設(shè)計(jì)基本地震加速度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-22 20:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 4333603926111218719929268 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為了簡化計(jì)算，作用在外墻面上的風(fēng)荷載可近似用作用在屋面梁和樓面梁處的等效集中荷載代替。作用在屋面梁和樓面梁處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 式中 ——高度z處的風(fēng)振系數(shù)； s ——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）； ——下層柱高；——上層柱高，對頂層為女兒墻高度的2倍； 因結(jié)構(gòu)高度H=＜30m，故取=；對于矩形截面，s=（受風(fēng)面與背風(fēng)面之和），本建筑物所在地地面粗糙度為大城市郊區(qū)，故地面粗糙度屬B類，查《荷載規(guī)范》；；根據(jù)所給條件，基。各層的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算過程見表：表213離地高度（m） /（kN/m）/m/m/kN112411111 故風(fēng)荷載下的計(jì)算簡圖為： 風(fēng)荷載作用下位移計(jì)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的第層的層間位移和頂點(diǎn)位移分別按下列公式計(jì)算： 式中 ——第層的總剪力，等于以上各層集中力之和； ——第層所有柱的抗側(cè)剛度之和。各層的層間彈性位移角，根據(jù)《抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值1/550。計(jì)算過程如下表： 表214層次/kN/kN/（kN/m）/m5652961/18000424652961/60123652961/39962652961/32401469021/1565由此可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/15651/550，滿足規(guī)范要求。 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 框架在風(fēng)荷載（從左往右吹）作用下的內(nèi)力用D值法進(jìn)行計(jì)算。其步驟為：（1） 求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值；（2） 求各柱反彎點(diǎn)高度；（3） 求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩；（4） 求各柱的軸力和梁剪力。第層第柱所分配的剪力為： 框架柱反彎點(diǎn)位置，據(jù)查表所得。框架各柱的桿端彎矩、梁端彎矩按下式計(jì)算，計(jì)算過程見表 中柱處的梁 邊柱處的梁 表215 A、D軸柱彎矩計(jì)算表層次565296119444652961194436529611944122652961194414690210051 表216 B、C軸柱彎矩計(jì)算表層次56529620704465296207043652962070426529620704541469021340064表217 風(fēng)荷載作用下梁端剪力和柱軸力計(jì)算表層次AB,CD梁剪力計(jì)算BC梁剪力計(jì)算柱軸力計(jì)算A,D柱軸力B,C柱軸力5432545440152 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算單元 板傳至梁上的三角形或梯形荷載，為簡化計(jì)算等效為均布荷載。 荷載計(jì)算一．豎向荷載下框架受荷總圖(1) AB~CD軸間框架梁均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面板傳荷載：板傳至梁上的三角形或梯形荷載，為簡化計(jì)算近似等效為均布荷載。恒載：5/84=活載：5/84=樓面板傳荷載：恒載：5/84=活載：5/84=梁自重：AB~CD軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=＋=活載=板傳荷載=樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載+墻體=＋＋= 活載=板傳荷載=(2) BC軸間框架梁均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=＋5/8=活載=板傳荷載=5/82=樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載=＋5/8=活載=板傳荷載=5/82=（3）AB(CD)間集中荷載 α=a/l= q =（12α178。+α179。）=屋面梁：恒載=次梁自重+板傳荷載=+ 2=活載=2=樓面梁：恒載=次梁自重+板傳荷載=+2=活載=板傳荷載=（4） A、D軸柱縱向集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算頂層柱：女兒墻自重： 頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載 =＋（－）＋=頂層柱活載=板傳活載==標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載 =（－）＋（）+=188kN標(biāo)準(zhǔn)層活載=板傳荷載==（5）B、C軸柱縱向集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算α=a/l= q =（12α178。+α179。）=頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載 =（－）＋＋ =頂層柱活載=板傳活載=＋=標(biāo)準(zhǔn)層恒載=（－）＋＋ = 標(biāo)準(zhǔn)層活載=板傳活載 =＋=二．豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下的內(nèi)力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。這里豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法。豎向荷載作用下，框架的內(nèi)力分析除活荷載較大的工業(yè)與民用建筑，可以不考慮活荷載的不利布置，這樣求得的框架內(nèi)力，梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎矩偏低，但當(dāng)活載占總荷載的比例較小時(shí)，可在截面配筋時(shí)，~。結(jié)構(gòu)在進(jìn)行梁柱的布置時(shí)柱軸線與梁的軸線不重合，因此柱的豎向荷載對柱存在偏心。框架的豎向荷載及偏心距如圖所示。由于柱縱向集中荷載的作用，對柱產(chǎn)生偏心，在恒荷載和活荷載的作用下產(chǎn)生偏心矩。 由于柱縱向集中荷載的作用，對柱產(chǎn)生偏心，在恒荷載和活荷載的作用下產(chǎn)生偏心彎矩。 橫向框架荷載作用圖 梁端柱端彎矩采用彎矩分配法計(jì)算。計(jì)算步驟為： （1）將原框架分為5個(gè)敞口單元。 （2）用彎矩分配法計(jì)算每一個(gè)敞口單元的桿端彎矩，底層柱的傳遞系數(shù)為1/2，其余各層柱的傳遞系數(shù)為1/3。 將分層法所得到的彎矩圖疊加，并將節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行再分配。 梁的固端彎矩計(jì)算：恒載：屋面：樓面：活載：屋面：樓面：恒載作用下分層法計(jì)算見圖分配系數(shù)的計(jì)算: 其中為轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，遠(yuǎn)端固定時(shí)=4線剛度，遠(yuǎn)端滑動(dòng)時(shí)=1線剛度。頂層： 頂層彎矩分配及彎矩圖標(biāo)準(zhǔn)層： 標(biāo)準(zhǔn)層彎矩分配及彎矩圖底層： 底層彎矩分配及彎矩圖豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖活載作用下分層法計(jì)算過程和恒載作用下計(jì)算過程相同，這里省略。豎向均布活載作用下的框架彎矩圖對節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行再次分配，以恒荷載作用下五層左上節(jié)點(diǎn)為例： 彎矩二次分配圖 其余各節(jié)點(diǎn)彎矩分配見彎矩圖中括號中數(shù)據(jù)。 梁端剪力 ——梁上均布荷載引起的剪力 ——梁端彎矩引起的剪力 柱軸力 ——梁端剪力 ——柱頂豎向集中荷載 表218 恒載作用下梁端剪力計(jì)算 層號AB、CD跨梁511013 4146321 層號BC跨梁5048088380882808818088表219 活載作用下梁端剪力計(jì)算層號AB、CD跨梁5435335235135層號 BC跨梁5040302010表220 恒載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A軸柱B柱5 284414686006033895787528131511701 816711491表221 活載作用下的剪力和軸力層次梁剪力柱軸力AB跨BC跨A軸柱B柱5214109313219721901248 。調(diào)幅結(jié)果：梁端彎矩的調(diào)幅 ： 表222AB、CD跨BC跨調(diào)幅前調(diào)幅后調(diào)幅前調(diào)幅后恒載樓層梁左梁右梁左梁右梁左梁左5184283147226146116424529219629210080323829019023297223928819123079122128417622710987活載樓層5432133 框架內(nèi)力組合 框架柱的彎矩、軸力和剪力沿柱高是線性變化的，因此可取各層柱的上、下端截面作為控制截面。 對于框架梁，在水平力和豎向荷載共同作用下，剪力沿梁軸線呈線性變化，彎矩則成拋物線變化（指豎向分布荷載），因此，除取梁的兩端為控制截面外，還應(yīng)在跨間取最大正彎矩的截面為控制截面。為了簡便，不再用求極值的方法確定最大正彎矩控制截面，而直接以梁的跨中截面作為控制截面。梁端截面 M、V 值 V，M——內(nèi)力計(jì)算得到的梁端柱軸線截面的剪力和 彎矩； V39。，M39?！憾酥吔孛娴募袅蛷澗?； g，p ——作用在梁上的豎向分布恒荷載和活荷載； B ——柱截面寬度。 荷載效應(yīng)組合應(yīng)考慮兩組基本組合，一組為無地震作用的豎向荷載效應(yīng)組合，一組為地震作用效應(yīng)與重力荷載代表值效應(yīng)的組合。（1）無地震作用時(shí) 查《荷載規(guī)范》，對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可以采用簡化規(guī)則，在下列荷載效應(yīng)組合值中取最不利值確定。由可變荷載效應(yīng)控制的組合采用下面兩式： （a）恒載+任一種活載 （b）恒載+ 由永久荷載效應(yīng)控制的組合采用下式： 式中：為荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值為永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)。為第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)；為按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值；為按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值；為可變荷載的組合值系數(shù)；為參與組合的可變荷載數(shù)。本工程中，基本組合的荷載分項(xiàng)系數(shù)及可變荷載組合值系數(shù)取值如下： 由可變荷載效應(yīng)控制的組合，；由永久荷載效應(yīng)控制的組合，； 本工程樓面活荷載小于4kN/㎡
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