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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 商務(wù)式公寓高層鋼框架抗震設(shè)計(jì)</p><p><b> 1、設(shè)計(jì)資料</b></p><p> 1.1 結(jié)構(gòu)平面布置</p><p> 本工程為11層純鋼框架辦公樓,結(jié)構(gòu)平面布置如圖1.1所示,橫向兩跨,跨度為6.9m和7.2m??蚣?1層,7榀橫向框架,柱距7.8m。 </p><p>
2、2.1. 設(shè)計(jì)基本資料 </p><p> 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)為二級(jí),設(shè)計(jì)使用年限為50年;</p><p> 抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g,設(shè)計(jì)地震分組為第一組;建筑抗震設(shè)防類別為丙類;</p><p> 建筑場(chǎng)地土類別為III類;</p><p> 該場(chǎng)地巖石層按性質(zhì)分為三層,從上到下為雜填土、紅粘土、微風(fēng)
3、化巖石。雜填土0.5m,紅粘土8m,以下為微風(fēng)化巖石,地下水位為室外地坪下3m。紅粘土的含水比為0.4,地基承載力特征值為235kN/ m2,各層土的重度均為20 kN/ m3</p><p> 基本風(fēng)壓值,地面粗糙度為B類。</p><p> 2、框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及梁柱線剛度</p><p> 2.1確定框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖</p><p>
4、 框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2.1所示,?、咻S上的一榀框架計(jì)算。假定框架柱嵌固于地面,框架梁與柱剛接,梁跨等于軸線之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面,底層柱高為:3.6+0.6=4.2m,其余各層柱高從樓面算至上一層樓面(即層高),各層均為3.3m。由此可繪出框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2.1所示。</p><p> 2.2框架梁柱的線剛度計(jì)算</p><p> 對(duì)于中框架梁取I=1.5I0,
5、全部鋼材采用Q345—B鋼,各構(gòu)件的尺寸及剛度如下: </p><p> A~B跨梁:選用HN450×200×9×14</p><p> iA~B=EI/l=1.5×2.06×105N/mm2×33700×104mm4/6900mm</p><p> =15.09×109N
6、3;mm=1.509×104kN·m</p><p> B~C跨梁:選用HN450×200×9×14</p><p> iB~C=EI/l=1.5×2.06×105N/mm2×33700×104mm4/7200mm</p><p> =14.46×109N
7、83;mm=1.446×104kN·m</p><p> 邊柱: 1~6層選用 500×500×16×24</p><p> 7~11層選用 350×350×10×14</p><p> =EI/l=2.06×105N/mm2×148373.52×10
8、4mm4/4200mm</p><p> =7.277×104kN·m</p><p> i2~6=EI/l=2.06×105N/mm2×148373.52×104mm4/3300mm</p><p> =9.262×104kN·m</p><p> i 7~11=
9、EI/l=2.06×105N/mm2×30457.71×104mm4/3300mm</p><p> =1.9×104kN·m</p><p> 中柱: 1~6層選用 650×650×16×24</p><p> 7~11層選用 450×450×14×
10、22</p><p> ?。紼I/l=2.06×105N/mm2×334902×104mm4/4200mm</p><p> =16.426×104kN·m</p><p> i2~6=EI/l=2.06×105N/mm2×334902×104mm4/3300mm</p>
11、<p> =20.91×104kN·m</p><p> i 7~11=EI/l=2.06×105N/mm2×98563.67×104mm4/3300mm</p><p> =6.153×104kN·m</p><p> 3.框架柱相對(duì)線剛度計(jì)算</p><
12、;p> 令邊柱i2~6=1.0,則其余各桿件的相對(duì)線剛度為:</p><p> 框架梁柱的相對(duì)線剛度如圖2.1所示,</p><p> 作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。</p><p> 圖2.1 框架相對(duì)線剛度圖</p><p> 3、荷載取值及荷載組合</p><p> 3.1.可變荷載取值
13、</p><p> 1) 屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 </p><p> 根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB20009-2001)查得:</p><p>
14、上人屋面: 2.0kN/m2 </p><p> 樓面(住宅樓): 2.0 kN/m2 </p><p><b> 2) 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</b></p><p> 基本風(fēng)壓:按長(zhǎng)沙地區(qū)50年一遇風(fēng)荷載取其標(biāo)準(zhǔn)值為:0.35kN/m2。</p><p><b> 3)
15、雪荷載</b></p><p> Sk=1.0×0.45kN/m2=0.45kN/m2</p><p> 屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮,兩者中取大值。</p><p><b> 4) 地震荷載</b></p><p> 本設(shè)計(jì)中考慮地震荷載的作用。</p><p>
16、 3.2.永久荷載取值:</p><p> 1)女兒墻自重(做法:墻高1300mm,100mm的混凝土壓頂):</p><p> 1.3m×0.20m×11.8kN/m3+0.1m×0.20m×25kN/m3=3.568kN/m</p><p><b> 2)屋面</b></p>&l
17、t;p> 防水層(剛性):30厚C20細(xì)石混凝土防水 1.0 kN/m2</p><p> 找平層: 煤渣混凝土 0.05m×16kN/m3=0.80 kN/m2</p><p> 防水層(柔性):二氈三油鋪小石子 0.40 kN/m2</p&g
