教學(xué)樓設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-04-23 00:36本頁面
【正文】 （3）雪荷載作用下①荷載等效及固端彎矩 ②雪荷載作用下，內(nèi)力計(jì)算原理同活荷載作用。（2）活載作用下梁的剪力以及柱的軸力、剪力計(jì)算① 梁端剪力由兩部分組成：，計(jì)算公式為： 為梯形荷載 為三角形荷載，計(jì)算原理是桿件彎矩平衡，即 跨 跨 因?yàn)榭鐐z端彎矩相等，故② 柱的軸力計(jì)算：頂層柱頂軸力由節(jié)點(diǎn)剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，柱底軸力等于柱頂軸力?；钶d作用下，頂層梯形荷載化為等效均布荷載 用彎矩二次分配法并可利用結(jié)構(gòu)對稱性取二分之一結(jié)構(gòu)計(jì)算。但求得的梁的跨中彎矩卻比最不利荷載位置法的計(jì)算結(jié)果要小，因此對梁跨中彎矩應(yīng)乘以的系數(shù)予以增大。為柱長度。其余層軸力計(jì)算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得，而柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算恒載作用時(shí)的柱底軸力，要考慮柱的自重。 ，（三角形荷載） 圖631 荷載的等效頂層梯形荷載化為等效均布荷載則頂層各桿的固端彎矩為跨：倆端均為固定支座跨：一端為固定支座，一端為滑動(dòng)支座其余層梯形荷載化為等效均布荷載同理，其余層各桿的固端彎矩為： 用彎矩二次分配法來計(jì)算恒載作用下的梁端、柱端彎矩。梁端和柱端彎矩采用彎矩二次分配法來計(jì)算，計(jì)算時(shí)先對各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配，向遠(yuǎn)端傳遞(傳遞系數(shù)為1/2)，然后對由于傳遞而產(chǎn)生的不平衡彎矩再進(jìn)行分配，不再傳遞，到此為止，由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架。這里從略。圖522 左風(fēng)作用下框架彎矩圖圖523 左風(fēng)作用下梁端剪力及柱軸力圖 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算單元取3軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，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(jì)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，作用于各節(jié)點(diǎn)上。表523 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次y51219762415041219762415031219762415021219762415019560421390表524 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次Y51219763683841219763683831219763683821219763683819560426412注：,剪力單位為KN。 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算計(jì)算方法與地震作用下的相同,都采用D值法。 頂層 中間層 底層 圖521 等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載計(jì)算簡圖(kN) 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 根據(jù)水平荷載，計(jì)算層間剪力，再依據(jù)層間側(cè)移剛度，計(jì)算出各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。 將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，如下表：表521 風(fēng)荷載計(jì)算層次Z(m) 54321 其中，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層取到女兒墻頂，底層只取到下層的一半。《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于30m，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。表514 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次y51219762415041219762415031219762415021219762415019560421390表515 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次Y51219763683841219763683831219763683821219763683819560426412注：表中彎矩單位為,減力單位為KN梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計(jì)算 表516 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次邊梁走道梁柱軸力邊柱N中柱N54321水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖所示：圖512 左地震作用下框架彎矩圖圖513 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)按下式來計(jì)算： 式中，—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）—高度Z處的風(fēng)振系數(shù) —風(fēng)荷載體型系數(shù)—風(fēng)壓高度變化系數(shù)—基本風(fēng)壓（kN/m2）由《荷載規(guī)范》，徐州地區(qū)重現(xiàn)期為50年的基本風(fēng)壓：=，地面粗糙度為B類。—下層層高對該層層高的比值及查表得。 —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 及查表得。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算將層間剪力分配到該層的各個(gè)柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點(diǎn)高度來求柱上、下端的彎矩。具體計(jì)算過程如下表，各樓層的地震剪力按 來計(jì)算，一并列入表中，表512 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次5244234213563163472113391674378208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見圖圖511橫向水平地震作用及層間地震剪力 水平地震作用下的位移驗(yàn)算用D值法來驗(yàn)算框架第層的層間剪力、層間位移及結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移分別按下式來計(jì)算： 計(jì)算過程見下表，表中計(jì)算了各層的層間彈性位移角。 式中， ——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點(diǎn)取總重力荷載代表值的85％；徐州地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅱ類，查規(guī)范得特征周期查表得，水平地震影響系數(shù)最大值由水平地震影響系數(shù)曲線來計(jì)算，式中， ——衰減系數(shù)，＝，； 因?yàn)?所以不需要考慮頂部附加水平地震作用。 橫向自振周期的計(jì)算運(yùn)用頂點(diǎn)位移法來計(jì)算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來計(jì)算：式中， ——計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移；——結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，；故先計(jì)算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移，計(jì)算過程如下表：表511 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移計(jì)算層次5121976412197631219762121976195604由上表計(jì)算基本周期， 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算該建筑結(jié)構(gòu)高度遠(yuǎn)小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計(jì)算水平地震作用。對于一般層： 對于底層： 表421 橫向框架柱側(cè)移剛度D計(jì)算表層次層高 (m)柱根數(shù)N/mm25 邊柱2 24150121976中柱2 368381 邊柱2 2139095604中柱2 26412，該框架為規(guī)則框架。考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取，對中框架梁取。見下圖:圖221 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖荷載計(jì)算 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面(不上人)屋面為剛性防水屋面40厚的C20細(xì)石混凝土保護(hù)層 23＝3厚1：3石灰砂漿隔離層 17=卷材防水層 20厚的1： 20＝100厚的鋼筋混凝土板 25=20厚水泥砂漿找平層 20＝12厚紙筋石灰抹底 合計(jì)
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