某商業(yè)辦公樓畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 第三章 結(jié)構(gòu)計(jì)算書3.1 工程概況某商業(yè)辦公樓，建筑面積4500平方米左右。按照規(guī)劃要求層數(shù)為5層，層高：商業(yè)，餐廳，娛樂4.2m；辦公部分3.3m。框架結(jié)構(gòu)。設(shè)兩部樓梯。3.2 設(shè)計(jì)原始資料3.2.1 建筑要求該商業(yè)辦公樓分別由商業(yè)、餐飲和辦公部分組成，建筑體形可為單一體形或組合體形兩種。建筑組成及面積分配如下：辦公入口門廳： 商業(yè)：1）營(yíng)業(yè)面積：（倉(cāng)庫(kù)另設(shè)）；2）辦公面積： 餐廳娛樂：1）廚房配餐：； 2）餐廳：；3）多功能廳： 辦公：1）普通辦公：；2）會(huì)議： 交通面積： 廁所，開水間：每組 設(shè)備用房：3.2.3 建筑技術(shù)條件（1）氣象條件 雪荷載：基本雪壓為s0=0.35kn/ m2

2、； 風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓為w0=0.40kn/ m2。（2）工程地質(zhì)條件土層分布為： a層：耕植土，厚約0.7m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk =100kpa； b層：淤泥質(zhì)土，厚約0.40.5m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk =80 kpa； c層：粘土，厚34m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk =200 kpa； d層：粉質(zhì)沾土，厚約4m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk =180 kpa。（3）建筑場(chǎng)地類別：二類場(chǎng)地土。地震烈度：7度(0.10g)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。建筑耐久等級(jí)、防火等級(jí)均為級(jí)3.3 材料選用混凝土：混凝土均采用；鋼筋：梁柱縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋，其余采用熱軋鋼筋；墻體：外墻采用粘土空心磚其尺寸為,重度；

3、內(nèi)隔墻采用粘土空心磚，其尺寸為,重度；窗： 鋼塑門窗，；門： 木門 ，。3.4 結(jié)構(gòu)選型1.結(jié)構(gòu)體系選型：采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。2.屋面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形屋蓋，剛?cè)嵝韵嘟Y(jié)合的屋面，屋面板厚。3.樓面結(jié)構(gòu)：全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋，板厚。4.樓梯結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土板式樓梯。3.5 結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行了建筑平面、立面及剖面設(shè)計(jì)，其標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面、立面、和剖面圖見圖紙。主體結(jié)構(gòu)共5層，層高：商業(yè)，餐廳，娛樂為4.2m；辦公部分為3.3m。3.5.1 選擇承重方案該建筑為商業(yè)辦公樓，房間布局較為整齊規(guī)則，且不需要考慮太大空間布置，所

4、以采用橫向框架承重方案，四柱三跨不等跨的形式。柱網(wǎng)布置形式詳見建筑平面圖。3.5.2 梁、柱截面尺寸估算縱 梁： 取 取橫 梁： 取 取次 梁： 取 取各層梁截面尺寸及混凝土強(qiáng)度等級(jí)如下表，表3-1 梁截面尺寸(mm)及各層混凝土強(qiáng)度等級(jí)層次混凝土強(qiáng)度等級(jí)橫梁(bh)縱梁(bh)次梁ab跨，cd跨bc跨15c30300500300500300600300450柱截面尺寸估算。該框架結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)為三級(jí)，其軸壓比限值為=0.9,各層重力荷載代表值近似取15kn/m2，邊柱及中柱的負(fù)荷面積分別為和，可得一層柱截面面積為:邊柱中柱取柱子截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為383mm和452mm。

5、根據(jù)上述結(jié)果，并綜合考慮其它因素，本設(shè)計(jì)柱截面尺寸取值如下：15層 500mm500mm基礎(chǔ)選用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面距室外地面為500mm,室內(nèi)外高差為600mm。3.5.3 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖取中間軸上的一榀框架計(jì)算。假定框架嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨度等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱從基礎(chǔ)頂面算至一層樓面，基礎(chǔ)標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件，室內(nèi)外高差，定為-1.100m,一層樓面標(biāo)高為4.2m,故底層柱高為5.300m。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），均為3.30m。由此可繪出框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖。取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線;梁軸線取至板頂，35層