18、t;<p> 找平層:15厚水泥砂漿 0.015m×20 kN/m3=0.30 kN/m2</p><p> 結(jié)構(gòu)層:80厚壓型鋼板組合樓板 </p><p> 混凝土部分: 0 .08m×25kN/m3=2.00kN</p><p> 多波型V-125壓型鋼板
19、: 0.065 kN/m2</p><p> 裝飾層: 0.30 kN/m2</p><p> 合計(jì) 4.87kN/m2</p>
20、<p><b> 3) 樓面</b></p><p> 1.10 kN/m2</p><p> 結(jié)構(gòu)層:80厚壓型鋼板組合樓板 </p><p> 砼部分: 0 .08m×25kN/m3=2.00kN</p><p> 多波型V-125壓型鋼板:
21、 0.065 kN/m2</p><p> 裝飾層: 0.30 kN/m2</p><p> 合計(jì) 3.53kN/m2</p><p&g
22、t;<b> 4)梁自重</b></p><p> 主梁 HN450×200×9×14: 76.5 kN/m=0.765 kN/m</p><p> 裝飾層: 0.30 kN/m</
23、p><p> 合計(jì) 1.06kN/m </p><p> 縱次梁HN300×150×6.5×9: 0.004753m2×78.5 kN/m3=0.37kN/m</p><p> 裝飾層:
24、 0.30 kN/m</p><p> 合計(jì) 0.67kN/m</p><p> 橫次梁HN350×175×7×11: 0.006366
25、m2×78.5 kN/m3=0.50kN/m</p><p> 裝飾層: 0.30 kN/m</p><p> 合計(jì) 0.80kN/m</p><
26、p> 基礎(chǔ)梁(用于基礎(chǔ)計(jì)算): b×h=250mm×400mm</p><p> 25kN/m3×0.25m×0.4m=2.5kN/m </p><p><b> 5)柱自重</b></p><p> 1~6層:邊柱HW500×500×16×24:
27、 245.17kg/m=2.45kN/m</p><p> 裝飾層: 0.50 kN/m</p><p> 合計(jì) 2.95kN/m</p><p> 中柱HW650×650
28、×16×24: 320.53 kg/m=3.21kN/m</p><p> 裝飾層: 0.50 kN/m</p><p> 合計(jì) 3.71kN/m</p><
29、;p> 7~11層:邊柱HW350×350×10×14: 102.2 kg/m=1.02kN/m</p><p> 裝飾層: 0.50 kN/m</p><p> 合計(jì)
30、 1.52kN/m</p><p> 中柱HW450×450×14×22: 200.04 kg/m=2.00kN/m</p><p> 裝飾層: 0.50 kN/m</p><p> 合計(jì)
31、 2.50kN/m</p><p><b> 外縱墻自重</b></p><p><b> 底層</b></p><p> 縱墻 (4.2m×3.9m×0.15m – 2.1m×1.5m×0.15m)×
32、6.5kN/m3/3.9m=2.72kN/m</p><p> 鋁合金窗 0.35kN/m2×1.5m×2.1m/3.9m =0.28kN/m</p><p> 合計(jì) 3.00kN/m</p><p><b>
33、; 標(biāo)準(zhǔn)層</b></p><p> 縱墻 (3.3m×3.9m×0.15m - 2.1m×1.5m×0.15m)×6.5kN/m3/3.9m=2.43kN/m</p><p> 鋁合金窗 0.35kN/m2×1.5m×2.1m/3.9m =0.28 kN/m<
34、/p><p> 水泥粉刷內(nèi)墻 0.36 kN/m2×(2.5m×3.9m- 2.1m×1.5m) /3.9m =0.61kN/m</p><p> 合計(jì) 3.32kN/m</p><p><b> 7)內(nèi)隔墻自重</b><
35、;/p><p> 縱橫隔戶墻采用100厚ALC板。(不計(jì)隔墻中門窗洞口): </p><p><b> 6.5kN/m3</b></p><p> 墻體 0.10m×(2.57×3.9-2.1×0.9)m×6.5kN/m3=5.29kN</p>&
36、lt;p> 木門自重 0.2×KN/㎡</p><p> 合計(jì) 5.67kN</p><p> 線荷載: 5.67kN/3.9 m=1.45 kN/m</p
37、><p> 3.3.框架荷載計(jì)算</p><p> ?。?)A~B軸間框架梁</p><p> 屋面板傳均布荷載:</p><p> 恒載:3.9m×4.865kN/m2 =18.97kN/m</p><p> 活載:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p>&l
38、t;p><b> 樓面板傳均布荷載:</b></p><p> 恒載:3.9m×3.525kN/m2 =13.75kN/m</p><p> 活載:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p><p> A~B軸間框架梁集中荷載為(均為恒載):</p><p> 屋面梁:因
39、不布置次梁,故無集中荷載</p><p><b> 樓面梁:</b></p><p> 恒載 =次梁自重+次梁上墻體自重</p><p> =(0.67 kN/m2 +3.32 kN/m2)×3.9m=15.56kN</p><p> A~B軸間框架梁均布荷載為:</p><p>
40、; 屋面梁:主梁自重 +屋面板傳荷載=1.06kN/m+18.97kN/m=20.03kN/m</p><p> 樓面梁:主梁自重+樓面板傳荷載+內(nèi)橫墻自重=1.06kN/m+13.75kN/m+1.45kN/m =16.26kN/m</p><p> 屋面、樓面梁活載=板傳活載=7.80 kN/m</p><p> (2)B~C軸間框架梁</p>
41、;<p> 屋面板傳均布荷載:</p><p> 恒載:3.9m×4.865kN/m2 =18.97kN/m</p><p> 活載:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p><p><b> 樓面板傳均布荷載:</b></p><p> 恒載:3.9m
42、15;3.525kN/m2 =13.75kN/m</p><p> 活載:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p><p> B~C軸間框架梁集中荷載為(均為恒載):</p><p> 屋面梁:因不布置次梁,故無集中荷載</p><p><b> 樓面梁:</b></p>
43、<p> 恒載 =次梁自重+次梁上墻體自重</p><p> =(0.67 kN/m2 +1.45kN/m2)×3.9m=8.27kN</p><p> B~C軸間框架梁均布荷載為:</p><p> 屋面梁:主梁自重 +屋面板傳荷載=1.06kN/m+18.97kN/m=20.03kN/m</p><p> 樓
44、面梁:主梁自重+樓面板傳荷載+內(nèi)橫墻自重=1.06kN/m+13.75kN/m+1.45kN/m =16.26kN/m</p><p> 屋面、樓面梁活載=板傳活載=7.80 kN/m</p><p> (3)A軸柱縱向集中荷載的計(jì)算</p><p> A~B跨⑥軸線次梁上荷載</p><p> 屋面板傳均布荷載:</p>
