【文章內(nèi)容簡介】 。m6）中柱集中力矩：M=0 kNm（2）中間層框架梁柱活載計算食堂大廳活載： kN/m2；廚房活載： kN/m2。1）CD跨梁上線荷載：最大值：=18 kN/m，最小值：0，線荷載如圖56所示。2）AB、BC跨梁上線荷載其值為：最大值：= kN/m，最小值：0。荷載圖見圖57所示。3）邊柱集中力邊柱集中力=部分板上活載傳力FA=++1，5= FD=++1，5= 4）中柱集中力圖57 中間層AB、BC跨活載圖圖56 中間層CD跨活載圖中柱集中力=部分板上活載傳力FB=++= FC=+= 5）邊柱集中力矩：MA== kNm MD== kNm6）中柱集中力矩：M=0 kNm通過以上計算，可繪出第③軸橫向框架活載圖（圖58）。圖58 第③軸橫向框架活載圖 風(fēng)載計算荷載計算設(shè)計資料：基本風(fēng)壓ω0=，風(fēng)載體型系數(shù)取us=；因建筑高度H=30m，可取βz=風(fēng)壓：ωk=βzμsμzω0=μz=將風(fēng)荷載換算成作用于第③軸橫向框架的線荷載： ωk，=Bωk==，取Z=,，分別計算出ωk‘，然后將線荷載換算到每層框架節(jié)點(diǎn)上的幾種荷載，列表于表52所示。標(biāo)準(zhǔn)高度風(fēng)載計算 表52Z(m)μzωk‘Fk由此可以繪出第③軸橫向框架風(fēng)載圖如圖59所示。圖59 第③軸橫向框架風(fēng)載計算圖 水平地震作用計算（1）計算重力荷載代表值Gi=恒載+活載1）中間層（二層）①樓蓋面積（扣除柱所占的面積）為： （18+）（36+）24=注：樓梯間的梯段板自重較水平投影面積相同的120mm厚混凝土樓面板重，而電梯間則沒有板，故近似認(rèn)為二者抵消。 因此，樓蓋部分自重為：=②梁、柱自重橫向框架梁：[（18+5）4+18+4]=縱向框架梁：(+) [（36+5）2] =橫向次梁： [（18+4）2+（2）2]= 縱向附加次梁：[] 2=柱：18+6=標(biāo)準(zhǔn)層梁柱自重：++++=③填充墻、門窗自重外墻門窗面積：17+4+112+6+434 =113m2外墻門窗自重：113=外墻面積：（18+5）（）2+（36+5）（）2113 =外墻自重：()=1050kN內(nèi)墻門窗面：2+2+6+13+34+18=內(nèi)墻門窗自重：=內(nèi)墻面積：（9+3++6+2）+（36+5+9）3+18 =內(nèi)墻自重：()=④活荷載 （）（）+（）（）= 綜上所述，中間層重力荷載代表值為： GE2=∑Gki+∑Qki=（++）+=2）一層樓蓋部分永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為（加上雨篷荷載）：其中雨篷板面積=（+）2（18+）2=樓蓋部分自重：（+）=一層梁柱自重標(biāo)準(zhǔn)值為：+++++=活載為：外墻門窗面積：17+4+112+6+434 =113m2外墻門窗自重：113=外墻面積：（18+5）（）2+（36+5）（）2113 =外墻自重：()=1050kN內(nèi)墻門窗面積：2+2+6+13+34+18=內(nèi)墻門窗自重：=內(nèi)墻面積：（9+3++6+2）+（36+5+9）3+18 =內(nèi)墻自重：()=因此，二層重力荷載代表值為： GE1=∑Gki+∑Qki=[+++1050+1050+++]=3）三層① 屋面自重：[(18++2)(36++2)]==女兒墻自重：（18+36）2=② 框架梁自重：③填充墻門窗自重外墻門窗面積：37+4+2+2+10=外墻門窗自重：= 外墻面積：（18+5）（）2+（36+5）（） =外墻自重：()=內(nèi)墻門窗面積：12++3=內(nèi)墻門窗自重：=內(nèi)墻面積：（6+++12++9+6+）+（++18）（）+（12+3+++9）（）+ =內(nèi)墻自重：()=④活荷載屋面活荷載：[(18++2) (36++2)]=綜上所述，三層重力荷載代表值為： GE3=∑Gki+∑Qki=（++++++）+=（2） 梁柱剛度的計算1）梁柱的線剛度計算見表45（C25混凝土：E=107kN/m），其中，在計算梁的線剛度時，考慮到現(xiàn)澆樓板對梁的約束作用（現(xiàn)澆板相當(dāng)于框架梁的翼緣），對于兩側(cè)都有現(xiàn)澆板的梁（如：中橫梁），其線剛度取I0=2 I0,對于一側(cè)有現(xiàn)澆板的梁（如邊橫梁、樓梯間橫梁），其線剛度取I0= I0.2）柱的側(cè)移剛度D值按下式計算：D=αc12ichc2式中，一般層 αc=k2+k , k=ib2ic 。 底層αc=+k2+k , k=ibic 。各層梁柱的側(cè)移剛度見表555（C40混凝土：E=107kN/m）。梁的線剛度計算 表54截面b(m)h(m)跨度l(m)截面慣性矩I0(m4)中框架梁I0= I0(m4)ib=EI/ l(kNm)103103104柱（）的抗側(cè)移剛度計算 表55樓層柱類別ic (kNm)Hc(m)kαcDi1邊柱10410804中柱104131442~3邊柱10413735中柱10419564（3）自震周期的計算按頂點(diǎn)位移法（適于質(zhì)量、剛度沿高度分布均勻的框架梁）計算，考慮填充墻對框架剛度的影響，取基本周期調(diào)整系數(shù)α0=，計算公式為T1=?T ，式中?T為頂點(diǎn)位移，按D值法計算，見表56，則T1==框架梁頂點(diǎn)位移計算 表56 樓層Gj（kN）∑Gi（kN）Di?i?i1=∑GiD（m）?i（m）333299023329901239480（4）水平地震作用的計算1）水平地震作用影響系數(shù)該辦公樓所在場地屬于Ⅱ類第一組場地，7度設(shè)防設(shè)計，查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》可知，多遇地震下，水平水平地震影響系數(shù)的最大值αmax=， Tg=， T1=。 由于TgT1 Tg，一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)γ=,η2=1,故α1=αmax==2）利用底部剪力法求各層的水平地震作用結(jié)構(gòu)等效總重力荷載： Geq==13Geqi =(++) =則結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值Feq=α1Geq== kN為了考慮高振型對水平地震作用沿高度分布的影響，需在頂部附加一集中力，由于T1= Tg=，故頂部附加地震作用系數(shù)為δn=0i樓層處的水平地震作用：Fi=GiHii=16GjHjFEk其中，i=13GiHi=m因此第一層的水平地震作用為：F1==同理可得 F2= kN F3= kN （5）抗震驗(yàn)算 1）《抗規(guī)》規(guī)定：“，其樓層內(nèi)的最大的彈性層間位移應(yīng)符合下列要求，?uε≤[θε]h ”。計算過程如表57。 抗震變形驗(yàn)算 表57樓 層水平地震力Fi（KN）層間剪力Vi（kN）層間剛度Diuiui1=ViDi(m)層高h(yuǎn)i（m）層間相對剛性轉(zhuǎn)角33329901/162623329901/108312394801/787由《抗規(guī)》，表57中計算的結(jié)果均滿足規(guī)范要求。2）《抗規(guī)》：“抗震驗(yàn)算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求：VEKiλj=1nGj”，查《抗規(guī)》。則： VEK1=λj=1nGj==VEK2=λj=2nGj==VEK3=λj=3nGj==均滿足規(guī)范要求。