大樓鋼筋混凝土框架畢業設計(三)

表3.1   各柱的D值及剪力分配系數表

層號及
 層高 柱
號 　    　 　   

 八層（3.0m）
 A   2.325 

 0.21
 B  0.231 3.326  0.29
 C 0.60 0.231 3.326  0.29
 D 0.417 0.173 2.325  0.21

四至七層
（3.0m）
 A 0.417 0.173 2.325 

 0.21
 B 0.60 0.231 3.326  0.29
 C 0.60 0.231 3.326  0.29
 D 0.417 0.173 2.325  0.21

三層
（4.2m）
 A 0.417 0.173 2.325  0.21
 B 0.60 0.231 3.326  0.29
 C 0.60 0.231 3.326  0.29
 D 0.417 0.231 2.325  0.21
 二層
（4.2m）
 A 0.585 0.226 1.183  0.16
 B 0.836 0.295 1.544  0.21
 C 0.836 0.295 1.544  0.21
 D 1.17 0.369 1.932  0.26
 E  0.535 0.211 1.207  0.16
一層
（5.0m）

 A 0.787 0.462 0.9951  0.17
 B 1.126 0.520 1.12  0.19
 C 1.126 0.520 1.12  0.19
 D 1.575 0.580 1.273  0.21
 E 0.725 0.450 1.423  0.24

3.5水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算

3.5.1風荷載計算
 地面粗糙度為C類。
 基本風壓：
 ：由于建筑物總高度不超過30m，所以。
 ：迎風面，背風面。所以。
 
 
 計算風荷載標準值：
 
 風荷載的線荷載：
 
 為簡化計算，將矩形分布的風荷載折算成節點集中力：
 
 將力平均分配到17榀框架中：
 
 。
 風荷載作用下的荷載分布圖如圖3.3所示。
 
圖3.3   風荷載作用下的荷載分布圖
3.5.2地震作用下的荷載計算
 地震作用：恒荷載+0.5活荷載=
 重力荷載代表值：
 第八層：
 女兒墻：
 外墻加內墻：
 柱：
 框架梁：
       
 總荷載：
 第七層：
 外墻加內墻：
 柱：
 框架梁：
 恒荷載+0.5活荷載：
 總荷載：
 第六層：
 第五層：
 第四層：
 第三層：
 第二層：
 恒荷載+0.5活荷載：
 外墻加內墻：
                
 框架梁：
 
 柱：
 
 女兒墻：
 總荷載：
 首層：
 恒荷載+0.5活荷載：
 框架梁：
 框架柱：
 
 外墻加內墻：
 
 
 總荷載：
 地震作用下的荷載分布圖如圖3.4。
 
圖3.4    地震作用下的荷載分布圖
3.5.3結構的自振周期
 各層的重力荷載：
 
 樓層的水平位移為：
 
 基本周期：
  
 考慮到填充墻使結構剛度變大，周期折減：
 設防烈度為7度時，水平地震影響系數最大值。
 場地類別為Ⅰ類，地震為第一類分組。特征周期為。
 
 
 由底部剪力法計算：
 
 
 所以考慮頂部附加地震作用：
 
 
 地震作用力計算見表3.2。
 
表3.2    地震作用力計算表
 
層次     
8 27.85 8540 237.84 0.404
7 24.85 7300 181.41 0.308
6 21.85 7300 159.51 0.271
5 18.85 7300 137.61 0.234
4 15.85 7300 115.71 0.196
3 12.85 7300 93.81 0.159
2 9.85 13400 131.99 0.224
1 5.65 11920 67.35 0.114
 
 ，，，
 ，，，
 ，
 各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算見表3.3。
 首層的層間位移比：
 二層的層間位移比：
 三層的層間位移比：
 均滿足要求。
 
