié)點(diǎn)外力矩為：=+= kN/m(逆時(shí)針) 框架梁上荷載引起的剪力樓層恒載作用活載作用AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨54321注：； 。在本次設(shè)計(jì)的建筑中，結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱，故取對(duì)稱軸一側(cè)的框架為計(jì)算對(duì)象，且中間跨梁取為豎向滑動(dòng)支座。(1)計(jì)算桿端彎矩的分配系數(shù)，以第一層為例：第一層邊節(jié)點(diǎn)各桿端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度之和SA: 同理，可求得其余各層節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩分配系數(shù)，以第一層的邊跨梁和中間框梁為例,計(jì)算桿件固端彎矩(2)恒載作用下固端彎矩的計(jì)算邊跨的固端彎矩為：中間跨梁的固端彎矩：活荷載作用下固端彎矩計(jì)算(3) 計(jì)算桿端彎矩采用二次彎矩分配法計(jì)算桿端彎矩。 ( a)恒載作用下框架彎矩圖 (b)活載作用下框架彎矩圖 豎向荷載作用下框架彎矩圖根據(jù)作用于梁上的荷載及梁端彎矩，用平衡條件可求得梁端剪力，將柱兩側(cè)的梁端剪力，節(jié)點(diǎn)集中力，及柱軸力疊加，既得柱軸力。第5層：1) 梁端剪力計(jì)算恒載作用下，梁端彎矩引起的剪力計(jì)算：AB跨：BC跨：梁上荷載引起的剪力：AB跨：BC跨：總剪力：AB跨：BC跨：活荷載作用下，梁端彎矩引起的剪力：AB跨：BC跨：梁上荷載引起的剪力：AB跨：BC跨：總剪力：AB跨：BC跨：2）柱的軸力計(jì)算恒載作用下，第5層A柱的軸力：上端的軸力：下端的軸力（計(jì)入柱的自重）：第5層B柱的軸力：上端的軸力：下端的軸力（計(jì)入柱的自重）：活荷載作用下，第5層A柱的軸力：第5層B柱的軸力：、。、。 框架梁端彎矩及彎矩引起的剪力樓層恒載活載AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨500400300200100 恒載作用下梁端剪力及柱軸力樓層荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力柱的軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱的軸力B柱的軸力5040302010 活載作用下梁端剪力及柱軸力樓層荷載引起的剪力彎矩引起的剪力總剪力柱的軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱的軸力B柱的軸力5040302010 恒荷載作用下框架梁端剪力及柱軸力圖 活荷載作用下框架梁端剪力及柱軸力圖按照公式，驗(yàn)算是否考慮二階效應(yīng)。計(jì)算結(jié)果見表421。比較表中的相應(yīng)數(shù)據(jù)可知，各層均滿足上式要求。故可不考慮側(cè)移二階效應(yīng)的問題。 各樓層重力荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算及二階效應(yīng)驗(yàn)算樓層層高恒載軸力標(biāo)準(zhǔn)值活載軸力標(biāo)準(zhǔn)值KNN/mmA柱B柱A柱B柱572150472150376978282588166442由于本建筑2層邊柱軸線不重合，計(jì)算框架梁支座邊緣處的內(nèi)力時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)截面位置進(jìn)行調(diào)整。由框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖可知，+=。恒荷載作用下第1層AB跨梁A支座邊緣處的內(nèi)力：第1層AB跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力：第1層BC跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力：活載作用下第1層AB跨梁A支座邊緣處的內(nèi)力：第1層AB跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力：第1層BC跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力：地震作用下第1層AB跨梁A支座邊緣內(nèi)力：第1層AB跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力：第1層BC跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力：風(fēng)荷載作用下第1層AB跨梁A支座邊緣內(nèi)力：第1層AB跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力：第1層BC跨梁B支座邊緣處的內(nèi)力： 框架梁端控制截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值樓截面恒載內(nèi)力活載內(nèi)力風(fēng)載內(nèi)力地震內(nèi)力層支座中心線支座邊緣支座中心線支座邊緣支座中心線支座邊緣支座支座中心線支座邊緣支座54321以第一層框架梁為例，持久設(shè)計(jì)狀況時(shí)，在或組合項(xiàng)中各控制截面內(nèi)力組合的計(jì)算方法。左來風(fēng)作用（）時(shí)，可得各控制截面的彎矩和剪力組合值：右來風(fēng)作用（）時(shí)，可得各控制截面的彎矩和剪力組合值：。以第1層框架梁為例，說明地震設(shè)計(jì)狀況時(shí)，組合項(xiàng)中各控制截面內(nèi)力組合值得計(jì)算方法。左震（）作用時(shí)，由表24的有關(guān)數(shù)據(jù)可知，各控制截面的彎矩和剪力組合值：同理，右震（）作用時(shí)，由表424的有關(guān)數(shù)據(jù)可知，各控制截面的彎矩和剪力組合值：考慮地震設(shè)計(jì)狀況的組合時(shí)，需要對(duì)梁端組合的剪力設(shè)計(jì)值按，第1層邊橫梁。求框架梁跨間最大正彎矩時(shí)，應(yīng)根據(jù)梁端彎矩截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值及梁上荷載設(shè)計(jì)值，由平衡條件確定。 (a)左來風(fēng)一 （b）左來風(fēng)二 第1層AB跨梁胯間最大正彎矩計(jì)算AB跨梁跨間最大正彎矩計(jì)算AB跨梁跨間最大正彎矩計(jì)算可近似根據(jù)梁端截面組合的彎矩設(shè)計(jì)值及作用在梁上的荷載設(shè)計(jì)值由平衡條件確定，、右來風(fēng)和地震設(shè)計(jì)狀況的左震、右震分別求第一層AB跨梁跨間最大正彎矩： 持久設(shè)計(jì)狀況下框架梁端控制截面內(nèi)力組合值樓層截面恒載內(nèi)力活載內(nèi)力風(fēng)載內(nèi)力+++→←→←→`←5 4
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