45、;<p> 恒載:3.9m×4.865kN/m2 =18.97kN/m</p><p> 活載:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p><p><b> 樓面板傳均布荷載:</b></p><p> 恒載:3.9m×3.525kN/m2 =13.75kN/m</p>
46、;<p> 活載:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p><p> ?、掭S間框架梁集中荷載為(均為恒載):</p><p><b> 屋面梁:</b></p><p> ?、掭S線次梁自重=7.2m×0.80kN/m =5.76kN</p><p><b>
47、 樓面梁:</b></p><p> 恒載 =⑥軸線次梁自重+次梁上墻體自重+二級(jí)次梁上墻體自重</p><p> =5.76kN+7.2m×1.45kN/m+(0.67 kN/m2 +1.45 kN/m2)×1.95m×4=32.74kN</p><p> B柱分別受次梁所傳荷載為:</p><
48、p> 恒載:屋面=板傳荷載+梁傳荷載=(18.97kN/m×7.20m +5.76kN)/4=35.59 kN</p><p> 樓面=板傳荷載+梁傳荷載=(13.75kN/m×7.2m +32.74kN)/4=32.94kN</p><p> 活載:屋面=板傳荷載=(2.00kN/m×3.90m×6.90m)/4 =13.46kN<
49、;/p><p> 樓面=板傳荷載=(2.00kN/m×3.90m ×6.90m )/4=13.46 kN</p><p><b> 頂層柱:</b></p><p> 天溝自重(采用0.3厚混凝土天溝,內(nèi)天溝,可不考慮自重)</p><p> 頂層柱恒載 =女兒墻自重+縱主梁自重+⑥軸線次梁所傳荷
50、載+⑧軸線次梁所傳荷載</p><p> =3.57kN/m×7.8m+1.06kN/m×7.8m+35.59kN+35.59kN</p><p><b> =107.29kN</b></p><p> 頂層柱活載 =次梁板傳活載</p><p> =(2.00kN/m×3.90m
51、×6.90m )/2=26.92 kN</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=縱主梁自重及其上墻體自重+⑥軸線次梁所傳荷載+⑧軸線次梁所傳荷載</p><p> =(1.06kN/m+3.32kN/m)×7.8m+32.94kN+32.94kN</p><p><b> =100.04kN</b></p>&l
52、t;p> 標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=次梁板傳活載</p><p> =(2.00kN/m×3.90m ×6.90m )/2=26.92 kN</p><p> (4)B軸柱縱向集中荷載的計(jì)算</p><p> B~C跨⑥軸線次梁上荷載</p><p> 屋面板傳均布荷載:</p><p>
53、恒載:3.9m×4.87kN/m2 =18.99kN/m</p><p> 活載:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p><p><b> 樓面板傳均布荷載:</b></p><p> 恒載:3.9m×3.53kN/m2 =13.77kN/m</p><p> 活載
54、:3.9m×2.00kN/m2 =7.80kN/m</p><p> ?、掭S間框架梁集中荷載為(均為恒載):</p><p><b> 屋面梁:</b></p><p> ?、掭S線次梁自重=7.2m×0.80kN/m =5.76kN</p><p><b> 樓面梁:</b>
55、</p><p> 恒載 =⑥軸線次梁自重+次梁上墻體自重+二級(jí)次梁上墻體自重</p><p> =5.76kN+7.2m×1.45kN/m+(0.67 kN/m2 +1.45kN/m2)×1.95m×2=24.47kN</p><p> C柱分別受次梁所傳荷載為:</p><p> 恒載:屋面=板傳荷載
56、+梁傳荷載=(18.99kN/m×7.2m +5.76kN )/4=35.62kN</p><p> 樓面=板傳荷載+梁傳荷載=(13.77kN/m×7.20m +24.47kN)/4=30.9kN</p><p> 活載:屋面=板傳荷載=(2.00kN/m×3.90m×7.20m)/4 =14.04kN</p><p>
57、 樓面=板傳荷載=(2.00kN/m×3.90m ×7.20m)/4 =14.04 kN</p><p><b> 頂層柱:</b></p><p> 天溝自重(采用0.3厚混凝土天溝,內(nèi)天溝,可不考慮自重)</p><p> 頂層柱恒載 =縱主梁自重+⑥軸線次梁所傳荷載+⑧軸線次梁所傳荷載</p>&
58、lt;p> ?。?.06kN/m×7.8m+(3559kN+35.62 kN)×2</p><p><b> =150.69kN</b></p><p> 頂層柱活載=次梁板傳活載</p><p> =2.00kN/m×3.90m×(6.90m+7.2 m )/2=55.00 kN</p
59、><p> 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=縱主梁自重及其上墻體自重+1/4軸線次梁所傳荷載+1/5軸線次梁所傳荷載</p><p> =(1.06kN/m+3.32kN/m)×7.8m+(32.94kN+30.9N)×2</p><p><b> =161.84kN</b></p><p> 標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=次梁板
60、傳活載</p><p> ?。?.00kN/m×3.90m×(6.90m+7.2 m )/2=55.00 kN </p><p> ?。?)C軸柱縱向集中荷載的計(jì)算</p><p><b> 頂層柱:</b></p><p> 天溝自重(采用0.3厚混凝土天溝,內(nèi)天溝,可不考慮自重)</p&
61、gt;<p> 頂層柱恒載=女兒墻自重+縱主梁自重+⑥軸線次梁所傳荷載+⑧軸線次梁所傳荷載</p><p> ?。?.57kN/m×7.8m+1.06kN/m×7.8m+35.62kN+35.62kN</p><p><b> =107.35kN</b></p><p> 頂層柱活載=次梁板傳活載<
62、/p><p> ?。?.00kN/m×3.90m/2×7.20m =28.08kN</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載=縱主梁自重及其上墻體自重+⑥軸線次梁所傳荷載+⑧軸線次梁所傳荷載</p><p> ?。剑?.06kN/m+3.32kN/m)×7.8m+30.90kN+30.9kN</p><p><b>
63、; =95.96kN</b></p><p> 標(biāo)準(zhǔn)層柱活載=次梁板傳活載</p><p> ?。?.00kN/m×3.90m×7.20m/2=28.08kN</p><p><b> ?。?)柱自重</b></p><p><b> 邊柱:</b></p