（6）③軸橫向框架水平地震的計算上面計算的水平地震作用，是每個結(jié)構(gòu)層所承受的總的荷載；進(jìn)行框架計算時，需要按照每榀框架的抗側(cè)剛度D將層間水平地震作用分配到每榀框架上去。本設(shè)計只計算③號軸線框架上分配的水平地震作用。一榀框架每層的分配系數(shù)為：ui=k=1mDikj=1nDij式中，i為層號，m為本榀框架柱數(shù)目，n為本層柱的總數(shù)。將D代入可分別計算出③號軸橫向框架各層的分配系數(shù)：μ=③號軸橫向框架各層所分配到的水平地震作用：F1=μF1==圖510 第③號軸橫向框架的地震作用計算簡圖F2=μF2==F3=μF3==將③號軸橫向框架的地震作用標(biāo)繪于計算簡圖上，如圖510所示。 內(nèi)力計算 恒載內(nèi)力（1）梁、柱參數(shù)匯總根據(jù)前文表54，55中梁柱截面參數(shù)計算，現(xiàn)將第③號軸橫向框架梁、柱相關(guān)參數(shù)做一匯總，列表計算見表559，其中第③號軸橫向框架為中框架，故折算慣性矩I=I0。第③號軸橫向框架梁幾何參數(shù) 表58截面b（m）h（m）跨度l（m）截面慣性矩I0（m4）第③號軸框架梁I=I0（m4）ib=EI/l（kNm）103103104第③號軸橫向框架柱幾何參數(shù) 表59 柱類別樓層截面b（m）h（m）ic（kNm）hc（m）kαDi中柱319564219564113144邊柱313735213735110804（2）彎矩計算利用力矩二次分配法計算恒載作用下框架的彎矩。如圖511所示。計算桿固端彎矩： 將梯形或三角形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載：梯形荷載折算公式：qe=(12α12+α13)q39。 其中：α1=l01l0212 ；q39。為梯形分布荷載的最大值。1）頂層邊跨等效均布荷載：α1=4500600012≈qe=12+=2）中間層邊跨等效均布荷載：α1=4500600012=qe=12+=由以上計算所求均布荷載，各桿固端彎矩計算如圖512所示：（3）剪力計算為方便恒載作用下梁、柱端剪力計算，特將梁上的分布荷載折算成集中荷載：1）頂層：F集=++=2）中間層：F集=++=分別取各個梁、柱作為隔離體，分別對兩端取矩，便可得該兩端、柱端剪力。計算簡圖見513，以D~C軸一層框架為例，計算如下：對D端取矩： Mi=0=++Vc→Vc=解得：Vc=↑ VD=↑ 與此同時，可將梁的跨中彎矩計算出來： 圖513 剪力計算簡圖對跨中截面取矩：Mi=0， M0=+=?m 計算跨中彎矩時，近似按折算后的均布荷載計算：Mq=1/2qe(l2)2=?m按以上方法，將第③號軸橫向框架各個桿件桿端剪力與跨中彎矩計算出來，列表計算如表510所示：圖511 恒載彎矩二次分配計算簡圖 注：圖中節(jié)點(diǎn)外彎矩以順時針為正，逆時針為負(fù)。圖512 恒載作用下彎矩圖（單位：kNm）圖512 恒載作用下彎矩圖（kNm）恒載作用下軸線處梁端剪力與跨中彎矩 表510梁類型樓層梁長（m）固端彎矩（kN）桿端剪力（kN）跨中彎矩（kN）左右左右D~C跨321B~C跨321A~B跨321注：彎矩和剪力均以使梁順時針轉(zhuǎn)動為正，跨中彎矩以使梁表面受拉為正已知柱的兩端彎矩，且柱高范圍內(nèi)無其他橫向力，因此可以根據(jù)平衡方程得到公式：Vu=Vb=Mlc，根據(jù)式列表計算柱的柱端剪力如表511所示。恒載作用下軸線處柱端剪力 表511柱類型樓層柱長（m）固端彎矩（kN）柱端剪力（kN）上下上下D軸柱321C軸柱321B軸柱321A軸柱321由以上計算，繪出恒載作用下的剪力圖514。圖514 恒載作用下剪力圖（單位：kN）（4）軸力計算根據(jù)配筋計算需要，只需求出柱的軸力即可，而不需求出梁軸