框架結(jié)構(gòu)設(shè)計（階段Ⅲ）計算書參考

五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計5水平風(fēng)荷載作用計算水平地震作用計算6.1地震作用重力荷載代表值（此處按整棟房屋進(jìn)行計算，如果柱網(wǎng)布置規(guī)整均勻，也可按一榀框架為計算單元簡化計算）恒載取值：活載取值：屋面：標(biāo)準(zhǔn)層樓面：走廊及陽臺：樓梯：（1）柱重：首層柱重：二層柱重：三至五層柱重：屋面梯間柱重：（2）墻重（包括門窗等）：首層墻重：二至四層墻重：頂層墻重：屋面梯間墻重：（3）板重：二至四層板重：頂層板重：梯間屋面板重：（4）梁重：二至五層梁重：梯間屋面梁重：活荷載：（不計屋面活荷載）二至四層活荷載：重力荷載代表值的計算公式如下：各層重力荷載代表值的匯總計算數(shù)值詳見表6.1所示，各質(zhì)點的重力荷載代表值示意圖如圖6.1:表6.1重力荷載代表值匯總計算樓層重力荷載代表值G1701.191001.701020.921920.922571.731690.74996.516776.492474.39701.191020.921920.922571.732571.73996.517097.633474.39474.391020.921920.922571.732571.73996.516984.234474.39474.391020.921920.922571.732571.73996.516984.235102.48474.391020.921920.92320.892571.7342.965146.81屋面突出部分102.4883.20159.25498.840.00543.11圖6.1各質(zhì)點的重力荷載代表值示意圖6.2框架橫向自振周期多層及高層框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自振周期按頂點位移法計算，將各樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載作用在各樓層標(biāo)高處，按彈性方法求得結(jié)構(gòu)頂點的位移，并考慮填充墻對框架的影響。本設(shè)計框架結(jié)構(gòu)對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，其基本周期T1按下式計算：式中:——考慮填充墻影響基本自振周期的折減系數(shù)，參考文獻(xiàn)[4]第4．3．17條規(guī)定：本設(shè)計取0.7；——結(jié)構(gòu)頂點假想水平位移（m），即把集中于各樓層處的重力荷載代表值G看成水平荷載，并將其作用于結(jié)構(gòu)的相應(yīng)樓層處算得得頂點彈性水平位移；對于屋面局部突出的房間，按頂點位移相等的原則折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層，本設(shè)計中結(jié)構(gòu)頂點的假想層間位移計算過程如表6.2所示。表6.2結(jié)構(gòu)頂點假想位移計算層次55818.555818.5543669213.32219.6146984.2312802.7843669229.32206.2936984.2319787.0143669245.31176.9827097.6326884.6455450848.48131.6716776.4933661.1340461983.1983.19由上表可得，基本周期6.3水平地震作用及位移驗算依據(jù)參考文獻(xiàn)[3]第5.1.2條，規(guī)定：本設(shè)計建筑高度22.0m不超過40m，以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，故本結(jié)構(gòu)采用底部剪力法計算水平地震作用。依據(jù)參考文獻(xiàn)[3]規(guī)定，江門市的設(shè)防烈度為7度，屬于B類場地。根據(jù)場地類別Ⅱ類和設(shè)計地震分組第一組查得特征周期值，水平多遇地震影響系數(shù)最大值αmax＝0.08，由于Tg<T1<5Tg，故結(jié)構(gòu)水平地震影響系數(shù)可按下式計算：式中：α——水平地震影響系數(shù)；T——基本自振周期；Tg——特征周期值；——衰減指數(shù)，在Tg<T1<5Tg內(nèi)，；η2——阻尼調(diào)整系數(shù)，除有專門規(guī)定外，一般??；則：總重力荷載：Geq=0.85=0.85×（6776.94+7097.63+6984.23×2+5146.805+543.11）kN=0.85×33532.5kN=28502.62kN結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：FEK=Geq=0.053×28502.62kN=1777.2kN由于T1=0.558s>1.4Tg=1.4×0.35s=0.49s,所以考慮頂部附加地震作用。頂部附加地震作用系數(shù)按《建筑抗震規(guī)范》5.2.1條規(guī)定取用，即6.3.1水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值及樓層剪力第i層的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計算：Fi=式中：Gi、Gj——重力荷載代表值；Hi、Hj——層高各層地震作用下剪力計算如表6.3所示。