邵東賓館土木工程設(shè)計手算書一榀框架_第1頁
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文檔簡介

1、2013屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(論文)材料探畢業(yè)設(shè)計(論文)手算書課題名稱邵東賓館姓名學(xué)號院系土木工程學(xué)院專業(yè)土木工程(建筑工程方向)指導(dǎo)教師摘要邵東賓館位于邵東縣,總共 5層。建筑總高為19.2m,共5層。其中底層及二層層 高為4.2m,其余各層層高為3.6m。局部突出屋面的塔樓為樓梯間,高 2.7m。建筑部分:根據(jù)建筑的地理位置,所有的功能分區(qū)等設(shè)計依據(jù)進(jìn)行平面布置、立面、剖 面等方面的建筑設(shè)計,力求建筑物的實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀。結(jié)構(gòu)部分:結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu),所有的梁、柱及板均采用現(xiàn)澆,基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基 礎(chǔ),繪出結(jié)構(gòu)施工圖。關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆第1章結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 1設(shè)計資料工程名稱:邵東縣邵東賓館建

2、設(shè)地點(diǎn):湖南省邵東縣工程概況:建筑總高為21.9m,共5層。其中底層及二層層高為4.2m,其余各層層高為 3.6m。局部突出屋面的塔樓為樓梯間,高 2.7m??偨ㄖ娣e:4900.07 m2結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則 1. 2. 1結(jié)構(gòu)設(shè)計目的工程設(shè)計是工程建設(shè)的首要環(huán)節(jié),是整個工程的靈魂。先進(jìn)合理的設(shè)計對于改建、 擴(kuò)建、新建項(xiàng)目縮短工期、節(jié)約投資、提高經(jīng)濟(jì)效益起著關(guān)鍵作用,使項(xiàng)目達(dá)到安全、 適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。因而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本目的就是要在一定經(jīng)濟(jì)條件下賦予 結(jié)構(gòu)以適當(dāng)?shù)目煽慷?,使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的基準(zhǔn)期內(nèi)能滿足設(shè)計所預(yù)期的各種功能要求。建筑基底面積:1018.03 m基本風(fēng)壓:0.3kN/m2基

3、本雪壓:0.3kN/m2抗震設(shè)防烈度:6度,不考慮抗震設(shè)防計算。1. 2. 2結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般原則為了達(dá)到建筑設(shè)計的基本目的,結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)符合以下一般原則:符合設(shè)計規(guī)范; 選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案;減輕結(jié)構(gòu)自重;采用先進(jìn)技術(shù)。1. 3結(jié)構(gòu)選型1. 3. 1結(jié)構(gòu)體系選型對于一般多層民用建筑,根據(jù)使用和工藝要求、材料供應(yīng)情況和施工技術(shù)條件,常 選用的結(jié)構(gòu)形式有混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)體系。10由于混合結(jié)構(gòu)整體性差,難于滿足大空間的使用要求,而框架剪力墻結(jié)構(gòu)多用于 25層的高層建筑。而框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)自重輕,可以承受較大樓面荷載,在水平 作用下具有較大的延性。此外框架結(jié)構(gòu)平

4、面布置靈活,能設(shè)置大空間,易于滿足建筑功 能要求。故該五層辦公樓選用框架結(jié)構(gòu)。1. 3. 2框架施工方法鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)按施工方法不同,有現(xiàn)澆式、裝配式和整體裝配式三種。 現(xiàn)澆式框架的全部構(gòu)件都在現(xiàn)場整體澆筑,其整體性和抗震性能好,能較好的滿足 使用要求。故框架采用現(xiàn)澆施工方法。1. 3. 3其他結(jié)構(gòu)選型1. 屋面結(jié)構(gòu):采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形屋蓋,屋面板厚120mm2. 露面結(jié)構(gòu):采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋,露面板厚120mm3. 樓梯結(jié)構(gòu):采用鋼筋混凝土板式樓梯。4. 過梁:門窗過梁均采用鋼筋混凝土梁,并采用縱向框架兼做窗過梁。5. 墻基礎(chǔ):因持力層不太深,承載力高,采用自乘墻基大放腳。6

