【導讀】安徽新華學院本科畢業(yè)設計

　　

【正文】 力 左M 右M l Vb 左M 右M l Vb 邊柱 N 中柱 N 5 4 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 25 3 2 1 113 注：（ 1）柱軸力的負號表示拉力； （ 2）表示 M 單位為 ,V 單位為 kN,N 單位為 kN， l單位為 m。 水平地震作用下框架的彎矩圖，梁端剪力及柱軸力圖分別如 圖 3 圖 34所示。 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 26 圖 33 水平地震作用下框架彎矩圖（ ） 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 27 圖 34 水平地震作用下梁端剪力及柱軸力圖（ kN） 橫向風荷載作用下框架的內力和側移計算 風荷載標準值的計算 基本風壓值： W0=，東 南風向 。 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 28 垂直于建筑物表面上的風荷載標準值應按下述公式計算： 0wW zszk ???? 式中： kW — 風荷載標準值 z? — 高度 z處的風振系數(shù) s? — 風荷載體型系數(shù) z? — 風壓高度變化系數(shù) 0w — 基本風壓 其中 C類地面粗糙類別 z? = （高度 ） s? 迎風面取 s? 背風面 ) ()( ????????? LHs? 高寬比 ： H/B=結構基本自振周期： 0 . 5~0 . 450 . 1 )( 0 . 0 80 . 1 ) N~( 0 . 0 8T 1 ???? 則 0 8 7 ~0 5 )~( 2210 ???TW 因為 ?TW ,所以取 ?TW 查表得脈動增大系數(shù) ?? ，脈動影響系數(shù) v= HH1 iz Zv??? ?? 取中框架縱向框架柱，其負載寬度為 ,沿房屋高度的分布風荷載標準值為 ： zszzq ???)( ?? 各層風荷載標準值計算見表 310： 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 29 表 310 各層風荷載標準值計算 層次 Hi /m Hi/H z? z? mkNq ./1迎 mkNq ./21背 5 1 4 3 2 1 注意：底層自地面算起， 頂層附加女兒墻 高 。 則一榀框架各層節(jié)點 處風荷載標準值如圖 35 所示： 圖 35 各層節(jié)點處風荷載標準值 （ kN/m） 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 30 各層風荷載值計算 kNF )2/()(5 ????? kNF )(4 ???? kNF )(3 ???? kNF )(2 ???? kNF )2/()(1 ????? 風荷載 作用下的水平位移驗算 根據上述計算的水平荷載求出層間剪力，然后依據中框架柱層間側移剛度計算各層相對位移和絕對位移 。 風荷載作用下框架各層間剪力及位移計算見表 311： 表 311 風荷載作用下框架各層間剪力及位移計算 層次 層高（ m） Fi（ kN） Vi（ kN） ?D （ N/mm） i?? (mm) i? (mm) ii ??/? 5 584916 1/327272 4 584916 1/163636 3 584916 1/112500 2 584916 1/85714 1 501846 1/68644 風荷載作用下框架的最大層間位移角為 1/68644，遠小于 1/550,滿足要求 。 風荷載作用下框架結構的內力計算 風荷載作用下框架結構的內力計算 過程與水平地震的相同，計算結果見表31表 313和表 314： 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 31 表 312 各層邊柱柱端彎 矩 及 剪力計算 層次 hi (m) Vi （ kN） ijD? (N/mm) 邊柱 Dil Vil K y 上M 下M 5 584916 22500 4 584916 22500 3 584916 22500 2 584916 22500 1 501846 20222 表 313 各層中柱柱端彎矩及剪力計算 層次 hi (m) Vi （ kN） ijD? (N/mm) 中柱 Dil Vil K y 上M 下M 5 584916 30833 4 584916 30833 3 584916 30833 2 584916 30833 1 501846 23524 表 314 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 層次 邊橫梁 中橫梁 柱軸力 左M 右M l Vb 左M 右M l Vb 邊柱 N 中柱 N 5 4 3 2 1 注：（ 1）柱軸力的負號表示拉力 ； 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 32 （ 2）表中 M 單位為 ， V 單位為 kN， N單位為 kN， l單位為 m。 風荷載作用下的彎矩圖，梁端剪力及柱軸圖，如圖 36 和圖 37 所示： 圖 36 風荷載作用下框架彎矩圖（ ） 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 33 圖 37 風荷載作用下梁端剪力及柱軸力圖（ kN） 4 豎向荷載作用下框架結構的內力計算 計算單元 取 ⑥ 軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為 ，即一個柱距寬。如圖 41所示，由于房間內布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖 中安徽新華學院本科畢業(yè)設計 34 的水平陰影線 所示 ，計算單元范圍內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 ， 作用于各個節(jié)點上，由于縱向框架的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩 。 