畢業(yè)設計框架水平荷載作用下內力計算

2023/5/221畢業(yè)設計

手算第一講水平荷載作用下框架內力計算我國有關規(guī)范中規(guī)定：

《高層民用建筑設計防火規(guī)范》GB50045-95中規(guī)定10層及10層以上的居住建筑和建筑高度超過24m的公共建筑為高層建筑。《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JBJ3-2010）中規(guī)定:10層及10層以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高層民用建筑混凝土結構?！?基本規(guī)定（需要了解的知識）房屋最大適用高度表5.1例題：a.某框架結構，乙類，Ⅲ類場地土，7度(0.15g)設防，23.5m，試確定地震作用計算、抗震措施的抗震等級。(例揚州某中學教室)b.某框架結構，丙類，Ⅲ類場地土，7度(0.15g)設防，23.5m，試確定地震作用計算、抗震措施的抗震等級。(例揚州某大學教室)c.某框架結構，丙類，Ⅱ類場地土，7度(0.15g)設防，23.5m，試確定地震作用計算、抗震措施的抗震等級。(畢業(yè)設計)表5.3T→α→F

結構基本周期→水平地震影響系數(shù)→地震水平作用力§2水平地震作用的計算方法--底部剪力法底部剪力法（適用條件）

高度不超過40m的框架（包括填充墻框架），其變形以剪切變形為主，當質量和剛度沿高度分布比較均勻時，可采用底部剪力法計算地震作用。(3－107)（5.4）1.結構的自振周期

結構的基本周期可頂點位移法計算2.重力荷載代表值重力荷載代表值=永久荷載+可變荷載的組合值結構和構件永久荷載標準值；

結構和構件第i個

可變荷載標準值；第i可變荷載的組合值

系數(shù)；可變荷載組合系數(shù)，根據(jù)地震時的遇合概率取值，見表。(3.196)3.側移剛度反彎點法假定柱上下兩端均不發(fā)生角位移，柱的側移剛度為d:實際上，上面各節(jié)點均有轉角，側移剛度有所降低，考慮到上下梁線剛度及柱端約束條件的影響，修正后的柱側移剛度D值計算公式為：αC稱為柱的側移剛度修正系數(shù)，小于1。它反映了節(jié)點轉動降低了柱的側向剛度，而節(jié)點轉動的大小則取決于梁對節(jié)點轉動的約束程度。

梁線剛度越大，對節(jié)點的約束能力越強，節(jié)點轉動越小，柱的側向剛度越大。2023/5/2213設計用反應譜曲線分為四段：（1）0<T<0.1s，上升直線段：

=[0.45+(1024.5)T]max

（2）0.1sTTg，水平直線段：

=2max

4.地震影響系數(shù)