6、高度即為層高，取3.3m；底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板頂，即h4.2+0.6+0.55.3m?？蚣芙Y(jié)構(gòu)計(jì)算見圖如下圖所示:圖3-1 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖3.6 重力荷載計(jì)算3.6.1 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（1）屋面(不上人) 屋面為柔性性防水屋面30厚的c20細(xì)石混凝土保護(hù)層 220.030.66kn/m2三氈四油防水層 0.4kn/m220厚的1：2.5水泥砂漿找平層 200.020.4kn/m2150厚水泥蛭石保溫層 50.15=0.75kn/m2一氈兩油隔氣層 0.05kn/m220厚水泥砂漿找平層 200.02=0.4kn/m2120厚的鋼筋混凝土板 250.12=3kn/m2v型

7、輕鋼龍骨吊頂 0.25kn/m2合計(jì) 5.91kn/m2（2）15層樓面(水磨石樓面)瓷磚地面（包括水泥粗砂打底） 0.55kn/m2120厚鋼筋混凝土板 250.12=3kn/m2v型輕鋼龍骨吊頂 0.25kn/m2合計(jì) 3.80kn/m23.6.2 屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5kn/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kn/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 式中：為屋面積雪分布系數(shù)，取1.0 。3.6.3 梁、柱、墻、窗、門重力荷載計(jì)算梁柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷計(jì)算出單位長(zhǎng)度上的重力荷載；對(duì)墻、門、窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載。梁自重：縱梁：bh=300mm600mm

8、，則縱梁自重：250.3（0.6-0.12）=3.6kn/m；橫梁：bh=300mm500mm，則橫梁自重：250.3（0.5-0.12）=2.85 kn/m；次梁：bh=300mm450mm，則次梁自重：250.3(0.45-0.12)=2.475kn/m；柱： bh=500mm500mm柱自重： 0.50.5256.25kn/m抹灰層：10厚混合砂漿 0.34kn/m合計(jì) 6.59 kn/m外墻自重為：墻體為240mm厚粘土空心磚，外墻面貼瓷磚（0.5kn/m2）,內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為：0.5150.24170.024.44 kn/m2內(nèi)墻自重為：墻體為240m

9、m粘土空心磚，兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為：150.24170.0224.28 kn/m2女兒墻自重(含貼面和粉刷)：0.90.022170.2150.93.312 kn/m 木門單位面積重力荷載為0.2 kn/m2，鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4 kn/m2。3.7 重力荷載代表值為了簡(jiǎn)化計(jì)算，我選取其中具有代表性的一榀框架進(jìn)行橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算，在此我選擇軸線框架進(jìn)行計(jì)算。3.7.1 第5層的軸線框架重力荷載代表值： 屋面恒載： (5.422.4)7.25.91561.686 kn女兒墻： 3.3127.2247.693 kn縱橫梁自重： （5

10、.422.4）2.857.243.65.4222.475194.76 kn半層柱自重： (6.593.34)0.543.494 kn半層墻自重： （7.20.5）4（3.30.6）4.440.5（5.40.5）2（3.30.5）4.280.5219.361 kn 屋面雪載： (5.422.4)7.20.35=33.264 kn 恒載+0.5雪載：561.686+47.693+194.76+43.494+219.361+0.533.2641083.62 kn3.7.2 第34層的軸線框架重力荷載代表值：樓面恒載： (5.422.4)7.23.8361.152 kn上、下半層墻重： 219.361

11、+219.361=438.722 kn縱橫梁自重： 194.76 kn上半層柱+下半層柱： 43.494+43.49486.988 kn樓面活荷載： (5.422.4)7.22.0190.08 kn恒載+0.5活載： 361.152+438.722+194.76+86.988+0.5190.081176.662 kn3.7.3 第2層的軸線框架重力荷載代表值：樓面恒載： (5.422.4)7.23.8361.152 kn上、下半層墻重： 219.361+（7.20.5）4（4.20.6）4.440.5=433.47 kn縱橫梁自重： 194.76 kn上半層柱+下半層柱： 43.494+(6.

