畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算-在線瀏覽
2024-09-17 11:23本頁面
【正文】 元范圍內(nèi)各處樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱、門、窗等重量。表3 梁線剛度計(jì)算類別層數(shù)彈性模量（N/）截面尺寸慣性矩（）跨度l（mm）梁線剛度 N/mm邊框架梁線剛度(梁線剛度)中框架梁線剛度（2梁線剛度）B(mm)H(mm)邊橫梁13007005400102~5300700走道梁1300700330012．292~5300700表4 柱子線剛度計(jì)算層數(shù)柱高（mm）彈性模量截面寬度B(mm)截面高度h(mm)慣性矩柱子線剛度151505005002~53900450450柱子的側(cè)移剛度按公式計(jì)算，式中柱側(cè)移剛度修正系數(shù)與梁柱的線剛度之比有關(guān)，還和梁柱之間的連接情況有關(guān)，根據(jù)公式可以求得?？蚣艿臋M向剛度計(jì)算見下表表6和表7。對于底層邊柱，底層中柱，底層中修正系數(shù)。/=602182/449573=＞,故該框架為規(guī)則框架。 參考公式將G6(圖2)折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層，即根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（JGJ3 2002） ,采用結(jié)構(gòu)水地震作用計(jì)算的底部剪力法，可按式計(jì)算基本周期T,其中為結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移，單位為m,即假想把集中在各樓層處的重力荷載代表值G作為該樓層水平荷載來計(jì)算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)彈性水平位移，結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移計(jì)算如表8。表8 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想側(cè)移計(jì)算 層數(shù)/KN/KN55976564597656359765626021821449573其中公式 計(jì)算周期，式中未框架結(jié)構(gòu)非承重墻影響系數(shù) ==（2） 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算。=（++3+）==== (提高一度抗震設(shè)防，故取=)==== s≤= s, 所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。具體計(jì)算過程詳表格9，各樓層地震剪力計(jì)算結(jié)果詳表9其中各樓層地震剪力 表9 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層數(shù)/m/KN/總地震作用（KN）各層地震作用(KN各樓層地震剪力(KN)54321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圖如下圖（a）水平地震作用分布 （b）層間剪力分布圖3 橫向水平地震作用及樓層地震剪力（3）水平地震作用下的位移驗(yàn)算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)的層間位移按計(jì)算，頂點(diǎn)位移u按u=計(jì)算，計(jì)算過程見表10。（4） 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算 以圖1中⑨軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，列出計(jì)算過程。y表示各柱反彎點(diǎn)高度比，其中 。具體計(jì)算過程及結(jié)果詳表11.表11 各層柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層數(shù)H（m） /KN N/mm邊柱中柱yy5597656133631716045976561336317160359765613363171602602182134871722214495731018712287 注：表中M量綱為kNm，V量綱為kN梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按式下式計(jì)算。表12 邊梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次5141312111表13 走道梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次54321表14 柱軸力計(jì)算層次邊柱中柱54321注：1) ，V單位為KN，N單位為KN，l單位為m。則水平地震作用下框架的彎矩圖，梁端剪力圖及柱軸力圖如下圖4表示： （a）框架彎矩圖（） （b）梁端剪力及柱軸力圖（KN） 圖4 左地震作用下框架彎矩圖、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（1） 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 基本風(fēng)壓=，風(fēng)載體型系數(shù)=（迎風(fēng)面）和=（背風(fēng)面）。表20 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次/m/(KN/m)/KN/m51432111q（z）沿建筑高度的分布見圖5所示。因?yàn)楦叨刃∮?0m，所以不考慮風(fēng)壓脈動的影響。 表21 風(fēng)荷載作用下的框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次12345/KN/KN4494861418610466104661046/mm/mm/由表21可見，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角遠(yuǎn)小于1/550，滿足規(guī)范要求?？蚣苤思袅皬澗胤謩e按式子 和，其中為i層的總的側(cè)移剛度，表示第i層的第j根柱子的單根側(cè)移剛度。柱端彎矩、剪力和梁端彎矩、剪力級柱子軸力見表22~表25。； ；； 其中梁線剛度取自表格3，具體計(jì)算結(jié)果如下表1表1表14所示。2)柱軸力的符號代表拉力，當(dāng)左地震時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，右側(cè)兩根柱為壓力。由于縱向框架梁的中心線與柱子的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。恒載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖8：在圖中，、分別代表邊橫梁、走道梁自重，為均布荷載形式。去掉女兒墻自重，其他荷載計(jì)算方法同第四層，結(jié)果為：==== KN/m=(2）+++（2）+2= KN=（2+6 ） +++（）=集中力矩：=== KN. M ===. M對第1層= KN/m = === KN/m=(2）+++（2）+2= KN=（2+6 ） +++（）=集中力矩：=== . M ===. M2）活荷載計(jì)算 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖9圖9 各層梁上作用的活載對于第五層 =2=2== (+）2=33KN=（2+6）2= KN集中力矩：==33= KN. M ===. M同理，在屋面雪荷載作用下==== (+）=3。（3） 內(nèi)力計(jì)算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算。彎矩計(jì)算過程如下圖10，所得彎矩如下圖11。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到。 （a）橫載作用下 （b）活載作用下 圖10 橫向框架彎矩的二次分配法（M單位：） （a）恒載作用下 （b）活載作用下圖11 豎向荷載作用下框架彎矩圖（M單位：）表28 恒載作用下梁端剪力及柱軸力（KN） 表29 活載作用下梁端剪力及柱軸力（KN） 注：V以向上為正。結(jié)構(gòu)的抗震等級可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度等因素確定。（2）框架梁內(nèi)力組合。即。各層梁的內(nèi)力組合結(jié)果見表30，表中，兩列中的梁端彎矩M為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩（）。對于支座負(fù)彎矩按相應(yīng)的組合情況進(jìn)行計(jì)算，求跨間最大正彎矩時(shí)，可根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上荷載設(shè)計(jì)值，由平衡條件確定。==(+)=右震： 剪力計(jì)算：AF凈跨左震： 右震： 其他梁的跨中彎矩及剪力計(jì)算結(jié)果詳見表30（a）、30（b）、30（c）。2）豎向所列V和分別為梁的剪力和跨中最大彎矩。M的單位為，單位為。2）豎向所列V和分別為梁的剪力和跨中最大彎矩。M的單位為，單位為。2）豎向所列V和分別為梁的剪力和跨中最大彎矩。M的單位為，單位為。表31(a) 橫向框架A柱彎矩和軸力組合層次截面內(nèi)力NMM左風(fēng)右風(fēng)左震右震5柱頂M N 柱底M N 4柱頂M N 柱底M N 3柱頂M N 柱底M N 2柱頂M N 柱底M N 1柱頂M N 柱底M N 注：表中M以左側(cè)受拉為正，單位為，N以受壓為正，單位為。表31（b） 橫向框架F柱彎矩和軸力組合層次截面內(nèi)力NMM左風(fēng)右風(fēng)左震右震5柱頂M N 柱底M N 4柱頂M N 柱底M N 3柱頂M
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