【導(dǎo)讀】筑面積約為5000m2，層數(shù)為6層。課題來源于工程實際，對土木工程專業(yè)學(xué)生具有現(xiàn)實意義。深化所學(xué)理論知識，使學(xué)生受到工程師的基本技能和素質(zhì)訓(xùn)練。通過這個課題，著重培養(yǎng)學(xué)。計說明書、計算書的能力等。構(gòu)類型采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。地表土為城市垃圾土，表層厚—。地表下土層為非濕陷性黃土。地基處理建議采用換土墊層法，墊層材料可選用3：7或2：8灰土。承載力標(biāo)準(zhǔn)值fak=180kPa。全年主導(dǎo)風(fēng)向是東北風(fēng)，基本風(fēng)壓kN/M2。年降雨量634mm，日最大。降雨量92mm，每小時降雨量56mm。本次畢業(yè)設(shè)計由建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分組成，結(jié)構(gòu)設(shè)計為重點。等，結(jié)構(gòu)設(shè)計方案說明，結(jié)構(gòu)計算過程等。指標(biāo)的綜合性資料。符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，又滿足使用要求，經(jīng)濟合理性。火等級二級，抗震設(shè)防烈度8度。根據(jù)任務(wù)書定出各層平面。在手算后，還使用CAD、Word、Excel等工具。進行電腦輸入，并對手算的結(jié)構(gòu)進行了分析和檢查。

　　

【正文】 場地近震特征周期值 Tg=，查表 得設(shè)防烈度 為 8 度的 а max=，則 а 1=(Tg/T1) max=() =0. 091。 結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 FEk FEk=а 1Geq = = kN 因 ==T 1= s，所以考慮頂部附加水平地震作用。 δn= += 各質(zhì)點橫向水平地震作用按下式計算： Fi=GiHiFEk(1 – δn )/(∑G kHk) () 地震作用下各樓層水平地震層間剪力 Vi為 ： Vi=∑F k(i=1， 2， ?n ) ( ) 其中， △F 6= = 計算過程如下表 表 Hi(m) Gi(kN) GiHi(kNm ) GiHi/∑G jHj Fi(kN) Vi(kN) 6 5 4 3 2 1 各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見下圖： 圖 水平地震作用分 布 圖 層間剪力分布 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 多遇水平地震作用下的位移驗算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移 (△u )i和頂點位移 u i分別按下列公算 ： (△u )i = Vi/∑D ij () u i=∑ (△u )k () 各層的層間彈性位移角 θ e=(△u )i/hi，根據(jù)《抗震規(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 [θ e]1/550。 以第一層為例計算如下： (△u) i = Vi/∑D ij=4370020/619042= u i=∑(△u) k=(△u) i= θ e=(△u) i/hi=其余層計算如下表： 表 層次 Vi (KN) ∑D i(N/mm) (△u) i (mm) ui (mm) hi (mm) θ e=(△u) i /hi 6 636284 3600 1/1538 5 636284 3600 1/952 4 636284 3600 1/727 3 636284 3600 1/615 2 645952 3600 1/563 1 619042 4800 1/680 由此可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層， 1/5631/550，滿足規(guī)范要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計算 框架柱端剪力及彎矩計算 以平面圖 ○ 7 軸線為例，說明計算方法，其余計算從略 ， 將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。 柱端剪力按下式來計算： ijij isijj=1DVVD? ? () 柱上、下端彎矩 Miju、 Mijv按下式來計算： bij ijM V yh?? () (1 )uij ijM V y h? ? ? () 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 1 2 3ny y y y y? ? ? ? () 式中： ijD— i層 j柱的側(cè)移剛度； h為該層柱的計算高度； Y— 反彎點高度比； ny — 標(biāo)準(zhǔn)反彎點高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度 bk ，和柱的相對線剛度 ck 的比值，總層數(shù) m ，該層位置 n 查表確定。 1y — 上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值 1? 及 i查表得。 2y — 上下層層高變化的修正值，由上層層高對該層層高比值 2? 及 i 查表。 3y — 下層層高對該層層高的比值 3? 及 i 查表得。 需要注意的是 ny 是根據(jù)表：倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比 ny 查得。 以第 三為例 ,其余層計算見表： Vij=(17566/636284) = Mijb=0. 3623. 6= Miju=(1 ) 3. 