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1、 1 1 引言 随着社会的发展,钢筋混凝土框架结构的建筑物越来越普遍。由于钢筋混凝土结构与砌体结构相比较具有很多优点;与钢结构相比又具有造价低、材料来源广泛、耐火性好、结构刚度大、使用维修费用低等优点。因此,在我国乃至世界各地钢筋混凝土结构是多层框架最常用的结构型式。本设计也是采用了钢筋混凝土框架结构,根据设计材料提供的建筑场地的地质条件及所在地区的抗震烈度,确定出拟建建筑物的抗震等级为二级,设计使用年限为 50 年,耐火等级为一级。此设计包括建筑设计和结构设计,其中结构设计是本设计的重点。此外,还有其他辅助应用部分。2 工程概况 2.1 建筑规模及场地设计参数 该工程为廊坊市某高校办公楼,总
2、建筑面积 3132.4 左右,层数为四层,层高为底层 3.9m,标准层 3.6m,基础顶面距室外地面为 700mm,承重结构体系拟采用现浇钢筋混凝土框架结构。2.2 气象条件(1).冬季采暖室外计算温度-9 度。(2).主导风向:西南、东北风,冬季以北风、西北风为主;夏季以偏南风、东北风为主。基本风压 0.45kN/m2。(3).基本雪压:0.40kN/m2。(4).年降雨量:570.3mm;雨季集中在降水集中在 78 月份月份。(5).土壤最大冻结深度 0.7m。2.3 基本资料 本建筑为廊坊市高校某办公楼,共 4 层,室内地面标高:0.000,室外标高:-0.450m,采用现浇钢筋混凝土框
3、架结构,地上建筑混凝土强度等级为 C35,梁、板、柱受力钢筋采用 HRB400 级,箍筋采用 HRB335 级。表 2.1 2 2.4 建筑做法(1)墙身做法:内墙、外墙厚均为200mm,0.000 以上采用 MU2.5 陶粒空心砌块(容重不大于 8kN/m3),M5 混合砂浆砌筑,内粉刷 20mm 厚石灰砂浆,喷内墙涂料。外墙0.000 以下采用 MU10 烧结页岩砖,M7.5 水泥砂浆砌筑。(2)楼面做法:10mm 厚花岗岩面层 20mm 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层 钢筋混凝土楼面板 楼板底面为 20mm 厚纸筋灰石灰打底,涂料两度。(3)屋面做法:水泥炉渣 2%找坡,20 厚 1:2
4、.5 水泥砂浆找平,二粘三油防水层上铺小豆石 干铺 100mm 厚加气混凝土保温层,表面平整扫净 铺油毛毡隔离层一道,40 厚 C25 刚性防水层 钢筋混凝土屋面板 粉底(喷涂料)(4)卫生间做法:防滑地砖 10 厚,20 厚 1:2.5 水泥砂浆粘结层,高分子防水卷材 一层大于等于 1.2 厚,20 厚 1:2.5 水泥砂浆向地漏找坡,现浇钢筋混凝土板,楼板底面 20 厚纸筋灰石灰打底,涂料两度。(5)门窗做法:门庭处为断桥铝合金门,其他均为木门、塑钢窗。其他说明:女儿墙厚 200mm,高 500mm,采用陶粒空心砌块砌筑。除标高单位为 m 以外,其余均为 mm 设计使用年限 50 年 建筑
5、总面积 3123.4m2 结构安全等级 二级 结构层数 地上 4 层 结构重要性系数 1.0 结构形式 框架结构 抗震设防烈度 8 度 框架抗震等级 二级 设计特征周期 0.55s 场地类别 类 抗震构造措施 二级 地基承载力 100kPa 3 3、钢筋混凝土框架设计 各梁柱截面尺寸确定如下:边跨(AB、CD)梁:取 h=600mm,b=300 中跨(BC)梁:取 h=500mm,b=300mm 边柱(A 轴、D 轴)连系梁:取 bh=250mm500mm 中柱(B 轴、C 轴)连系梁:取 bh=250mm500mm 柱截面均为:bh=600mm600mm 现浇楼板厚为:100mm。根据地质资
6、料,确定基础顶面离室外地面为 700mm,由此求得底层层高 5.05m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图 1-1。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取02II(0I为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。边跨(AB、CD)梁:i=2cE1210.30.636.6=16.4104cE(m3)中跨(BC)梁:i=2cE1210.30.532.7=23.1104cE(m3)上部各层柱:i=cE1210.60.633.6=30.0104cE(m3)底层柱:i=cE1210.60.635.05=21.4104cE(m3)4 图 3.1 结构计算简图(图中数字为线刚度,单位:4310(m)CE)2