5、. 基礎(chǔ):因基礎(chǔ)持力層不太深,地基承載力咼,米用鋼筋混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)1 4框架結(jié)構(gòu)計算簡圖及構(gòu)件尺寸1. 4. 1簡化假定建筑物是復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體系,要精確地按照三維空間結(jié)構(gòu)來進(jìn)行內(nèi)力和位移分析 十分困難。為簡化計算,對結(jié)構(gòu)體系引入以下基本假定:(1).在正常設(shè)計、正常施工和正常使用的條件下,結(jié)構(gòu)物在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)處于 彈性工作階段,其內(nèi)力和位移均按彈性方法計算;(2).樓面(或屋面)在自身平面內(nèi)的剛度無限大,在平面外的剛度很小,可忽 略不計。1. 4. 2計算單元多層框架結(jié)構(gòu)是由縱、橫向框架結(jié)構(gòu)組成的空間結(jié)構(gòu)體系,在豎向荷載作用下,各 個框架之間的受力影響較小。本設(shè)計中取 KJ 2作為計算單

6、元,如圖2 1所示:圖1 1結(jié)構(gòu)平面布置圖1. 4. 3計算簡圖現(xiàn)澆多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算模型是以梁、柱截面幾何軸線來確定,并認(rèn)為框架柱在 基礎(chǔ)頂面為固接,框架各節(jié)點(diǎn)縱、橫向均為剛接。一般情況下,取框架梁、柱截面幾何 軸線之間的距離作為框架的跨度和柱高度。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面,基礎(chǔ)頂 面標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差,定為-1.2m,二層樓面標(biāo)高為4.2m,故底層柱高為 5.4m,三層樓面標(biāo)高8.4m,其余各層柱高為樓層高 3.6m。由此可繪出框架計算簡圖, 如圖2 2所示:19.2015.601Z008.401203C* 丿-i圖12框架結(jié)構(gòu)計算簡圖 1 1 : ,Z1 1 :h =

7、i理丨=IX 2400 = 300 200 mm中跨£12丿 儀12丿考慮剛度因素,取h=400mm-500 =250 167mm3取 b = 250mm則取邊跨截面尺寸為:h b=250mm500mm丄 |=1 丄 7200 二 600 900 mm邊跨 2812812取 h=600mmb = - h = 1600 = 300 200mm2323取 b=250mm則取邊跨截面尺寸為:h b=250mm600mm(2) .柱截面尺寸底層柱尺寸按軸壓比要求計算,由公式 :式中:%軸壓比取1.0 ;軸壓比增大系數(shù),本設(shè)計取=1.0 ;F柱的荷載面積;gE 單位建筑面積上重力荷載值,近似取

8、12-15 kN/m2;n驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)。對于頂層中柱:2=126881.11mmAs 畠 N = PFgEn _ 1.0X 7.2況 3.6況 14沃103 ><5 '一5憶 一 “fc 一1.0 14.3如取柱截面為正方形,則其邊長為356 mm。根據(jù)以上計算結(jié)果,并考慮其他因素,本設(shè)計中所有柱子截面尺寸都取500mm500mm非計算單元的內(nèi)梁截面尺寸初估方法如上,計算從略。2. 框架梁、柱線剛度計算由于現(xiàn)澆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。考慮這一有利因素,邊框架梁取1 "0,對中框架梁取1 =2.01。( I。為梁矩形截面慣性

9、矩)33邊跨梁:I邊二 2.0 bh 2.0 0.25 0.69.00 10-3mm412 127-3i邊二旱 二 3.0 1 29 103.75 104KN33中跨梁:I中二 2.0 bh 2.0 0.25c0.55.21 10"m412 12i 中二 EL = 3.0 10 5.21 10" =6.51 104KN ml2.4柱:33,bh3 0.5 0.533 412I5.21 10 m4123.0 107 5.21 10-35.4= 2.89 104kN m7- 33.0 105.21 10=3.72 104kN m4.2i3_5 二且=3.0 105.21 10&