表3.3   各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算表
 
層次　 柱
號　  　      　 　 　  u（mm）　

8
 A（D） 0.21 　 　
57.7
　 12.1 0.21 7.6 28.8 0.51 　

　
　
　
　15.75
　
 B（C） 0.29   16.7 0.25 12.5 37.6  
7 A（D） 0.21  101.7 21.4 0.31 19.9 44.2 0.90 
 B（C） 0.29   29.5 0.35 31.0 57.5  
6 A（D） 0.21 　 140.4 29.5 0.36 31.9 56.6 1.24 
 B（C） 0.29   40.7 0.40 48.8 73.3  
5 A（D） 0.21 　 173.8 36.5 0.21 43.8 65.7 1.54 
 B（C） 0.29   50.4 0.45 68.0 83.2  
4 A（D） 0.21 　 201.8 42.4 0.45 57.2 71.0 1.79 
 B（C） 0.29   58.5 0.45 79.0 96.5  
3 A（D） 0.21  224.5 47.2 0.45 63.7 77.9 1.98 
 B（C） 0.29   65.1 0.45 87.9 107.3  
2 A 0.16 　
　
　
　
　 249.4 39.9 0.51 85.5 82.1 3.37 
 B 0.21   52.4 0.50 110.0 110.0  
 C 0.21   52.4 0.50 110.0 110.0  
 D 0.26   64.8 0.50 136.1 136.1  
 E 0.16   39.9 0.50 83.8 83.8  
1 A 0.17  262.0 44.5 0.71 178.5 72.9 4.42 
 B 0.19   49.8 0.67 188.5 92.9  
 C 0.19   49.8 0.67 188.5 92.9  
 D 0.21   55.0 0.67 208.2 102.5  
 E 0.24   62.9 0.67 238.1 117.3  

 
 
3.6豎向荷載作用下框架結構的內力分析

3.6.1恒荷載作用下的內力分析
 對于四邊支承的板，當其兩個方向的跨度時，作用于板上的荷載將沿兩個方向傳給支承結構，板在兩個方向均產生較大彎矩，這種板稱為雙向板。當兩個方向的邊長越接近相等時，板在兩個方向的受力也就越接近相等。
 雙向板的支座反力分布比較復雜，實用計算時可近似地把每一個區格劃分為四個小區格，并認為每一小區格的荷載直接傳給鄰近的支承梁。因此，沿板長向支承梁的荷載為梯形分布，沿板短向方向支承梁的荷載為三角形分布。為方便計算可將支承梁上的梯形或三角形荷載根據截面彎矩相等的原則換算為等效均布荷載。
 
 屋面框架梁線荷載：
 
 樓面框架梁線荷載：
 
 
 底二層框架梁線荷載：
 
 
 因為粉粘土層厚0.9m~1.6m，1.6m以下為粗粒花崗巖。初估基礎頂面為，基礎頂面為，基礎高為0.6m。
 根據計算所得的等效分布荷載，畫出的等效荷載分布圖如圖3.5所示。
 
 
   圖3.5    恒荷載作用下的等效荷載分布圖（）
 根據等效荷載分布圖，計算恒荷載固端彎矩如下：
 邊跨框架梁：
 頂層：
 標準層：
 底二層：
       
 中間跨框架：
 恒荷載作用下的內力計算采用力矩二次分配法，計算過程見圖3.6。
 根據計算所得的彎矩值畫出恒荷載作用下的彎矩圖如圖3.7所示。
 恒荷載作用下的剪力圖如圖3.8所示。
 
 
 圖3.7   恒荷載作用下的彎矩圖（）
 
 圖3.8   恒荷載作用下的剪力圖

3.6.2活荷載作用下的內力分析
 活荷載：上人屋面為，樓面為。
 
 根據計算所得的等效分布荷載，畫出的等效荷載分布圖如圖3.9所示。
 
 圖3.9    活荷載作用下的等效荷載分布圖（）
 活荷載固端彎矩：
 活荷載作用下的內力計算采用力矩二次分配法，計算過程見圖3.10。
 根據計算所得的彎矩值畫出活荷載作用下的彎矩圖如圖3.11所示。
 活荷載作用下的剪力圖如圖3.12所示。
 
 圖3.11    活荷載作用下的彎矩圖（）
 圖3.12     活荷載作用下的剪力圖（）
  

3.6.3恒荷載作用下的軸力計算
 A柱：
 第八層：
 女兒墻：
 屋面三角形部分荷載：
 屋面梯形部分荷載：
 次梁重：
 縱向框架梁重：
 總荷載：
 柱下端：
 第七層：
 樓面三角形荷載：
 樓面梯形部分荷載：
 次梁重：
 內墻重：
 外墻重：
 縱向框架梁自重：
 總荷載：
 柱下端：
 第六層：
 