7、1.4 21.4 21.4 21.4 16.4 16.4 16.4 16.4 16.4 16.4 16.4 16.4 23.1 23.1 23.1 23.1 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 A B C D 6600 2700 6600 3600 3600 3600 5050 5 4 恒荷载计算 4.1.恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值:水泥炉渣2%找坡 0.14212=0.84 kNm2 20 厚 1:2.5 水泥砂浆找平 0.0220=0.4 kNm2 二粘三油防水层上铺小豆石 0.3 kNm2 1
8、00mm 厚加气混凝土保温层 0.16=0.6 kNm2 100mm 厚钢筋混凝土屋面板 0.125=2.5kNm2 40 厚 C25 刚性防水层 0.0422=0.88 kNm2 屋面恒荷载 5.52kNm2 边跨(AB、CD 跨)框架梁自重 0.300.625=4.5kNm 梁侧粉刷 2(0.6-0.1)0.0217=0.34kNm 中跨(BC 跨)框架梁自重 0.30.525=3.75 kNm 梁侧粉刷 2(0.5-0.1)0.0217=0.27 kNm 作用在顶层框架梁上的线荷载为:g14AB=g14CD=4.5+0.34=4.84kNm g14BC=3.75+0.27=4.02kNm
9、 g2AB=g2CD=5.524.5=24.8kNm g24BC=5.522.7=14.90kNm(注:下标 4 代表楼层数)(2)楼面框架梁线荷载标准值 10mm 厚花岗岩面层 0.0115.4=0.15 kNm2 20mm 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 kNm2 100mm 厚钢筋混凝土面板 0.125=2.5kNm2 6 20mm 楼板底面纸筋灰石灰打底 0.0216=0.32 kNm2 楼面恒荷载 3.37 kN m2 边跨梁及其梁侧粉刷 4.84 kNm 边跨填充墙自重 顶层或标准层 0.2(3.6-0.6)8=4.8 kNm 底层 0.2(3.0-0.6)8
10、=5.28 kNm 边跨填充墙粉刷 顶层或标准层 0.02 2(3.6-0.6)17=2.04 kN/m 底层 0.02 2(3.9-0.6)17=2.24 kN/m 中跨框架梁及梁侧粉刷 4.02 kNm 作用在中间层框架梁上的线荷载为:g1AB=g1CD=4.84+4.82.04=11.68kNm g1BC=4.02kNm g2AB=g2CD=3.374.5=15.17kNm g2BC=3.372.7=9.10 kNm 作用在底层框架梁上的线荷载为:g1AB=g1CD=4.84+5.282.24=12.36kNm g1BC=4.02kNm g2AB=g2CD=3.374.5=15.17 k
11、Nm g2BC=3.372.7=9.10 kNm(三)屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 0.250.54.525=14.06kN 粉刷 2(0.5-0.1)0.02174.5=1.23 kN 0.5m 高女儿墙自重 0.54.50.28=3.6 kN 粉刷 0.50.0224.517=1.53 kN 连系梁传来屋面自重 0.54.50.54.55.52=27.95kN 顶 7 层边节点集中荷载 GA4=GD4=48.36kN 中柱连系梁自重 0.50.254.525=14.06kN 粉刷 0.02(0.5-0.1)24.517=1.23kN 连系梁传来屋面自重 0.5(4.5+4.5
12、2.7)1.355.52=22.47kN 0.5 4.52.255.52=27.95kN 顶层中节点集中荷载 GB4=GC4=65.71kN(4)楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重及粉刷:15.28kN 钢窗自重:3.32.10.45=3.12kN 窗下墙体自重:标准层 0.21.03.98=6.24kN 底层 0.21.33.98=8.11 kN 粉刷:标准层 20.021.03.917=2.65kN 底层 20.021.33.917=3.45kN 窗边墙体自重:0.62.10.28=2.02kN 粉刷:0.62.120.0217=0.86kN 框架柱自重:标准层 0.60.63.6