10、#39; =4.34 104kN ml3,6相對線剛度:取i2# =1.0。則其余各桿件相對線剛度為i1i2二皿吩0.674.34 10=1!屮=0.864.34 104_6.5V<104 _1 54.34 104二遠(yuǎn)工9864.34 104i邊框架梁、柱的相對線剛度如圖23所示,將作為計算節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依1. 5荷載計算10.S611.510.86f10,8611.510.B61T0.8611516.8610,860.860.361510.860.860.670.670.670.670.8615宓GCDas如 I尊.圖13梁柱相對線剛度圖1. 5. 1恒載標(biāo)準(zhǔn)值計算1.屋面防水

11、層(剛性):30mm厚C20細(xì)石混凝土防水 防水層(柔性):三氈四油鋪小石子找平層:15mm厚水泥砂漿找坡層:平均40mm厚水泥焦渣找坡保溫層:60mm厚1:10水泥膨脹珍珠巖結(jié)構(gòu)層:120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板抹灰層:10mm厚混合砂漿1.00kN/m0.40kN/mi320.015 20 kN/m =0.30kN/m320.040 14 kN/m =0.56kN/m320.060 12kN/m=0.72kN/m320.120 25 kN/m =3.00kN/m0.010 17 kN/mi=0.17 kN/m22合計6.15kN/m2.各層樓面(含走廊)水磨石地面(10mm厚面層,20mm厚

12、水泥砂漿打底)0.65kN/m2結(jié)構(gòu)層:120mm厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.120 25 kN/m =3.00kN/m抹灰層:10mm 厚混合砂漿0.010 17 kN/m3=0.17kN/mi合計3.82kN/m3.梁自重h b=250mm600mm梁自重:抹灰層:10mm厚混合砂漿30.25( 0.6-0.12)25 kN/m =3kN/m0.01 x (0.6-0.12+0.25/2) 乂 2汽 17 kN/m3=0.21kN/合計3.21kN/mh b=250mm600mm梁自重:抹灰層:10mm厚混合砂漿30.25 ( 0.6-0.12)25kN/m=3.00kN/m30.01x(0.6

13、-0.12+0.25/2) x2x17 kN/m =0.21kN/m合計3.21kN/mhK b=250mm400mm梁自重:抹灰層:10mm厚混合砂漿30.25漢(0.4-0.12)25kN/m=1.75kN/m0.01 X (0.4-0.12+0.25/2)貳2汽 17 kN/m3=0.14kN/m合計1.89kN/m4.柱自重h X b=500mm500mm柱自重:30.5x0.5x25 kN/m =6.25kN/m抹灰層:10mm厚混合砂漿30.01=0.5+0.5) x2%17 kN/m =0.34kN/m合計6.59kN/m5.外縱墻自重標(biāo)準(zhǔn)層縱墻:(3.6-0.6)x (7.2-

14、0.5)-1.1. 2漢 0.24江 11.8 kN=38.57kN鋁合金窗(1.8% 1.8):1.8X1.8X20.35 kN=2.27kN貼瓷磚外墻面:3.6況(7.2-0.5)-1.8沃 1.8沃 2火 0.5 kN=8.82kN水泥粉刷內(nèi)墻面:3.6 漢(7.2-0.5)-1.8漢 1.8漢 2漢0.36 kN=6.35kN合計56.01KN二層縱墻:(4.2-0.6)(7.2-0.5)-1.5 1.5 20.24 11.8 kN=49.96kN鋁合金窗(1.8 1.8):1.8 1.8 2 0.35 kN=2.27kN貼瓷磚外墻面:4.2 (7.2-0.5)-1.8 1.8 20.

15、5kN=10.83kN水泥粉刷內(nèi)墻面:4.2 (7.2-0.5)-1.8 1.8 20.36 kN=7.80kN合計70.86kN底層縱墻:(5.4-0.6)(7.2-0.5)-1.8 1.8 20.24 11.8 kN=72.73kN鋁合金窗(1.8 1.8):1.8 1.8 2 0.35 kN=2.27kN貼瓷磚外墻面:4.2 (7.2-0.5)-1.8 1.8 2 0.5 kN=10.83kN水泥粉刷內(nèi)墻面:4.2 (7.2-0.5)-1.8 1.8 2 0.36 kN=7.80kN6.內(nèi)縱墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層 縱墻:門(h b=2 2.1): 粉刷墻面:合計93.63kN(3.6-0.6)(