（3）Tg饑<T落<5元Tg，四下降石曲線昂段：（4）5T鋼g<針T<賽6.屢0s，下賽降直炊線段才：反應彈譜曲各線參句數(shù)的鉤說明（1）特棕征周匪期Tg特征蝦周期Tg與建歡筑場狼地有篩關，妄按建縣筑場認地類粱別和版特征朝周期席分區(qū)喘查下吹表。設計地震分組場地類別ⅠⅡⅢⅣ第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90特征姿周期溪值Tg(s昆)（2)衰減印指數(shù)(3聯(lián))調整乓系數(shù)1注意瞎：0時，途取0(4零)調整紀系數(shù)2注意淋：0.校05時，蛙取0.孤05（5）水達平地植震影訴響系都數(shù)的膨最大焰值溜為對于精阻尼些比職＝0.憂05，肅取表乘中數(shù)鍛值水平辜地震呼影響聲系數(shù)憂最大閥值注：護括號竟中數(shù)北值分往別用逃于設其計基銀本地系震加演速度案為0.脫15凈g和0.黎30銳g的地章區(qū)。5.結構莊底部膊剪力底部材剪力式中1──相應鹿于結巡壽構基證本周礎期的滅水平剝地震捎影響潤系數(shù)風；Geq──結構打等效而總重殼力荷榜載(未3.摩10芬7瞧)Geq——結構負等效教總重旬力荷樹載;Gi——集中體于質懼點i的重連力荷葉載代礎表值并；c——等效卷系數(shù)鞏。根組據(jù)統(tǒng)罷計結黑果分飛析，蓄其大黃小與渾結構聾的基濕本周州期及健場地逝條件歪有關帽。因此歲，多已質點娘體系釘?shù)牡冗f效總嗽重力揉荷載教即為超：由于害為標準策值，所腎以捏也為標準凝值。(痛3.魔10延8薯)6.質點忽的地己震作忍用公式斑的適詢用條運件上述倉公式單的建除立基遣于使鉆用了吐結構讀的基煉本周育期和科相應粒的基黎本振提型，艦對于塌基本朋周期峽較低所的結嬌構，伏計算通結果仿誤差田較小辰。因伯此公浩式適警用于埋基本椅周期T1≤1政.4Tg的結躺構。對于于周期六較長鋸（T1>1.孕4Tg）時春，需次考慮暢高振足型影顫響的獲結構惡，按盡上述婆公式贈計算油的結舞果，枯結構頂部的選地震固剪力偏小，還豆需進薄行調逝整。7.頂部棉附加芒地震翅作用ΔFn調整抽方法永：將采結構路總地鉤震作銅用的一部耀分(ΔFn)作為洋集中李力作斷用于暢結構布的頂舉部，脾再將胳其余部耗分(Fek-ΔFn)按倒閘三角話形分昆配給猶各質艙點。頂部附加的集中水平地震作用可表示為δn——頂部附加地震作用系數(shù)；ΔFn——頂部附加水平地震作用。δn的確定:對于多層鋼筋混凝土和鋼結構，根據(jù)場地的特征周期Tg及結構的基本周期T1由表3.5確定。7.頂部秤附加匠地震任作用ΔFn表3.解5頂部隊附加焦地震呀作用懶系數(shù)δn調整會后的懶水平飲地震毅作用煙計算掙公式(關3.薦11昆0芹)8.鞭梢拍效應1.建筑般物突花出屋樓面的職小建云筑：駛由于臟剛度統(tǒng)和質陵量突悅然變廁小，銅地震偉反應君特別受強烈瀉，這嫁一現(xiàn)竄象即臣所謂學的“裝鞭端待效應教”?！犊拐馂E規(guī)范》規(guī)定差：計盯算小穴建筑鞭地震流作用毯效應罩時，的宜乘冒以增屋大系楊數(shù)3，此增弊大部鴉分不獵應往鋤下傳樂遞。2.附加畝集中旗水平月地震瘋作用Fn：當建擦筑物潔有突伐出屋而面的曾小建社筑時坊，應團將其亡置于主體建筑績的頂英層，危突出碗屋面但小建獎筑的選地震鐮作用老按Fi計算遠公式貧計算域。FnFnFi+1FiF1GnGi+1GiG1HiH地震作用3Fn+1Gn+1§3框架遵在水舞平荷螞載作蕉用的跳內力裂分析主要屢介紹2種計混算方欠法反彎頌點法D值法俘（又顆稱為鐘改進駕的反舌彎點挎法）并介援紹框蜓架結金構位親移計里算方嬸法20霜23匹/5視/1忍826水平鍋荷載弦主要匯是風糊荷載度及水讀平地每震作出用。在水練平荷狹載作務用下徹框架千結構途的內化力和贈側移堵可用旦結構五力學盛方法渠計算志，常暗用的枝近似例算法演有迭非代法早、反菠彎點福法、D值法婦和門美架法晨等。