13、25=32.4kN 底层 0.60.65.0525=45.45kN 框架柱粉刷:标准层(2.4-0.6)3.6170.02=2.20kN 底层(2.4-0.6)3.9170.02=2.39kN 连系梁传来屋面自重:0.54.50.54.53.37=17.06kN 中间层边节点集中荷载:GA=GD=81.83kN 底层边节点集中荷载:GA=GD=97.74kN 中柱连系梁自重及粉刷:15.29 kN 内纵墙自重:标准层 3.93.6-0.50.28=19.34kN 底层 3.93.9-0.50.28=21.22kN 内纵墙粉刷:标准层 3.93.6-0.520.0217=8.22kN 底层 3.
14、93.9-0.520.0217=9.02kN 框架柱自重及粉刷:标准层 34.6kN 底层 47.84kN 8 连系梁传来屋面自重:0.5(4.5+4.52.7)1.353.37=14.33kN 0.54.50.54.53.37=17.06kN 扣除门洞重加上门重:-2.110.280.022170.2=4.37kN 中间层中节点集中荷载:GB=GC=104.47kN 底层中节点集中荷载:G1B=G1C=120.39kN 恒荷载作用下的结构计算简图如图2-1 所示:图 4.1 恒荷载作用下的结构计算简图 4.2楼面活荷载计算 不上人屋面活荷载:0.5 kNm2 办公室楼面活荷载 2.0 kNm
15、2 走廊 2.5 kNm2 pAB4=pCD4=0.54.5=2.25kNm pBC4=0.52.7=1.35 kNm A B C D 6600 2700 6600 2100 2400 2100 1350 1350 2100 2400 2100 G 4A G 4B G 4C G 4D G D G A G B G C g 4AB2 g 4AB1 g 4BC1 g 4BC2 g 4CD2 g 4CD1 g CD1 g CD2 g AB2 g AB1 g BC1 g BC2 9 PA4=PD4=0.54.50.54.50.5=2.53 KN PB4=PC4=0.5(4.5+4.5-2.7)0.51.
16、35+0.254.50.54.5=4.66kN CDABpp24.5=9.00KN/m BCp=2.52.7=6.75 kNm DAPP0.54.54.52=10.13KN CBPP0.5(4.5+4.5-2.7)1.352.5+10.13kN=16.52kN(注:PA4、PD4、PB4、PC4代表屋面活荷载)图 4.2楼面活荷载作用下的结构计算简图 A B C D 6600 2700 6600 2100 2400 2100 1350 1350 2100 2400 2100 P 4A P 4B P 4C P 4D P D P A P B P C P 4AB P 4BC P 4CD P CD P
17、 AB P BC 1 0 4.3风荷载计算 风压标准值计算公式为:0zsz 因结构高度 H=14.85m30m,可取0.1z;对于矩形平面3.1s;按 B 类环境查建筑结构荷载规范z。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如下表所示。风荷载计算表 4.1 风荷载计算表 4.1 表中 z 为框架节点至室外地面的高度,A 为一榀框架各层节点的受风面积,计算结果如下图所示。层次 z s z(m)z)20m(KM)(2mA)(KNPw 4 1.0 1.3 15.15 0.743 0.45 10.35 4.50 3 1.0 1.3 11.55 0.74 0.45 16.20 7.01 2
18、 1.0 1.3 7.95 0.74 0.45 16.20 7.01 1 1.0 1.3 4.35 0.74 0.45 17.89 7.74 4.5 7.01 7.01 7.74 6600 2700 6600 4350 3600 3600 3600 图 3.4 风荷载作用下结构计算简图 500 1 1 5、内力计算 5.1 恒荷载作用下的内力计算 横载作用下的内力计算采用分层法,除底层以外其它层柱的线刚度均乘以 0.9的折减系数。梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成,在求固端弯矩时根据固端弯矩相等的原则,先将梯形分布荷载及三角形分布荷载,化为等效均布荷载。(=0.54.56.6=0.341)5.