16、7.2-0.5)-1 2.1 20.24 11.8 kN=45.03kN1X2.V0.15 kN=0.63kN57.11kN/m(3.6-0.6)(7.2-0.5)-1 2.1 20.36 2 kN=11.45kN二層縱墻:門(h b=1.8 2.1):粉刷墻面:(4.2-0.6)(7.2-0.5)-1.8 2.10.24 11.8kN=57.60kN1.8漢 2.1 漢 0.15 kN=0.57kN(4.2-0.6)(7.2-0.5)-1.8 20.36 2 kN=14. 64kN合計72.81kN/m合計底層縱墻:(5.4-0.6)(7.2-0.5)-1 2.1 20.24 11.8 kN

17、=79.19kN門(h漢b=T2.1):1漢2.1漢2漢0.15 kN=0.63kN粉刷墻面:(4.2-0.6)(7.2-0.5)-1 2.1 20.36 2 kN=14. 34kN合計94.16kN/m7.內(nèi)隔墻自重標(biāo)準(zhǔn)層墻重:(粉刷墻面:3.6-0.6)(7.2-0.5)-1 2.1 2 0.24 11.8 kN=45.03kN(3.0-0.6)(7.2-0.5)-1 2.1 20.36 2 kN=11.45kN合計56.48kN二層墻重:(4.2-0.6)(7.2-0.5) 0.24 11.8kN=68.31kN粉刷墻面:(4.20.6)(7.2-0.5) 0.36 2 kN=17.37

18、kN合計85.68kN底層墻重: 粉刷墻面:(5.4-0.6)(7.2-0.5)-1.8 2.1 0.5 0.24 11.8kN=130.77kN(4.2-0.6)(7.2-0.5)-1.8 2.1 0.50.36 2 kN=16.01kN合計146.78N1. 5. 2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算1. 屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面:2.0kN/m2樓面:辦公室:2.0kN/m2 ;走廊:2.0kN/m22. 雪荷載:基本雪壓:0.3kN/m2雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Sk urso =1.0 0.3 0.3kN屋面活荷載和雪荷載不同時考慮,二者中取大值。1. 5. 3豎向荷載下框架受荷總圖1. G F,E D軸間

19、框架梁屋面板傳荷載:板傳至梁上的三角形或梯形荷載為均布荷載,荷載的傳遞示意圖,如圖1 4所示:i-144®I OMZi-7 SCO湖who圖14荷載傳遞示意圖恒載:6.15 3.6 5 2 = 27.68kN / m8活載:2.0 3.6 5 2=9kN/m8樓面板傳荷載:荷載傳遞示意圖如圖24所示 恒載:二 17kN/m20 3.6 8 2 =9kN/m梁自重:3.21kN/m2. G-F,E D軸間框架梁均布荷載為: 屋面梁:恒載=梁自重+板傳荷載=3.21kN/m+27.68kN/m =30.89kN/m活載=板傳荷載=9kN/m樓面梁:恒載=梁自重+板傳荷載=3.21kN/m

20、 17kN /m = 20.21kN /m活載=板傳荷載=9kN/mFE軸間框架梁 屋面板傳荷載恒載 6.15kN/m2 1.2m 5 2 = 9.23kN / m8活載 2.0kN /m2 1.2m 5 2 = 3kN /m8樓面板傳荷載恒載 3.82kN / m2 1.2m 5 2 = 5.73kN /m8活載 1.89kN/m2 1.2m5 一 00= 2.84kN/mF E軸間框架梁均布荷載為:屋面梁:恒載二梁自重板傳荷載=3.21 9.23 =12.44kN/m活載=板傳荷載=3kN / m樓面梁: 恒載二梁自重板傳荷載 =3.21kN/m 5.73kN/m =8.94kN/m活載二

21、板傳荷載二2.84kN / m3. G、D軸柱縱向集中荷載的計算頂層柱:女兒墻自重(做法:墻高1100mm混凝土壓頂100mm0.24m 1.1m 18kN/m3 0.24m 0.1m 25kN / m3 (1.2m 2 0.24m) = 6.67kN/m天溝自重:現(xiàn)澆,如圖15所示3225kN/m 0.6m (0.2m-0.08m) 0.08m (0.6m 0.2) 0.5kN/m =1.84kN/m 頂層柱恒載=女兒墻及天溝自重+縱梁自重+板傳荷載= (6.67 1.84) 8.4 4.60 (8.4-0.5) 2.55 6 0.510.30 6 0.5 8.07 8.4 = 214.1&