64、><p> 7~11柱自重: 1.52kN/m×3.3m =5.02kN</p><p> 2~6層柱自重: 1.52kN/m×3.3m =9.74kN</p><p> 底層柱自重: 2.95kN/m×4.2m =10.62kN</p><p><b> 中柱:</b><
65、/p><p> 7~11柱自重: 2.50kN/m×3.3m =8.25kN</p><p> 2~6 層柱自重: 3.71kN/m×3.3m =12.24kN</p><p> 底層柱自重: 3.71kN/m×4.2m =13.36kN</p><p><b> 荷載計(jì)算匯總</b&
66、gt;</p><p> ?。?) 豎向集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p> 根據(jù)以下計(jì)算所得數(shù)據(jù),列出以下荷載計(jì)算值如表3.3.1所示。</p><p> 表3.1豎向集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 (單位:kN)</p><p> ?。?)豎向均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p> 框架梁自重和橫向輕質(zhì)隔墻自重以均布荷載
67、的形式作用在框架梁上:</p><p> 表3.2豎向均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算表 (單位:kN/m)</p><p> (3) 水平集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p> 在本算例中由于不考慮地震荷載的作用,所以水平荷載計(jì)算即風(fēng)荷載的計(jì)算。</p><p> 作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點(diǎn)處的集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:</p><p
68、> 式中 基本風(fēng)壓(本工程位于長(zhǎng)沙市)</p><p> —風(fēng)壓高度變化系數(shù),因建筑地點(diǎn)位于長(zhǎng)沙市郊區(qū),所以地面粗糙度為B類;</p><p> —風(fēng)荷載體型系數(shù),根據(jù)建筑物的體型查得;</p><p> —風(fēng)振系數(shù),基本自振周期對(duì)于鋼框架結(jié)構(gòu)可用,</p><p> 應(yīng)考慮風(fēng)壓脈動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)發(fā)生順風(fēng)向風(fēng)振的影響,,查表得,,
69、 </p><p><b> —下層柱高;</b></p><p> —上層柱高,對(duì)頂層為女兒墻高度的2倍;</p><p> —迎風(fēng)面的寬度,B=7.8m。</p><p> 表3.3 集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p> 以上的荷載值見荷載圖3.1。</p><p
70、> 4.風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算</p><p><b> 4.1.側(cè)移剛度</b></p><p> 見表4.1、表4.2、表4.3.</p><p> 表4.1 橫向6~10層D值的計(jì)算</p><p> 表4.2 橫向2~5層D值的計(jì)算</p><p> 表4.3 橫向底層D
71、值的計(jì)算</p><p> 2風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算</p><p> 水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計(jì)算:</p><p> 式中 —第j層的總剪力;</p><p> —第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和;</p><p> —第j層的側(cè)移剛度;</p><p> j層側(cè)移
72、 </p><p><b> 頂層側(cè)移 </b></p><p> 鋼框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計(jì)算見表4.4</p><p> 表4.4風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計(jì)算</p><p><b> 側(cè)移驗(yàn)算:</b></p><p> 層間側(cè)移最大值 1/4
73、93<1/400 滿足要求</p><p> 柱頂側(cè)移最大值 總=0.0465/37.2=1/800<1/500 滿足要求。</p><p> 5.水平地震作用下的計(jì)算</p><p> 5.1重力代表值的計(jì)算</p><p> (1) 該建筑高度為36.6m,采用底部剪力法計(jì)算。</p><p&
74、gt; 作用于屋面梁和各層樓面梁處的重力荷載代表值為:</p><p> 屋面梁處:Gw=結(jié)構(gòu)與構(gòu)件自重+50%雪載</p><p> 樓面梁處:GE i=結(jié)構(gòu)與構(gòu)件自重+50%活載</p><p> 其中結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重取樓面上下高范圍內(nèi)(屋面梁處取頂層的一半)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重,重力荷載代表值計(jì)算如下:</p><p> 表5.1
75、A柱 (單位:kN)</p><p> 表5.2 B柱 (單位:kN)</p><p> 表5.3 C柱 (單位:kN)</p><p> 表 5.4 AB梁 </p><p> 表 5.5 BC梁 </p><p> 表5.6 各層重力荷載代表值</p><p> 重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值下
76、的荷載總圖如圖5.1。</p><p> 圖 5.1重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值下的荷載總圖</p><p> 5.2多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和位移計(jì)算:</p><p> 由設(shè)防烈度為7度,遠(yuǎn)震;查表可得αmax=0.08,Tg=0.45,</p><p> T1=(0.1~0.12)n=1~1.2,取1.21</p><p>
77、 因?yàn)門g<T1<5Tg ,所以橫向地震影響系數(shù):</p><p> α1=(Tg/T1)0.9αmax=0.033</p><p> T1=1.1s>1.4Tg=1.4×0.45=0.63s</p><p> δn=0.08T1+0.01=0.08×1.21+0.01=0.107</p><p>
