框架畢業(yè)設(shè)計(jì)(某辦公樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))

某辦公樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：土木工程姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過(guò)程,是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。本組畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為《某辦公樓框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》。在畢設(shè)前期，我溫習(xí)了《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《鋼筋混凝土》、《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》等知識(shí)，并借閱了《抗震標(biāo)準(zhǔn)》、《混凝土標(biāo)準(zhǔn)》、《荷載標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)。在畢設(shè)中期，我們通過(guò)所學(xué)的根本理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和根本技能進(jìn)行建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。特別是在SARS肆掠期間，本組在校成員齊心協(xié)力、分工合作，發(fā)揮了大家的團(tuán)隊(duì)精神。在畢設(shè)后期，主要進(jìn)行設(shè)計(jì)手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務(wù)，在此表示衷心的感謝。畢業(yè)設(shè)計(jì)的三個(gè)月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過(guò)資料查閱、設(shè)計(jì)計(jì)算、論文撰寫(xiě)以及外文的翻譯，加深了對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、手冊(cè)等相關(guān)內(nèi)容的理解。穩(wěn)固了專(zhuān)業(yè)知識(shí)、提高了綜合分析、解決問(wèn)題的能力。在進(jìn)行內(nèi)力組合的計(jì)算時(shí)，進(jìn)一步了解了Excel。在繪圖時(shí)熟練掌握了AutoCAD，以上所有這些從不同方面到達(dá)了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算工作量很大，在計(jì)算過(guò)程中以手算為主，輔以一些計(jì)算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。二零零九年六月十五日內(nèi)容摘要本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架2、3、7、8軸框架的抗震設(shè)計(jì)。在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期，進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用下大小，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力〔彎矩、剪力、軸力〕。接著計(jì)算豎向荷載〔恒載及活荷載〕作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，。是找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。選取最平安的結(jié)果計(jì)算配筋并繪圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)。完成了平臺(tái)板，梯段板，平臺(tái)梁等構(gòu)件的內(nèi)力和配筋計(jì)算及施工圖繪制。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis2、3、7、8.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Keywords:frames,structuraldesign,anti-seismicdesign畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度方案安排:第一周課題調(diào)研，選題、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)第二周復(fù)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容，借閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及資料第三周導(dǎo)荷載、計(jì)算樓層荷載第四周計(jì)算結(jié)構(gòu)自震周期、水平地震作用大小第五、六周水平地震力作用下的框架內(nèi)力分析、計(jì)算第七、八周豎向荷載作用下的框架內(nèi)力計(jì)算第九周框架內(nèi)力組合分析、計(jì)算第十周義務(wù)勞動(dòng)周第十一周樓層板配筋、框架梁配筋及構(gòu)造第十二周框架柱配筋、框架節(jié)點(diǎn)配筋及構(gòu)造第十三周TBSA計(jì)算及分析第十四周樓梯計(jì)算，整理計(jì)算書(shū)第十五周翻譯科技資料，畫(huà)圖第十六周打印論文，準(zhǔn)備辯論目錄第一局部：工程概況…………1建筑地點(diǎn)、建筑類(lèi)型、建筑介紹、門(mén)窗使用、地質(zhì)條件……1柱網(wǎng)與層高………………………1框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇………2框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖……………2梁、柱截面尺寸的初步確定……………………3第二局部：框架側(cè)移剛度的計(jì)算…………5橫梁、縱梁、柱線剛度的計(jì)算…………………5各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算…………6各層縱向側(cè)移剛度計(jì)算…………12第三局部：重力荷載代表值的計(jì)算……13資料準(zhǔn)備…………13重力荷載代表值的計(jì)算…………14第四局部：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……23橫向自振周期的計(jì)算……………23水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算…………24多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算………………27水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算…………………28第五局部：豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算…32計(jì)算單元的選擇確定……………32荷載計(jì)算…………33內(nèi)力計(jì)算…………40梁端剪力和柱軸力的計(jì)算………45橫向框架內(nèi)力組合………………46框架柱的內(nèi)力組合………………54柱端彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整…………57柱端剪力組合和設(shè)計(jì)值的調(diào)整…………………60第六局部：截面設(shè)計(jì)…………62框架梁……………62框架柱……………68