3.偷1反彎惡點法適用劍于結構炸比較罪均勻犁，層廁數(shù)不靠多的假框架。一、攻反彎厚點法賞的基捎本假岔定（1）確慚定各或柱間處的剪損力分淘配時膽，認箭為梁俊的線殘剛度貿(mào)與柱催的線刑剛度棗之比滔無限宰大，丈各柱睜上下部兩端篩均不兆發(fā)生珍角位雕移；即各柱自上下揪兩端獎的轉叉角為心零；（2）確呼定各丟柱的鋼反彎躬點位鐵置時秩，認斜為除底渠層柱搶以外的其跪余各陳層柱雖，受峰力后上下前兩端刪的轉舒角相波同；（3）不考慮缸梁的激軸線慕變形擾，同一核層各懸節(jié)點修的水統(tǒng)平位爐移相叼等。當梁狠的線猾剛度天比柱筆的線廈剛度太大很找多時撓（例詢如ib/ic>3），城梁柱毛節(jié)點施的轉片角很詢小。媽否則克，該友方法丑誤差帖較大疑。20功23姓/5這/1旬827水平憶荷載堵下的核框架零彎矩蠶圖和雙變形二、照反彎緊點法潔計算鞏過程1、確養(yǎng)定柱孕的側食移剛誓度20仔23宇/5煉/1鹿829式中處：ic--柱的艦線剛臣度h--層高注意：1、側齡移剛主度的削物理乒意義戀；2、此蓮時假竹定柱獅上下雁兩端古均不制發(fā)生杠轉角側移窩剛度d表示柱產(chǎn)宿生單潮位水譽平側坊移時匹需要鄙在柱標頂施換加的膀水平匪力。根幫據(jù)假投定，弟梁柱寫線剛撤度之鉗比無于窮大泊，則降各柱罷端轉鬼角為旋零，考由結稅構力傾學的廳兩端蜘無轉極角但敞有單姿位水彎平位屑移時晃桿件錯的桿呼端剪已力方糧程，識柱的晝側移渾剛度d可寫攜成：2、求侮各柱短剪力Vi根據(jù)辮假定（3），同床層柱寶柱端少位移圓相等泡，設泄為Δ，根捕據(jù)側妹移剛船度的幼定義吩，有Vi=diΔ由截檢面法魯，各散柱的搜剪力亂之和秀等于紡層間磚剪力VV=V1+V2+Vi+…至..情=∑Vi即：∑diΔ=V則：慘各柱麻剪力創(chuàng)為：20振23仙/5嘆/1間8303、柱抗中反督彎點生位置反彎貞點高運度y為反斑彎點胳到柱燦下端戀的距很離。根據(jù)柏假定槍（2），盜上部邪各層閑柱上各下兩界端轉慮角相捏同，孩則反綠彎點炭位于疫中點各處，芹即：y=屈1/匯2對于籃底層魯柱，鎮(zhèn)下端印固定喪轉角籠為0，上億端轉草角不本為0，反框彎點于位于性中點岔偏上率，取磚為：y=附2/懸320穩(wěn)23誘/5折/1驢8314、求銹柱端言彎矩根據(jù)椒各柱辟分配植的剪丈力及舌反彎衣點位漿置，適可確雄定柱皇端彎樣矩。20厘23淚/5殺/1洽832底層胡柱：上端Mj上=Vj×hj/3下端Mj下=Vj×2槽hj/3這其它戴層柱柔：上下止端Mj上=Mj下=Vj×hj/25、求浪梁端米內力混（彎員矩、振剪力駕、軸離力）梁端血彎矩勇之和剖等于融柱端鴨彎矩性之和闊；節(jié)點雹左右鳳梁端戚彎矩創(chuàng)大小舅按其仗線剛恰度比殊例分侄配；梁端恢剪力孔可由紐奉梁的頭脫離們體平油衡條丸件求搜得；軸力鍋可由摩節(jié)點閥平衡領條件來求得沿。20域23扶/5珠/1魂833柱端添彎矩零確定村以后抽，根堅據(jù)節(jié)路點平炭衡條偏件可芝確定屠梁的踏彎矩暖。用反棕彎點渴法求穗圖所皮示框洲架的美彎矩向圖。圖中達括號仇內數(shù)扶字為魚各桿村的相聰對線牲剛度村。三、激例題【解】（1）計算仇柱的熱剪力當同膜層各別柱h相等標時，埋各柱懼剪力眨可直心接按堂其線載剛度漂分配酷。第3層：∑P=怎10博kNVAD=1案0*色1.濃5/毅(1昆.5呢+2榨+1刪)=導3.元33注kNVBE瓶=10鐮*2步/(灑1.金5+侍2+際1)=4專.4抓5k鼓NVCF=捕10仍*麥1/滅(1盼.5舞+2建+1謊)基=2郵.2立2k貧N水平鼻力如李何得帖到？第2層：∑P=民10芒+1總9=溜29寺kNVDG=9橡.6洋7k借NVEH=1說3.腎89慮kNVFI=6返.4祥4k護N第1層：劃∑P=嫂10恒+1痕9+昌22鏡=5縫1k找NVGJ=1污7k境NVHK=2喜0.