 柱下端：
 第五層：
 
 柱下端：
 第四層：
 
 柱下端：
 第三層：
 
 柱下端：
 第二層：
 
 柱下端：
 第一層：
 
 柱下端：
 B、C柱：
 第八層：
 屋面三角形部分荷載：
 屋面梯形部分荷載：
 次梁重：
 縱向框架梁：
 矩形部分荷載：
 內墻重：
 總荷載：
 柱下端：
 第七層：
 樓面三角形荷載：
 樓面梯形荷載：
 次梁重：
 縱向框架梁：
 矩形部分的荷載：
 內墻重：
 總荷載：
 柱下端：
 第六層：
          柱下端：
 第五層：
           柱下端：
 第四層：
               柱下端：：
 第三層：
             柱下端：
 第二層：
           柱下端：
 第一層：
             柱下端：
 D柱：
 第二層：
 屋面三角形部分荷載+樓面三角形部分荷載：
 
 屋面梯形部分荷載+樓面三角形部分荷載：
 
 次梁：
 縱向框架梁：
 內墻重：
 外墻重：
 總荷載：
 柱下端：
 第一層：
 
 柱下端：
 E柱：
 第二層：總荷載：       柱下端：
 第一層：
 
 柱下端：
 恒荷載作用下的軸力圖見圖3.13。

圖3.13   恒荷載作用下的軸力圖

3.6.4活荷載作用下的軸力計算
 A柱：
 第八層：
 屋面三角形部分荷載：
 屋面梯形部分荷載：
 總荷載：
 第七層：
 第六層：
 第五層：
 第四層：
 第三層：
 第二層：
 第一層：
 D柱：
 第二層：
 第一層：
 B柱：
 第八層：
 屋面三角形部分荷載：
 屋面梯形部分荷載：
 矩形部分荷載：
 總荷載：
 第七層：
 第六層：
 第五層：
 第四層：
 第三層：
 第二層：
 第一層：
 E柱：
 第二層：            第一層：
 活荷載作用下的軸力圖見圖3.14。
 
圖3.14   活荷載作用下的軸力圖

3.7橫向荷載作用下框架結構的內力分析

3.7.1風荷載作用下的內力分析
 風荷載作用下的彎矩圖見圖3.15，軸力圖見圖3.16。
 
圖3.15     風荷載作用下彎矩圖（）

 
 圖3.16     風荷載作用下軸力圖（）

3.7.2地震作用下的內力分析
 地震作用下的彎矩圖見圖3.17，軸力圖見圖3.18。
圖3.17     地震作用下彎矩圖（）
 

 圖3.18   地震作用下軸力圖（）

3.8內力組合

 在框架結構上，除了恒荷載以外，還作用有活荷載、風荷載、地震荷載。內力組合的目的就是找出這些荷載在框架的各個桿件中所產生的最危險內力，以便進行桿件設計。
 在一般情況下，柱的彎矩呈線形變化，梁的彎矩呈拋物線形變化。因此，對于柱，可取上、下截面作為控制截面；對于梁，可取其兩端截面及跨中最大正彎矩的截面作為控制截面。
 荷載的組合方式分為由永久荷載效應控制的組合和由可變荷載效應控制的組合兩類。
 由永久荷載效應控制的組合：
 
 由可變荷載效應控制的組合：
 
 在考慮抗震時，對于框架結構，應考慮以下四種組合：
①S=1.2×恒荷載+1.4×活荷載
②S=1.35×恒荷載+1.4×0.7活荷載
③S=1.2×（恒荷載+0.5×活荷載）+1.3×地震荷載
④S=1.2×恒荷載+0.9×1.4×（風荷載+活荷載）
3.8.1框架梁內力組合
 取頂層和底層的梁進行內力組合，見表3. 4。
3.8.2框架柱內力組合
 取A、B柱進行內力組合，見表3. 5。
 

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