12、594.24)0.598.85 kn樓面活荷載： (5.422.4)7.22.0190.08 kn恒載+0.5活載： 361.152+433.547+194.76+98.85+0.5190.081183.349 kn3.7.4 第1層的軸線框架重力荷載代表值：樓面恒載： (5.422.4)7.23.8361.152 kn上、下半層墻自重： （7.20.5）4（4.20.6）4.440.5+（7.20.5）2（4.20.6）4.440.5+（5.40.5）2（4.20.5）4.280.5398.875 kn縱橫梁自重： 194.76 kn上半層柱+下半層柱： (6.594.24)0.52110.

13、712 kn樓面活荷載： (5.422.4)7.22.0190.08 kn恒載+0.5活載：361.152+398.875+194.76+110.712+0.5190.08=1160.539 kn則一榀框架總重力荷載代表值為：3.8 橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算3.8.1 計(jì)算梁、柱的線剛度梁線剛度計(jì)算，梁柱混凝土標(biāo)號(hào)均為，。在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面或預(yù)制樓板有現(xiàn)澆層的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取，對(duì)中框架梁取。 表3-2 橫梁線剛度計(jì)算表類別ec/(n/mm2)bh/mmmmi0/mm4/mmeci0/nm

14、m2eci0/nmm邊橫梁 3.0104 3005003.12510954001.73610103.4721010走道梁3.01043005003.12510924003.90610107.8121010柱線剛度計(jì)算表3-3 柱線剛度計(jì)算表層次hc/mmec/(n/mm2)bh/mmmmic/mm4ecic/nmm153003.01045005005.2081092.9481010242003.01045005005.2081093.72010103533003.01045005005.2081094.73510103.8.2 計(jì)算柱的側(cè)移剛度柱的側(cè)移剛度d計(jì)算公式：其中為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，

15、為梁柱線剛度比，不同情況下，、取值不同。對(duì)于一般層： 對(duì)于底層： 表3-4 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/mm353.3邊柱20.7320.2701408784836中柱22.3800.5432833124.2邊柱20.9330.318804746612中柱23.0320.6031525915.3邊柱21.1760.528664931986中柱23.8240.7429344圖3-2 框架梁柱的線剛度第四章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算4.1 橫向水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算4.1.1 橫向自振周期的計(jì)算運(yùn)用頂點(diǎn)位移法來(lái)計(jì)算，對(duì)于質(zhì)量和剛度沿高度分

16、布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來(lái)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)，取0.7；故先計(jì)算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移，計(jì)算過(guò)程如下表：表4-1 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移計(jì)算層次51083.621083.628483612.77359.7741176.662260.288483626.64347.0031176.663436.948483640.51320.3621183.354620.294661299.12279.8511160.545780.833198618

17、0.73180.73由上表計(jì)算基本周期， 4.1.2 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，變形以剪切型為主，因此用底部剪力法來(lái)計(jì)算水平地震作用。首先計(jì)算總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力。 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；根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中所給的條件：建筑場(chǎng)地類別為二類場(chǎng)地土，地震烈度為7度(0.10g)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，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(lái)計(jì)算，式中， 衰減系數(shù)，0.05時(shí)，取0.9；因?yàn)?，所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用

18、。頂部附加地震作用系數(shù)則質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用為：式中：、分別為集中于質(zhì)點(diǎn)i、j的荷載代表值；、分別為質(zhì)點(diǎn)i、j的計(jì)算高度。具體計(jì)算過(guò)程如下表，各樓層的地震剪力按來(lái)計(jì)算，一并列入表中，表4-2 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519.41083.622102252.3152.31416.11176.661894447.1499.45312.81176.661506137.48136.9329.51183.351124127.97164.915.31160.54615015.30180.272418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下圖：圖4-1 橫向水平地震作用及層