78、; FEK=α1Geq=α1×0.85∑Gi=0.033×0.85×8343.52kN=234.04kN</p><p> 頂部附加作用力△Fn=δn FEK=0.107×234.04=25.04kN</p><p> FEK(1-δn)=209.00kN</p><p> 按抗震規(guī)范算得作用于各質(zhì)點(diǎn)上橫向水平地震作用
79、標(biāo)準(zhǔn)值如6.1表所示。</p><p><b> 。</b></p><p> 表5.7 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算</p><p> 表5.8 地震作用下框架側(cè)移計(jì)算</p><p><b> 側(cè)移驗(yàn)算:</b></p><p> 層間側(cè)移最大值 1/43
80、4<1/300,滿足要求。</p><p><b> 6. 內(nèi)力計(jì)算</b></p><p> 為簡(jiǎn)化計(jì)算,考慮如下幾種單獨(dú)受荷情況:</p><p><b> 恒載作用</b></p><p><b> 活載滿跨布置;</b></p><p&
81、gt; 風(fēng)荷載作用(從左向右,或從右向左);</p><p><b> 地震荷載作用。</b></p><p> 對(duì)于(1)、(2)2種情況,框架在豎向荷載作用下,采用迭代法計(jì)算;對(duì)于第(3)(4)兩種情況,框架在水平荷載作用下,采用D值法計(jì)算。</p><p> 在內(nèi)力分析以前,還應(yīng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)各桿的彎距分配系數(shù)以及在豎向荷載作用下各桿端
82、的固端彎曲。</p><p><b> 恒載作用下內(nèi)力計(jì)算</b></p><p> 由前述的剛度比可根據(jù)下式求得節(jié)點(diǎn)各桿端的彎距分配系數(shù)如圖6.1所示。</p><p> 均布荷載和集中荷載偏心引起的固端彎距構(gòu)成節(jié)點(diǎn)不平衡彎距:</p><p> 根據(jù)上述公式計(jì)算的梁固端彎距如圖6.1所示。</p>
83、<p> 將固端彎距及節(jié)點(diǎn)不平衡彎距填入圖6.1中節(jié)點(diǎn)的方框中,即可進(jìn)行迭代計(jì)算,直至桿端彎距趨于穩(wěn)定,在最后按下式求得各桿端彎距,如圖6.2所示。</p><p><b> 式中 </b></p><p><b> —桿端最后彎距;</b></p><p><b> —各桿端固端彎距;&l
84、t;/b></p><p> —迭代所得的固端近端轉(zhuǎn)角彎距;</p><p> —迭代所得的固端遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)角彎距;</p><p> 恒荷載作用下的彎距圖、剪力圖和軸力圖見圖。</p><p> 6.2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力計(jì)算( 圖省略,方法同恒載)</p><p> 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用在A~B軸間的迭代
85、圖,最后桿端彎矩圖,彎距圖、剪力圖和軸力圖。</p><p> 6.3風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的內(nèi)力計(jì)算</p><p> 框架在風(fēng)荷載作用(從左向右吹)下的內(nèi)力用D值法(改進(jìn)的反彎點(diǎn)法)進(jìn)行計(jì)算。其步驟為:</p><p> 求各柱反彎點(diǎn)處的剪力值;</p><p><b> 求各柱反彎點(diǎn)高度;</b></p&
86、gt;<p> 求各柱的桿端彎距及梁端彎距;</p><p> 求各柱的軸力和梁剪力。</p><p> 第i層第m所分配的剪力為:見表。</p><p> 框架柱反彎點(diǎn)位置,計(jì)算結(jié)果如表7. 1~7. 3所示。</p><p> 框架各柱的桿端彎距、梁端彎距按下式計(jì)算,計(jì)算過程如表7. 4~7. 7所示。</p
87、><p> 中柱 </p><p> 邊柱 </p><p> 6.4.地震荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算(圖省略)</p><p> 計(jì)算方法同風(fēng)荷載相同。見表7.8~7.11。</p><p> 圖6.1 恒載作用下的迭代圖(單位:kN)&
88、lt;/p><p> 圖6.2 恒載作用下的彎矩圖(單位:kN.m)</p><p> 圖6.3 恒載作用下的剪力圖(單位:kN)</p><p> 圖6.4 恒載作用下的軸力圖(單位:kN)</p><p> 圖6.5 重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下桿端彎矩圖(單位:kN)</p><p> 圖6.6 重力荷載標(biāo)
89、準(zhǔn)值作用下的迭代圖(單位:kN.m)</p><p> 圖6.7重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的剪力圖(單位:kN)</p><p> 圖6.8 重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的軸力圖(單位:kN)</p><p> 圖6.9 活荷載作用下的迭代圖(單位:kN)</p><p> 圖6.10 活荷載作用下的彎矩圖(單位:kN.m)</p>
90、<p> 圖6.11 活荷載作用下的剪力圖(單位:kN)</p><p> 圖6.12 活荷載作用下的軸力圖(單位:kN)</p><p> 6.6 水平荷載作用下的反彎點(diǎn)計(jì) </p><p> 表7.1 A軸框架柱反彎點(diǎn)位置</p><p> 表7.2 B軸框架柱反彎點(diǎn)位置</p><
91、;p> 表7.3 C軸框架柱反彎點(diǎn)位置</p><p> 表7.4 風(fēng)荷載作用下A軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算</p><p> 表7.5 風(fēng)荷載作用下B軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算</p><p> 表7.6 風(fēng)荷載作用下C軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算</p><p> 表7.7 風(fēng)荷載作用下框架柱軸力與梁端剪
92、力</p><p> 表7.8 地震作用下A軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算</p><p> 表7.9 地震作用下B軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算</p><p> 表7.10 地震作用下C軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計(jì)算</p><p> 表7.11 地震荷載作用下框架柱軸力與梁端剪力</p><p>&