22、amp;N頂層柱活載=板傳荷載= 3.35 6 0.5 2.63 8.4 =32.14kN標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載二外縱墻自重+ 縱梁自重+板傳荷載+ 橫隔墻= 80.55 4.60 (8.4-0.5) 8.95 6 0.55.01 8.4 66.52=219.0&N頂層柱活載=板傳荷載=3.35 6 0.5 2.63 8.4 =32.14kN4. F、E軸柱縱向集中荷載的計算 頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載= 4.60 (8.4-0.5) 12.85 6 0.56.15 1.2 8.4 8.07 8.4 = 204.6*N頂層柱活載=板傳荷載=3.35 6 0.5 2.63 8.4 2.0 1.2

23、 8.4 =50.30kN標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=內(nèi)縱墻自重+ 縱梁自重+板傳荷載+ 橫隔墻= 78.08 4.60 (8.4-0.5) 8.95 6 0.55.01 8.4 3.82 1.2 8.4=255.1EN頂層柱活載=板傳荷載=3.35 6 0.5 2.63 8.4 2.5 1.2 8.4 =57.34kN由上可作出框架在豎向荷載作用下的受荷總圖,如圖 26所示:166.40(32.4)166.40(32.4)197,56(32.4)+42(14)】弭斗2俄旳19)9(52.4)m只Q17Ivinflu槪刑pH)169.40(324)19753(32.4)鶴心2.4)1圈申教鮮也KN2.SMM

24、齢申是赭慎ooio.cwMO)17E(314阿35帥H,qt jJi ii(2.SMpTn17SJS(314)70:1Is.ooi221 .陰32/)71d 能 35(324)ajL ,7?(Z.8A-)C9W221倒則fl 乩70 7119 Ml<9.041V9-MV£圖1 6豎向荷載作用下受荷總圖- r !z=1.0 ;h 下層柱高;hj 上層柱高,頂層取女兒墻高度的兩倍;B 計算單元迎風(fēng)面寬度(B=7.2m 計算過程見表21表11風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算層數(shù)離地高度PzUsUzwhhjWk519.651.01.31.240.33.62.410.45416.051.01.31.16

25、0.33.63.611.73312.451.01.31.080.33.63.610.9228.851.01.31.00.34.23.610.9514.651.01.31.00.34.654.212.431. 5. 5豎向荷載下框架受荷總圖1.側(cè)移剛度見表12和表13表12 橫向35層D值的計算構(gòu)件名稱k,ib2icka c 2 + k12D "cLicyrhB軸柱O.86+O.86_o.862x1.000.30112096C軸柱2 (0.86+1.5) cw 2X1.00 j0.54121740D軸柱2 (0.86+1.5)2 400=2.360.54121740E軸柱2 (0.86

26、+1.5) cw2 400=2.360.54112096遲 D =12096+21740+21740 + 12096 = 67672表1 2 橫向2層D值的計算構(gòu)件名稱2ick c2 + k12D = d cLj c2hB軸柱0.86+0.86= 0.862 4000.3018887C軸柱2(0.86+1.5)2 360.541159722 400.D軸柱2(0.86+1.5) 2 362 4000.54115972E軸柱2(0.86+1.5) cm ;,cc =2.362 4000.5418887工 D =8887 + 15972+15972 + 8887 = 49718表13 橫向底層D值

27、的計算構(gòu)件名稱,送ibk 2ic0.5 + k2+k12D -鼻丄ic 2hB軸柱086 =1.280.670.5439698C軸柱0.86 二 1.5 =3.520.670.72813002D軸柱0.86 +1.5 _3.520.670.72813002E軸柱086 =1.280.670.5439698Z D =9698+13002+13002 + 9698 = 452002. 風(fēng)荷載下框架位移計算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算:Dij式中:Vj 第j層的剪力;第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和;Uj 第j層的層間位移第一層的層間位移值求出以后,就可以計算各樓板標(biāo)高處的側(cè)移值的頂點(diǎn)側(cè)移值,

