土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)-大學(xué)教學(xué)樓結(jié)構(gòu)與施工組織設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-26 10:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 4338 2 3928 1 2406 地震作用 地震剪力 水平側(cè)移 地震作用 地震剪力 水平側(cè)移橫向 縱向圖4—1 地震作用、地震剪力與水平側(cè)移橫向共有8榀框架，縱向共有4榀框架，由于每榀框架總剛度不同，應(yīng)按照各框架柱在總剛度中的比例將層地震剪力分配至各框架柱。橫向7軸框架及縱向B軸框架的各柱剪力分配計(jì)算見表4—5及表4—6。表4—5 橫向7軸框架柱剪力分配層號(hào)Vi(kN)Di(kN/m)邊柱中柱Dij(kN/m)Vij(kN)Dij(kN/m)Vij(kN)6 +05+04 +04 5 +05+04 +04 4 +05+04 +04 3 +05+04 +04 2 +05+04 +04 1 +05+04 +04 表4—6 縱向B軸框架柱剪力分配層號(hào)Vi(kN)Di(kN/m)邊柱中柱Dij(kN/m)Vij(kN)Dij(kN/m)Vij(kN)6 +05+04 +04 5 +05+04 +04 4 +05+04 +04 3 +05+04 +04 2 +05+04 +04 1 +05+04 +04 以橫向7軸框架為例，采用D值法進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算步驟如下：柱反彎點(diǎn)距柱下端的高度yh按式（522）計(jì)算，即：yh = (y0+y1+y2+y3)h；柱端彎矩按式（525）計(jì)算。柱下端彎矩：Mb= Vijyh；柱上端彎矩：Mt=Vij(hy)h。計(jì)算結(jié)果見表4—7。表4—7 橫向7軸框架柱柱端彎矩計(jì)算層號(hào)柱位置柱剪力Vij(kN)Ky0y1y2y3yh(m)下端Mb(kNm)上端Mt(kNm)6邊柱3A、3D 中柱3B、3C 5邊柱3A、3D 中柱3B、3C 4邊柱3A、3D 中柱3B、3C 3邊柱3A、3D 中柱3B、3C 2邊柱3A、3D 中柱3B、3C 1邊柱3A、3D 中柱3B、3C 利用節(jié)點(diǎn)平衡條件，梁端彎矩按式計(jì)算，梁剪力由梁兩端的彎矩之和除以梁跨度求得。計(jì)算結(jié)果見表4—8。表4—8 橫向4軸框架梁端彎矩、剪力計(jì)算層號(hào)654321A軸 SMCol,A (kNm) LABMA= SMCol,A VAB=(MA+ MB,L)/l MB,L=SMCol,BiAB/(iAB+iBC) B軸 SMCol,B (kNm) LBCMB,R=SMCol,BiBC/(iAB+iBC) VBC=( MB,R+ MC,L)/l MC,L=SMCol,CiBC/(iBC+iCD) C軸 SMCol,C(kNm) LCDMC,R=SMCol,CiCD/(iBC+iCD) VCD=( MC+ MD)/l MD=SMCol,D D軸 SMCol,D(kNm) 邊柱軸力 ；中柱軸力 。計(jì)算結(jié)果見表4—9。表4—9 橫向3軸框架柱軸力計(jì)算層號(hào)各梁剪力各柱軸力VAB(kN)VBC(kN)VCD(kN)NANBNCND6 5 4 3 2 1 ．繪制內(nèi)力圖左震作用下，橫向7軸框架的內(nèi)力圖見圖8。右震作用下，內(nèi)力相同，方向相反。第五章 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算與水平地震作用下相同，取橫向7軸框架進(jìn)行計(jì)算。作用在梁上的豎向荷載按照各自的負(fù)荷范圍計(jì)算，導(dǎo)算為作用在梁及梁柱節(jié)點(diǎn)上的荷載，荷載值詳見表22。由縱向傳來的作用在梁柱節(jié)點(diǎn)上的豎向荷載值見表23。荷載簡圖如圖9所示，括號(hào)內(nèi)為活荷載。 表5—1 橫向7軸框架梁豎向荷載取值層號(hào)均布線荷載（kN/m）主梁自重Pb傳遞荷載方式板荷載等效寬度板恒載Ps板活載qs墻自重PW等效均布恒荷載P等效均布活荷載qAB跨6梯形 5梯形 4梯形 3梯形 2梯形 1梯形 BC跨6三角形 5三角形 4三角形 3三角形 2三角形 1三角形 CD跨6梯形 5梯形 4梯形 3梯形 2梯形 1梯形 表5—2 橫向7軸框架梁柱節(jié)點(diǎn)處由縱向框架傳來的豎向荷載取值（kN）傳至A柱傳至B柱傳至C柱傳至D柱層號(hào)62~5162~5162~5162~51每根柱自重 縱向框架梁自重 樓板傳給次梁自重 次梁自重 樓板恒載 樓板傳給次梁活載 樓板活載 縱向墻重 縱梁傳恒載 偏心距 恒載節(jié)點(diǎn)力偶 縱梁傳活載 活載節(jié)點(diǎn)力偶 采用二次彎矩分配法。