圖書館框架結構設計畢業設計計算書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 0 14 中框架中柱 ? ? 19863 21 D? 805029 二 至 四 層 邊框架邊柱 8 8 472 ? ?????? 9598 4 邊框架中柱 ? ?3 .6 8 3 .6 8 2 0 .9 5 52 ?? ?? ???? 16941 6 中框架邊柱 1 1 372 ? ?????? 12693 14 中框架中柱 ? ?4 .9 1 4 .9 1 2 1 .2 72 ?? ?? ???? 20350 21 D? 745090 這樣，只要求出結構的頂點水平位移，就可以按下式求得結構的基本周期： [ 4 ]??? 式中 0? ——基本周期調整系數，考慮填充墻使框架自振周期減少的影響，取XX廣播電視大學 20 ； T? ——框架的頂點位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移； T? 是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點位移。然后由T? 求出 1T ，再用 1T 求出框架結構的底部剪力，進而求出框架各層剪力和結構真正的位移。橫向框架頂點位移計算見表 37。 表 37 橫向框架頂點位移 層次 iG（ kN ） iG? （ kN ） iD （ kN / m ） 層間相對位移i? i iGD?? i? 4 805029 3 805029 2 805029 1 745090 ???= ?? 橫向地震作用計算 在 II 類場地， 7 度設防區，設計地震分組為第一組情況下，結構的特征周期gT =，水平地震影響系數最大值 [4]max? =。 由于 1T =gT ==（ s），不用考慮頂點附加地震作用。 按底部剪力法求得的基底剪力，若按 iii EKiiGHFFGH? ?分配給各層，則水平地震作用呈倒三角形分布。 結構橫向總水平地震作用標準值： EKF =（ gT / 1T ）max? 41 ii G?? =（ ） = 各層橫向地震剪力計算見表 38； 表 38 各層橫向地震作用及樓層地震剪力 層 ih（ m ） iH （ miG （ kN ） ? ?iiGHkNm? 41iijjjGHGH?? iF （ kN ） iV （ kN ） XX廣播電視大學 21 次 ） 4 216828 3 195196 2 133087 1 75287 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力見圖 36。 圖 36 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力 橫向框架抗震變形驗算 詳見表 39。 表 39 橫向框架抗震變形驗算 注：層間彈性相對轉角均滿足要求。 e? ＜ [ e? ]=1/450。（若考慮填充墻抗力作用為 1/550） 層次 層間剪力 iV （ kN ） 層間剛度 iD （ kN / m ） 層間位移 iiVD （ m ） 層高 ih （ m ） 層間相對彈性轉角 e? 4 805029 1/2020 3 805029 1/1053 2 805029 1/794 1 745090 1/741 XX廣播電視大學 22 水平地震作用下橫向框架的內力分析 本設 計取中框架為例，柱端計算結果詳見表 310。地震作用下框架梁柱彎矩，梁端剪力及柱軸力分別見表 31圖 37，圖 38。 表 310 E 軸柱（邊柱）柱端彎矩計算 層 次 層高 h 層間剪力()iVkN 層間剛度 iD（ kN / m ） imD imV K y (m) M上 M下 4 805029 12693 27 3 805029 12693 51 2 2 805029 12693 68 1 745090 15820 103 注：表中： 0 1 2 3y y y y y? ? ? ? iimCim DDVV /? ? ? iiii hyM hM ??? 1V yV imim上下 表 311 D 軸柱（中柱）柱端彎矩計算 層 次 層高 h 層間剪力 ()iVKN 層間剛度 iD imD imV K y (m ) M上 M下 4 805029 20350 43 3 805029 20350 82 2 805029 20350 108 1 745090 19863 130 該框架為對稱結構 ,A 軸柱與 E 軸柱相同， B,C 軸柱與 D 軸柱相同。 XX廣播電視大學 23 層次 ED 跨 DC 跨 柱軸力 l M左 12II bV l M左 M右 bV EN DN 4 3 3 2 1 1I 分配系數 1124 .9 1 0 .54 .9 1 4 .9 1bbbKKK ???? 