28、各層樓板標(biāo)高處的側(cè)移值應(yīng)該是該層以下各層層間側(cè)移之和,頂點(diǎn)側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和。jUj =瓦 AUjj層側(cè)移j二nUuj頂點(diǎn)側(cè)移j A框架在風(fēng)荷載下側(cè)移的計算見表1 4,如下:表1 4 框架在風(fēng)荷載下側(cè)移計算層號W(kN)Vj(kN)Z D (kN / m)人比(m)Auj /h510.4510.45676720.0001554.17幻0411.7322.18676720.0003359.17X10-310.9333.1676720.00049-41.36X10210.95144.05497180.000892.12X10-4112.4356.48454000.001242.61X10&

29、quot;jUj =送 AUj =0.0031j側(cè)移驗(yàn)算:層間最大側(cè)移值為:2.61 10-3 <1/550,滿足要求頂點(diǎn)側(cè)移ju j = ' : u j = 0.0031jm且u/H=2.61 10-3 <1/650,滿足要求1. 6荷載計算為簡化計算,考慮如下幾種單獨(dú)受荷情況:(1)恒載滿布情況;(2)活載分跨布置作用(分左布活載、中布活載、右布活載)(3)風(fēng)荷載作用(分左風(fēng)和右風(fēng))對于第(1)種情況,采用分層法計算;第(2)種情況利用PF程序計算;第(3) 情況,采用D值法計算。1. 6. 1恒載作用下的內(nèi)力計算在豎向荷載作用下框架內(nèi)力采用分層法進(jìn)行簡化計算,此時每層

30、框架梁同上、下層 柱組成基本計算單元。豎向荷載產(chǎn)生的梁端彎矩只在本層內(nèi)進(jìn)行彎矩分配,單位之間不 再進(jìn)行傳遞。計算步驟如下:(1) 根據(jù)各桿件的線剛度計算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配;(2) 計算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩,并將各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)行第一次分 配;(3) 將所有桿端的分配彎矩向遠(yuǎn)端傳遞;(4) 將個節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配,使得各節(jié)點(diǎn)處于平 衡狀態(tài);(5) 將各桿件的固端彎矩,分配彎矩和傳遞彎矩相加即可得各桿端彎矩。1.計算分配系數(shù)說明:計算時除底層柱以外,其它各層柱的線剛度先乘以°.9,取傳遞系數(shù)為1/3 (梁和底層柱的傳遞系數(shù)為1/2) 分配系數(shù)按以下

31、式計算:式中:Sik為節(jié)點(diǎn)k第1根桿件的相對轉(zhuǎn)動剛度;SikUik_ nSiki £n二 Sjki生 為節(jié)點(diǎn)k各桿件相對轉(zhuǎn)動剛度之和。由于本榀框架結(jié)構(gòu)、受力對稱,在分層法計算時可取半結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算。2. 梁的固端彎矩均布恒載和柱頂集中活載偏心引起的固端彎矩構(gòu)成節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩,利用以下公式計算:ql212可求得各梁端彎矩,如表1恒載作用下固端彎矩3.固端彎矩第一次分配計算過程見圖16 (括號中為不平衡彎矩)3D .56ZEE0.5U.260-133,44133.4472右石 1.通.aisiji15H -忙一門3翅L£ n 旳 -12J2 陋怙-BE." HW-4.4

32、3 遇?二5如5 -f.i匚& -1匸崩刁1一524 53乩 320,2( JU3§731 g了 卅刃W 力2 ” _. 162H.29-2J.29-1?SZE3!知”乩)2 2日觸29.21引.卜益59-仏5"5二13.屈522-Z75一工15初弁U.37 U.54U5 031U.26 JU1屮.56臼17311.37323U.36-灼$3車-E7 3日D.5右 27? -161-2(1.2 1O1£ ? -E去松/ S3 547 歸7 M -1.52 -1.75 盟歸一%.% 8242 T2.H秫,Q32l-B7.310.21 0.2437 31-2.