19、間地震剪力4.1.3 水平地震作用下的位移驗(yàn)算用d值法來(lái)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(lái)計(jì)算： 計(jì)算過(guò)程見下表，表中計(jì)算了各層的層間彈性位移角。表4-3 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次552.31848360.61712.57533001/5348499.45848361.17211.95833001/28153136.93848361.61410.78633001/20442164.9466123.5389.17242001/11871180.2319865.6345.63453001/940由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/9401/550,滿

20、足要求。4.1.4 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(lái)求柱上、下端的彎矩。柱端剪力按下式來(lái)計(jì)算： 柱上、下端彎矩、按下式來(lái)計(jì)算式中： i層j柱的側(cè)移剛度；h為該層柱的計(jì)算高度； 反彎點(diǎn)高度比；標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度，和柱的相對(duì)線剛度的比值，總層數(shù)，該層位置查表確定。 上下梁的相對(duì)線剛度變化的修正值，由上下梁相對(duì)線剛度比值 及查表得。 上下層層高變化的修正值，由上層層高對(duì)該層層高比值及查表。下層層高對(duì)該層層高的比值及查表得。需要注意的是是根據(jù)表：倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比查得。表4-4 各層邊

21、柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次53.352.3184836140878.690.730.3510.0318.6343.399.45848361408716.510.730.4021.7932.6933.3136.93848361408722.730.730.4533.7541.2524.2164.946612804728.470.930.5059.7959.7915.3180.231986664937.461.180.65129.0569.49表4-5 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次53.352.31848362833117.472.380.4123.6434.0143.399.4584836283

22、3133.222.380.4650.4359.2033.3136.93848362833145.732.380.5075.4575.4524.2164.9466121525953.983.030.50113.36113.3615.3180.231986934452.643.820.55153.45125.55注：表中彎矩單位為,剪力單位為。梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來(lái)計(jì)算 表4-6 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n518.6310.465.45.3923.5523.552.419.63-5.39-14.24442.7225.515.412.6457.3357.3

23、32.447.78-18.03-49.38363.0438.775.418.8587.1187.112.472.59-36.88-103.12293.5458.155.428.09130.66130.662.4108.88-64.97-183.911129.2873.585.437.57165.33165.332.4137.78-102.54-284.12注：（1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。 （2）表中單位為, 單位為,單位為,單位為。 水平地震作用下框架的彎矩圖如下圖所示：圖4-2 左地震作用下框架彎矩圖水平地震作用下框架的梁端剪力圖

24、及柱軸力圖如下圖所示：圖4-3 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖4.2 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算4.2.1 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(lái)計(jì)算：式中，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（）；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（）；由設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的基本風(fēng)壓：=0.40，地面粗糙度為c類。風(fēng)載體型系數(shù)由荷載規(guī)范第7.3節(jié)查得： =0.8（迎風(fēng)面）和=-0.5（背風(fēng)面）。荷載規(guī)范規(guī)定，對(duì)于高度大于30m，且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)來(lái)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。本設(shè)計(jì)中，房屋高度h=19.40 30m，h/b=19.4/13.2

25、=1.47 1.5，則不需要考慮風(fēng)壓脈動(dòng)的影響，取=1.0。仍取軸線橫向框架，其負(fù)載寬度為7.2m，所以沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度，查表得到，代入上式可得各樓層標(biāo)高處的。表4-7 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次519.41.000.841.01.9351.210416.10.8300.741.01.7051.066312.80.6600.741.01.7051.06629.50.4900.741.01.7051.06615.30.2730.741.01.7051.066圖4-4 風(fēng)荷載沿房屋高度的分布（單位：） 框架結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)按靜力等效原理將圖中的分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為

26、節(jié)點(diǎn)集中荷載。圖4-5 等效節(jié)點(diǎn)集中風(fēng)荷載（單位：）4.2.2 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(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移。計(jì)算過(guò)程如下表，表4-8 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次54.984.98848360.062.7133001/5500049.3514.33848360.172.6533001/1941139.1423.47848360.282.4833001/11785210.3933.86466120.732.2042001/5753113.1647.02319861.471.4753001/3605由表可以看出，風(fēng)荷載作用下

