【導(dǎo)讀】本工程為三層鋼框架超市設(shè)計，長，寬，層高為，建筑高度為，建筑面積，綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，進(jìn)行了鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。主體采用鋼框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板。首先確定結(jié)構(gòu)方案并進(jìn)行荷載統(tǒng)計、梁。計算豎向荷載效應(yīng)時采用分層法，計算水平荷。載效應(yīng)時采用D值法；在荷載組合時。考慮以可變荷載效應(yīng)控制的組合和以永久荷載效應(yīng)

　　

【正文】 0 .0 0 3 36 .3 5 3 0 0? ? ?，小于《建筑設(shè)計抗震規(guī)范》（ GB50011— 2020）第 條規(guī)定的位移極限值 [ e? ]＝ 1/300 滿足位移要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計算 一． 框架第 Ⅰ 層 J 柱分配到的剪力 ijV 以及該柱上，下端的彎矩 uijM 和 bijM 分別按下列各 式計算 : 1ijij inijjDVVD??? .bij ijM V yh? (1 )uij ijM V y h?? 0 1 2 3y y y y y? ? ? ? 其中， 0y 為標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，可由查表得。本設(shè)計中，底層柱只需考慮修正值 2y 。第二層柱需考慮修正 值 3y ， 二 .框架柱剪力和柱端彎矩計算采用 D 值法， 計算過程見下表 ： 三 .梁端彎矩，剪力及軸力分別按下式計算： ()lL u bbb ij ijlrbbiM M Mii??? ()ru u bbb ij ijlrbbiM M Mii??? 26 12bbb MMV L?? ()n Lri b bkiN V V k???? 由 計算簡圖 計算得，具體過程見 表 ： 表 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算 層次 Hi Vi D Dij Vij k y Mij b Mij u 3 2 1 表 各層 中 柱柱端彎矩及剪力計算 層次 Hi Vi D Dij Vij k y Mij b Mij u 3 2 1 表 梁端彎矩，剪力及柱軸力的計算 層次 邊梁 中梁 柱軸向力 Mbl Mbr L Vb Mbl Mbr L Vb 邊柱 中柱 3 10 10 2 10 10 1 10 79 79 10 注： (1) 柱軸力中的負(fù)號表示拉力，當(dāng)為地震作用時候，兩側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。 （ 2）表中 ,lrbbMM分別表示節(jié)點(diǎn)在右梁的彎矩單位為 kNm? （ 3）式中， ,，右梁的線剛度，單位為 kNm? （ 4） N 單位為單位為 kN ， L 單位為 m ， bV 單位為 kN 27 圖 橫向水平地震作用及樓層地震剪力 `bM``bMbV bV 圖 梁端彎矩 ，剪力計算簡圖 LbMrbM1,bijM?uijMLbirbi 圖 梁端彎矩，剪力計算簡圖 圖 地震作用下的框架彎矩圖 28 圖 框架結(jié)構(gòu)梁端剪力，軸力圖 內(nèi)力 組合 在進(jìn)行荷載組合時， 由于風(fēng)荷載作用下的組合與考慮地震組合相比，一般較小，對于結(jié)構(gòu)設(shè)計不起控制作用，故不考慮。只考慮以下三種組合形式： 一 .由可變荷載效應(yīng)控制的組合： K Q KS S S?? 二 .由永 久荷載效應(yīng)控制的組合： 5 K Q KS S S? ? ? ? 三 .豎向荷載與水平地震作用下的組合： 1. 2( 0. 5 ) 1. 3G K Q K E KS S S S? ? ? ? 按上述原則這里對柱 Z Z2 和各層梁進(jìn)行內(nèi)力組合， Z1 表示中柱， Z2 表示邊柱。柱的控制界面為上下端截面，梁的控制截面為梁的兩端以及梁的跨中。梁端最不利內(nèi)力組合為： +Mmax、 Mmax、 Vmax，梁跨中最不利內(nèi)力組合為： +Mmax，柱端最不利內(nèi)力組合為 ： |Mmax|以及相應(yīng)的 N、 V， Nmax 以及相應(yīng)的 M， Nmin 以及相應(yīng)的 M。內(nèi)力具體組合過 程見表 ，其中彎矩 kNm? ，剪力 kN ，彎矩的上部受拉為負(fù)，剪力的產(chǎn)生順時針為正。 29 表 梁內(nèi)力組合 層次 桿件 截面 內(nèi)力 荷載類別 內(nèi)力組合 恒 (1) 活（ 2） 左震（ 3） 右震（ 4） （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 3 邊跨 左 M(KNm) 227 V(KN) 中 M(KNm) 43 53 V(KN) 右 M(KNm) 26 26 V(KN) 中跨 左 M(KNm) 52 52 299 V(KN) 中 M(KNm) 11 11 V(KN) 右 M(KNm) 26 26 V(KN) 層次 桿件 截面 內(nèi)力 荷載類別 內(nèi)力組合 恒 (1) 活（ 2） 左震（ 3） 右震（ 4） （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 2 邊跨 左 M(KNm) V(KN) 中 M(KNm) V(KN) 右 M(KNm) 50 50 V(KN) 中跨 左 M(KNm) 50 50 V(KN) 中 M(KNm) 11 11 V(KN) 右 M(KNm) 50 50 V(KN) 30 層次 桿件 截面 內(nèi)力 荷載類別 內(nèi)力組合 恒 (1) 活（ 2） 