33、75J2Q.242E75-圮形-19720,20 0.36右臚卯-他91#L込1S22 一只丄占-7 2¥ -右 994J35J735SB-75.94 -1加24.23 7.61(.23 0.36122 8.22-B7.3137 3124A5 31 門 -1K6 -1B.6n 亠叫5辺?只匸£-切9 -152 -恥-勢tt.17 L39出騎-15飛6記26缶州 眄.刃"9 汕 21聖 禿,1U32U.651圖1 6恒載作用下分層法計算將圖2 7中(a)、(b)、(c )結(jié)果疊加組合后得到框架彎矩圖 2 8,可圖1 7 恒載分配圖4 .活載分配-JS.08 21Q

34、17.別-恢-D.7?處卜廉 訪I 0 3B.3326.77-76 163t3321 13-U 290.3413.2?IM?H5l L引丨I I.創(chuàng)I丄幻-38 0?S7.31侶"1ZI弓=7 7B&罰-IS? 6J5七茁一£加-4J0-B.41 -0X8-08 -U.7D19QH5.60 -m處?36.7Z-15.2E-U.16 -7311)34OJSl 13113,22-16,8813.61 17 156 Hl7 19 -IRA-3.44 -3.54 -3.151 U.261 0.23.23 1 燦 177H匸-275 7?召門-Sfll丄m m-dAAMZfl

35、 TTI16.59 17.76 -33.43672-15.2= -K.6 -7.311*3917 44 17'05'-7 7R-U H6 017-3.334J3-i7B 7,QU17.53 6.27 -33.836.27 14,83-12.92-8.5I 211 I D 汕II.37Q.20 I 36-2.75-D.6 -154-3.17 -3 18-1.36 -1113H.H21 1.31-38.S&3B.3HojtT14011 IU H9-38.ee6 278LrEn4si3 -1£3-6.61-Djn 1E4 -G ;1J .: J5-2.86xiS3.

36、31£圖1 8活載分配將圖1 9中(a)、(b)、(c)結(jié)果疊加組合后得到框架彎矩圖 1 9,可以 看出節(jié)點(diǎn)存在不平衡彎矩。根據(jù)彎矩和剪力的關(guān)系,可采用取隔離體的方法計算剪力:V =Voik -(Mjk Mjk)/ lVrk =Vork -(Mijk Mjk)/l式中:Volk,Vork簡支梁支座左端和右端剪力標(biāo)準(zhǔn)值(剪力取繞隔離體順時針轉(zhuǎn)動為正);Mjk,Mjk 梁端彎矩標(biāo)準(zhǔn)值(以繞桿順時針轉(zhuǎn)為正,逆時針轉(zhuǎn)動為負(fù))。由此計算得出各桿件剪力如圖1 10所示:橫梁作用于柱子軸力值即為梁端剪力值, 再加上縱梁傳來的軸力值及柱自重。 可得 出柱軸力圖,如圖111所示:圖1 11恒載作用下軸

37、力圖利用以上數(shù)據(jù)作框架內(nèi)力圖,如下所示:圖112左布活荷載下彎矩圖圖113左布荷載下剪力圖圖1 14 左布荷載下軸力圖0 10 1圖1 15中布荷載下彎矩圖0.05圖116中布荷載下剪力圖0.0579.1579.150.050.0090.9590.95O.OBOJ1135.15135.1E0.110.1517935179,吳0.150.16223.55223550 164 X圖117 中布荷載下軸力圖圖1 18風(fēng)荷載彎矩圖3.42圖119左風(fēng)荷載剪力圖圖120左風(fēng)荷載下軸力圖0.932 朕0.983.429.089.0B3.42“ 20.2820 287AB6937J937J913.6921.

38、75丸出昭由21,751. 6. 3風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算1. 計算方法用D值法(改進(jìn)的反彎點(diǎn)法)進(jìn)行計算,其步驟為:(1) 求各柱反彎點(diǎn)處的剪力;(2) 求各柱反彎點(diǎn)高度;(3) 求各柱桿端彎矩和梁端彎矩;(4) 求各柱軸力和梁剪力。2. 第i層和第m柱所分配的剪力為:VimDimVi其中Vi八w , w見表21。3. 反彎點(diǎn)位置計算框架柱反彎點(diǎn)位置:丫二 yh =(y°% y2 y3)h式中:丫反彎點(diǎn)高度,即反彎點(diǎn)到柱下端的距離;y反彎點(diǎn)高度比,即反彎點(diǎn)高度與柱高的比值;h計算層柱高;yo 標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度;y1 上下梁線剛度變化時反彎點(diǎn)高度比修正值;%、y3 上、下層柱高變化時反