19、1.1 各层荷载作用下的等效均布荷载(1)屋面等效均布荷载 g边=g4AB1+(31212-1)g4AB2=4.84+(1-20.3412+0.3413)24.80=24.80kNm,中g=g4BC1+5/8g4BC2=5/814.90+4.02=13.33kNm 标准层等效均布荷载 g边=gAB1+(31212-1)gAB2=11.68+(1-20.3412+0.3413)15.17=23.92kNm,中g=gBC1+5/8gBC2=5/89.10+4.02=9.71kNm 底层等效均布荷载 g边=g1AB1+(31212-1)g1AB2=12.36+(1-20.3412+0.3413)15
20、.17=24.60kNm,中g=g1BC1+5/8g1BC2=5/89.10+4.02=9.71kNm 5.1.2 各层恒荷载下各杆的固端弯矩(因结构对称取一半研究)(1)屋面恒荷载弯矩分配 a.利用弯矩分配法并利用结构对称性区二分之一结构计算,各杆的固端弯矩为:2边边lg121-ABM-1/1224.866.62=-90.24 kNm 2中中)2l(g31BCM-1/313.33(2.7/2)2=-8.10 kNm 2中中)2l(g61CBM-4.05 kNm b.弯矩分配过程:1 2 图 5.1 顶层弯矩分配法计算过程 标准层恒荷载弯矩分配 a.利用弯矩分配法并利用结构对称性区二分之一结构
21、计算,各杆的固端弯矩为:2边边lg121-ABM-1/1223.926.62=-86.83 kNm 2中中)2l(g31BCM-1/39.71(2.7/2)2=-5.90 kNm 2中中)2l(g61CBM-2.95 kNm b.弯矩分配过程:图 5.2 标准层弯矩分配 底层恒荷载弯矩分配 a.利用弯矩分配法并利用结构对称性区二分之一结构计算,各杆的固端弯矩为:2边边lg121-ABM-1/1223.276.62=-89.30kNm 0.622 0.378 0.298 0.491 0.211-90.24 90.24-8.10-4.05 梁 柱 34.11-14.78 5.65-0.42 0.1
22、6 0.26 9.13 56.13 17.06-29.56 2.83-0.84 008-0.02-0.04-1.39-48.71-20.93-0.60-0.02 20.93-0.60 0.02 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2-1-1-1 A 4 B 4 CB 65.52-65.52 79.79-50.14-29.65 16.30 梁 梁 柱 7.00 0.09 1/2 1/2 1/2 1/2-1-1 A 3 B 3 CB 37.15-74.3 78.23-32.62-32.62 4.14 0.077-5.9 梁 下柱 下柱 0.384 37.15-12.99 33.34 20.15 3
23、.76 0.05-7.00-0.09 10.08 0.384 0.232 0.215 0.354 0.354-86.83 86.83-2.95 梁 梁 上柱 上柱-9.79 2.27-0.13 0.03 0.05 3.76 33.34-19.57 1.14-0.25-0.40-32.22-32.22-0.40 1 3 2中中)2l(g31BCM-1/39.71(2.7/2)2=-5.90 kNm 2中中)2l(g61CBM-2.95 kNm b.弯矩分配过程:图 5.3 底层弯矩分配 为提高精度,将节点弯矩再分配一次进行修正。将各层分层法求得的弯矩图叠加,可得整个框架结构在恒荷载作用下的弯矩图
24、。很显然,叠加后框架内各节点弯矩不能达到平衡,这是由于分层法计算的误差所造成的。为提高精度,将节点弯矩再分配一次进行修正。修正后结果如下图:7.77 0.11 1/2 1/2 1/2 1/2-1-1 CB 41.89-75.04 79.7-36.8-29.10 4.93 0.082-5.90 梁 下柱 下柱 0.330 33.15-13.78 29.47 22.59 3.63 0.05-7.77-0.11 11.30 0.417 0.253 0.232 0.383 0.303-89.30 89.30-2.95 梁 梁 上柱 上柱-10.99 2.78-0.16 0.04 0.07 4.58 3
