土木工程专业框架结构设计毕业论文

荷载计算

边框架边柱（Z1） 2-4 C25 1 0.4×0.4 4.15 2.13 1.44 1.87 0.612 6.14 边框架中柱（Z2） 2-4 C25 1 0.4×0.4 4.15 2.13 1.44 3.36 0.72 7.23 中框架边柱（Z3） 2-4 C25 1 0.4×0.4 4.15 2.13 1.44 2.49 0.666 6.68 中框架中柱（Z4） 2-4 C25 1 0.4×0.4 4.15 2.13 1.44 4.48 0.769 7.12 表 3-4 框架总刚度

层号 2-4 1 3.6 2.13 1.66 3.89 0.66 10.15 3.6 2.13 1.66 2.16 0.519 7.98 3.6 2.13 1.66 2.92 0.593 9.12 3.6 2.13 1.66 1.62 0.448 6.89 D(103kN/m) Z1 27.56 24.56 Z2 36.48 28.92 Z3 135.66 123.56 Z4 172.55 131.24 ?D(104kN/m) 37.225 30.828 3.4.3 结构基本周期的计算

本楼的主体总高度为14.85m，且楼房的质量和刚度可采用底部剪力法计算水平地震作用，为此必须先确定其基本周期。现用能量法计算，并考虑非承重填充墙刚度的影响，取折减系数?T?0.6。其计算过程列于表3-5。

表 3-5 能量法计算基本周期

层号 4 3 2 1 Gi(kN) 5220.22 5984.88 5984.88 6132.68 ?D (10kN/m) 37.225 37.225 37.225 30.828 -- 4?ui(m) ui=??uj(m) j?1iGiui 866.333 909.305 729.154 463.963 2968.755 Giui2 143.774 138.154 88.835 35.101 405.864 0.0140 0.0301 0.0462 0.0757 0.1660 0.1660 0.1519 0.1218 0.0757 -- ? 23322.7 12

荷载计算

得，T1?2?T?Gu/?Gui2iii?1i?144i=2×0.6×405.864/2968.755=0.444s

3.4.4 多遇水平地震作用标准值计算

7度第二组地震和Ⅲ类场地，?max?0.08,Tg?0.4s。 ?1??max(Tg/T1)0.9?0.08?(0.4/0.444)0.9?0.0729 T1=0.444s<1.4Tg?0.56s

所以不考虑顶部附加水平地震作用，结构的总重力荷载为23322.7kN，所以底部剪力为

Fek??1Geq??G?1?0.85?0.0729?23322.7?1445kN 各楼层水平地震作用标准值按下式计算

Fi?GiH?GHjj?14FEK（3-2）

j楼层的地震作用标准值Fi 和地震剪力标准值Vi 的计算如表3-6。

表 3-6 地震作用标准值和地震剪力标准值

层次 4 3 2 1 Gi(kN) 5220.22 5984.88 5984.88 6132.68 Hi(m) 14.95 11.35 7.75 4.15 -- GiHi 78042.29 67928.39 46382.82 25450.62 217804.1 Fi(kN) 517.76 450.66 307.72 168.85 1445 Vi(kN) 517.76 968.42 1276.14 1445 -- ? 23322.7 3.4.5 横向框架弹性变形验算

多遇地震作用下，横向框架层间的弹性验算结果列于表3-7，其中楼层间的地震剪力应取标准值。

表 3-7 层间弹性位移计算 层间剪力层号 4 3 2 层间刚度 Vi(kN) 517.76 968.42 1276.14 Di(10kN/m) 37.225 37.225 37.225 4?uei(mm) 1.391 2.602 3.428 层高 Hi(m) 3.6 3.6 3.6 ?uei/Hi 1/2588 1/1384 1/1050 ??e? 1/550 13

荷载计算

1 1445 30.828 4.687 4.15 1/885 从表中验算知?uei/Hi???e?，故多遇水平地震作用的变形验算满足要求。

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内力计算

第3章 内力计算

4.1 恒荷载作用下的内力计算

以一榀中框架为例，恒载作用下的内力计算采用分层法，这里以顶层为例说明分层法的计算过程，其他层（中间层、底层）计算过程与顶层相同。中柱的线刚度采用框架梁柱实际线刚度的0.9倍，按照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，化为等效为均布荷载。

顶层等效均布荷载为：

g边?g4AB1?(1?2a2?a3)g4AB2?4.09?(1?2?0.2992?0.2993)?18.799

?20.03kN/m

'g中?g4BC1?'55g4BC2?2.704??11.638?9.98kN/m 88用弯矩分配法并利用结构的对称性取二分之一结构计算，各杆的固端弯矩为：

M4AB??1'21g边l边???20.03?7.022??82.26kN·m 12121'21M4BG??g中l中???9.98?1.32??5.62kN·m

331'21M4GB??g中l中???9.98?1.32??2.81kN·m

66标准层等效均布荷载为：

g边?gAB1?(1?2a2?a3)gAB2?9.43?(1?2?0.2992?0.2993)?14.301

?21.56kN/m

' g中?gBC1?'55gBC2?2.704??8.853?8.24kN/m 88用弯矩分配法并利用结构的对称性取二分之一结构计算，各杆的固端弯矩为：

MAB??1'21g边l边???21.56?7.022??88.54kN·m 12121'21MBG??g中l中???8.24?1.32??4.64kN·m

331'21MGB??g中l中???8.24?1.32??2.32kN·m

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