【導讀】畢業(yè)設計（論文）計算書。題目中心醫(yī)院住院部大樓設計。學院土木建筑學院

　　

【正文】 情況下同層框架側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度 iD? ，見表 7。根據(jù)表 6 和表 7 得： 7 7 4 1 7/ 2 6 5 1 6D/D 21 ????? ，故該框架為橫向規(guī)則框架。 20xx 屆土木工程（建筑結構工程）畢業(yè)設計（論文） 11 第五章 橫向水平荷載作用下框架結構的內(nèi)力和側(cè)移計算 橫向水平地震作用下框架結構的內(nèi)力和側(cè)移計算 橫向自振周期計算 結構頂點的假想位移計算見表 8。 表 8 結構頂點的假想位移計算 層 次 )KN(Gi )KN(ViG )mm/N(Di? )mm(i?? )mm(i? 6 5 4 3 2 1 結構基本自震周期 TT1 ??? （式 ） ，其中υ T的量綱為 m，取 ?? ，則 0 3 ???? 水平地震作用及樓層地震剪力計算 本方案結構高度小于 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用。因為是多質(zhì)點結構，所以 : ? ? KNG 5 9 5 . 2 8 71 6 2 9 . 3 0 ieq ???????? 設防烈度按 7 度考慮， 該場地設計基本地震加速度值為 ，設計地震分組為第一組 ，場 地土為Ⅱ類，查表得： 特征周期 Tg= ，水平地震影響系數(shù)最大值 ?? 1g1 ??????????????????????TT KNGF ????? 因為 s5 3 1g ????? TT ，所以應考慮頂部附加水平地震作用。 ***：中心醫(yī)院住院部大樓設計 12 1n ??????? T KNFF ?????? 各質(zhì)點的水平地震作用： ? ? ???????? n1j jjiinn1j jjiii 8 7 8 51HGHGFHGHGFEK 表 9 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層次 Hi（ m） Gi（ KN） GiHi（ KN） ?jjii HGHG 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如下圖 5。 水平地震作用下的位移驗算 水平地震作用下框架結構的層間位移 i?? 和頂點位移 i? 按下式計算???? s 1j ijii D/V）（ ? （式 ） 和 （式 ） ， 各層的層間彈性位移角 iie h/?? ?? （式 ） ，計算結果如表 10。 表 10 橫向水平地震作用下的位移驗算 F1F2F3F4F5F6V1V2V3V4V5V6水平地震作用分布 層間剪力分布圖3 橫向水平地震作用及樓層地震剪力kn1k ）（?? ?? ??20xx 屆土木工程（建筑結構工程）畢業(yè)設計（論文） 13 層 次 ）（ KNVi )mm/N(Di? )mm(i?? )mm(i? ）（ mmhi iie h?? ?? 6 3300 1/6099 5 3300 1/3094 4 3300 1/2211 3 3300 1/1814 2 3300 1/1613 1 4200 1/1377 由表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第 1 層，其值 1/1377〈 1/550,滿足要求 ,其中 550/1]h/[ ??? 是由彈性層間位移角限值查得。 水平地震作用下框架內(nèi)力計算 以 4 軸線框架內(nèi)力計算，其余框架計算從略。 框架柱端剪力及彎矩按式is1j ijijij VDDV??? （式 ） ； yhVM ijijb ?? （式 ） ； hy1VM ijuij ）（ ?? （式 ） 各柱反彎點高度比 321n yyyyy ???? （式 ） 本例中底層柱需考慮修正值 y2，第 二層柱需考慮修正值 y3，其余柱均無修正。 表 11 各層柱端彎矩及剪力計算 層次 hi /m Vi /kN Σ Dij N m 邊 柱 Di1 Vi1 ?k y biM1 uiM1 6 28886 5 28886 4 28886 3 28886 2 28886 ***：中心醫(yī)院住院部大樓設計 14 續(xù)上表 梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按式 :（ 計算結果見表 12） )MM(ii iM uijb j,1irblb lblb ??? ?（式 ） ； )MM(ii iM uijb j,1irblbrbrb ??? ?（式 ） ； L MMV rb1bb ?? （式 ） ； knikrblbi )VV(N ?? ?? （式 ） ； 表 12 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 層次 邊梁 走道梁 柱軸力 lbM rbM L Vb lbM rbM L Vb 邊柱 N1 中柱 N1 6 5 4 3 1 26000 層次 hi /m Vi /kN Σ Dij N m 中 柱 Di2 Vi2 ?k y biM2 uiM2 6 5 4 3 2 1 20xx 屆土木工程（建筑結構工程）畢業(yè)設計（論文） 15 2 1 注 :1)、柱軸力中的負號表示拉力。當為左地震時，左側(cè)兩根柱為拉力 ,對應的右側(cè)兩根柱為壓力。 2）、表中單位為 kN m， V 單位 N， l 的單位為 m。 