25、7.24-21.97 1.39-0.32-0.53-36.27-28.69-0.41 1 4 图 5.4 框架在恒荷载作用下的弯矩图 25.60 28.84 1 5 结构弯矩调幅:考虑结构塑性内力重分布的影响,在内力组合之前,对竖向作用下的荷载的内力进行调幅,将杆端弯矩乘以0.8,支座剪力相应改变。修正后弯矩图如图:图 5.5 框架梁在恒荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩 进而求得框架的剪力和轴力如下:1 6 图 5.6 梁剪力、柱轴力图 5.2 活荷载作用下的内力计算 边跨 ge边=)322-1(pAB=0.89.0=7.2kNm 楼面 中跨,中g=5/8pBC=5/86.75=4.23k
26、Nm 边跨 ge边=)322-1(pAB=0.82.25=0.18kNm 1 7 屋面 中跨,中g=5/8pBC=5/81.35=0.84kNm 各杆的固端弯矩为:2l12/1边eABgM26.14kNm 2l3/1中eBCgM 2.57 kNm 楼面 2l6/1中eCBgM1.27 kNm 65.0l12/12边eABgMkNm 04.2l3/12中eBCgMkNm 屋面 02.1l6/12中eCBgMkNm 经弯矩分配,调幅,过程同恒荷载内力计算,结果如下:梁柱弯矩图如下:1 8 图 5.7 框架梁在活荷载作用下的弯矩图 梁柱剪力轴力图如下:9.72 11.02 1 9 图 5.8 梁剪力
27、、柱轴力图 5.3 地震作用 5.3.1 重力荷载代表值 作用于屋面梁各层楼面梁处的重力荷载代表值为 屋面梁处:G=结构和构件自重+50%雪荷载 楼面梁处:G=结构和构件自重+50%活荷载 2 0 5.3.2 荷载分层汇总(1)集中于屋盖处的质点重力荷载代表值4:屋面横载:5.5248.315.9=4239.20KN 女儿墙:12.23129.153.486.35.0)(KN%50 雪荷载:9.153.4845.05.0=172.79KN 横梁:Nk90.896127.202.41226.684.4 纵梁:Nk54.67221123.106.1421122.106.14)()(横墙:Nk02.
28、11722)21.25.1-8.17.280.48.1206.680.4(纵墙:Nk06.1267208.48.15.4228.421.23.38.15.4)(柱:Nk6.77725488.16.06.0 钢窗荷载:Nk49.304.05.01.23.322 4=9459.73KN(2)集中于三、四层处的质点重力荷载代表值32:楼面恒载:3.3748.315.9=2588.06KN%50 楼面活载:Nk97.7679.153.4825.0 横梁:Nk90.896127.202.41226.684.4 纵梁:Nk54.67221123.106.1421122.106.14)()(横墙:Nk04.
29、234422)21.25.1-8.17.280.48.1206.680.4(纵墙:Nk12.25342208.48.15.4228.421.23.38.15.4)(柱:Nk2.1555225488.16.06.0)(钢窗荷载:Nk98.6024.05.01.23.322)(3=2=11419.81KN(2)集中于三、四层处的质点重力荷载代表值32:楼面恒载:3.3748.315.9=2588.06KN%50 楼面活载:Nk97.7679.153.4825.0 2 1 横梁:Nk90.896127.202.41226.684.4 纵梁:Nk54.67221123.106.1421122.106.