框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)截面抗震驗(yàn)算……………78第七局部：樓板設(shè)計(jì)…………82樓板類(lèi)型及設(shè)計(jì)方法的選擇……………………82設(shè)計(jì)參數(shù)…………82彎矩計(jì)算…………83截面設(shè)計(jì)…………87第八局部：樓梯設(shè)計(jì)…………91設(shè)計(jì)參數(shù)…………91樓梯板計(jì)算………………………91平臺(tái)板計(jì)算………………………93平臺(tái)梁計(jì)算………………………94第九局部：框架變形驗(yàn)算…………………96梁的極限抗彎承載力計(jì)算………96柱的極限抗彎承載力計(jì)算………97確定柱端截面有效承載力Mc……………………98各柱的受剪承載力Vyij的計(jì)算…………………99樓層受剪承載力Vyi的計(jì)算……………………100罕遇地震下彈性樓層剪力Ve的計(jì)算…………101樓層屈服承載力系數(shù)ξyi的計(jì)算………………101層間彈塑性位移驗(yàn)算…………103第十局部：科技資料翻譯………………104科技資料原文…………………104原文翻譯………………………113第十一局部：設(shè)計(jì)心得……………………120參考資料…………………123第一局部：工程概況建筑地點(diǎn)：北京市建筑類(lèi)型：六層辦公樓，框架填充墻結(jié)構(gòu)。建筑介紹：建筑面積約1000平方米，樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓板厚度取120mm，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。門(mén)窗使用：大門(mén)采用鋼門(mén)，其它為木門(mén)，門(mén)洞尺寸為1.2m×2.4m，窗為鋁合金窗，洞口尺寸為1.8m×2.1m。地質(zhì)條件：經(jīng)地質(zhì)勘察部門(mén)確定，此建筑場(chǎng)地為二類(lèi)近震場(chǎng)地，設(shè)防烈度為8度。柱網(wǎng)與層高：本辦公樓采用柱距為7.2m的內(nèi)廊式小柱網(wǎng)，邊跨為7.2m，中間跨為2.4m，層高取3.6m，如以下圖所示：柱網(wǎng)布置圖框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇：豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖：框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu)橫向框架組成的空間結(jié)構(gòu)本方案中，需近似的按縱橫兩個(gè)方向的平面框架分別計(jì)算。梁、柱截面尺寸的初步確定：1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案取1/12×7200=600mm，截面寬度取600×1/2=300mm，可得梁的截面初步定為b×h=300*600。2、框架柱的截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值，按以下公式計(jì)算：〔1〕柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值N=βFgEn注：β考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)。F按簡(jiǎn)支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積。gE折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似的取14KN/m2。n為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。〔2〕Ac≥N/uNfc注：uN為框架柱軸壓比限值，本方案為二級(jí)抗震等級(jí)，查《抗震標(biāo)準(zhǔn)》可知取為0.8。fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C30，查得14.3N/mm2。3、計(jì)算過(guò)程：對(duì)于邊柱：N=βFgEn=1.3×25.92×14×6=2830.464〔KN〕Ac≥N/uNfc=2830.464×103/0.8/14.3=247418.18〔mm2〕取700mm×700mm對(duì)于內(nèi)柱：N=βFgEn=1.25×34.56×14×6=3628.8〔KN〕Ac≥N/uNfc=3628.8*103/0.8/14.3=317202.80〔mm2〕取700mm×700mm梁截面尺寸〔mm〕混凝土等級(jí)橫梁〔b×h〕縱梁〔b×h〕AB跨、CD跨BC跨C30300×600250×400300×600柱截面尺寸〔mm〕層次混凝土等級(jí)b×h1C30700×7002-6C30650×650第二局部：框架側(cè)移剛度的計(jì)算橫梁線剛度ib的計(jì)算：類(lèi)別Ec〔N/mm2〕b×h〔mm×mm〕I0〔mm4〕l〔mm〕EcI0/l〔N·mm〕1.5EcI0/l〔N·mm〕2EcI0/l〔N·mm〕AB跨、CD跨3.0×104300×6005.40×10972002.25×10103.38×10104.50×1010BC跨3.0×104250×4001.33×10924001.67×10102.50×10103.34×1010縱梁線剛度ib的計(jì)算：類(lèi)別Ec〔N/mm2〕b×h〔mm×mm〕I0〔mm4〕l〔mm〕EcI0/l〔N·mm〕1.5EcI0/l〔N·mm〕2EcI0/l〔N·mm〕⑤⑥跨3.0×104300×6005.4×10942003.86×10105.79×10107.71×1010其它跨3.0×104300×6005.4×10972002.25×10103.38×10104.50×1010柱線剛度ic的計(jì)算：I=bh3/12層次hc〔mm〕Ec〔N/mm2〕b×h〔mm×mm〕Ic〔mm4〕EcIc/hc〔N·mm〕147003.0×104700×7002.001×101012.77×10102--636003.0×104650×6501.448×101012.40×10101層A-5柱83003.0×104700×7002.001×10107.23×1010四、各層橫向側(cè)移剛度計(jì)算：(D值法)1、底層①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8〔9根〕K=0.352αc=(0.5+K)/(2+K)=0.362Di1=αc×12×ic/h2=0.362×12×12.77×1010/47002=25112②、A-1、A-4、A-6、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9〔8根〕K=3.38/12.77=0.266αc=(0.5+K)/(2+K)=0.338Di2=αc×12×ic/h2=0.338×12×12.77×1010/47002=23447③、B-1、C-1、B-9、C-9〔4根〕K=〔2.5+3.38〕/12.77=0.460αc=(0.5+K)/(2+K)=0.390Di3=αc×12×ic/h2=0.390×12×12.77×1010/47002=27055④、B-2、C-2、B-3、C-3、C-4、B-7、C-7、B-8、C-8〔9根〕K=〔3.34+4.5〕/12.77=0.614αc=(0.5+K)/(2+K)=0.426Di4=αc×12×ic/h2=0.426×12×12.77×1010/47002=29552⑤、B-4、B-6、C-5、C-6〔4根〕K=〔3.34+3.38〕/12.77=0.526αc=(0.5+K)/(2+K)=0.406Di5=αc×12×ic/h2=0.406×12×12.77×1010/47002=28165⑥、B-5〔1根〕K=3.34/12.77=0.262αc=(0.5+K)/(2+K)=0.337Di6=αc×12×ic/h2=0.337×12×12.77×1010/47002=23378∑D1=25112