39、彎點(diǎn)高度比修正值。計算結(jié)果如表17所示:表1 7 (a) G軸框架柱反彎點(diǎn)位置層號h/mKyoy1y2y3yyh/m53.60.860.330.000.000.000.331.1943.60.860.400.000.000.000.401.4433.60.860.450.000.000.000.451.3624.20.860.500.000.00-0.050.451.8914.651.280.650.00-0.050.000.612.84表1 7 ( b) F軸框架柱反彎點(diǎn)位置層號h/mKyoy1y2y3yyh/m53.62.360.420.000.000.000.421.5143.62.36

40、0.470.000.000.000.471.6933.62.360.500.000.000.000.501.823.62.360.500.000.000.000.501.8014.653.520.550.000.000.000.552.564. 左風(fēng)作用下內(nèi)力框架柱的桿端彎矩和梁端彎矩按以下公式計算:Mc上二 Vm(1 y)hMcT = Vmyh.左丿 左 (Mc下 j.Mc 上 j)ibib.右ib- 左 ( M c下 j 1' M c 上 j )ibib邊柱節(jié)點(diǎn):M b左 jM b右 j 中柱節(jié)點(diǎn):則左風(fēng)作用下框架內(nèi)力計算如表 28表1 8( a)風(fēng)荷載下G軸框架柱剪力和梁柱端彎矩

41、計算層號Vi / kNZ DDimDA瓦DVim / kNyh/mMc上(kNLm)M c下(kNm:M b總(kNm:510.4567672120960.1791.871.194.52.234.50422.1867672120960.1794.001.448.645.7610.87333.0067672120960.1795.911.6211.709.5717.46243.954971888870.1797.871.8918.1814.8727.75156.384540096980.21412.672.8421.8934.2836.76表1 8( b)風(fēng)荷載下F軸框架柱剪力和梁柱端彎矩計算層

42、號Vi / kN送DDim。討送DVim / kNyh/mMc上(kNm)M c下(kNm)M b總(kNm)M b左(kNm)M b右(kNm)510.4567672217400.3213.351.517.005.067.002.524.48422.1867672217400.3217.091.6913.5311.9818.596.6911.89333.0067672217400.32110.591.8019.0619.0631.0411.1719.87243.9549718597200.32114.111.8029.6325.4048.6917.5331.16156.38454001300

43、20.28616.122.5633.7341.2759.1321.2937.84表1 8 (c)風(fēng)荷載下框架柱與梁端剪力層號梁端剪力柱軸力GF跨VdBCFE跨VbCDG軸NbF軸VbBC-V bCDNx50.973.73-0.97-2.76-2.7642.589.91-3.55-7.33-10.0934.3116.56-7.86-12.25-22.3426.7625.97-14.62-19.21-41.5518.2131.53-22.83-23.52-64.87注:軸力壓力為+,拉力為-框架梁內(nèi)力組合表梁截 面內(nèi)力恒荷 載活荷 載風(fēng)荷 載1.2恒何載+ 1.4活何載1.2恒荷載+0.9 (1.

44、4 活何載+1.4 風(fēng)荷載)1.35恒何載+活 何載G5F5G5F5M kN *m-88.14-28.6-4.5-145.808-147.47-147.59V kN *m107.0731.830.98173.046169.82176.3745跨中M kN *m97.15-32.830.9770.61876.4498.3225F5G5M kN *m-117.87-36.3-2.5-192.264-190.33-195.4245V kN *m114.6431.833.42182.13181.98186.59F5E5F5E5M kN *m-54.32-10.45-4.48-79.814-84.00-

45、83.78V kN *m14.933.60.9222.95623.6123.76跨中M kN *m45.368.3066.05264.8969.54E5F5M kN *m-54.32-10.45-4.48-79.814-84.00-83.78V kN *m14.933.60.9222.95623.6123.76G3F3G3F3M kN «m-61.47-33.05-17.46-120.034-137.41-116.03V kN «m72.1331.763.98131.02131.59129.14跨 中M kN «m96.4223.414.31148.478150.63153.58F3G3M kN «m-65.9437.8211.17-26

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