圖 41 橫向框架就算單元 恒載計算 恒載作用下各層框架梁上的荷載分 布如圖 42 所示，圖中 q q2代表橫梁自重，為均 布荷載形 。 mkNq /)( ?????? 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 35 mkNq /3 6 )(39。1 ?????? 圖 42 各層梁上作用的恒載 2q 和 39。2q 分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角 形 荷載，對于第 5層有： mkNq / ??? mkNq /39。2 ??? p p2分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載，計算如下： kNp)()()(212)(1??????????????????????? ??????? kNp)()()()(21)()(212)(2?????????????????????????? ???????????????安徽新華學院本科畢業(yè)設計 36 1M 、 2M 分別為縱梁軸線與柱軸線偏心而產生的集中力距，計算如下： mkNepM ?????? )2 ( mkNepM ?????? )2 ( 對于 2～ 4 層， 1q 、 39。1q 包括梁自重和其上墻自重，為均布荷載，其它荷載的計算方法同第 4 層 。 結 果 如 下 ： 學習 1～ 4 層： mkNq /1 3 )( 2 ????? mkNq /39。1 ? mkNq / ??? mkNq /3 8 39。2 ??? kNp 7 )()()()()()()(212)(1??????????????????????????????? ??????? kNp)()()()()()()()(21)()(212)(2????????????????????????????????????? ????????????? 則集中力距： mkNepM ?????? )2 (111 mkNepM ?????? )2 ( 活載計算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分 布如圖 43所示： 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 37 圖 43 各層梁上作用的活荷載 對于第 5 層，不上人屋面，只有雪荷載： mkNq / ??? mkNq /39。2 ??? kNp )(212)(1 ???????? ??????? kNp)(21)()(212)(2???????? ????????????? mkNepM ?????? )2 ( mkNepM ?????? )2 ( 對于 1～ 4層，樓面活載： mkNq / ??? mkNq /39。2 ??? kNp )(212)(1 ???????? ??????? 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 38 kNp)(21)()(212)(2???????? ????????????? mkNepM ?????? )2 ( mkNepM ?????? )2 ( 對于 1到 5層荷載計算結果見表 41 和表 42： 表 41 橫向框架恒荷載匯集表 層次 1q 39。1q 2q 39。2q 1p 2p 1M 2M 5 14 表 42 橫向框架活荷載匯集表 層次 2q 39。2q 1p 2p 1M 2M 5 14 9 6 荷載作用下的 內 力計算 恒載等效計算 梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，根據固端彎矩相等 的原則，先將梯形分布荷載以及 三角形分布荷載化為等效均布荷載，等效均布荷載的計算公式如圖所示： 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 39 la/?? qq )21( 320 ????? 8/50 qq ? 圖 44 梯形荷載 圖 45 三角形荷載 即： qq )21( 32 ?????邊 8/5qq ?中 第 5 層： 即頂層梯形、三角形荷載轉化為等效均布荷載 1 8 . 8 4 k N / )()21(q 322DE5321DE5 ????????????? qq邊 8 . 9 6 k N/ 2EF51EF5 ?????? qq中 則頂層各桿的固端彎矩為： mqMMEDDE . 22 ????????? 邊 mqMM FEEF .. 3 k N42 . 22 ????????? 中 41 層： 2 3 . 6 8 k N / m0 7 )()21(q 322DE321DE ????????????? qq邊 8 . 2 3 k N/ m3 8 2EF1EF ?????? qq中 則各端柱固端彎矩為： mqMMEDDE .. 3 k N1 0 22 ????????? 邊 mqMM FEEF .. 9 5 k N32 . 22 ????????? 中 安徽新華學院本科畢業(yè)設計 40 活荷載等效計算 qq )21( 32 ?????邊 8/5q?中 梯形荷載和三角形荷載轉化為等效荷載： 第 5 層： mkNqq DE /)()21( 322532 ???????????邊 mkNqq /????中 則頂層各桿固端彎矩為： mqMMEDDE ?????????? 8 . 2 9 k 22邊 mqMM FEEF ?????????? 0 . 4 3 k N2 . 22中 1～ 4 層： mkNqq DE /)()21( 32232 ???????????邊 mkNqq EF /????中 則頂層 柱 各桿固端彎矩為： mqMMFEEF ?????????? 1 . 8 k N2