×9+23447×8+27055×4+29552×9+28165×4+23378=9238102、第二層：①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8〔9根〕K=4.5×2/〔12.4×2〕=0.363αc=K/(2+K)=0.154Di1=αc×12×ic/h2=0.154×12×12.4×1010/36002=17681②、A-1、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9〔6根〕K=3.38×2/〔12.4×2〕=0.273αc=K/(2+K)=0.120Di2=αc×12×ic/h2=0.120×12×12.4×1010/36002=13778③、A-5〔1根〕K=4.5/7.233=0.622αc=〔0.5+K〕/(2+K)=0.428Di3=αc×12×ic/h2=0.428×12×7.233×1010/83002=5392④、A-4、A-6〔2根〕K=〔4.5+3.8〕/〔12.4*2〕=0.318αc=K/(2+K)=0.137Di4=αc×12×ic/h2=0.137×12×12.4×1010/36002=15730⑤、B-1、C-1、B-9、C-9〔4根〕K=〔2.5+3.38〕×2/〔12.4×2〕=0.474αc=K/(2+K)=0.192Di5=αc×12×ic/h2=0.192×12×12.4×1010/36002=22044⑥、B-2、B-3、C-2、C-3、C-4、B-7、B-8、C-7、C-8〔9根〕K=〔3.34+4.5〕×2/〔12.4×2〕=0.632αc=K/(2+K)=0.240Di6=αc×12×ic/h2=0.240*12*12.4*1010/36002=27556⑦、B-4、B-6〔2根〕K=〔3.34×2+4.5+3.38〕/〔12.4×2〕=0.587αc=K/(2+K)=0.227Di7=αc×12×ic/h2=0.227×12×12.4×1010/36002=26063⑧、C-5、C-6〔2根〕K=〔3.34+3.38〕×2/〔12.4×2〕=0.542αc=K/(2+K)=0.213Di8=αc×12×ic/h2=0.213×12×12.4×1010/36002=24456⑨、B-5〔1根〕K=3.34×2/〔12.4×2〕=0.269αc=K/(2+K)=0.119Di9=αc×12×ic/h2=0.119×12×12.4×1010/36002=13663∑D2=17681×9+13778×6+5392+15730×2+22044×4+27556×9+26063×2+24456×2+13663=7295303、第三層至第六層：①、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8〔12根〕Di1=17681②、A-1、A-9、D-1、D-9、D-5、D-6〔6根〕Di2=13778③、B-1、C-1、B-9、C-9〔4根〕Di3=22044④、B-2、B-3、B-4、B-5、C-2、C-3、C-4、B-6、B-7、B-8、C-7、C-8〔12根〕Di4=27556⑤、C-5、C-6〔2根〕Di5=24456∑D3-6=17681×12+13778×6+22044×4+27556×12+24456×2=7626004、頂層：①、D-5、D-6〔2根〕K=3.38×2/〔12.4×2〕=0.273αc=K/(2+K)=0.120Di1=αc×12×ic/h2=0.120×12×12.4×1010/36002=13778②、C-5、C-6〔2根〕K=〔3.38×2+3.34〕/〔12.4×2〕=0.407αc=K/(2+K)=0.169Di2=αc×12×ic/h2=0.169×12×12.4×1010/36002=19404∑D頂=13778×2+19404×2=66364由此可知，橫向框架梁的層間側(cè)移剛度為：層次123456頂∑Di〔N/mm〕92381072953076260076260076260076260066364∑D1/∑D2=923810/729530>0.7，故該框架為規(guī)那么框架。五、各層縱向側(cè)移剛度計(jì)算：同理，縱向框架層間側(cè)移剛度為：層次123456頂層∑Di〔N/mm〕1035634935623942398942398942398942398103102∑D1/∑D2=1035634/935623>0.7，故該框架為規(guī)那么框架。第三局部：重力荷載代表值的計(jì)算一、資料準(zhǔn)備：查《荷載標(biāo)準(zhǔn)》可?。何菝嬗谰煤奢d標(biāo)準(zhǔn)值〔上人〕30厚細(xì)石混凝土保護(hù)層22×0.03=0.66KN/m2三氈四油防水層0.4KN/m220厚礦渣水泥找平層14.5×0.02=0.29KN/m2150厚水泥蛭石保溫層5×0.15=0.75KN/m2120厚鋼筋混凝土板25×0.12=3.0KN/m2V型輕鋼龍骨吊頂0.25KN/m2〔二層9mm紙面石膏板、有厚50mm的巖棉板保溫層〕合計(jì)5.35KN/m2②、1-5層樓面：木塊地面〔加防腐油膏鋪砌厚76mm〕0.7KN/m2120厚鋼筋混凝土板25×0.12=3.0KN/m2V型輕鋼龍骨吊頂0.25KN/m2合計(jì)3.95KN/m2③、屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值：上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0KN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值2.0KN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值SK=urS0=1.0×0.2=0.2KN/m2〔式中ur為屋面積雪分布系數(shù)〕④、梁柱密度25KN/m2蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊5.5KN/m3二、重力荷載代表值的計(jì)算：1、第一層：〔1〕、梁、柱：類(lèi)別凈跨〔mm〕截面〔mm〕密度〔KN/m3〕體積〔m3〕數(shù)量(根)單重〔KN〕總重〔KN〕橫梁6500300×600251.171729.25497.251700250×400250.1794.2538.25縱梁6500300×600251.172829.25819.003500300×600250.63415.7563.00類(lèi)別計(jì)算高度〔mm〕截面〔mm〕密度〔KN/m3〕體積〔m3〕數(shù)量〔根〕單重〔KN〕總重〔KN〕柱3600700×700251.7643644.11587.6〔2〕、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算：橫墻：AB跨、CD跨墻：墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度6500mm，計(jì)算高度3600-600=3000mm。單跨體積：0.24×6.5×3=4.68m3單跨重量：4.68×5.5=25.74KN數(shù)量：17總重：25.74×17=437.58KNBC跨墻：墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度1700mm，計(jì)算高度3600-600=3000mm。單跨體積：〔1.7×3-1.5*2.4〕×0.24=0.36m3單跨重量：0.36×5.5=1.98KN數(shù)量：2總重：1.98×2=3.96KN廁所橫墻：墻厚240mm，計(jì)算長(zhǎng)度7200-2400=4800mm，計(jì)算高度3600-120=3480mm。