27、框架的最大層間位移角為一層的1/3605，小于1/550，滿足規(guī)范要求。4.2.3 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。在求得框架第i層的層間剪力后，i層j柱分配到的剪力以及柱上、下端的彎矩、分別按下列各式計(jì)算：柱端剪力按下式來(lái)計(jì)算： 柱上、下端彎矩、按下式來(lái)計(jì)算 式中： i層j柱的側(cè)移剛度；h為該層柱的計(jì)算高度； 反彎點(diǎn)高度比；標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度，和柱的相對(duì)線剛度的比值，總層數(shù)，該層位置查表確定。 上下梁的相對(duì)線剛度變化的修正值，由上下梁相對(duì)線剛度比值 及查表得。 上下層層高變化的修正值，由上層層高對(duì)該層層高比值及查表。下層層高對(duì)該層層高

28、的比值及查表得。需要注意的是，風(fēng)荷載作用下的反彎點(diǎn)高比是根據(jù)表：均布水平荷載作用下的各層標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比查得。表4-9 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次53.34.9884836140870.8270.730.300.8191.91043.314.3384836140872.3790.730.403.1404.71033.323.4784836140873.8960.730.455.7867.07124.233.864661280475.8580.930.5012.30212.30215.347.023198666499.7741.180.6533.67118.131表4-10 各層中柱柱端彎矩

29、及剪力計(jì)算層次53.34.9884836283311.6632.380.422.3053.18343.314.3384836283314.7862.380.457.1078.68733.323.4784836283317.8392.380.5012.93412.93424.233.86466121525911.0843.030.5023.27623.27615.347.0231986934413.7363.820.5540.04032.760注：表中彎矩單位為,剪力單位為。梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來(lái)計(jì)算 表4-11 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n50.819

30、0.7105.40.2831.5951.5952.41.329-0.283-1.04645.0503.1695.41.5227.1217.1212.45.934-1.805-5.458310.4966.6595.43.17714.96214.9622.412.468-4.982-14.749219.37311.1535.45.65325.05725.0572.420.881-10.635-29.977145.97319.5015.412.12543.81543.8152.436.513-22.760-54.365注：（1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩

31、根柱為壓力。 （2）表中單位為, 單位為,單位為,單位為。橫向框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩圖如下圖所示：圖4-6 左風(fēng)作用下框架彎矩圖橫向框架在風(fēng)荷載作用下的梁端剪力及柱軸力如下圖所示：圖4-7 左風(fēng)作用下梁端剪力及柱軸力圖第五章 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算5.1 計(jì)算單元取軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為7.2m，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與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。圖5-1 橫向框架計(jì)

32、算單元5.2 荷載計(jì)算5.2.1 恒載計(jì)算圖5-2 各層梁上作用的恒載在圖中，、代表橫梁自重，為均布荷載形式。對(duì)于第5層 和分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖所示的幾何關(guān)系可得 、分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的荷載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載，計(jì)算過(guò)程如下：節(jié)點(diǎn)集中荷載：邊縱梁傳來(lái)：(a)屋面自重(三角形部分)： (b)由次梁傳來(lái)的屋面自重（梯形部分）： (c)邊縱梁自重： 次梁自重： 女兒墻自重： 合計(jì)： 節(jié)點(diǎn)集中荷載：縱梁傳來(lái)(a)屋面自重(三角形部分)： (b)次梁自重： (c)由次梁傳來(lái)的屋面自重（梯形部分）： 待添加的隱藏文字內(nèi)容1(d)走道屋面

33、板自重： 縱梁自重： 合計(jì)： 集中力矩對(duì)于第24層，包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載。其他荷載計(jì)算方法基本與第5層相同，計(jì)算過(guò)程如下： 節(jié)點(diǎn)集中荷載：縱梁自重： 外墻自重： 縱梁傳來(lái)(a)樓面自重（三角形部分）： (b)次梁自重： (c)由次梁傳來(lái)的樓面自重（梯形部分）： 扣窗面積墻重加窗重： 合計(jì)： 節(jié)點(diǎn)集中荷載：縱梁自重： 內(nèi)墻自重： 縱梁傳來(lái)(a)樓面自重（三角形部分）： (b)次梁自重： (c)由次梁傳來(lái)的樓面自重（梯形部分）： (d)走道樓面板自重（梯形部分）： 扣窗面積墻重加窗重： 合計(jì)： 集中力矩 對(duì)于第1層，包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載。其他荷載計(jì)算方法基本與第24

