【導讀】盡我所知，除了設計（論文）中特別加以標注和致謝的地方外，設計。工大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。出貢獻的個人和集體，均已作了明確的標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本。文）被查閱或借閱。本人授權桂林理工大學可以將本設計（論文）的全部或部分內(nèi)容。橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算????????摘要本設計完成了一座辦公樓的建筑設計和部分結(jié)構(gòu)設計。本工程地震設計烈度為7度，抗震等級為四級。建筑防火等級為二級，安全等級二級，建筑耐久年限為50年。成并由指導老師認可?；A結(jié)構(gòu)形式采用柱下獨立基礎。計算了水平方向和豎向荷載；

　　

【正文】 畢 業(yè) 設 計 論 文 33 ijD? 為層間側(cè)移剛度，各 柱反彎點高度比 y 按式 3210 yyyyy ???? 確定，本 設計 中底層柱和二層柱由于上下層層高有變化 ,故需加修正值 y2和 y3，其余值均無修正。具體計算過程及結(jié)果如下表所示： 表 各層柱端彎矩及剪力計算 層次 hi (m) )(kNVi ijD? (N/mm) 邊柱 中柱 Di1 Vi1 K y Mi1b Mi1u Di1 Vi1 K y Mi1b Mi1u 4 3 2 1 333866 8726 梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按式 )(,1 uijb jirblblblb MMii iM ??? ?（節(jié)點左梁的梁端彎矩） ，)( ,1 uijb jirblb rbrb MMii iM ??? ?（節(jié)點右梁的梁端彎矩）， l MMV rblbb ?? （梁端剪力），krbniklbi VVN )( ?? ??（柱軸力）計算。其中 bijuij MM和 分別為柱的上、下端彎矩， rblb VV和分別為節(jié)點左、右梁的剪力 。 表 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 層次 邊梁 走道梁 柱 軸力 Mbl Mbr l Vb Mbl Mbr l Vb 邊柱 N 中柱 N 4 3.36 － 3 3 5 3.36 － 2 4 3.36 － 1 5 3 4 3.36 － 注： 1）柱軸力中的負號表示拉力，當為左地震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應的右側(cè)兩根柱為壓力。 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 34 2）表中 M 的單位為 ， V 的單位為 KN， l的單位為 m。 左地震作用下框架彎矩圖、梁端剪力及軸力圖如下： 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 35 （ 4） 橫向風荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算： ① 風荷載標準值： 風荷載標準值按式 0K z s zww? ? ?? 計算，（ 0w 為基本風壓， z? 為 高度 Z 處的風振系數(shù)，s? 為風荷載體型， z? 為風壓高度變化系數(shù)） ， 基本風壓 0w =2 ，由《荷載規(guī)范》 查得 ?s? (迎風面 )和 ??s? (背風面 )。房屋總高度 H=4+=,迎風面寬度 B=， H/B=,地面粗糙度為 B類，查得脈動影響系數(shù) v =?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的橫向自振周期為 T1= 4=，則 0w T12== S2/m2 ， 查 得 : 脈 動 增 大 系 數(shù) ? = ，則 z? =1+ HHuHHu v iziz ????? ? ，?、圯S線橫向框架，其負載寬度為 . 為了簡化計算，作用在外墻面的風荷載可近似作用在屋面梁和樓面梁處 得等效集中荷載替換，作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中風荷載標準值，0 ( ) / 2i zi s zi i jF w h h B? ? ???， 其 B為 ，風荷載體型系數(shù) ? ? ? ?，計算如下： 表 集中風荷載標準值結(jié)果 層次 iH(m) iHH z? z? s? Wo(KN/m2) ih jh B )(kNFi 4 1 32 0 3 2 1 )( ????????F )( ????????F )( ????????F 3 ???????F ②風荷載作用下的水平位移驗算： 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 36 根據(jù)下圖中的水平風荷載， 由式 ???niK Ki FV計算層間剪力 Vi，根據(jù)已算出的③軸線框架的層間側(cè)移剛度， 再按式 ????sij ijii DVu /)(和 ?? ??niK Kuu )(計算各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。 各層集中風荷載標準值 表 結(jié)構(gòu)頂點假想側(cè)移計算 層次 ()iFKN )(KNVi )/( mmNDi? )(mmui? )(mmui )(mmhi iie hu??? 4 3600 1/371134 3 3600 1/138462 2 3600 1/87805 1 333866 3600 1/41143 由上表可見：風荷載作用下框架的層間位移角均小于 1/550，滿足規(guī)范要求。 風荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 風 荷 載 作 用 下 框 架 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 力 計 算 過 程 與 水 平 地 震 作 用 下 的 相 同 。