體積：0.24×4.8×3.48=4.009m3重量：4.009×5.5=22.0495KN橫墻總重：437.58+3.96+22.0495=463.5895KN縱墻：①②跨外墻：?jiǎn)蝹€(gè)體積：[〔6.5×3.0〕-〔1.8×2.1×2〕]×0.24=2.8656m3數(shù)量：12總重：2.8656×12×5.5=189.1296KN廁所外縱墻：體積：6.5××2.1=15.72m3總重：15.72×5.5=86.46KN樓梯間外縱墻：體積：3.5××2.1=6.72m3總重：6.72×5.5=36.96KN門(mén)衛(wèi)外縱墻：體積：3.5××2.4=7.62m3總重：7.62×5.5=41.91KN內(nèi)縱墻：?jiǎn)蝹€(gè)體積：(6.5××2.4*2)×0.24=13.74m3單個(gè)重量：13.74×5.5=75.57KN數(shù)量：12總重：75.57×12=906.84KN廁所縱墻：?jiǎn)蝹€(gè)體積：0.24×〔3.6-0.12〕×4.93=4.1175m3單個(gè)重量：4.1175×5.5=22.6463KN數(shù)量：2總重：22.6463×2=45.2926KN正門(mén)縱墻：總重：〔1.8××2.1〕×0.24×5.5=10.4544KN縱墻總重：189.1296+86.46+36.96+41.91+906.84+45.2926+10.4544=1317.0466KN〔3〕、窗戶計(jì)算〔鋼框玻璃窗〕：走廊窗戶：尺寸：1800mm×2100mm自重：0.4KN/m2數(shù)量：26重量：1.8×2.1×0.4×26=39.312KN辦公室窗戶：尺寸：1500mm×2100mm自重：0.4KN/m2數(shù)量：2重量：1.5×2.1×0.4×2=2.52KN總重：39.312+2.52=41.832KN〔4〕、門(mén)重計(jì)算：木門(mén)：尺寸：1200mm×2400mm自重：0.15KN/m2數(shù)量：26.25重量：1.2×2.4×0.15×26.25=11.34KN鐵門(mén)：尺寸：6500mm×3000mm自重：0.4KN/m2數(shù)量：0.5重量：6.5×3*0.4×0.5=3.9KN總重：11.34+3.9=15.24KN〔5〕、樓板恒載、活載計(jì)算〔樓梯間按樓板計(jì)算〕：面積：48.4416×13+117.4176+30.24=777.3984〔m2〕恒載：3.95×777.3984=3070.7237KN活載：2.0×777.3984=1554.7968KN由以上計(jì)算可知，一層重力荷載代表值為G1=G恒+0.5×G活=〔497.25+38.25〕×1.05+〔819+63〕×1.05+1587.6×1.05+463.5895+1317.0466+41.832+15.24+〔3070.7237+1554.7968〕×0.5=9618.5836KN注：梁柱剩上粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)1.05。2、第二層：〔1〕、梁、柱橫梁：AB跨：300mm×600mm29.25KN×18根=526.5KNBC跨：250mm×400mm4.25KN×9根=38.25KN縱梁：819+63=882KN柱：類(lèi)別計(jì)算高度〔mm〕截面〔mm〕密度〔KN/m3〕體積〔m3〕數(shù)量〔根〕單重〔KN〕總重〔KN〕柱3600650×650251.5213638.0251368.9〔2〕、內(nèi)外填充墻重的計(jì)算：橫墻總重：463.5895KN縱墻：比擬第二層縱墻與第一層的區(qū)別有：大廳：一層有鐵門(mén)二層A④⑤、B④⑤、B⑤⑥跨有內(nèi)墻。比擬異同后，可得第二層縱墻總重為：1317.0466+〔3.0×6.55-2×1.8×2.1〕×0.24×5.5-3.9+〔1.5××1.2〕×0.24×5.5+〔1.5××1.2〕×0.24×5.5=1317.0466+15.9588-3.9+10.593+4.653=1344.3514KN〔3〕、窗戶計(jì)算〔鋼框玻璃窗〕：第一類(lèi)：尺寸：1800mm×2100mm自重：0.4KN/m2數(shù)量：29重量：1.8×2.1×0.4×29=43.848KN第二類(lèi)：尺寸：1500mm×2100mm自重：0.4KN/m2數(shù)量：2重量：1.5×2.1×0.4×2=2.52KN總重：43.848+2.52=46.368KN〔4〕、門(mén)重計(jì)算：木門(mén)：尺寸：1200mm×2400mm自重：0.15KN/m2數(shù)量：27.25重量：1.2×2.4×0.15×27.25=11.772KN〔5〕、樓板恒載、活載計(jì)算〔樓梯間按樓板計(jì)算〕：面積：777.3984+11.16×6.96=855.072〔m2〕恒載：3.95×855.072=3377.5344KN活載：2.0×855.072=1710.144KN由以上計(jì)算可知，二層重力荷載代表值為G2=G恒+0.5×G活=〔526.5+38.25〕×1.05+882×1.05+1368.9×1.05+463.5895+1344.3514+46.368+11.772+〔3377.5344+1710.144〕×0.5=9910.1918KN注：梁柱剩上粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)1.05。3、第三層至第五層：比擬其與第三層的異同，只有B④⑤、B⑤⑥不同，可得三到五重力荷載代表值為：G3-5=9910.1918-10.593-4.653+〔3.0×10.1-2×1.2×2.4〕×0.24×5.5=9927.3386KN4、第六層重力荷載代表值的計(jì)算：橫梁：526.5+38.25=564.75KN縱梁：882KN柱：計(jì)算高度：2100mm截面：650mm×650mm數(shù)量：36總重：0.65×0.65×2.1×25×36=798.525KN橫墻：463.5895/2=231.7948KN縱墻：〔1344.3514+32.3928-10.593-4.653〕/2=680.7491KN窗重：46.368/2=23.184KN木門(mén)重：門(mén)高2400mm，計(jì)算高度為門(mén)的1500mm以上，故系數(shù)а=〔2.4-1.5〕/2.4=3/8那么木門(mén)重：11.772×3/8=4.4145KN屋面恒載、活載計(jì)算：恒載：855.072×5.35=4574.6352KN活載：855.072×2.0=1710.144KN雪載：855.072×0.2=171.0144KN由以上計(jì)算可知，六層重力荷載代表值為G6=G恒+0.5×G活=〔564.75+882+798.525〕×1.05+231.7948+680.7491+23.184+4.4145+4574.6352+〔1710.144+171.0144〕×0.5=9753.4748KN注：梁柱剩上粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)1.05。5、頂端重力荷載代表值的計(jì)算：橫梁：29.25×2=58.5KN縱梁：15.75×2=31.5KN柱：38.025×4=152.1KN橫墻：25.74×2=51.48KN縱墻：〔3.0××2.4〕×0.24×5.5+〔3.0××2.1〕×0.24×5.5=19.3248KN木門(mén)：1.2×2.4×0.15=0.432KN窗：1.8×2.1×0.4=1.512KN樓板恒載、活載計(jì)算：面積：4.2×7.2=30.24m2恒載：30.24×5.35=161.784KN活載：30.24×2.0=60.48KN雪載：30.24×0.2=6.048KN由以上計(jì)算可知，頂端重力荷載代表值為G頂=G恒+0.5×G活=58.5+31.5+51.48+19.3248+152.1+0.432+1.512+161.784+(60.48+6.048)×0.5=543.1608KN集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值Gi的計(jì)算結(jié)果如以下圖所示：第四局部：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)算一、橫向自振周期的計(jì)算：橫向自振周期的計(jì)算采用結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移法。按式Ge=Gn+1〔1+3×h1/2/H〕將突出房屋重力荷載代表值折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層，即：Ge=543.1608×[1+3×3.6/〔3.6×5+4.7〕]=650.8153〔KN〕根本自振周期T1〔s〕可按下式計(jì)算：T1=1.7ψT〔uT〕1/2注：uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。