土木工程毕业设计计算书 - 图文(5)

2、风荷载作用下的水平位移验算

根据图3.8所示的水平荷载，层间剪力Vi可按式(3.9)进行计算，然后根据框架的层间侧移刚度，计算各层的相对侧移Δμi和绝对侧移μi。

框架层间剪力及侧移计算结果见表3.18。

表3.18 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算

层次 5 4 3 2 1 Fi (kN) 11.90 12.78 11.15 9.95 11.02 Vi (kN) 11.90 24.68 35.83 45.78 56.80 ∑Di (N/mm) 84882 84882 84882 84882 61016 (Δμ)i (mm) 0.140 0.291 0.442 0.539 0.931 μi (mm) 2.323 2.183 1.892 1.470 0.931 hi (mm) 3600 3600 3600 3600 5000 (??)i ?e?hi1/25714 1/12371 1/8531 1/6679 1/5371 由上表可知，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/5371，远小于1/550，满足规范要求。

3、风荷载作用下框架结构内力计算

风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同。 ⑤轴线横向框架在风荷载作用下的内力计算见表3.19及表3.20。 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算见表3.21。

风荷载作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图3.9所示。

表3.19 各层边柱柱端弯矩及剪力计算

层次 5 4 3 2 1

hi (m) Vi (kN) ∑Dij Di1 Vi1 (kN) 2.34 4.85 7.04 8.99 12.83 bMi1 (kN·m) 0.40 0.50 0.50 3.37 8.73 12.67 16.18 43.62 (N/mm) (N/mm) 84882 84882 84882 84882 61016 16667 16667 16667 16667 13786 Ky Miu15.05 8.73 12.67 16.18 20.53 (kN·m) 3.6 11.90 3.6 24.68 3.6 35.83 3.6 45.78 5.0 56.80 0.500 0.500 0.500 0.500 0.55-0.05=0.50 0.694 0.70-0.02=0.68

表3.20 各层中柱柱端弯矩及剪力计算

层次 5 4 3 2 1 hi (m) Vi (kN) ∑Dij Di2 Vi2 (kN) 3.61 7.49 10.88 13.90 15.57 (N/mm) (N/mm) 84882 84882 84882 84882 61016 25774 25774 25774 25774 16722 Ky Mbi2 Miu27.15 13.48 19.58 27.52 29.58 (kN·m) 0.45 0.50 0.50 0.50-0.05=0.45 0.64-0.02=0.62 5.85 13.48 19.58 22.52 48.27 (kN·m) 3.6 11.90 3.6 24.68 3.6 35.83 3.6 45.78 5.0 56.80 0.896 0.896 0.896 0.896 1.244 表3.21 梁端弯矩剪力及柱轴力计算

AB、CD跨梁 层 次 lMbBC跨梁 l Vb lMb柱轴力 l (m) 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 Vb (kN) 2.34 6.33 10.81 A、D柱 (kN) -1.26 -4.44 -9.98 B、C柱 (kN) -1.08 -4.32 -9.50 Mrb Mbr(kN·m) 3.16 8.54 14.60 20.80 23.01 (kN·m) 5 4 3 2 1 5.05 12.10 21.40 28.85 36.71 5.055.05(kN·m) 3.99 10.79 18.46 26.30 29.09 (m) (kN) 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2 3.997.153.16(kN·m) 3.16 8.54 14.60 20.80 23.01 1.261.26 3.18 5.54 7.66 9.14 15.41 -17.64 -17.25 17.04 -26.78 -25.15 1.262.34-1.263.3712.108.735.8510.7913.488.54-4.448.7321.4012.6713.4818.4619.5814.60-9.9819.5812.6728.8516.1820.80-17.6422.5216.1836.7120.5323.0129.0929.589.1426.3027.527.665.543.18-1.086.331.081.263.18-4.2310.814.234.445.54-9.5015.419.509.987.66-17.2517.0417.2517.649.14-26.7843.6248.27-25.1525.1526.78 （a）框架弯矩图（kN·m） （b）梁端剪力及柱轴力图（kN）

图3.9 风荷载作用内力图

3.9竖向荷载作用下框架结构的内力计算 3.9.1 计算单元

仍取⑧轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为6.0m，如图3.10所示。由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于内、外纵墙的中心线与梁、柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有由墙体引起的集中力矩。

