【導(dǎo)讀】行計(jì)算，包括強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。選定一個(gè)梁、柱截面計(jì)算配筋，進(jìn)行較為完整的結(jié)構(gòu)計(jì)算。結(jié)合具體的工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工程由參加畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生自選。主要完成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、梁、板、柱、配筋的設(shè)計(jì)與計(jì)算，并最終成圖。應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)?！督ㄖY(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》：東南大學(xué)編著、清華大學(xué)主審。北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998. 《混凝土結(jié)構(gòu)》上冊(cè)：第二版，天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東南大學(xué)主編，清華大學(xué)主審。國(guó)建筑工業(yè)出版社，20xx.20xx年7月理解和熟悉設(shè)計(jì)課題，選題，確定基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。《抗震規(guī)范》、《混凝土規(guī)范》、《荷載規(guī)范》等規(guī)范。作用下大小，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架2、3、7、8軸框架的抗震設(shè)計(jì)。框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期，選取最安全的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。

　　

【正文】 =(s) 水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算 本結(jié)構(gòu)高度不超過(guò) 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用 底部剪力法 計(jì)算水平地震作用，即： 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值 Geq Geq=∑ Gi =（ ++ 3++） =（ KN） 計(jì)算水平地震影響系數(shù)а 1 查表得二類(lèi)場(chǎng)地近震特征周期值 Tg=。 查表得設(shè)防烈度為 8 度的а max= а 1=（ Tg/T1） max =（ ） = 結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 FEk FEk=а 1Geq = =（ KN） 因 = =T1=，所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震作用系數(shù) δ n=+= += △ F6= = 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用 按下式計(jì)算： Fi=GiHiFEk（ 1δ n） /（∑ GkHk） =（ KN） 地震作用下各樓層水平地震層間剪力 Vi 為 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 Vi=∑ Fk（ i=1， 2， … n） 計(jì)算過(guò)程 ， 如 表 72 地震作用下各樓層水平地震層間剪力 Vi： 表 72 地震作用下各樓層水平地震層間剪力 Vi 層次 Hi（ m） Gi（ KN） GiHi（ KNm） GiHi/∑ GjHj Fi（ KN） Vi（ KN） 6 5 4 3 2 1 ∑ 各 質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布 ，如 圖 71 各 質(zhì)點(diǎn)水平地震 作用及樓層地震剪力 所示 ： 圖 71 各 質(zhì)點(diǎn)水平地震 作用及樓層地震剪力 多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移（△ u） i 和頂點(diǎn)位移 u i 分別按下列公式計(jì)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。 計(jì)算過(guò)程 ，水平地震作用下的位移驗(yàn)算 ， 如 表 73 多遇水平地震作用下的位移石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 所示 ： 表 73 多遇水平地震作用下的位移 層次 Vi （ KN） ∑ D i（ N/mm） （△ u） i （ mm） ui （ mm） hi （ mm） θ e=（△ u） i /hi 6 762600 3600 1/2210 5 762600 3600 1/1225 4 762600 3600 1/899 3 762600 3600 1/747 2 729530 3600 1/639 1 923810 4700 1/999 由此可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層， 1/6391/550，滿(mǎn)足規(guī)范要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算 框架柱端剪力及彎矩 Vij=DijV i /∑ Dij M bij=Vij*yh M uij=Vij（ 1y） h y=yn+y1+y2+y3 注： yn 框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。 y1 為 上下層梁線(xiàn)剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 y y3 為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 y 框架柱的反彎點(diǎn)高度比。 底層柱需考慮修正值 y2，第二層柱需考慮修正值 y1 和 y3，其它柱均無(wú)修正。 下面以②③⑦⑧軸線(xiàn)橫向框架內(nèi)力的計(jì)算為例： 如 表 74 各層邊柱端彎矩及剪力計(jì)算 所示： 表 74 各層邊柱端彎矩及剪力計(jì)算 層次 hi（ m） Vi（ KN） ∑ D ij（ N/mm） 邊 柱 Di1 （ N/mm） Vi1 （ KN） k y （ m） M bi1 （ KN m） M ui1（ KNm） 6 762600 17681 5 762600 17681 4 762600 17681 3 762600 17681 2 729530 17681 1 923810 25112 例：第六層邊柱的計(jì)算： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 Vi1=17681 （ KN） y=y n=（ m） （無(wú)修正） M bi1= =（ KN*m） M ui1=（ ） =（ KN*m） 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算（中柱） ，如 表 75 所示： 表 76 各層中柱端彎矩及剪力計(jì)算表 層次 hi（ m） Vi（ KN） ∑ D ij（ N/mm） 中 柱 Di2 （ N/mm） Vi2 （ KN） k Y （ m） M bi2（ KNm） M ui2（ KNm） 6 