2I 分配系數 2124 .9 1 0 .54 .9 1 4 .9 1bbbKKK ???? 圖 37 地震作用下中框架彎矩圖（ kN /m ） XX廣播電視大學 24 圖 38 地震力作用下框架梁端剪力及柱軸力 (kN ) 驗算 一、集中在屋面和樓面節點處的風荷載標準值 根據設計任務書中給定的基本條件，根據以下公式計算風荷載標準 值： 0 ( ) / 2k z s z i jh h B? ? ? ? ??? (423) 式中 0? ——基本風壓，取 2/kN m z? ——風壓高度系數，因本工程建設地點位于聊城市，所以地面粗糙度為 B 類 s? ——風荷載體型系數，建筑物的形狀，風荷載的體型系數為 z? ——風振系數，基本自振周期對于鋼筋混凝土框架結構，可用 1T =（ n 為建筑層數約為 ,應該考慮風壓脈動對結構發生順時針風向風振的影響， 1 zz z???? ???。 XX廣播電視大學 25 ih——下層高度 jh ——上層高度 B—— 迎風面寬度 B= 表 312 風荷載標準值計算 離地高度 / m z? z? s? 20 /kN m? ?? /ihm /jhm k? 0 注：對于框架結構基本自振周期按下式計算 22331 3 31 6 . 9 50 . 2 5 0 . 5 3 1 0 0 . 2 5 0 . 5 3 1 0 0 . 3 33 2 . 5 6HTsB??? ? ? ? ? ? ? ? 二、 側移剛度計算： 與抗震設計的一致 24 層 柱側移剛度 ∑ D=905000kN /m 首層層柱側移剛度 ∑ D=644900kN /m 三、風荷載作用下框架的側移驗算 水平風荷載作用下框架的層間側移可按下式計算 jjijVu D??? （ 424） 式中 jV —— 第 j 層總剪力； ∑ ijD —— 第 j層所有柱的抗側剛度之和； ju? —— 第 j層的層間側移； 第一層的層間側移求出來后就可以計算 出各樓層標高處的側移值的頂點側移值，各層樓板標高處的側移值是該層以下各層的層間側移值之和，頂點側移值是所有各層側移值之和。 第 j 層側移 1jjjjuu???? XX廣播電視大學 26 頂點側移 1njjuu???? 框架在風荷載作用下的側移計算見下表： 表 313 風荷載作用下側移計算表 層號 /jw kN /jV kN 1/D kN m??? jj ijVu D??? /juh? 4 905000 1/155555 3 905000 1/10500 2 905000 1/7924 1 644900 1/3729 ? ? ?? 側移驗算： 層間側移最大值 1/37291/550(滿足要求 )。 一、柱端彎矩： (1 )ijM V y h??上 （ 427） ijM V yh?下 （ 428） 0 1 2 3y y y y y? ? ? ? （ 429） 其中， 0y 為標準反彎點高度比，本設計中，底層柱只需考慮修正值 2y 。第二層柱需考慮修正值 3y ，其余各柱均 無修正。 二、梁端彎矩： 邊節點 : bj cij cijM M M??上 下 中間節點按節點左右梁線剛度比例進行分配 ()lL bbj cij cijlrbbiM M Mii??? 上 下 ()rR bbj cij cijlrbbiM M Mii??? 上 下 梁端剪力由梁端的彎矩除以梁跨度求得 XX廣播電視大學 27 bj bjLRbMMV L?? 具體計算結果見下表 表 314 D、 E軸柱彎矩 層號 h/( m ) k 0y y /ijV KN /M kN上 /M kN下 4 3 2 1 表 315B、 C軸柱彎矩 層號 h/( m ) k 0y y /ijV KN /M kN上 /M kN下 4 3 2 1 表 316梁端彎矩與剪力計算 層 號 DF 跨梁端彎矩與剪力 FG 跨梁端彎矩與剪力 GH 跨梁端彎矩與剪力 L / m LbjM /kNm? RbjM /kNm? bV /kN L / m LbjM /kNm? LbjM /kNm? bV /kN L / m LbjM /kNm? RbjM /kNm? bV /kN 4 3 2 1 三、根據梁端剪力計算柱的軸力 邊柱軸力： nij kkiNV??? （ 434） 中柱軸力： ()nij k kkiN V V???? 左 右 （ 435） 計算見下表： 表 317柱端軸力計算 層 號 各層梁剪力 / kN 各層柱軸力 / kN FGV GHV HJV DN FN 4 3 2 1 XX廣播電視大學 28 注：柱軸力為負表示受拉 綜合以上計算結果，考慮到所設計的建筑高度低且縱橫向長度大，風荷載在內力組合時所產生的影響很小，以后就不再考慮風荷載的影響。 框架內力計算 豎向荷載作用下橫向框架 的內力分析 圖 39 板傳荷載示意圖 荷載計算 a 3 .6 1 / 2 1 .2 m? ? ? （ a