計(jì)算步驟如下：1．計(jì)算豎向荷載作用下各層梁端固端彎矩（表5—1）。表5—1 恒載（活載）作用下橫向4軸框架梁端固端彎矩（kNm）層號(hào)M恒M活左端右端左端右端AB跨6 25 1 BC跨6 25 1 CD跨6 25 1 2．根據(jù)梁柱線剛度求梁柱轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，并確定各節(jié)點(diǎn)處的分配系數(shù)，詳見圖11。其中，Sik為節(jié)點(diǎn)k第i根桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，SSik為節(jié)點(diǎn)k各桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度之和。桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的計(jì)算方法如下：梁柱節(jié)點(diǎn)處為剛接，當(dāng)桿件的另一端為剛節(jié)點(diǎn)時(shí)，第j根桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度為Sj=4i；當(dāng)利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性而將桿件的另一端取為定向支座時(shí)，第j根桿件的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度為Sj=2i，i為桿件的線剛度。3．進(jìn)行彎矩的分配和傳遞，求得各節(jié)點(diǎn)處的桿端彎矩值。 圖5—1 用二次彎矩分配法計(jì)算豎向恒載作用下框架彎矩4．根據(jù)靜力平衡條件計(jì)算各梁跨中彎矩?？缰袕澗厝『奢d實(shí)際分布并按兩端簡支的計(jì)算值與梁端彎矩疊加求得?？缰凶畲髲澗夭⒉灰欢ㄔ诳缍鹊闹悬c(diǎn)處，應(yīng)建立平衡方程求解。由以上計(jì)算看出，最大彎矩與跨度的中點(diǎn)處彎矩相差不大。因此為簡化計(jì)算，近似取跨度中點(diǎn)處的彎矩為跨中最大彎矩。由此得到豎向恒載下的彎矩圖，如圖5—2。5．根據(jù)各梁、柱彎矩計(jì)算各梁、柱的剪力。梁柱剪力按照平衡條件進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表5—2及表5—3。6．柱軸力計(jì)算柱軸力按節(jié)點(diǎn)處平衡條件進(jìn)行計(jì)算，如圖5—3。柱頂截面軸力：圖5—3 柱剪力計(jì)算簡圖 （3a）柱底截面軸力： （3b）式中 gi——各層柱自重；Gi——各層由縱向框架傳來的豎向荷載；VL、VR——分別為節(jié)點(diǎn)左側(cè)、右側(cè)梁剪力；表5—2 恒載作用下梁剪力計(jì)算層號(hào)654321AB跨左端彎矩MAB 右端彎矩MBA VM= (MBAMAB)/l VGb V左= VM + VGb(kN) V左= VM – VGb(kN) BC跨左端彎矩MBC 右端彎矩MCB VM=(MCB MBC)/l VGb V左= VM + VGb(kN) V左= VM – VGb(kN) CD跨左端彎矩MCD 右端彎矩MDC VM=(MDC MCD)/l VGb V左= VM + VGb(kN) V左= VM – VGb(kN) 注：V0為各跨梁在兩端簡支條件下的剪力，梁端剪力V及V0以使結(jié)點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。表5—3 恒載作用下柱端剪力計(jì)算層號(hào)654321A軸上端彎矩Mt 下端彎矩Mb V=(Mt+ Mt)/h B軸上端彎矩Mt 下端彎矩Mb V=(Mt+ Mt)/h C軸上端彎矩Mt 下端彎矩Mb V=(Mt+ Mt)/h D軸上端彎矩Mt 下端彎矩Mb V=(Mt+ Mt)/h 注：柱端剪力V以使結(jié)點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正。表5—4 恒載作用下柱軸力計(jì)算層號(hào)6 5 4 3 2 1 柱自重 A軸節(jié)點(diǎn)右端剪力VL 縱向框架豎向荷載G 柱頂軸力Ni 柱底軸力Ni
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