ψT結(jié)構(gòu)根本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，取0.6。uT按以下公式計(jì)算：VGi=∑Gk〔△u〕i=VGi/∑DijuT=∑〔△u〕k注：∑Dij為第i層的層間側(cè)移剛度?！病鱱〕i為第i層的層間側(cè)移?！病鱱〕k為第k層的層間側(cè)移。s為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表，其中第六層的Gi為G6和Ge之和。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次Gi〔KN〕VGi〔KN〕∑Di〔N/mm〕△ui〔mm〕ui〔mm〕610404.290110404.290176260013.641265.98959927.338620331.628776260026.661252.68549927.338630258.967376260039.679225.68539927.338640186.305976260052.696186.00629910.191850096.497772953068.670133.3119618.583659715.081392381064.64064.64T1=1.7ψT〔uT〕1/2=1.7×0.6×(0.265989)1/2=0.526(s)二、水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算：本結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比擬均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，即：1、結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值GeqGeq=0.85∑Gi=0.85×〔9618.5836+9910.1918+9927.3386×3+9753.4748+543.1608〕=50666.3128〔KN〕2、計(jì)算水平地震影響系數(shù)а1查表得二類(lèi)場(chǎng)地近震特征周期值Tg=0.30s。查表得設(shè)防烈度為8度的аmax=0.16а1=〔Tg/T1〕0.9аmax=〔0.3/0.526〕0.9×0.16=0.09653、結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEkFEk=а1Geq=0.0965×50666.3128=4890.5658〔KN〕因1.4Tg=1.4×0.3=0.42s<T1=0.526s，所以應(yīng)考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震作用系數(shù)δn=0.08T1+0.07=0.08×0.526+0.07=0.1121△F6=0.1121×4890.5658=548.2324KN各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用按下式計(jì)算：Fi=GiHiFEk〔1-δn〕/〔∑GkHk〕=4342.333〔KN〕地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi為Vi=∑Fk〔i=1，2，…n〕計(jì)算過(guò)程如下表：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Hi〔m〕Gi〔KN〕GiHi〔KN·m〕GiHi/∑GjHjFi〔KN〕Vi〔KN〕26.3543.160813959.230.01773.82073.820622.79753.4748221403.880.2691168.0881241.908519.19927.3386189612.170.230998.7372240.645415.59927.3386153873.750.187812.0163052.662311.99927.3386118135.330.143620.9543673.61528.39910.191882254.590.100434.2334107.84814.79618.583645207.340.055238.8284346.676∑824446.29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(jiàn)以下圖：〔具體數(shù)值見(jiàn)上表〕三、多遇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〔△u〕i和頂點(diǎn)位移ui分別按以下公式計(jì)算：〔△u〕i=Vi/∑Dijui=∑〔△u〕k各層的層間彈性位移角θe=〔△u〕i/hi，根據(jù)《抗震標(biāo)準(zhǔn)》，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]<1/550。計(jì)算過(guò)程如下表：橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次Vi〔KN〕∑Di〔N/mm〕〔△u〕i〔mm〕ui〔mm〕hi〔mm〕θe=〔△u〕i/hi61241.9087626001.62923.72336001/221052240.6457626002.93822.09436001/122543052.6627626004.00319.15636001/89933673.6157626004.81715.15336001/74724107.8487295305.63110.33636001/63914346.6769238104.7054.70547001/999由此可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/639<1/550，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。四、水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算：1、框架柱端剪力及彎矩分別按以下公式計(jì)算：Vij=DijVi/∑DijMbij=Vij*yhMuij=Vij〔1-y〕hy=yn+y1+y2+y3注：yn框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。y1為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。y2、y3為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。y框架柱的反彎點(diǎn)高度比。底層柱需考慮修正值y2，第二層柱需考慮修正值y1和y3，其它柱均無(wú)修正。下面以②③⑦⑧軸線橫向框架內(nèi)力的計(jì)算為例：各層柱端彎矩及剪力計(jì)算〔邊柱〕層次hi〔m〕Vi〔KN〕∑Dij〔N/mm〕邊柱Di1〔N/mm〕Vi1〔KN〕ky〔m〕Mbi1〔KN·m〕Mui1〔KN·m〕63.61241.9087626001768128.7940.3630.1818.6685.0053.62240.6457626001768151.9500.3630.3361.72125.3043.63052.6627626001768170.7760.3630.40101.92152.8833.63673.6157626001768185.1730.3630.45137.98168.6423.64107.8487295301768199.5580.3630.55197.12161.2814.74346.67692381025112118.1560.3520.73405.39149.94例：第六層邊柱的計(jì)算：Vi1=17681×1241.908/762600=28.794〔KN〕y=yn=0.18〔m〕〔無(wú)修正〕Mbi1=28.794×0.18×3.6=18.66〔KN*m〕Mui1=28.794×〔1-0.18〕×3.6=85.00〔KN*m〕各層柱端彎矩及剪力計(jì)算〔中柱〕層次hi〔m〕Vi〔KN〕∑Dij〔N/mm〕中柱Di2〔N/mm〕Vi2〔KN〕kY〔m〕Mbi2〔KN·m〕Mui2〔KN·m〕63.61