30、14)()(横墙:Nk10.28168.1525.202.117202.1172 纵墙:Nk46.30448.1252.206.126706.1267 柱:Nk4.18682548525.28.16.06.0)钢窗荷载:Nk98.6024.05.01.23.322)(1=12715.41KN 其中结构和构件自重取楼面上下二分之一层高范围内的各质点的重力荷载代表值及质点高度图所如示:图 5.9 重力荷载代表值及质点高度 2 2 5.3.3 横向框架水平地震作用内力计算(1)框架自振周期的计算 框架自振周期可采用假象顶点位移法计算,公式计算:8.07.11取TTTT 侧向刚度 D 计算过程如下:表
31、 5.1 层 数 柱 cbiiK2 2cKaK 212cciDah(kN/mm)24 A 0.41 0.17 14.88 B 1.05 0.34 29.75 层 数 柱 212cciDah(kN/mm)1 A 0.57 0.42 13.31 B 1.48 0.57 18.07 各层的重力荷载水平力产生的楼层剪力为:9459.73KN44 GV KN54.20879433GGV KN35.322994322GGGV KN76.4501443211GGGGV 计算各层ij1iD值:表 5.2 层 数 ij1iD=每层各柱横向侧移刚度的和 根数 边框架柱 中框架柱 4 i11iD=mm/k72.10
32、712475.292488.14N 24 24 ciiiiik/)(4321)2/()5.0(kkc 2 3 3 i21iD=mm/k72.10712475.292488.14N 24 24 2 i31iD=mm/k72.10712475.292488.14N 24 24 1 i41iD=mm/k12.7532407.182431.13N 24 24 框架顶点假象位移的计算:表 5.3 层 数 Gi(kN)Vi(kN)iD(kN/mm)ui=(m)uT 4 9459.73KN 9459.73 1071.72 0.0088 1183.0uiuT 3 11419.81KN 20879.54 107
33、1.72 0.0195 2 11419.81KN 32299.35 1071.72 0.030 2 4 计算周期sTTT468.0u7.11 由于考虑到填充墙的自重,计算周期sTTT468.0u7.11 廊坊市区抗震设防烈度为 8 度,设计基本加速度为g20.0设地震分组为第一组设计设计特征周期为 0.35s 查表得水平地震影响系数最大值16.0 xmax 又由sTTTg75.135.0551g sTT1232.0/max9.0g)(因s49.04.0g1TT,故不考虑顶部附加水平地震作用,得NFEKk27.4578 所以EKHiiiiFHGHGF)/(1ii计算得作用遇各质点横向水平地震作用
34、标准值下 kN62.5911F kN37.10132F 1435.12kN3F 538.16kN14F 5.3.4 框架水平位移计算 框架侧移验算 多遇地震作用下框架层间弹性位移应符合下式条件:eeuh eu多遇地震作用标准值产生的楼层间最大的弹性层间位移。第 i 层层间弹性位移1ieinikkVuD 式中niij iVF,为楼层点地震剪力;ikD为第 i 层第 k 柱的抗侧刚度。则地震作用下框架侧移计算如 表 5.4 1 11419.81KN 45014.76 753.14 0.060 2 5 表 3.4 地震作用下框架侧移计算 层次 Fi Vi D ue hi ue/hi 4 1538.1
35、6 1538.16 1071.72 1.435 3.6 1/3333 3 1435.12 2973.28 1071.72 2.774 3.6 1/1000 2 1013.37 3986.65 1071.72 3.720 3.6 1/1000 1 591.62 4578.27 753.14 6.080 5.05 1/833 则 1/8331/550 设计抗震侧移满足规范要求。5.3.5 地震作用下内力计算 框架在地震下的内力用 D 值法进行计算。反弯点的高度:各柱反弯点高度比 y 按式0123yyyyy确定,其中底层柱需考虑修正值2y,第二层柱需考虑修正值3y,其余柱均无修正。根据各柱分配到的剪
36、力及反弯点的位置计算柱端弯矩,再由柱端弯矩根据节点平衡求梁端弯矩。公式为hyVMyhVMijuijijbij)1(和边跨梁端弯矩为tjitijbiMMM,1 中柱梁端弯矩为1,1,()()llttbbiijijlrbbrrttbbiijijlrbbiMMMiiiMMMii 层间剪力值按该层各柱的侧移刚度比例分配,得各柱弯矩、剪力值如下:表 5.5 层数 柱 Dim(kN/mm)(kN/mm)i/(kN)Vim(kN)yh/(m)Mc 上/(kNm)Mc 下/(kNm)4 A 14.88 1071.72 1538.16 21.36 0.918 57.29 19.61 B 29.75 42.70