762600 27556 5 762600 27556 4 762600 27556 3 762600 27556 2 729530 27556 1 923810 29552 梁端彎矩、剪力及柱軸力 M l b=i l b（ Mbi+1， j + M u i， j） /（ i l b+ i r b） M r b=i r b（ Mbi+1， j + M u i， j） /（ i l b+ i r b） V b=（ M l b+ M r b） / l Ni=∑（ V l b V r b） k 具體計(jì)算過(guò)程 ，如 表 77 梁端彎矩、剪力及柱軸力 所示 ： 表 77 梁端彎矩、剪力及柱軸力 層次 邊梁 走道梁 柱軸力 M lb M rb l Vb M lb M rb l Vb 邊柱 N 中柱 N 6 5 4 3 2 1 例：第六層： 邊梁 M l b= M u 6= KN m M r b= （ +） = KN m 走道梁 M l b =M r b== KN m 邊柱 N== KN 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 中柱 N== KN 如 圖 72 ②③⑦⑧軸線(xiàn)橫向框架彎矩 柱網(wǎng)布置 、 圖 73 ②③⑦⑧軸線(xiàn)橫向框架梁剪力 圖 72 ②③⑦⑧軸線(xiàn)橫向框架彎矩 柱網(wǎng)布置 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 73 ②③⑦⑧軸線(xiàn)橫向框架梁剪力 圖 74 ②③⑦⑧軸線(xiàn)橫向框架柱軸力 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 第 8章 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 （橫向框架內(nèi)力計(jì)算） 計(jì)算單元的選擇確定 取③軸線(xiàn)橫向框架進(jìn)行計(jì)算，如 圖 81 計(jì)算單元 所示： 圖 81 計(jì)算單元 計(jì)算單元寬度為 ，由于房間內(nèi)布置有次梁（ b h=200mm 400mm），故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)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(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線(xiàn)與柱的中心線(xiàn)不重合，所以在框架 節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。 荷載計(jì)算 恒載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算 如 圖 82 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載 所示： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 82 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載 （ 1） 對(duì)于第 6 層 q q1， 代表橫梁自重，為均布荷載形式。 q1= 25= KN/m q1， = 25=q和 q2， 分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和 三角形荷載。 q2= = KN/m q2， = = KN/m P P2 分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下： P1=[（ ） 2+（ +） ] + + 25 = KN P2=[（ ） 2+（ +） +（ +） 2 /2] + + 25 = KN 集中力矩 M1=P1e1=（ ） /2= KN m M2=P2e2=（ ） /2= KN m （ 2） 對(duì)于 25 層 包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其它荷載的計(jì)算方法同第 6 層。 q1=+ = KN/m q1， = 25=q和 q2， 分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。 q2= = KN/m q2， = = KN/m 外縱墻線(xiàn)密度 [（ 2） +2 ]/= KN/m P1=（ + ） +（ +） + 25 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 = KN P2=（ + + ） + + 25 = KN 集中力矩 M1=P1e1=（ ） /2= KN m M2=P2e2=（ ） /2= KN m （ 3） 對(duì)于第 1 層 柱子為 700mm 700mm，其余數(shù)據(jù)同 25 層，則 q1=+ = KN/m q1， = 25=q2 和 q2， 分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。 q2= = KN/m q2， = = KN/m 外縱墻線(xiàn)密度 [（ 2） +2 *]/= KN/m P1=（ + ） +（ +） + 25 = KN P2=（ + + ） + + 25 = KN 集中力矩 M1=P1e1=（ ） /2= KN m M2=P2e2=（ ） /2= KN m 活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算 如 圖 83 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布 所示： 圖 83 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布 （ 1） 對(duì)于第 6 層， q2= = KN/m 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 q2， = = KN/m P1=（ + ） = KN P2=（ + + ） = KN 集中力矩 M1=P1e1=（ ） /2= KN m M2=P2e2=（ ） /2= KN m 同理，在屋面雪荷載的作用下： q2= = KN/m q2， = = KN/m P1=（ + ） = KN P2=（ + + ） = KN 集中力矩 M1=P1e1=（ ） /2= KN m M2=P2e2=（ ） /2= KN m （ 2） 對(duì)于第 25 層， q2= = KN/m q2， = = KN/m P1=（ + ） = KN P2=（ + + ） = KN 集中力矩 M1=P1e1=*（ ） /2= KN m M2=P2e2=*（ ） /2= KN m （ 3） 對(duì)于第 1 層 q2= = KN/m q2， = = KN/m P1=（ + ） = KN P2=（ + + ） = KN 集中力矩 M1=P1e1=（ ） /2= KN m M2=P2e2=（ ） /2= KN m 將計(jì)算結(jié)果匯總 ， 如 表 81 橫向框架恒載匯總表 、 表 82 橫向框架活載匯總表 所示 ： 石家莊鐵道大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 表 81 橫向框架恒載匯總表 層次 q1 （ KN/m） q1， （ KN/m） q2 （ KN/m） q2， （ KN/m） P1 （ KN） P2 （ KN） M 1 （ KN m） M 2 （ KN m） 6 25 1 表 82 橫向框架活載匯總表 層次 q2 （ KN/m） q2， （ KN/m） P1 （ KN） P2 （ KN） M 1 （ KN m） M 2 （ KN m） 6 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 2