241.9087626002755644.8750.6320.3048.46113.0853.62240.6457626002755680.9640.6320.40116.59174.8843.63052.66276260027556110.3060.6320.45178.70218.4133.63673.61576260027556132.7430.6320.45215.04262.8323.64107.84872953027556155.1630.6320.54301.64256.9514.74346.67692381029552139.0470.6140.65424.79228.732、梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計(jì)算：Mlb=ilb〔Mbi+1，j+Mui，j〕/〔ilb+irb〕Mrb=irb〔Mbi+1，j+Mui，j〕/〔ilb+irb〕Vb=〔Mlb+Mrb〕/lNi=∑〔Vlb-Vrb〕k具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表：梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算層次邊梁走道梁柱軸力MlbMrblVbMlbMrblVb邊柱N中柱N685.0064.917.2020.8248.1748.172.4040.14-20.82-19.325143.96128.197.2037.8095.1595.152.4079.29-58.62-60.814214.60192.287.2056.51142.72142.722.40118.92-115.13-123.223270.56253.437.2072.78188.10188.102.40156.75-187.91-207.192299.26270.917.2079.19201.08201.082.40167.57-267.10-295.571347.06304.427.2090.48225.95225.952.40188.29-357.58-393.38例：第六層：邊梁Mlb=Mu6=85.00KN·mMrb=113.08*4.5/〔4.5+3.34〕=64.91KN·m走道梁Mlb=Mrb=113.08-64.91=48.17KN·m邊柱N=0-20.82=-20.82KN中柱N=20.82-40.14=-19.32KN②③⑦⑧軸線橫向框架彎矩圖〔KN*m〕②③⑦⑧軸線橫向框架梁剪力圖〔KN〕②③⑦⑧軸線橫向框架柱軸力圖〔KN〕第五局部：豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算〔橫向框架內(nèi)力計(jì)算〕一、計(jì)算單元的選擇確定：?、圯S線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，如以下圖所示：計(jì)算單元寬度為7.2m，由于房間內(nèi)布置有次梁〔b×h=200mm×400mm〕，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載那么通過(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，所以在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。二、荷載計(jì)算：1、恒載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算：恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如以下圖所示：〔1〕、對(duì)于第6層，q1、q1，代表橫梁自重，為均布荷載形式。q1=0.3×0.6×25=4.5KN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5KN/mq2、和q2，分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=5.35×3.6=19.26KN/mq2，=5.35×1.8=9.63KN/mP1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下：P1=[〔3.6×2.4/2〕×2+〔2.4+7.2〕×1.8/2]×5.35+4.5×7.2+0.2×0.4×25×7.2=132.95KNP2=[〔3.6×2.4/2〕×2+〔2.4+7.2〕×1.8/2+〔2.7+3.6〕×2×1.2/2]×5.35+4.5×7.2+0.2×0.4×25×7.2=173.39KN集中力矩M1=P1e1=132.95×〔0.65-0.3〕/2=23.27KN·mM2=P2e2=173.39×〔0.65-0.3〕/2=30.34KN·m〔2〕、對(duì)于2-5層，包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其它荷載的計(jì)算方法同第6層。q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46KN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5KN/mq2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=3.95×3.6=14.22KN/mq2，=3.95×1.8=7.11KN/m外縱墻線密度[〔7.2××2.1×2〕×0.24×5.5+2×1.8×2.1×0.4]/7.2=2.99KN/mP1=〔3.6×2.4+9.6×0.9〕×3.95+〔4.5+2.99〕×7.2+0.2×0.4×25×7.2=130.28KNP2=〔3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2〕×3.95+8.46×7.2+0.15×0.3×25×7.2=167.13KN集中力矩M1=P1e1=130.28×〔0.65-0.3〕/2=22.80KN·mM2=P2e2=167.13×〔0.65-0.3〕/2=29.25KN·m〔3〕、對(duì)于第1層，柱子為700mm×700mm，其余數(shù)據(jù)同2-5層，那么q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46KN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5KN/mq2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=3.95×3.6=14.22KN/mq2，=3.95×1.8=7.11KN/m外縱墻線密度[〔7.2××2.1×2〕×0.24×5.5+2×1.8×2.1*0.4]/7.2=2.99KN/mP1=〔3.6×2.4+9.6×0.9〕×3.95+〔4.5+2.99〕×7.2+0.2×0.4×25×7.2=130.28KNP2=〔3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2〕×3.95+8.46×7.2+0.2×0.4×25×7.2=167.13KN集中力矩M1=P1e1=130.28×〔0.70-0.3〕/2=26.06KN·mM2=P2e2=167.13×〔0.70-0.3〕/2=33.43KN·m2、活載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算：活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如以下圖所示：〔1〕、對(duì)于第6層，q2=2.0×3.6=7.2KN/mq2，=2.0×1.8=3.6KN/mP1=〔3.6×2.4+9.6×0.9〕×2.0=34.56KNP2=〔3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2〕×2.0=49.68KN集中力矩M1=P1e1=34.56×〔0.65-0.3〕/2=6.05KN·mM2=P2e2=49.68×〔0.65-0.3〕/2=8.69KN·m同理，在屋面雪荷載的作用下：q2=0.2×3.6=0.72KN/mq2，=0.2×1.8=0.36KN