左震（ 3） 右震（ 4） （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 1 邊跨 左 M(KNm) 227 V(KN) 中 M(KNm) V(KN) 右 M(KNm) 292 V(KN) 125 中跨 左 M(KNm) 292 V(KN) 中 M(KNm) 29 11 11 V(KN) 右 M(KNm) 292 V(KN) 表 柱內(nèi)力組合 層次 桿件 截面 內(nèi)力 荷載類別 內(nèi)力組合 恒 (1) 活（ 2） 左震（ 3） 右震（ 4） （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 3 邊柱 上端 M(KNm) N(KN) 下端 M(KNm) N(KN) V(KN) 292 中柱 上端 M(KNm) 52 52 N(KN) 下端 M(KNm) 11 11 N(KN) 44 22 22 V(KN) 層次 桿件 截面 內(nèi)力 荷載類別 內(nèi)力組合 31 恒 (1) 活（ 2） 左震（ 3） 右震（ 4） （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 2 邊柱 上端 M(KNm) N(KN) 下端 M(KNm) N(KN) V(KN) 中柱 上端 M(KNm) 52 52 18 N(KN) 下端 M(KNm) 11 11 N(KN) 22 22 V(KN) 層次 桿件 截面 內(nèi)力 荷載類別 內(nèi)力組合 恒 (1) 活（ 2） 左震（ 3） 右震（ 4） （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 1 邊柱 上端 M(KNm) 99 34 34 N(KN) 425 196 下端 M(KNm) 99 132 132 N(KN) 450 35 35 V(KN) 中柱 上端 M(KNm) 50 50 N(KN) 下端 M(KNm) 108 108 N(KN) 22 22 V(KN) 表 梁跨中最不利內(nèi)力組合 層次 桿件 截面 內(nèi)力 最不利 組合 （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 1 邊跨 左 M(KNm) 32 V(KN) 中 M(KNm) V(KN) 右 M(KNm) V(KN) 中跨 左 M(KNm) V(KN) 中 M(KNm) V(KN) 右 M(KNm) V(KN) 表 柱端最不利內(nèi)力組合 層次 桿件 截面 內(nèi)力 最不利 組合 （ 1） +（ 2） (1)+(2) ((1)+(2))+ (3) (4) 1 邊柱 上端 M(KNm) N(KN) 下端 M(KNm) N(KN) V(KN) 中柱 上端 M(KNm) N(KN) 下端 M(KNm) N(KN) V(KN) 33 結(jié)構(gòu)構(gòu)件驗算 框 架柱的驗算 框架柱的驗算包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度驗算， 框架底層 中 柱 Z1 （ 1） 截面特性：柱 Z1 的截面為 HW4004082121，其截面特性為 A=，Ix=71100cm4 Iy=23800cm4 ix= iy= Wx=3560cm3 Wy=1170cm3 梁L1 的截面為 HN450 200 9 14，其慣性矩為 Ix=33700cm4。 （ 2）控制內(nèi)力為： M1= N1= M2= N2= （ 3）強(qiáng)度驗算：截面無削弱，由于壓彎構(gòu)件受壓翼緣的自由外伸寬度 b 與其厚度 t 之比為 ???vf，故截面塑性發(fā)展系數(shù) ? 對第一組內(nèi)力： 6 3 211 109 *10 00 / ( 251 .5 *10 0) 144 .5 *10 / ( * 35 60 *10 ) 310xxNM mmAn W?? ? ? ? ? 對第二組內(nèi)力 6 3 222 1 0 3 8 * 1 0 0 0 / ( 2 5 1 .5 * 1 0 0 ) 1 3 6 .3 2 * 1 0 / ( 1 .0 5 * 3 5 6 0 * 1 0 ) 9 3 .6 3 1 0xxNM mmAn W?? ? ? ? ? 滿足要求 （ 4）彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計算：由于橫梁中軸力很小，在計算柱的計算長度系數(shù)時忽略其影響。柱腳在橫向為剛接，不考慮梁的組合效應(yīng)，按純鋼梁計。（ 12KK —— 相交于柱上端、柱下端 的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值。當(dāng)柱與基礎(chǔ)剛接時，取 2 10K? 。） 1/ 45 68 5 10 00 2 CcIlK Il ??? ? ?? ? ??? 查表 μ x= 99235120][ ???????yxxxx fi l ??? 可以按 b 類截面查表得 ? ? 對于在分析內(nèi)力未考慮二階效應(yīng)的無支撐有側(cè)移純框架取 1mx? ? 34 kNEANxEX 2 2322239。 ?? ?????? ??? 對第一組內(nèi)力 : 22111 1 2 6 .3 5 / 3 1 0 /( 1 0 .8 )39。mxxx EXMN N m m N m mNxA W N?? ?? ? ?? 滿足要求 對第 二 組內(nèi)力 : 222211 3 2 .3 / 3 1 0 /( 1 0 .8 )39。mxxx EXMN N m m N m mNxA W N?? ?? ? ?? 滿足要求。 (5)彎矩作用平面外穩(wěn)定計算：縱向框架梁為 HN450 200 9 14， Ix=33700cm4，與柱腳剛接，柱腳在縱向也取剛接。 1/ 45 68 5 10 00 2 CcIlK Il ??? ? ?? ? ??? 2 10K? 查表得 μ