93、lt;b> 7.內(nèi)力組合</b></p><p> 各種荷載情況下的框架內(nèi)力求得后,根據(jù)最不利又是可能的原則進(jìn)行內(nèi)力組合。當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布的有利影響時(shí),應(yīng)在內(nèi)力組合之前對(duì)豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)幅。分別考慮恒荷載和活荷載由可變荷載效應(yīng)控制的組合和永久荷載效應(yīng)控制的組合,并比較兩種組合的內(nèi)力,取最不利者。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值應(yīng)取支座邊緣處,為此,進(jìn)行組合前,應(yīng)先計(jì)算各控制截面處(
94、支座邊緣處的)內(nèi)力值。</p><p> 梁支座邊緣處的內(nèi)力值: </p><p> 式中 —支座邊緣截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值;</p><p> —支座邊緣截面的剪力標(biāo)準(zhǔn)值;</p><p> —梁柱中線交點(diǎn)處的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值;</p><p> —與相應(yīng)的梁柱中線交點(diǎn)處的剪力標(biāo)準(zhǔn)值;</p>&l
95、t;p> —梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值;</p><p> —梁端支座寬度(即柱截面高度)。</p><p> 柱上端控制截面在上層的梁底,柱下端的控制截面在下層的梁頂。按軸線計(jì)算簡(jiǎn)圖算得的柱端內(nèi)力值,宜換算到控制截面處的值。為了簡(jiǎn)化起見,也可采用軸線處內(nèi)力值。</p><p> 各內(nèi)力組合見表8.1~8.15</p><p>
96、 表8.1 用于承載力計(jì)算的框架梁由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合表(AB梁)</p><p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.2 用于承載力計(jì)算的框架梁由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合表(AB梁)</p><p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.3 用于承載力
97、計(jì)算的框架梁由地震效應(yīng)控制的基本組合表(AB梁)</p><p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.4 用于承載力計(jì)算的框架梁由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合表(BC梁)</p><p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.5 用于承載力計(jì)算的框架梁由永久荷載效應(yīng)控
98、制的基本組合表(BC梁)</p><p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.6 用于承載力計(jì)算的框架梁由地震效應(yīng)控制的基本組合表(BC梁)</p><p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.7 用于承載力計(jì)算的框架柱由活荷載效應(yīng)控制的基本組合表(B柱)<
99、/p><p> 注:M單位為KN·m,N,V單位為KN</p><p> 表8.8 用于承載力計(jì)算的框架柱由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合表(B柱)</p><p> 注:M單位為KN·m,N,V單位為KN</p><p> 表8.9 用于承載力計(jì)算的框架柱由地震效應(yīng)控制的基本組合表(B柱)</p><
100、p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.10 用于承載力計(jì)算的框架柱由活荷載效應(yīng)控制的基本組合表(C柱)</p><p> 注:M單位為KN·m,N,V單位為KN</p><p> 表8.11 用于承載力計(jì)算的框架柱由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合表(C柱)</p><p> 注:M單
101、位為KN·m,N,V單位為KN</p><p> 表8.12 用于承載力計(jì)算的框架柱由地震效應(yīng)控制的基本組合表(C柱)</p><p> 注:M單位為KN·m,V單位為KN</p><p> 表8.14 用于承載力計(jì)算的框架柱由活荷載效應(yīng)控制的基本組合表(A柱)</p><p> 表8.15用于承載力計(jì)算的框架柱由
102、地震效應(yīng)控制的基本組合表(A柱)</p><p><b> 8.截面驗(yàn)算</b></p><p><b> 8.1 梁驗(yàn)算:</b></p><p> 本文所用的鋼材為Q345鋼,當(dāng)t≤16時(shí),=310kN/m2,=344.4kN/m2;當(dāng)16<t≤40時(shí),=295kN/m2,y=327.75kN/m2。</p
103、><p> 根據(jù)內(nèi)力組合表選取最不利的一組內(nèi)力為 </p><p><b> 8.11強(qiáng)度驗(yàn)算:</b></p><p> 該梁采用型鋼,故可不必驗(yàn)算梁的抗剪承載力。</p><p> 圖9.1 HN450×200×9×14</p><p> 8.12 剛度驗(yàn)
104、算: </p><p><b> 滿足要求。</b></p><p> 8.13 整體穩(wěn)定驗(yàn)算:</p><p> 由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2003中第4.2.1條可知,由于壓型鋼板組合樓面的作用,可不必驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定性。</p><p> 8.14 局部穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><