/mP1=〔3.6×2.4+9.6×0.9〕×0.2=3.456KNP2=〔3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2〕×0.2=4.968KN集中力矩M1=P1e1=3.456×〔0.65-0.3〕/2=0.605KN·mM2=P2e2=4.968×〔0.65-0.3〕/2=0.869KN·m〔2〕、對(duì)于第2-5層，q2=2.0×3.6=7.2KN/mq2，=2.0×1.8=3.6KN/mP1=〔3.6×2.4+9.6×0.9〕×2.0=34.56KNP2=〔3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2〕×2.0=49.68KN集中力矩M1=P1e1=34.56*〔0.65-0.3〕/2=6.05KN·mM2=P2e2=49.68*〔0.65-0.3〕/2=8.69KN·m〔3〕、對(duì)于第1層，q2=2.0×3.6=7.2KN/mq2，=2.0×1.8=3.6KN/mP1=〔3.6×2.4+9.6×0.9〕×2.0=34.56KNP2=〔3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2〕×2.0=49.68KN集中力矩M1=P1e1=34.56×〔0.70-0.3〕/2=6.91KN·mM2=P2e2=49.68×〔0.70-0.3〕/2=9.94KN·m將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚簷M向框架恒載匯總表層次q1〔KN/m〕q1，〔KN/m〕q2〔KN/m〕q2，〔KN/m〕P1〔KN〕P2〔KN〕M1〔KN·m〕M2〔KN·m〕64.52.519.269.63132.95173.3923.2730.342-58.462.514.227.11130.28167.1322.8029.2518.462.514.227.11130.28167.1326.0633.43橫向框架活載匯總表層次q2〔KN/m〕q2，〔KN/m〕P1〔KN〕P2〔KN〕M1〔KN·m〕M2〔KN·m〕67.2〔0.72〕3.6〔0.36〕34.56〔3.456〕49.68〔4.968〕6.05〔0.605〕8.69〔0.869〕2-57.23.634.5649.686.058.6917.23.634.5649.686.919.94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。3、恒荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算：恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如以下圖所示：等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。α=a/l=2.4/7.2=1/3〔1〕、對(duì)于第6層，-MAB=q1l21/12+q2l21〔1-2α2+α3〕=4.5×7.22/12+19.26×7.22×[1-2×〔1/3〕2+〔1/3〕3]/12=87.24〔KN*m〕-MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96=2.5×2.42/12+5×9.63*2.42/96=4.09〔KN·m〕〔2〕、對(duì)于第1-5層，-MAB=q1l21/12+q2l21〔1-2α2+α3〕=8.46×7.22/12+14.22×7.22×[1-2×〔1/3〕2+〔1/3〕3]/12=86.60〔KN·m〕-MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96=2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96=3.33〔KN·m〕4、活荷載作用下梁的內(nèi)力計(jì)算：活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如以下圖所示：對(duì)于第1-6層，-MAB=q2l21〔1-2α2+α3〕=7.2×7.22×[1-2×〔1/3〕2+〔1/3〕3]/12=25.34〔KN·m〕-MBC=5q2，l22/96=5×3.6×2.42/96=1.08〔KN·m〕三、內(nèi)力計(jì)算：梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計(jì)算，由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱(chēng)，故計(jì)算時(shí)可用半框架，彎矩計(jì)算如以下圖所示：四、梁端剪力和柱軸力的計(jì)算：1、恒載作用下：例：第6層：荷載引起的剪力：VA=VB=〔19.26×4.8+4.5×7.2〕/2 =62.42KNVB=VC=〔9.63×1.2+2.5×2.4〕/2 =8.78KN本方案中，彎矩引起的剪力很小，可忽略不計(jì)。A柱：N頂=132.95+62.42=195.37KN柱重：0.65×0.65×3.6×25=38.02KNN底=N頂+38.02=233.39KNB柱：N頂=173.39+64.42+8.78=246.59KN恒載作用下梁端剪力及柱軸力〔KN〕層次荷載引起的剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN頂N底N頂N底662.428.78195.37233.39246.59284.61564.587.27428.25466.27523.59561.61464.587.27661.13699.15800.59838.61364.587.27894.01932.031077.591115.61264.587.271126.891164.911354.591392.61164.587.271359.771397.791631.591669.612、活載作用下：例：第6層：荷載引起的剪力：AB跨：VA=VB=7.2×4.8/2=17.28KNBC跨：VB=VC=3.6×1.2/2=2.16KNA柱：N頂=N底=34.56+17.28=51.84KN B柱：N頂=N底=49.68+17.28+2.16=69.12KN活載作用下梁端剪力及柱軸力〔KN〕層次荷載引起的剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN頂=N底N頂=N底617.282.1651.8469.12517.282.16103.68138.24417.282.16155.52207.36317.282.16207.36276.48217.282.16259.20345.60117.282.16311.04414.72五、框架梁的內(nèi)力組合：1、結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)：根據(jù)《抗震標(biāo)準(zhǔn)》，本方案為二級(jí)抗震等級(jí)。2、框架梁內(nèi)力組合：本方案考慮了三種內(nèi)力組合，即1.2SGk+1.4SQk，1.35SGk+1.0SQk及1.2SGE+1.3SEk。考慮到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布的性質(zhì)，在豎向荷載下可以適當(dāng)降低梁端彎矩，進(jìn)行調(diào)幅〔調(diào)幅系數(shù)取0.8〕，以減少負(fù)彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。ηvb梁端剪力增大系數(shù)，二級(jí)取1.2。