左地震作用下框架彎矩、梁端剪力及柱軸力如圖 6所示： ***：中心醫(yī)院住院部大樓設計 16 橫向風荷載作用下框架結構內(nèi)力和側(cè)移計算 風荷載標準值 風荷載標準值按式 ozszk ????? ? （式 ）， 基本風壓 w0=。由《荷載規(guī)范》查得 ?? （迎風面）和 ??? （背風面）， C類地區(qū)， H/B=，查表得： 脈動影響系數(shù)υ =. T1= ， W0T12=大系數(shù)ξ =。 izz zz ?????? ??? ? ??（式 ） 仍取圖 4軸線橫向框架，其負載寬度 ，沿房屋高度分布風荷載標準值 szzzq ???)( ?? 根據(jù)各樓層標高處高度 Hi查取 z? ， )z(q 沿房屋高度的分布見表 13。 )z(q 沿房屋高度的分布見圖 7（ a） 。 表 13 沿房屋高度分布風荷載標準值 層次 Hi（ m） Hi/H(m） z? z? )m/KN)(z(q1 )m/KN)(z(q 2 節(jié)點荷載（ KN） 6 5 4 3 2 1 《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于 30m 且高寬比大于 的房屋結構，應采用風振系數(shù) z? 來 考 慮 風 壓 脈 動 的 影 響 ， 本 例 房 屋 高 度 H=30m ，H/B=,因此，該房屋應不考慮風壓脈動的影響。 框架結構分析時，應按靜力等效原理將分布風荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點集中荷載，節(jié)點集中荷載見圖 7（ b）， 第 N層集中荷載 FN的計算如下： F6=[(+)/2+] ( 1/2+) 1/2 + ［（ +） /2+］ ( 1/2+) 1/2= F5=(+++) 1/2 +［（ ） +（ ）］ 1/2 1/3 +［（ ） +（ ）］ 1/2 2/3 20xx 屆土木工程（建筑結構工程）畢業(yè)設計（論文） 17 = F4=(+++) 1/2 +［（ ） +（ ）］ 1/2 1/3 +［（ ） +（ ）］ 1/2 2/3 = F3=(+++) 1/2 +［（ ） +（ ）］ 1/2 1/3 +［（ ） +（ ）］ 1/2 2/3 = F2=(+++) 1/2 +［（ ） +（ ）］ 1/2 1/3 +［（ ） +（ ）］ 1/2 2/3 = F1= 1/2+ 1/2 +［ (+)/2+］ 1/2 1/2 +［（ +） /2+］ 1/2 1/2 = 風荷載作用下的水平位移驗算 根據(jù)圖 7（ b）所示水平荷載，由式 ???nik ki FV（式 ）計算層間剪力 Vi，然后依據(jù)表 6求出軸 4 線框架的層間側(cè)移剛度，再按式 ***：中心醫(yī)院住院部大樓設計 18 ???? s 1j ijii D/V)( ? （式 ）； kn1k )(?? ?? ??（式 ） 計算各層的相對 側(cè)移和絕對側(cè)移，計算結果見表 14。 表 13 風荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算 層次 1 2 3 4 5 6 Fi（ KN） Vi（ KN） ? )N/mm(D ）（ mmi?? ）（ mmi? ）（ mmhi 4200 3300 3300 3300 3300 3300 ii h/?? 1/3542 1/4592 1/5529 1/7122 1/10404 1/21463 由表 13 可見，風荷載作用下框架最大層間位移角為 1/3542，遠小于 1/550，滿足規(guī)范要求。 風荷載作用下框架結構內(nèi)力計算 風荷載作用下框架結構內(nèi)力計算過程與水平地震作用下的相同。橫向框架在風荷作用下的彎矩，梁端剪力及柱軸力見圖 8。計算結果見表 15 表 16； 表 15 風荷作用各層柱端彎矩及剪力計算 層次 hi /m Vi /kN Σ Dij N m 邊 柱 Di1 Vi1 ?k y biM1 uiM1 6 28886 5 28886 4 28886 3 28886 2 28886 1 26000 20xx 屆土木工程（建筑結構工程）畢業(yè)設計（論文） 19 續(xù)上表 表 16 風荷作用梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 層次 邊梁 走道梁 柱軸力 lbM rbM L Vb lbM rbM L Vb 邊柱 N1 中柱 N1 6 7200 3000 5 7200 3000 4 7200 3000 3 7200 3000 2 7200 3000 1 7200 3000 注 :1)、柱軸力中的負號表示拉力。當 為左風時，左側(cè)兩根柱為拉力 ,對應的右側(cè)兩根柱為壓力。 2）、表中單位為 kN m， V 單位 N， l 的單位為 m。 水平風荷載作用下框架彎矩如圖 、梁端剪力及柱軸力如圖 所示： 層次 hi /m Vi /kN Σ Dij N m 中 柱 Di2 Vi2 ?k y biM2 uiM2 6 5 4 3 2 1 ***：中心醫(yī)院住院部大樓設計 20 20xx 屆土木工程（建筑結構工程）畢業(yè)設計（論文） 21 第六章 豎向荷載作用下框架結構的內(nèi)力計算 橫向框架內(nèi)力計算 計算單元 框架計算單元寬度為 ，如圖 9 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，計算單元范圍內(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，作用于各節(jié)點上。 荷載計算 恒荷計算 恒荷載作用下各層