表6.3地震作用下各層剪力層次hi(m)Hi(m)Gi(kN)GiHi(kNm)∑GiHiGiH/∑GiHiFi(kN)Vn(kN)63.022.0543.1111948.42396016.450.03047.247.253.519.05146.8197789.390.247388.9436.1+43.515.56984.23108255.570.273429.986633.512.06984.2383810.760.212333.81199.823.58.57097.6360329.860.152239.41439.215.05.06776.4933882.450.086135.41574.6其中單位為m，、、單位為kN。各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度分布如圖6.2圖6.2各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力6.3.2水平地震作用下位移驗算在多遇地震作用時，水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移按彈性方法計算各層間位移均應(yīng)滿足位移角限值的要求；各層間位移按下式進(jìn)行計算：頂點位移的計算：水平地震作用下層間位移計算過程詳見表6.4。表中還計算了各層的層間彈性位移角。表6.4橫向水平地震作用下位移驗算樓層5436.14366921.0035001/350012.2248664366921.9835001/176811.2231199.84366922.7535001/12739.2421439.25545082.6035001/13466.4911574.64046103.8950001/12853.89由表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第3層，其值為1/1273，滿足依據(jù)參考文獻(xiàn)[4]，第3.7.3條規(guī)定：框架結(jié)構(gòu)不宜大于1/550的要求。結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力還應(yīng)符：由于結(jié)構(gòu)的基本周期大于0.5s，所以取0.018（7度），驗算結(jié)果如表6.5所示：表6.5橫向水平地震作用下剪力驗算樓層5436.1100.14866.0225.831199.8315.521439.2479.311575.6601.3表中數(shù)據(jù)單位均為kN。由表中數(shù)據(jù)可見，各層水平地震剪力均滿足要求。6.4水平地震作用下橫向框架內(nèi)力分析對于7度設(shè)防的三級框架結(jié)構(gòu)，只考慮結(jié)構(gòu)水平地震作用。內(nèi)力分析采用D值法，具體計算與風(fēng)荷載內(nèi)力計算一致?？蚣苤袅土褐藦澗赜嬎氵^程詳見表6.6、6.7和6.8；水平地震作用下梁端剪力及柱軸力計算過程詳見表6.9。表6.6邊框架A柱剪力和梁柱端彎矩計算層號5436.1072.680.26719.411.3042.7025.2342.704866.00144.330.26738.541.4778.2456.65103.4731199.80199.970.26753.401.6598.7988.11155.4421439.20239.870.2764.761.58124.34102.33212.4511574.60262.430.24464.033.25112.05208.11214.38表6.7邊框架C柱剪力和梁柱端彎矩計算層號5436.1072.680.22616.431.2636.8020.7036.804866.00144.330.22632.621.4467.2046.9787.9031199.80199.970.22645.191.6185.4172.76132.3821439.20239.870.21952.531.58100.8683.00173.6211574.60262.430.22358.523.30158.00193.12241.00表6.8中間框架B柱剪力和梁柱端彎矩計算層號572.680.50636.781.2682.3946.3446.8135.584144.330.50673.031.44150.44105.16111.7785.013199.970.506101.201.61191.27162.93168.37128.062239.870.511122.571.58235.33193.67226.21172.051262.430.533139.863.45216.78482.57233.14177.31其中各單位為：、，為常系數(shù)，，。表6.9水平地震作用下梁端剪力及柱軸力計算表層號5-12.86-9.21-12.869.21-3.654-30.71-22.17-43.5731.38-12.193-46.27-33.35-89.9464.73-25.212-61.51-45.24-151.35109.97-41.381-72.94-46.08-224.29156.05-68.24注：柱子以受壓為正，剪力以順時針為正。綜合上述內(nèi)容作水平左震力作用下的=3\*GB3③-=3\*GB3③軸線框架的彎矩圖、剪力圖和軸力圖如圖6.3、6.4、6.5所示。圖6.3水平地震荷載作用下框架M圖（單位kN·m）圖6.4水平地震荷載作用下框架梁剪力圖(單位kN)圖6.5水平地震荷載作用下框架N圖(單位kN)五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計參考文獻(xiàn)PAGE2182參考文獻(xiàn)[1]中國建筑科學(xué)研究院.GB50009--2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范)(2006年版)[S].北京：中國建筑工業(yè)出 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