105、;p> 8.1.5 抗震驗(yàn)算</p><p> 根據(jù)內(nèi)力組合表選取最不利的一組內(nèi)力為 :</p><p><b> 取</b></p><p><b> 8.2 柱驗(yàn)算:</b></p><p> 由于柱截面發(fā)生變化,因此分別取一層,七層柱來進(jìn)行驗(yàn)算。</p><
106、;p> 8.2.1 一層B柱:</p><p> 根據(jù)內(nèi)力組合表選取最不利的一組內(nèi)力為</p><p><b> 強(qiáng)度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 剛度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算:</b></p><
107、;p> 驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性:</p><p><b> 查表得: </b></p><p> b) 驗(yàn)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性: </p><p><b> 故滿足要求。</b></p><p><b> 局部穩(wěn)定驗(yàn)算:</b></p&g
108、t;<p><b> 故要設(shè)加勁肋。</b></p><p><b> 腹板:</b></p><p><b> 抗震驗(yàn)算:</b></p><p><b> 選取最不利內(nèi)力</b></p><p> 8.2.2 二層B柱:<
109、;/p><p> 根據(jù)內(nèi)力組合表選取最不利的一組內(nèi)力為 </p><p><b> 強(qiáng)度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 剛度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算:</b></p><p>
110、 驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性:</p><p><b> 查表得: </b></p><p> b) 驗(yàn)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性 : </p><p><b> 故滿足要求。</b></p><p><b> 局部穩(wěn)定驗(yàn)算:</b></p>&l
111、t;p><b> 故要設(shè)加勁肋。</b></p><p><b> 腹板</b></p><p><b> 5.抗震驗(yàn)算:</b></p><p><b> 選取最不利內(nèi)力</b></p><p> 8.2.3七層B柱:</p>
112、<p> 根據(jù)內(nèi)力組合表選取最不利的一組內(nèi)力為</p><p><b> 強(qiáng)度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 剛度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算:</b></p><p> 驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性:</p
113、><p><b> 查表得: </b></p><p> 驗(yàn)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性: </p><p><b> 故滿足要求。</b></p><p><b> 局部穩(wěn)定驗(yàn)算:</b></p><p><b> 故滿足要求。<
114、;/b></p><p><b> 腹板:</b></p><p><b> 抗震驗(yàn)算: </b></p><p><b> 選取最不利內(nèi)力</b></p><p> 8.2.4 一層C柱:</p><p> 根據(jù)內(nèi)力組合表選取最不利
115、的一組內(nèi)力為</p><p><b> 1. 強(qiáng)度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 剛度驗(yàn)算:</b></p><p> 3. 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><p> 驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性:</p><p><b> 查表得: </b
116、></p><p> b) 驗(yàn)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性: </p><p><b> 故滿足要求。</b></p><p><b> 局部穩(wěn)定驗(yàn)算:</b></p><p> 故局部穩(wěn)定滿足要求。</p><p><b> 腹板:</b&
117、gt;</p><p><b> 抗震驗(yàn)算:</b></p><p><b> 選取最不利內(nèi)力</b></p><p><b> 七層C柱:</b></p><p> 根據(jù)內(nèi)力組合表選取最不利的一組內(nèi)力為</p><p><b> 1
118、. 強(qiáng)度驗(yàn)算:</b></p><p><b> 剛度驗(yàn)算:</b></p><p> 3. 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><p> 驗(yàn)算彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性:</p><p><b> 查表得: </b></p><p> b) 驗(yàn)算彎矩作用平面外
119、的整體穩(wěn)定性: </p><p><b> 故滿足要求。</b></p><p><b> 局部穩(wěn)定驗(yàn)算:</b></p><p> 故局部穩(wěn)定滿足要求。</p><p><b> 腹板:</b></p><p><b> 抗震驗(yàn)算
120、:</b></p><p><b> 選取最不利內(nèi)力</b></p><p> 8.3 節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算</p><p> 8.3.1 梁與柱的節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:</p><p> 此處只驗(yàn)算梁與柱的連接節(jié)點(diǎn),腹板與柱采用高強(qiáng)螺栓連接,上、下翼緣采用高強(qiáng)熔透焊,焊條采用E50型。</p><p
121、> B柱1層不利節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 計(jì)算假定:腹板抗剪,翼緣抗彎。</p><p> 采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓M24,摩擦系數(shù) </p><p><b> 單個(gè)螺栓的承載力:</b></p><p><b>