（???????? ?? hyVM yhVMijuijijbij )1( ）各層柱端彎矩及剪力計算和梁端彎矩、剪力及柱軸力計算分別見下表： 表 各層柱端彎矩及剪力計算 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 37 層 次 ih （ m） iV (KN) iD? (N/mm) 邊柱 ijD (N/mm) ijiDD? ijV (KN) __K y bijM uijM 4 3 2 1 333866 層 次 ih （ m） iV (KN) iD? (N/mm) 中柱 ijD (N/mm) ijiDD? ijV (KN) __K y bijM uijM 4 3 2 1 333866 8726 注：表中 M量綱為 KN m， V 量綱為 KN。 表 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 層 數(shù) 邊梁 走道梁 柱軸力 lbM rbM l bV lbM rbM l bV N邊柱 N中柱 4 3 += 2 += 1 += 注：表中柱軸力中的負號表示拉力 邊梁： 走道梁： 1 ????rbM 0 ????rbM )( ?????rbM )( ?????rbM 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 38 )( ?????rbM )( ?????rbM )( ?????rbM )( ?????rbM ???bV ???bV 22 ???bV 14 224 ???bV ???bV 26 243 ???bV 64 84 ???bV 42 271 ???bV 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 39 豎向荷 載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 （ 1） 橫向框架內(nèi)力計算 ①計算單元 取軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為 ，如下圖所示，直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元范圍內(nèi)的縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。 ②荷載作用計算 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 40 1） BC軸間框架梁 屋面板傳荷載 板傳至梁上的三角形或梯形荷載，近似等效為均布荷載，荷載的傳遞示意圖如上圖所示 45001 ???? 45002 ???? 恒載： ㎡ （ 12 178。+179。） =活載： ㎡ （ 12 178。+179。） =樓面板傳荷載： 恒載： ㎡ （ 12 178。+179。） =活載： ㎡ （ 12 178。+179。） =梁自重： BC 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 =+ 活載 =板傳荷載 =2） CD軸間框架梁 屋面板傳荷載： 恒載： ㎡ 85 = 活載 ： ㎡ 85 =樓面板傳荷載： 恒載： ㎡ 85 = 活載 ： ㎡ 85 =梁自重 ： CD 軸間框架梁均布荷載為： 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 41 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 =+ 活載 =板傳荷載 =3） DE軸間框架梁 屋面板傳荷載： 恒載： ㎡ （ 12 178。+179。） = 活載 ： ㎡ （ 12 178。+179。） =樓面板傳荷載： 恒載： ㎡ （ 12 178。+179。） = 活載 ： ㎡ （ 12 178。+179。） =梁自重 ： KN/m DE 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 =+ 活載 =板傳荷載 =4） B 軸和 E軸柱縱向集中荷載的計算 【 1】頂層柱： 板傳荷載： ㎡ 85 = 女兒墻 ： KN/m 縱梁： KN/m 頂層柱恒載 P1=女兒墻自重 +縱梁自重 +板傳荷載 = KN/m + KN/m（ ） + KN/m =++= 頂層柱活載 =板傳活載 P=（ ㎡ 85 ） =桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 42 【 2】標準層柱： 板傳荷載： ㎡ 85 2= 縱 墻 ： KN/m 縱梁： KN/m 標準層柱恒載 P1=外縱墻自重 +梁自重 +板傳荷載 = KN/m（ ） + KN/m（ ） + KN/m =++= 標準層柱活載 =板傳活載 P=（ ㎡ 85 ） =基礎頂面恒載 =底層外縱墻 自重 +基礎梁自重 = KN/m（ ） + KN/m () =+= 5） C 軸和 D軸柱縱向集中荷載的計算 36001 ???? 36002 ???? 【 1】頂層柱： 板傳荷載： ㎡ 85 +㎡ （ 12 178。+179。）=+ KN/m= KN/m 頂層柱恒載 P2=梁自重 +板傳荷載 = KN/m（ ） + KN/m =+= 頂層柱活載 =板傳活載 P=(（ ㎡ 85 ） + （ 12 178。+179。） ) =(+ KN/m) = 【 2】標準層柱： 板傳荷載： ㎡ 85 2+㎡ （ 12 178。+179。） 2 桂林理工大學 土木與建筑工程 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文 43 =+ 內(nèi) 縱 墻 ： KN/m 縱梁： KN/m 標準層柱恒載 P2=內(nèi) 縱墻自重 +梁自重 +板傳荷載 = KN/m（ ） + KN/m（ ） + =++= 標準層柱活載 =板傳活載 P=(（ ㎡ 85 ） + （ 12 178。+179。） ) =基礎頂面恒載 =底層 內(nèi) 縱墻自重 +基礎梁自重 = KN/m（ ） + KN/m () =+= ③內(nèi)力計算 梁端、柱端彎矩采用 彎距二次分配 法計算。由于 結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計算時可用半框架。彎矩計算過 程 如下圖所示。梁端剪