图3.10 竖向荷载计算单元简图

3.9.2 荷载计算 1、恒荷载计算

恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图3.11所示。

P1M1q2q1P2M2q'2q1'P2M2q2q1P1M1

图3.11 梁上恒载分布简图 图中q1、q1′代表横梁自重及梁上横墙，为均布荷载形式，

q2、q2′代表房间和走廊的屋、楼面板传给衡量的梯形荷载和三角形荷载， P1、P2分别代表由边纵梁、中纵梁直接传给柱的荷载，包括梁自重，屋、楼面板

自重和纵墙、女儿墙自重等的重力荷载。 （1）第5层

' q1?0.3?0.6?25?1.05?4.725kN/m，q1?0.3?0.4?25?1.05?3.150kN/m

'q2?4.33?6?25.98kN/m，q2?4.33?3?12.990kN/m

13?69P?[(3.6?1.8?)?2??1.8]?4.33(屋面板)?4.725?6(纵梁)?3.938? 1222(次梁)?2.04?1.2?9(女儿墙)?135.97kN

13?6.63?2.7P2?[(3.6?1.8?)?2??1.8?(?1.35?2)]?4.33(屋面板)?4.725?6.62226.6(纵梁)?3.938?(次梁)?152.54kN

2集中力矩

M1=P女e=2.04×1.2×6.6×0.18=3.17kN·m，M2=0 （2）第2~4层

q1?4.725?1.88?3?10.365kN/m，q1'?3.150kN/m

'q2?3.2?3?9.6kN/m，q2?3.2?3.0?9.60kN/m

13?6.66.6P?[(3.6?1.8?)?2??1.8]?3.2(楼面板)?4.725?6.6(纵梁)?3.938? 1222(次梁)?2.04?(6.6?3?3?1.8?2)(外纵墙)?0.4?3?1.8?（玻璃幕墙）2?122.72kN

13.0?6..63.0?2.25P2?[(3.6?1.8?)?2??1.8?(?1.35?2)]?3.2(楼面板)?4.725?92226.6(纵梁)?3.938?(次梁)?1.88?(6.6?3?1.0?2.1?2)(内纵墙)?0.15?1.0?2.1?（门）2

2?155.27kN

集中力矩

M1=P外纵e=[2.04×(6.6×3－3×1.8×2)＋0.4×3×1.8×2]×0.18=4.08kN·m M2=P内纵e=[1.88×(6.6×3－1.0×2.1×2)＋0.15×1.0×2.1×2]×0.18=5.39kN·m （3）第1层

q1?4.725?1.88?3.3?10.929kN/m，q1'?3.150kN/m

'q2?3.2?3.6?11.520kN/m，q2?3.2?2.7?8.640kN/m

13?6.66.6P?[(3.6?1.8?)?2??1.8]?3.2(楼面板)?4.725?6.6(纵梁)?3.938? 1222(次梁)?2.04?(6.6?3.3?3?2.1?2)(外纵墙)?0.4?3?2.1?（玻璃幕墙）2?123.80kN

13?6.63?2.25P2?[(3.6?1.8?)?2??1.8?(?1.35?2)]?3.2(楼面板)?4.725?6.62226.6(纵梁)?3.938?(次梁)?1.88?(6.6?3.3?1.5?2.1?0.9?2.1)(内纵墙)?0.15?(1.5?2.1?

20.9?2.1)(门)?157.54kN 集中力矩

M1=[2.04×(6.6×3.3－3×2.1×2)＋0.4×3×2.1×2]×0.18=4.28kN·m

M2=[1.88×(6.6×3.3－1.5×2.1－0.9×2.1)＋0.15×(1.5×2.1＋0.9×2.1)]×0.18=5.80kN·m 2、活荷载计算

活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图3.12所示。

P1q2P2q'2P2q2P1

图3.12 梁上活载分布简图

（1）第5层

在屋面活荷载0.5kN/m2的作用下

'q2?0.5?3.6?1.8kN/m，q2?0.5?3.0?1.5kN/m

13.0?6.6P?[(3.6?1.8?)?2??1.8]?0.5?8.1kN 12213.0?6.63.0?2.25P2?[(3.6?1.8?)?2??1.8?(?1.35?2)]?0.5?12.05kN

222在屋面雪荷载0.38kN/m2的作用下

'q2?0.38?3.6?1.368kN/m，q2?0.38?3.0?1.14kN/m

13.0?6.6P?[(3.6?1.8?)?2??1.8]?0.38?6.16kN 12213.0?6.63.0?2.25P2?[(3.6?1.8?)?2??1.8?(?1.35?2)]?0.38?9.16kN

222（2）第1~4层

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