34、層相同，計(jì)算過(guò)程如下： 節(jié)點(diǎn)集中荷載：縱梁自重： 外墻自重： 縱梁傳來(lái) (a)樓面自重（三角形部分）： (b)次梁自重： (c)由次梁傳來(lái)的樓面自重（梯形部分）： 扣窗面積墻重加窗重： 合計(jì)： 節(jié)點(diǎn)集中荷載：縱梁自重： 內(nèi)墻自重： 縱梁傳來(lái)(a)樓面自重（三角形部分）： (b)次梁自重： (c)由次梁傳來(lái)的樓面自重（梯形部分）： (d)走道樓面板自重（梯形部分）： 扣窗面積墻重加窗重： 合計(jì): 集中力矩 5.2.2 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所示：圖5-3 各層梁上作用的活載對(duì)于第5層， 節(jié)點(diǎn)集中荷載：屋面活載（三角形部分）： 次梁傳來(lái)的屋面活載（梯形部分）： 合計(jì)：

35、節(jié)點(diǎn)集中荷載：屋面活載（三角形部分）： 走道傳來(lái)屋面荷載（梯形部分）： 次梁傳來(lái)的屋面活載（梯形部分）： 合計(jì)： 集中力矩 同理，在屋面雪荷載作用下 節(jié)點(diǎn)集中荷載：屋面活載（三角形部分）： 次梁傳來(lái)的屋面活載（梯形部分）： 合計(jì)： 節(jié)點(diǎn)集中荷載：屋面活載（三角形部分）： 走道傳來(lái)屋面荷載（梯形部分）： 次梁傳來(lái)的屋面活載（梯形部分）： 合計(jì)： 集中力矩對(duì)于14層， 節(jié)點(diǎn)集中荷載：屋面活載（三角形部分）： 次梁傳來(lái)的屋面活載（梯形部分）： 合計(jì)： 節(jié)點(diǎn)集中荷載：屋面活載（三角形部分）： 走道傳來(lái)屋面荷載（梯形部分）： 次梁傳來(lái)的屋面活載（梯形部分）： 合計(jì)： 集中力矩將以上計(jì)算結(jié)果匯總，見下表所

36、示。表5-1 橫向框架恒載匯總表層次52.852.8521.27614.184137.82151.7513.78215.1752-414.8342.8513.689.12140.33176.1514.03317.615118.6862.8513.689.12167.11201.9516.71120.195表5-2 橫向框架活載匯總表層次57.2（1.26）4.8（0.84）25.92（4.54）40.32（7.06）2.592（0.454）4.032（0.706）1-47.24.825.9240.322.5924.032注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值對(duì)應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。5.3 內(nèi)力計(jì)算5.3.1 恒

37、載作用下的內(nèi)力計(jì)算（1）計(jì)算分配系數(shù)梁端和柱端彎矩采用彎矩二次分配法來(lái)計(jì)算，計(jì)算時(shí)先對(duì)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(duì)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(duì)稱，故計(jì)算時(shí)可用半框架。對(duì)于邊節(jié)點(diǎn)，與節(jié)點(diǎn)相連的各桿件均為固接，因此桿端近端的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，為桿件的線剛度，分配系數(shù)為；對(duì)于中間節(jié)點(diǎn)，與該節(jié)點(diǎn)相連的走道梁的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)支座，因此轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，其余桿端，分配系數(shù)計(jì)算過(guò)程如下：梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時(shí)可直接根據(jù)圖示荷載計(jì)算，也可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等效均布荷載，等效均布荷載的計(jì)算公式如下所示。 （梯形荷載） （三角形荷載）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：兩端均為固定支座跨：一端為固定支座，一端為滑動(dòng)支座第2-4層梯