【正文】 ∑????/???? 底層 ?? =∑????/2???? 其他層 ?? = +??2+?? 底層 ?? = 2??2+??其他層 ?????? = ??12???????2 5295 7470 4674 11972 ∑?????? 25530 33292 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 23 梁柱相對線剛度 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第三章 框架內(nèi)力計(jì)算 恒載作用內(nèi)力計(jì)算 恒荷載為對稱荷載，利用結(jié)構(gòu)的對稱性，取半榀框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡圖如圖 31，右端為定向支座。 圖 32 有定向支座的梁端彎矩 在分層計(jì)算時(shí)，假定上下柱的遠(yuǎn)端為固定端，而實(shí)際上除底層柱底時(shí)固定端外，其他是彈性嵌固。 圖 33 折減后梁柱相對線剛度 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 將框架 分六層（其中二至五層相同，取其中一層為代表進(jìn)行計(jì)算）上層柱線剛度乘以折減系數(shù) 后計(jì)算剛度分配系數(shù)，各桿分配系數(shù)標(biāo)在方框內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)都分配了兩次，上層各柱遠(yuǎn)端彎矩傳遞系數(shù)為 1/3，下注底截面彎矩傳遞系數(shù)為 1/2 ，最底行數(shù)據(jù)是最終分配彎矩。 1. 六層梁彎矩圖疊加分配計(jì)算 表 31 六層梁彎矩疊加分配計(jì)算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 6 5 6 6 6 5 6 6 截面位置 上端 6右 跨中 6左 上端 6右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 2. 五層梁彎矩圖疊加分配計(jì)算 表 32 五層梁彎矩疊加分配計(jì)算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 6 5 5 4 5 5 6 5 5 4 5 5 截面位置 下端 上端 5右 跨中 5左 下端 上端 5右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 3. 四 層梁彎矩圖疊加分配計(jì)算 表 33 四層梁彎矩疊加分配計(jì)算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 5 4 4 3 4 4 5 4 4 3 4 4 截面位置 下端 上端 4右 跨中 4左 下端 上端 4右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 4. 三層梁彎矩圖疊加分配計(jì)算 表 34 三 層梁彎矩疊加分配計(jì)算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 4 3 3 2 3 3 4 3 3 2 3 3 截面位置 下端 上端 A5 跨中 B5 左 下端 上端 B5 右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 5. 二層梁彎矩圖疊加分配計(jì)算 表 35 二 層梁彎矩疊加分配計(jì)算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 3 2 2 1 2 2 3 2 2 1 2 2 截面位置 下端 上端 A5 跨中 B5 左 下端 上端 B5 右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 6. 一層梁彎矩圖疊加分配計(jì)算 表 36 一 層梁彎矩疊加分配計(jì)算 外柱 邊跨 內(nèi)柱 中跨 桿件名稱 2 1 1 0 1 1 2 1 1 0 1 1 截面位置 下端 上端 A5 跨中 B5 左 下端 上端 B5 右 跨中 分配系數(shù) 疊加前彎矩 疊加彎矩 疊加后彎矩 不平衡彎矩 分配彎矩 分配后彎矩 7. 恒荷載作用下 最終彎矩圖 見圖 34 恒荷載作用下的框架剪力圖計(jì)算 根據(jù)彎矩與剪力的關(guān)系，算出各桿剪力；根據(jù)剪力與軸力的平衡，算出各桿軸力，最終計(jì)算結(jié)果見圖 35。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 六層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示 。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 五 層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 四 層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 三 層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 52? 5F2 = 0 = F2 = ? 二 層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 kN,如右圖所示。 5F1 ? + ? 5 5/2 = 0 = F1 = ?? 5 5/2?5F2 = 0 = F2 = ? 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 一 層中跨梁所受的均布荷載為 kN/m，跨度 ，中跨梁兩端所受彎矩均為 ,如右圖所示。 活荷載布置在 AB 跨時(shí) 1. 頂層計(jì)算單元 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 2. 中間層計(jì)算單元 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 3. 底層計(jì)算單元 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 4. 