37、1.451 91.76 61.96 2 6 3 A 14.88 1071.72 2973.28 41.28 0.918 110.71 37.90 B 29.75 82.54 1.451 177.38 119.77 2 A 14.88 1071.72 3986.65 55.35 0.918 148.45 50.81 B 29.75 110.67 1.451 237.83 160.58 1 A 13.31 753.14 4578.27 80.91 1.515 286.02 122.58 B 18.07 109.85 2.141 319.55 235.19 根据节点平衡及节点处梁线刚度比可求出梁端弯
38、矩,以柱轴力由纵向力平衡得到 表 5.6 地震作用下梁端弯矩 层数 柱别 Mc下/(kNm)Mc上/(kNm)节点左右梁线刚度比 边跨梁端弯矩 中跨梁端弯矩 地震作用下梁端剪力 边跨梁跨中弯矩 左梁 右梁 VA 左VB 右VB 4 边柱-19.61-57.29 0 57.29 -17.17 -0.63 中柱-61.96-91.76 1.57 56.06 35.70 -17.17-26.44 3 边柱-37.90-110.71 0 130.32 -41.92 -8.02 2 7 中柱-119.77 -177.38 1.57 146.35 93.32 -41.92-69.13 2 边柱-50.81
39、-148.45 0 186.35 -61.33 -16.04 中柱-160.58 -237.83 1.57 218.46 139.14 -61.33-103.37 1 边柱-122.58-286.02 0 336.83 -95.48 -21.85 中柱-235.19 -319.55 1.57 293.31 186.82 -95.48-138.39 表 5.7 地震作用梁剪力、柱轴力 层数 柱别 Mc下/(kNm)Mc上/(kNm)地震作用下梁端剪力 柱轴力 VA 左VB 右VB NA NB 4 边柱-19.61-57.29-17.17 -17.17 中柱-61.96-91.76 -17.17-
40、26.44 -9.27 3 边柱-37.90-110.71-41.92 -59.09 2 8 中柱-119.77 -177.38 -41.92-69.13 -36.48 2 边柱-50.81-148.45-61.33 120.42 中柱-160.58 -237.83 -61.33-103.37 78.52 1 边柱-122.58-286.02-95.48 215.9 中柱-235.19 -319.55 -95.48-138.39 121.43 总结果如下内力图:2 9 图 5.11 地震作用下框架弯矩图 3 0 图 5.12 地震作用下梁端剪力柱端轴力 3 1 6 内力组合 6.1 控制截面:
41、每跟梁一般有三个控制截面:左端支座截面、跨种截面和右端支座截面。每跟柱一般只有两个控制截面:柱顶截面和柱底截面,简图如下:图 6.1 由于构件控制截面的内力组合取自支座边缘处,为此,进行组合前先计算各控制截面处(支座边缘处的)的内力值。6.2 框架内力组合:分别考虑恒载和活载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合,并比较两种组合的内力,取最不利组合。表 6.1 横向框架梁内力组合 层次 截面 内力 恒荷载 活荷载 地震荷载 组合值 最不利内 力组合(Mmax 或Vmax)MG MQ Mek 左 Mek 右 M=1.2MG+1.4 MQ M=1.35MG +1.4*0.7MW RE1
42、.2(MG+0.5MQ)+1.3Sek 左 右 四 1 M-40.05-0.28 57.29-57.29-48.45 -54.34 26.25 -125.57 -125.57 A B C 3 2 层 V 87.91 0.64-17.17 17.17-106.69 -119.31 83.56 129.06 129.06 2 M 61.00 0.27-0.63 0.63 73.58 82.61 72.54 74.21 82.61 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 M-52.39-1.13-56.06 56.06-64.45 -71.8
43、3 -136.42 12.14 -136.42 V-75.77-0.55-17.17 17.17-91.69 -102.83 -113.58 -68.07 -113.58 4 M-20.28-0.28 35.70-35.70-24.73 -27.65 21.91 -72.70 -72.70 V 18.00 1.33-26.44 26.44 23.46 25.60 -11.97 58.09 58.09 5 M-10.56-0.49 0.00 0.00 -13.36 -14.74 -12.97 -12.97 -14.74 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0