6= 表 層次 hi /m Vi /kN ∑D i /(N/mm) Di1 Vi1 K y Mb1j Mu1j 6 636284 17566 5 636284 17566 4 636284 17566 3 636284 17566 4 645952 17911 1 619042 20219 注：表中 M單位為 kNm ， V單位為 kN。 表 層次 hi /m Vi /kN ∑D i /(N/mm) Di2 Vi2 K y Mb1 Mu1 6 636284 29277 5 636284 29277 4 636284 29277 3 636284 29277 2 645952 29737 1 619042 24666 注：表中 M單位為 kNm ， V單位為 kN 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 水平地震作用下框架梁內(nèi)力計算 梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算 ： ? ?ll b ubb i + 1 ,j i jlrbbiM M + Mi + i? () ? ?rr b ubb i+ 1 , j ijlrbbiM = M + Mi + i () l2bbb M + MV= l () ? ?n lri b bk = i kN = V V? () 5Mrb=4. 500/(+)= Vb=(+)/= Ml2 =Mr2== Vb=2/3= 邊柱 N== 中柱 N== 表 、剪力及柱軸力 層次 邊橫梁 中橫梁 柱軸力 Mlb Mrb l Vb Ml2 Mr2 l Vb 邊柱 N 中柱 N 6 5 4 3 2 1 水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖見圖 、 ： 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 圖 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 ，梁端剪力圖 6 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 24 6 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 橫向框架計算圖 取 ○ 7 軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為 ，如圖所示，由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，由于縱梁有偏心，故在框架結(jié)點上還有集中力矩作用。 7200240072007 2 007 2 00180036001800120012001800360018003 6 00 3 6 00ABCD4 5 6 圖 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 荷載計算 恒載計算 A B C DP P 2q1q2q139。q239。M 1M 27200 2400 7200111MP2M2P 圖 圖中所示 1q 和 1q? 為均布荷載形式的橫梁自重， q q239。和 q239。39。分別為房間和走道板，陽臺傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載及矩形荷載，由圖中幾何關(guān)系可知， q1 = 25=q1， = 25= kN/m q2 =3. 6= kN/m q239。39。 = = kN/m P P P3分別為由邊縱梁、次梁和中縱梁直接傳給柱的荷載，它包括梁自重、樓板自重等的自重荷載，計算過程如下： P1=[( ) 2+(+)/2 ]+ + + = P2=[( ) 2+(+)/2 +(+)/2 2] 65+ + M1 、 M2分別為外縱 梁與柱外側(cè)奇平，內(nèi)縱梁與柱的走道側(cè)齊平而產(chǎn)生的集中力矩，則： M1=P1e1= ( )/2=m M2=P2e2= ( )/2=m ～ 5層 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 1q 、 1q? 、 2q 、 2q? 、 1P 、 2P 、 M1 、 M2 計算如下： q1=+( )= kN/m 1q? ＝ kN//m q2 =3. 6= kN/m q239。= = kN/m P1=( + ) ++ +[( .65) 2]+ 2= kN P2=( + +6 ) + + + 3.0( )= kN M1=P1e1= ( )/2 = kNm M2=P2e2= ( )/2= kNm 層 1q 、 1q? 、 2q 、 2q? 、 1P 、 2P 、 M1 、 M2 計算如下： q1=4. 5+( )= kN/m 1q? ＝ kN/m q2 = = kN/m q39。39。= = kN/m P1=( + ) ++ +[ (.65) 2]+ 2= kN P2=( + +6 )+ + + ( )= M1=P1e1=(0. )/2 =m M2=P2e2=(0. )/2=m 表 層次 q1 /(kN/m) q139。 /(kN/m) q2 /(kN/m) q239。 /(kN/m) P1 /kN P2 /kN M1 / kNm M2 / kNm 6 5 4 3 2 1 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 活載計算P 2M 2PM1117202140072002M1M39。2q2q1q2PPDCBA 圖 q2= = kN/m q239。= = kN/m P1 =( + ) = P2 =( + +6 )= kN M1=P1e1=( )/2= kNm M2=P2e2=( )/2= kNm (1) 雪載作用下的計算 q2= = kN/m q239。= = kN/m P1 =( + ) = kN P2 =( + +6 )= kN M1=P1e1=( )/2=m M2=P2e2=( )/2=m q2= = kN/m q239。=2= kN/m P1 =( + )2= kN P2 =( + +6 )2= kN M1=P1e1=( )/2=m M2=P2e2=( )/2= kNm 層活載作用下的計算 q2= = kN/m q239。=2= kN/