土木專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)-建筑設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-30 11:08 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 KL1，2KL2337552KL2，2KL3310142KL322431ΣDi999306ΣD底/ΣD標(biāo)=706774/999306=》所以該框架是規(guī)則⒉ 橫向框架自振周期計(jì)算由于本框架質(zhì)量和剛度沿高度比較均勻，所以其平均自振周期可以按高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ32002）。 式中：—計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移（m）；—結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，~；。⑴ 橫向框架結(jié)構(gòu)頂點(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)算見(jiàn)表7，表7 橫向框架結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移層次（KN）（KN）∑D （）（m）（m）5844884489993064850516953999306385052554899930628505340639993061864942712646774⑵ 橫向框架自震周期計(jì)算根據(jù)上述公式得 ==⒊ 橫向地震作用計(jì)算根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112001），對(duì)于高度不超過(guò)40m，以簡(jiǎn)切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(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，本框架結(jié)構(gòu)采用底部剪力法計(jì)算抗震作用。采用底部剪力法時(shí)，各樓層可僅取一個(gè)自由度，結(jié)構(gòu)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk為： FEk=a1Geq式中：a1—相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；Geq—結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點(diǎn)取總重力荷載代表值；多質(zhì)點(diǎn)取總重力荷載代表值的85%。在多遇地震作用下，由地震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組；建筑場(chǎng)地類別為2類，由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500112001）——2可以查得：水平影響系數(shù)極大值，αmax=特征周期值，Tg=因?yàn)門(mén)1=《 ==，則不要考慮頂部附加集中作用。 所以，橫向地震影響系數(shù)為：α1=[Tg/T1]=對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)體系，Geq===64392 KN結(jié)構(gòu)底部總橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：FEK=α1 Geq==3542 KN 結(jié)構(gòu)頂部附加集中水平地震作用為：== KN按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500112001）。表8 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力層次（m）（KN）（）（KN）（KN）6602265584484850531185059355528505 186492265ΣGiHi橫向框架各層水平地震作用及地震剪力見(jiàn)圖6。 圖6 橫向框架各層水平地震作用及地震剪力 （a）水平地震作用分布；（b）層間地震剪力分布⒋ 驗(yàn)算橫向框架梁柱截面尺寸及水平位移該框架在地震區(qū)，故應(yīng)同時(shí)驗(yàn)算截面的最大承載力及軸壓比。梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋為HRB335級(jí)；柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋為HRB400級(jí)。⑴ 框架梁框架梁采用同一截面尺寸，故只需對(duì)受力較大的樓面梁進(jìn)行核驗(yàn)。M0= = = V0= = =由于本框架的抗震等級(jí)為三級(jí)，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002），則其受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列要求。三級(jí)抗震等級(jí) x≤即ζζb=，從而知αsmax=ζb（1ζb）=，因此，Mumax= =（65035）2 = == Vumax=== = KN說(shuō)明梁截面尺寸250650mm2滿足要求。⑵ 框架柱只需對(duì)受力最大的底層中柱柱底截面的抽壓比進(jìn)行驗(yàn)算。N=Nmax=對(duì)于抗震等級(jí)為三級(jí)的框架柱，由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002）。而 == 故可滿足軸壓比的限制要求。⑶ 橫向框架水平位移驗(yàn)算水平地震作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的層間位移Δui和頂點(diǎn)位移ui計(jì)算見(jiàn)表9 表9 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次（KN）（KN/m）（m）（m）（m）59993061/458349993061/253839993061/183329993061/1375122656467741/1257由表9可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/1257，遠(yuǎn)小于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500112001）[θe]=1/550，故滿足要求。結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)位移與總高度之比為：181。/h=，因此頂點(diǎn)位移滿足要求。⒌ 縱向框架的計(jì)算因其計(jì)算方法與橫向框架的計(jì)算方法相同，這里不贅述。 