墾4k勸NVIL=1脊3.候6k米N(2燃)計算殿柱端評彎矩第3層MAD=MDA=6異.6丘6k卻N·友mMBE=MEB=8山.9柿kN踩·mMCF=MFC=4束.4蝦4k之N·令m第2層MDG=MGD=2踏4.恒18疏kN宋·mMEH=MHE=3災2.焦23顛kN蕉·mMFI=MIF=1梅6.素1k閱N·互m第1層MGJ=3樂4k濾N·術mMJG=6滅8k擺N·畫mMHK=4偏0.席8k腸N·超mMKH=8橫1.樸6k爆N·尾mMIL=俯27勤.2稍kN按·mMLI=5乎4.些4k夏N·遭m(3汁)根據(jù)降節(jié)點派平衡瀉條件舅算出捷梁端填彎矩第3層MAB=MAD=6阻.6彼6k抬N·駐mMBA=3僵.4染2k替N·旺mMBC=5超.4喂8k催N·摔mMCB=MCF=4扇.4掌4k待N·測m第2層MDE=籮30套.8華4k句N·崖mMED=1傻5.刑82云kN烏·mMEF=2狠5.聽31檢kN論·mMFE=2貧0.陜54晉kN宇·m第1層MGH=5格8.救18鵝kN練·mMHG=2豎8.克09女kN族·mMHI=4樸4.跑94葉kN產(chǎn)·mMIH=MIF+MIL=1微6.廳1+牙27期.2之=4頭3.洞3k蠟N·堅m根據(jù)然以上匠結果撐，畫剪出M圖。（單固位：kN眼·m殖)3.肝2改進瓣的反旦彎點攏法-D值法一、煎概述反彎途點法濫假定買節(jié)點轉角應為零的一勵種近染似計而算方粗法，析當梁幫柱線日剛度熊比小夸于3時，芳誤差制較大凡。反彎什點的漢局限葡性在惡于對上側移運剛度d和反胞彎點耀位置繁的粗羨糙假染定：修正框架片柱的袖側移難剛度導和調整反彎積點高倉度的炕方法掙，稱呆為“改進克反彎殖點法”或“D值法”（D值法楚的名宰稱是頌由于液修正倦后的蓮柱側也移剛鮮度用D表示姻）。D值法餐計算遍簡便和，精裙度又憑比反少彎點請法高焰。該方炸法由態(tài)日本拍的武滕禍清于19坡63年提督出。20晶23嚴/5潛/1謎840二、篇側移船剛度標的修獸正實際飼上，域上面書各節(jié)牲點均振有轉紐奉角，退側移叔剛度哨有所蒜降低折，考慮粱到上承下梁著線剛那度及彎柱端鹿約束唐條件附的影誰響，得修正留后的享柱側澤移剛群度D值計輔算公餡式為巧：αC稱為柱的側移飾剛度違修正勺系數(shù)，小奇于1。20誼23摩/5日/1硬841三、烈柱的暗反彎枯點位窮置修眼正標準英反彎蕉點高覺度比y0上下梢層梁棄線剛些度變伙化時渠，反尿彎點辯高度干比修臨正值y1上下流層層卡高變初化時芬，反戚彎點電高度味比修摔正值y2、y320泛23四/5具/1凝843當橫躍梁線徑剛度烤與柱搜的線笨剛度他之比研不很廢大時四，柱司的兩危端轉盒角相保差較洪大，駁尤其段是最月上層泥和最慎下幾憶層，碼其反師彎點藍并不剪在柱泛的中飯央，牲它取悟決于咽柱上存下兩或端轉政角：當上貼端轉垂角大岡于下扁端轉覽角時細，反毒彎點太移向士柱上織端；反之菊，則蝴移向既柱下肌端。各層半柱反錦彎點懶高度營可統(tǒng)者一按晶下式肢計算孔：yh=華(y0+y1+y2+y3)h1、標持準反悟彎點頓高度丑比y0y0指規(guī)絮則框工架的疊反彎剖點高棵度比頃。主溝要考態(tài)慮梁胸柱線應剛度斷比及蛛結構私層數(shù)始和樓壺層位格置的珍影響步，它青可根勻據(jù)梁詳柱相去對線著剛度塊比、脊框架勁總層中數(shù)m、該炭柱所鹽在層緩數(shù)n、荷遣載作即用形饞式,可由油附表眠查得示。標準之反彎好點位系置簡溉化求蓄解2、上訴下層漲橫梁俯線剛少度不窄同時須的修質正值y1當某循層柱智的上械梁與止下梁揚剛度瓦不同蛾，則跪柱上基下端祖轉角碑不同樣，反捏彎點省位置鐵有變棗化，友修正區(qū)值為y1。根紫據(jù)α1和K值由僻附表羽查得村。橫梁律剛度共變化幟對反莖彎點煌位置欄的修禿正對底表層框凝架柱樣，不詢考慮原修正坐值y1。3、上與下層別層高部變化菌時的堪修正馬值y2、y3當柱偷所在陰樓層性的上恰下樓何層層綁高有欲變化頓時，全反彎喘點也集將偏準移標識準反地彎點凍位置字。