44、.00 0.00 三层 1 M-24.74-22.31 130.32-130.32-60.92 -55.26 126.34 -219.01 -219.01 V 53.81 27.29-41.92 41.92 102.78 99.39 26.45 137.54 137.54 2 M 37.47 16.19-8.02 8.02 67.63 66.45 44.25 65.51 67.63 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 M-32.47-146.35-146.35 28.53-243.85 -187.26 -317.03 -88.26
45、-317.03 V-46.31-41.92-41.92 18.62-114.26 -103.60 -135.22 -55.59 -135.22 4 M-7.43-4.63 93.32-93.32-15.40 -14.57 109.62 -137.68 -137.68 V 13.11 5.71-69.13 69.13 23.73 23.29 -70.71 112.48 112.48 5 M-0.35-0.78 0.00 0.00 -1.51 -1.24 -0.89 -0.89 -1.51 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 二层 1 M-
46、32.54-22.31 186.35-186.35-70.28 -65.79 189.82 -304.01 -304.01 V 55.14 27.29-61.33 61.33 104.37 101.18 2.81 165.34 165.34 2 M 31.06 16.19-16.04 16.04 59.94 57.80 26.13 68.64 68.64 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 M-37.59-23.71-278.46 278.46-78.30 -73.98 -421.33 316.59 -421.33 V-44.98-
47、20.23-61.33 61.33-82.30 -80.55 -145.84 16.68 -145.84 4 M-7.94-4.63 139.14-139.14-16.01 -15.26 168.58 -200.15 -200.15 V 13.11 5.71-103.37 103.37 23.73 23.29 -115.22 158.71 158.71 5 M-0.82-0.78 0.00 0.00 -2.08 -1.87 -1.45 -1.45 -2.08 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 一层 1 M-47.63-21.86 33
48、6.83-336.83-87.76 -85.72 367.61 -524.99 -524.99 V 88.41 27.07-95.48 95.48 143.99 145.88 -1.79 251.23 251.23 2 M 57.28 16.51-21.85 21.85 91.85 93.51 50.24 108.14 108.14 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 M-52.12-23.52-293.31 293.31-95.47 -93.41 -457.96 319.31 -457.96 V-73.95-20.45-95.48
49、 95.48-117.37 -119.87 -225.13 27.89 -225.13 4 M-9.78-4.81 186.82-186.82-18.47 -17.92 228.24 -266.83 -266.83 V 13.11 5.71-138.39 138.39 23.73 23.29 -160.75 205.98 205.98 5 M-2.70-0.96 0.00 0.00 -4.58 -4.59 -3.82 -3.82 -4.59 V 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 3 表 6.2 横向框架柱内力组合(考虑地震组合)层数
50、截面 内力 荷载种类 内力组合值 内力设计值 Mmax及 Nmin及 Nmax及 恒载 活载 地震作用 1.2恒+0.5活+1.3 地震作用 1.2恒+1.4活 1.35恒+1.4*0.7活 0.75Sek 左 右 向左 向右 左 右 相应的 N 相应的 M 相应的 M 四层 6.00 M 52.00 0.28-57.29 57.29 -11.91 137.05 62.79 70.47 -42.97 42.97 70.47 42.97 70.47 N 136.27 0.64 -17.17 17.17 141.59 186.23 164.42 184.59 -12.88 12.88 184.59