風(fēng)荷載計(jì)算⒈ 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移驗(yàn)算⑴ 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式計(jì)算： 式中：— 高度z處的風(fēng)振系數(shù)； — 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）；《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50092001）規(guī)定，對(duì)于高度大于30m，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)βz來(lái)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響，所以不考慮風(fēng)振系數(shù)，也就是βz=風(fēng)壓高度變化系數(shù)181。z，可以根據(jù)建筑物的高度和地面粗糙類別（本教學(xué)樓按B類計(jì)算），由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50092001）。風(fēng)荷載計(jì)算取軸線橫向框架，將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表10，式中z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)荷載面積。 表10 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 層次βZ181。SZ（m）181。ZW0（KN/m2）A（m2）PW（KN）54321橫向框架結(jié)構(gòu)分析時(shí)，各層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，如圖7所示。 圖7 風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖⑵ 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 風(fēng)荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的層間位移ΔuI和頂點(diǎn)位移uI計(jì)算見(jiàn)表11。表11 風(fēng)荷載作用下橫向框架和位移驗(yàn)算層次（KN）（KN/m）（m）（m）（m）5582041/118184582041/88643582041/72222582041/61901448321/5263 注：表中依據(jù)表6中的中框架中柱和中框架邊柱的D值得到，比如：=2（11580+20406）=63972 由表11可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/5263，遠(yuǎn)小于《高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ32002）[θe]=1/650，而且結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移與總高度之比u/H= /=1/91611/650，因此結(jié)構(gòu)的水平位移滿足要求。⒉ 縱向風(fēng)荷載作用下框架的側(cè)移計(jì)算縱向風(fēng)荷載作用下框架的側(cè)移計(jì)算方法與橫向框架相同，在此不在贅述。 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算與組合⒈ 水平地震作用下橫向框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以圖2中軸線計(jì)算單元的橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說(shuō)明計(jì)算發(fā)法。邊框架和縱框架的計(jì)算，鑒于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間不多，有其計(jì)算方法與步驟與橫向框架相同，因此不再贅述?？蚣芙Y(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算采用D值法，其中D和∑D取自表6，層間剪力取自表8。具體的柱剪力和彎矩計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表12。表12 橫向水平地震作用下框架柱剪力和柱彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 柱層次hViΣDiDD/ΣDiVikKyiM下M上邊柱57239993062546122431413119993062546122431318059993062546167224312212299930625461224317777122656467741722216157中柱599930633755310144131199930633755310145777318059993063375531014221229993063375511911931014122656467741667515822梁端彎矩、 剪力及柱軸力的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表13。其中，梁的線剛度取自表4，表13中柱軸力負(fù)號(hào)表示拉力，當(dāng)左震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。表13 地震作用下框架梁端彎矩﹑剪力及柱軸力計(jì)算水平地震作用下橫向框架框架的彎矩圖﹑。邊梁KL1邊梁KL3過(guò)道梁KL2柱軸力LMMVLMMVLMMV邊柱中柱543124813651331 圖⒏ 水平地震作用下的框架彎矩圖（KN?m）圖⒐ 水平地震作用下的框架梁端彎矩及柱軸力（KN）⒉ 風(fēng)荷載作用下橫向框架內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)荷載作用下仍以軸線作為計(jì)算單元，計(jì)算框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。其內(nèi)力計(jì)算過(guò)程與水平地震作用下的相同。具體的柱剪力和彎矩計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表14；梁端彎矩、剪力及柱抽力計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表15。 柱層次hViΣDiDD/ΣDiVikKyiM下M上邊柱55820425461224314582042546122431358204254615.22431258204254615224311448321722216157中柱55820433755310144582043375531014358204337553101425820433755310141448321667515822表15 風(fēng)荷載作用下框架梁端彎矩、剪力及柱抽力計(jì)算 邊梁KL1過(guò)道梁KL2邊梁KL3柱軸力LMMVLMMVLMMV邊柱中柱54321
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