邊跨布置活荷載時(shí)的框架彎矩圖 圖 36 邊跨布置活荷載時(shí)的框架彎矩圖 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 5. 邊跨布置活荷載時(shí)的框架剪力圖 圖 37 邊跨布置活荷載時(shí)的框架剪力圖 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 中間跨布置活荷載時(shí)，此時(shí)荷載對稱，取一半框架進(jìn)行計(jì)算。 由 ????? = ∑ ???????? /∑ ??????????=1 算出框架的層間相對側(cè)移， 計(jì)算結(jié)果見下表，其層間相對側(cè)移滿足要求。 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 310 風(fēng)荷載 （左風(fēng)） 作用下的 框架內(nèi)力計(jì)算 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 水平地震作用計(jì)算 結(jié)構(gòu)重力荷載代表值 各層重力荷載代表值取全部樓面恒載，一半活載（雪載）、上下各半層的建筑結(jié)構(gòu)重量計(jì)算。 屋面板 重 的計(jì)算 ： G屋面 = = kN 樓面板 重 的計(jì)算 ： G樓面 == kN 各層梁 重 的計(jì)算 ： G梁 = 26 ( 4 +) = kN 2~6 層 柱重 的計(jì)算 ： G2~6 層 = 26 4 = kN 1 層柱重 的計(jì)算 ： G1 層 = ( +5)/2 26 4 = kN 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 外墻 重 的計(jì)算： G外 = (? ) ( ?) 2 = kN 內(nèi)墻重 的計(jì)算 ： G內(nèi) = [(5 ? ) 2 +(? ) 2] ( ?) = kN 屋面雪載 重的計(jì)算 ： G雪 = = kN 樓面活載 重的計(jì)算 ： G活 = 2 = kN 各層重力荷載代表值 G6 = G屋面 +G梁 +G2~6 層柱 /2 +（ G外墻 +G內(nèi)墻 ） /2+G雪 /2 = kN G5 = G樓面 + G梁 + G2~6 層柱 +G外墻 +G內(nèi)墻 + G活 /2 = kN G4 = G樓面 + G梁 + G2~6 層柱 +G外墻 +G內(nèi)墻 + G活 /2 = kN G3 = G樓面 + G梁 + G2~6 層柱 +G外墻 +G內(nèi)墻 + G活 /2 = kN G2 = G樓面 + G梁 + G2~6 層柱 +G外墻 +G內(nèi)墻 + G活 /2 = kN G1 = G樓面 +G梁 +G1 層柱 +G外墻 + G內(nèi)墻 +G活 /2 = kN 則有： ∑Gi6i=1= + 4+ = kN 水平地震作用計(jì)算 1. 結(jié)構(gòu)振振周期 采用假想頂點(diǎn)位移法： ??1 = ??0√??? ，本框架結(jié)構(gòu)有內(nèi)部填充墻體，取??0 = ，框架假想頂點(diǎn)位移計(jì)算見表 22。 表 313 水平地震作用下框架層間側(cè)移計(jì)算 位置 ?????? ?????? ∑?????? △???? 相對值 限制 6 33292 1/1993 1/550 5 33292 1/1251 4 33292 1/959 3 33292 1/812 2 33292 1/732 1 25530 1/778 滿足側(cè)移要求，不需進(jìn)行截面調(diào)整。 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 圖 312 水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 重力荷載代表值作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 屋面梁取屋 面恒載和雪荷載的一半的和，樓面梁取恒載和樓面均布荷載的一半的和，內(nèi)力計(jì)算采用分層法。考慮帶結(jié)構(gòu)的對稱性，可知對 AB 跨和 BC 跨的控制截面進(jìn)行，共有三種情形： 1. 邊支座 A 產(chǎn)生最大負(fù)彎矩、最大剪力及 AB 跨跨中產(chǎn)生最大彎矩時(shí)，活荷載布置見下圖 41。 圖 42 3. B 支座產(chǎn)生最大負(fù)彎矩和最大剪力的活荷載布置見圖 43。 柱內(nèi)力組合 框架柱是偏心受壓構(gòu)件，其主要內(nèi)力是軸力和彎矩。柱內(nèi)力組合見下表 4 446。 圖 51 樓層 A 支座 AB 跨中M B 支座左 B 支座右 BC 跨中M M V M V M V 支座截面 5 4 3 支座邊緣控制截面 9 6 3 5 正 截面 受彎承載力的計(jì)算 采用單筋矩形截面，混凝土保護(hù)層厚度取 25 mm， ???? = 35 mm,各控制截面設(shè)計(jì)鋼筋見下表。一層梁斜截面設(shè)計(jì)見下表。 正截面設(shè)計(jì)計(jì)算 柱采用對稱配筋，縱筋采用 HRB335 級鋼筋，混凝土保護(hù)層厚度取 30mm，???? = 40????，柱彎矩設(shè)計(jì)值取 ∑???? = (?????? + ?????? ） ，在一層柱頂， 2 層柱底按彈性分析的柱彎矩比進(jìn)行分配。 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 50 表 53 一層中柱（ B）正截面配筋計(jì)算表 位置 1 層柱 組合 |??|?????? ???????? ???????? b h0 500460 500460 500460 有無地震組合 有 無 無 內(nèi)力組合彎矩 M N 軸壓比要求 n= ????????/fcbh ∑???? = (?????? +?????? ） 柱頂調(diào)整彎矩 Mct 299 柱底調(diào)整彎矩 Mbc 設(shè)計(jì)彎矩值 l0 = 6250 6250 6250 l0/h e0 = M/N ea (取 20mm 與 h/30 較大值 ) 20 20 20 ei = e0+ea ζ1== ζ2=η ηei e=ηei+h/2as ξ 偏心類型 大 偏心 小 偏心 大偏心 γre As=As39。 西安思源學(xué)院本 科畢業(yè)設(shè)計(jì) 51 斜截面設(shè)計(jì)計(jì)算 柱箍筋采用 HPB235 級鋼筋，計(jì)算結(jié)