各層梁的內(nèi)力組合和梁端剪力調(diào)整結(jié)果如下表：層次截面位置內(nèi)力SGk調(diào)幅后SQk調(diào)幅后SEk(1)SEk(2)γRe[1.2×〔SGk+0.5SQk〕+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkγReMmaxV=γRe[ηvb〔Mlb+Mrb〕/ln+VGb]126AM-62.49-17.9885.00-85.0018.54-147.21-102.34-100.16-147.2192.09V62.4217.28-20.8220.8243.6584.25101.5599.10B左M-67.54-19.77-64.9164.91-132.97-6.40-110.95-108.73-132.97V64.4217.2820.82-20.8286.0545.45104.25101.50B右M-10.01-2.7548.17-48.1736.72-57.21-16.26-15.86-57.2187.33V8.782.16-40.1440.14-30.2648.0114.0113.565AM-68.50-19.94143.96-143.9669.74-210.98-112.42-110.12-210.98114.73V64.5817.28-37.8037.8029.04102.75104.46101.69B左M-69.62-20.48-128.19128.19-196.8653.11-114.47-112.22-196.86V64.5817.2837.80-37.80102.7529.04104.46101.69B右M-5.31-1.5895.15-95.1587.28-98.26-8.75-8.58-98.26142.26V7.272.16-79.2979.29-69.7984.8211.9711.754AM-67.27-19.58214.60-214.60139.88-278.59-110.39-108.14-278.59138.90V64.5817.28-56.5156.5110.80121.00104.46101.69B左M-68.96-20.30-192.28192.28-258.67116.27-113.40-111.17-258.67V64.5817.2856.51-56.51121.0010.80104.46101.69B右M-5.80-1.73142.72-142.72133.15-145.15-9.56-9.38-145.15206.57V7.272.16-118.92118.92-108.43123.4611.9711.753AM-67.27-19.58270.56-270.56194.44-333.15-110.39-108.14-333.15159.15V64.5817.28-72.7872.78-5.06136.86104.46101.69B左M-68.96-20.30-253.43253.43-318.29175.90-113.40-111.17-318.29V64.5817.2872.78-72.78136.86-5.06104.46101.69B右M-5.80-1.73188.10-188.10177.40-189.40-9.56-9.38-189.40267.26V7.272.16-156.75156.75-145.32160.3511.9711.752AM-67.17-19.55299.26-299.26222.53-361.03-110.23-107.97-361.03168.07V64.5817.28-79.1979.19-11.31143.11104.46101.69B左M-68.86-20.29-270.91270.91-335.24193.03-113.25-111.04-335.24V64.5817.2879.19-79.19143.11-11.31104.46101.69B右M-5.87-1.73201.08-201.08189.99-202.11-9.65-9.47-202.11284.69V7.272.16-167.57167.57-155.87170.9011.9711.751AM-65.86-19.19347.06-347.06270.47-406.29-108.10-105.90-406.29182.70V64.5817.28-90.4890.48-22.32154.12104.46101.69B左M-68.15-19.98-304.42304.42-367.14226.48-111.98-109.75-367.14V64.5817.2890.48-90.48154.12-22.32104.46101.69B右M-6.23-1.91225.95-225.95213.83-226.77-10.32-10.15-226.77318.50V7.272.16-188.29188.29-176.07191.1011.9711.753、跨間最大彎矩的計(jì)算：以第一層AB跨梁為例，說(shuō)明計(jì)算方法和過(guò)程。計(jì)算理論：根據(jù)梁端彎矩的組合值及梁上荷載設(shè)計(jì)值，由平衡條件確定。1〕均布和梯形荷載下，如以下圖：VA=-〔MA+MB〕/l+q1l/2+〔1-a〕lq2/2假設(shè)VA-〔2q1+q2〕al/2≤0，說(shuō)明x≤al，其中x為最大正彎矩截面至A支座的距離，那么x可由下式求解：VA-q1x-x2q2/〔2al〕=0將求得的x值代入下式即可得跨間最大正彎矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/〔6al〕假設(shè)VA-〔2q1+q2〕al/2>0，說(shuō)明x>al，那么x=〔VA+alq2/2〕/〔q1+q2〕可得跨間最大正彎矩值：Mmax=MA+VAx-〔q1+q2〕x2/2+alq2〔x-al/3〕/2假設(shè)VA≤0，那么Mmax=MA2〕同理，三角形分布荷載和均布荷載作用下，如以下圖：VA=-〔MA+MB〕/l+q1l/2+q2l/4x可由下式解得：VA=q1x+x2q2/l可得跨間最大正彎矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/3l第1層AB跨梁：梁上荷載設(shè)計(jì)值：q1=1.2×8.46=10.15KN/mq2=1.2×〔14.22+0.5×7.2〕=21.38KN/m左震：MA=270.47/0.75=360.63KN·mMB=-367.14/0.75=-489.52KN·mVA=-〔MA-MB〕/l+q1l/2+〔1-a〕lq2/2=-〔360.63+489.52〕/7.2+10.15×7.2/2+21.38×7.2/3=-30.22KN<0那么Mmax發(fā)生在左支座，Mmax=1.3MEk-1.0MGE=1.3×347.06-〔65.86+0.5×19.19〕=375.72KN·mγReMmax=0.75×375.72=281.79KN·m右震：MA=-406.29/0.75=-541.72KN·mMB=226.48/0.75=301.97KN·mVA=-〔MA-MB〕/l+q1l/2+〔1-a〕lq2/2=〔541.72+301.97〕/7.2+10.15×7.2/2+21.38×7.2/3=205.03KN由于205.03-〔2×10.15+21.38〕×2.4/2=155.01>0，故x>al=l/3=2.4mx=〔VA+alq2/2〕/〔q1+q2〕=〔205.03+1.2×21.38〕/〔10.15+21.38〕=5.73mMmax=MA+VAx-〔q1+q2〕x2/2+alq2〔x-al/3〕/2=-541.72+205.03×5.73-〔10.15+21.38〕×〔5.73〕2/2+21.38×2.4×〔5.73-2.4/3〕/2=241.98KN·mγREMmax=0.75×241.98=181.48KN·m其它跨間的最大彎矩計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：跨間最大彎矩計(jì)算結(jié)果表層次123跨ABBCABBCABBCMmax281.79214.91234.07191.00206.00178.40層次456跨ABBCABBCABBCMmax151.44134.1581.5188.2029.2638.434、梁端剪力的調(diào)整：抗震設(shè)計(jì)中，二級(jí)框架梁和抗震墻中跨高比大于2.5，其梁端剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式調(diào)整：V=γRe[ηvb〔Mlb+Mrb〕/ln+VGb]〔1〕、對(duì)于第6層，AB跨：受力如下圖：梁上荷載設(shè)計(jì)值：q1=1.2×4.5=5.4KN/mq2=1.2×〔19.26+0.5×7.2〕=27.43KN/mVGb=5.4×7.2/2+27.43×4.8/2=85.27KNln=7.2-0.65=6.55m左震：Mlb=18.54/0.75=24.72KN·mMrb=-132.97/0.75=-177.29KN·mV=γ