令課上層動層高席與本伴層層啊高之洪比為α2，即α2=h上/h。由α2和K由附例表查碧得修殼正值y2。對頂陜層柱值不考僅慮修吩正值y2，對筆底層鎖柱不犯考慮板修正臟值y3。層高姐變化擋對反嗎彎點饑位置巷的影培響用D值法猾求圖獲示框破架的棄彎矩勿圖。圖中凱括號良內數(shù)張字為技各桿然的相會對線善剛度漏。四、最例題【解】（1）求各靜柱所垂分配掌的剪昏力值V(膚kN持)。計算調過程蒸及結拿果如下也表1所示。（2）求各楚柱反煮彎點遍高度(m哥)。計算植過程政及結火果如下表2所示。（3）根據(jù)淺剪力愛和反允彎點赤高度荒求柱脖端彎記矩柱上掏端彎碗矩M上=V（h-危y改)柱下逐端彎抵矩M下=V榨·y（4）根據(jù)沿節(jié)點搖平衡男條件掌求梁本端彎磚矩（5）繪彎計矩圖拆如下言圖3所示箭。求各毛柱所譜分配儀的剪西力值顯表1求各她柱反有彎點砍高度址表2圖3模M圖（榨單位藝：kN脖·m把)5．2．5抗震籠驗算篇時，障結構肥任一泥樓層趨的水蒙平地老震剪星力應恒符合下下式茄要求外：框架錯結構劫位移摔計算瓶方法20歸23溝/5廉/1緒853框架專的側停移主本要是污由水高平荷匠載引脆起，期對兩革部分豆側移激加以蜜限制補：一是頂層微最大塞位移，若堂過大美會影擁響正渾常使事用；二是層間域相對噴側移，過蜻大會當使填汪充墻培出現(xiàn)買裂縫消。側移室控制（1）頂岔層最篩大位抗移（2）層泄間相姐對位火移框架駱結構剖在水浪平荷哭載作億用下竟的側負移，臥可以開看做累是梁者柱彎丘曲變貝形和撥柱的綿軸向劑變形集所引登起的側側移螺的疊擾加。變形轟由2部分組成（1）由呀梁柱拾彎曲撕引起飯的側革移（2）由旺柱軸靠向變駕形引墻起的捧側移如下擦圖所爺示，踩注意吃其變透形性功質的型區(qū)別一、精框架您的側臨移控族制框架呆在水攝平荷虹載作贊用下袋的變牧形(a袖)梁柱宅彎曲閉變形(b睜)柱的餅軸向怖變形框架石剪切雅變形（1）梁蜂、柱斗彎曲秩變形含引起騎的側張移（2）柱脊軸向碗變形侮引起延的側滴移框架垃彎曲遺變形側移欣剛度抽的物因理意眾義是施柱兩停端產(chǎn)籍生單度位層損間側蠢移所胃需的廚層剪滋力。困當已湖知框宣架結念構某丑一層棉所有屢柱的杰側移色剛度D值和司層剪買力后靠，按緣瑞照側辣移剛鈴度的著定義滔，可淡得第j層框遞架的鍬層間侮相對環(huán)側移Δuj應為框架禿頂點爸的總吼側移Δ應為引各層蹦層間生相對疊側移捆之和介，即二、墊用D值法睡計算脫框架棉的側攏移框架帝結構租的側金向剛餓度過鹿小，債水平獄位移螺過大清，將犁影響訂正常轉使用其；側騎向剛稼度過皇大，字水平搖位移誦過小州，雖甘滿足綁使用爆要求境，但農(nóng)不滿枕足經(jīng)杏濟性某要求外。因暗此，幫框架葬結構悟的側鏈向剛虜度宜矛合適法，一掉般以甲使結塘構滿爽足層球間位或移限痕值為旁宜。由于況變形日驗算擺屬正辱常使風用極電限狀倘態(tài)的添驗算昌，所收以計向算Δu時，各作早用分粘項系業(yè)數(shù)均臺應采固用1.辱0，混證凝土奴結構做構件劑的截蘿面剛螺度可營采用獵彈性吼剛度根。另扁外，迫樓層纖層間衫最大宅位移Δu以樓先層最腳大的欄水平卷位移亭差計顛算，這不扣沒除整購體彎穗曲變亮形。三、漠側移念限值睡（自水學）§4具體亦計算瘦步驟滅：根據(jù)《抗震溜規(guī)范》5刪.1出.3計算玩地震嘴作用勺時，惡建筑革的重俯力荷窗載代拜表值輸應取蜘結構箏和構霜配件孕自重薦標準杜值和俯各可貌變荷建載組測合值懼之和容。各俗可變先荷載梨的組統(tǒng)合值璃系數(shù)投，應殃按表4—迫1采用偏。組合濕值系倦數(shù)表2—斧1可變荷載種類組合值系數(shù)雪荷載0.5屋面活荷載不計入按實際情況計算的樓面活荷載1.0按等效均布荷載計算的樓面活荷載藏書庫、檔案庫0.8其他民用建筑0.5根據(jù)《抗震撓規(guī)范》5魔.2然.5抗震殲驗