122、 所需螺栓個(gè)數(shù): </b></p><p> 上下翼緣焊縫需承受的拉(壓)力為: </p><p> B柱與7層樓面梁不利節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 計(jì)算假定:腹板抗剪,翼緣抗彎。</p><p> 采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓M24,摩擦系數(shù)
123、 </p><p><b> 單個(gè)螺栓的承載力:</b></p><p> 所需螺栓個(gè)數(shù): 取3個(gè)</p><p> 上下翼緣焊縫需承受的拉(壓)力為: </p><p> B柱與頂層樓面梁最不利節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><
124、p> 計(jì)算假定:腹板抗剪,翼緣抗彎。</p><p> 采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓M24,摩擦系數(shù) </p><p><b> 單個(gè)螺栓的承載力:</b></p><p> 所需螺栓個(gè)數(shù): 取3個(gè)</p><p> 上下翼緣焊縫需承受的拉(壓)力為: </p><p> A
125、柱與一層樓面梁最不利節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 計(jì)算假定:腹板抗剪,翼緣抗彎。</p><p> 采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓M24,摩擦系數(shù) </p><p><b> 單個(gè)螺栓的承載力:</b></p><p> 所需螺栓個(gè)數(shù):
126、取3個(gè)</p><p> 上下翼緣焊縫需承受的拉(壓)力為: </p><p> A柱與二層樓面梁最不利節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 計(jì)算假定:腹板抗剪,翼緣抗彎。</p><p> 采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓M24,摩擦系數(shù) </p><
127、;p><b> 單個(gè)螺栓的承載力:</b></p><p> 所需螺栓個(gè)數(shù): 取3個(gè)</p><p> 上下翼緣焊縫需承受的拉(壓)力為: </p><p> A柱與七層樓面梁最不利節(jié)點(diǎn)驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 計(jì)算假定:腹板抗剪
128、,翼緣抗彎。</p><p> 采用10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)度螺栓M24,摩擦系數(shù) </p><p><b> 單個(gè)螺栓的承載力:</b></p><p> 所需螺栓個(gè)數(shù): 取3個(gè)</p><p> 上下翼緣焊縫需承受的拉(壓)力為: </p><p> 8.3 .2 節(jié)點(diǎn)抗震驗(yàn)算:<
129、;/p><p> B柱上端與1層樓面梁不利節(jié)點(diǎn)抗震驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 結(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度,屈服承載力和穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><p><b> 抗剪強(qiáng)度:</b></p><p><b> 滿足要求。</b></
130、p><p><b> 屈服承載力:</b></p><p><b> 滿足要求.</b></p><p><b> 穩(wěn)定性:</b></p><p><b> 滿足要求.</b></p><p> B柱上端與第7層樓面梁不利節(jié)
131、點(diǎn)抗震驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 結(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度,屈服承載力和穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><p><b> 抗剪強(qiáng)度:</b></p><p><b> 滿足要求。</b></p><p><b> 屈服承載力:
132、</b></p><p><b> 滿足要求.</b></p><p><b> 穩(wěn)定性:</b></p><p><b> 滿足要求.</b></p><p> B柱上端與頂層樓面梁最不利節(jié)點(diǎn)抗震驗(yàn)算:</p><p> 從組合表
133、中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 結(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度,屈服承載力和穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><p><b> 抗剪強(qiáng)度:</b></p><p><b> 滿足要求。</b></p><p><b> 屈服承載力:</b></p><p>&l
134、t;b> 滿足要求.</b></p><p><b> 穩(wěn)定性:</b></p><p><b> 滿足要求.</b></p><p> A柱上端與一層樓面梁最不利節(jié)點(diǎn)抗震驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p>
135、結(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度,屈服承載力和穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><p><b> 抗剪強(qiáng)度:</b></p><p><b> 滿足要求。</b></p><p><b> 屈服承載力:</b></p><p> 屈服承載力滿足要求.</p><p><
136、;b> 穩(wěn)定性:</b></p><p><b> 滿足要求.</b></p><p> A柱上端與2層樓面梁最不利節(jié)點(diǎn)抗震驗(yàn)算:</p><p> 從組合表中選取一組不利內(nèi)力為</p><p> 結(jié)點(diǎn)域的抗剪強(qiáng)度,屈服承載力和穩(wěn)定性驗(yàn)算:</p><p><b&
137、gt; 抗剪強(qiáng)度:</b></p><p><b> 滿足要求。</b></p><p><b> 屈服承載力:</b></p><p><b> 滿足要求.</b></p><p><b> 穩(wěn)定性:</b></p>
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