1、6.3.8 基礎(chǔ)頂面恒載計算由于本工程為五層框架結(jié)構(gòu)，建筑高度較低，跨度基本相等，剛度比較均勻，風(fēng)荷載影響較小。因此，為了簡化計算，本設(shè)計的風(fēng)荷載僅按一榀框架單獨承擔(dān)其受荷面積，忽略空間整體作用。6.3.8.1 設(shè)計資料基本風(fēng)壓：00.30KN/m2，地面粗糙度類別為B類。KJ6承受風(fēng)荷載的計算寬度B（6+6）÷26m6.3.8.2 荷載計算風(fēng)荷載近似按階梯形分布，首先應(yīng)將其簡化為作用在框架節(jié)點上的節(jié)點荷載。作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中風(fēng)荷載標準值：式中 基本風(fēng)壓00.30KN/m2Z 風(fēng)振系數(shù)，因為建筑物高度H21m<30m，因此Z1.0；風(fēng)荷載體型系數(shù)，根據(jù)建筑物體型查

2、得；風(fēng)壓高度變化系數(shù)，建設(shè)地點位于城市郊區(qū)，所以地面粗糙度為B類；hi 下層柱高；h j上層柱高，對頂層取女兒墻高度的2倍,即1.24m；B迎風(fēng)面寬度，B（6+6）÷26m。計算過程如表6-1所示：表6-1 集中風(fēng)荷載標準值離地高度Z（m）（KN/m2）hi（m）hj（m）Wk/KN21.41.01.31.200.304.21.247.6417.21.01.31.180.304.24.211.60131.01.31.080.304.24.210.62 8.81.01.31.000.304.24.29.834.61.01.31.000.304.64.210.30風(fēng)荷載受荷簡圖見圖6-2

3、6所示。圖6-26 框架風(fēng)載受荷簡圖6.3.8.3 框架柱D值計算梁、柱的相對線剛度見表6-2 所示，側(cè)移剛度D值計算如表6-2 、表6-3所示：表6-2 KJ-3 25層柱D值計算D（KN/m）邊柱（A軸柱）中柱（C軸柱）中柱（D軸柱）邊柱（E軸柱）KJ6 25層D值合計：D3855+6377+6377+385520464KN/m表6-3 KJ-3 底層柱D值計算D（KN/m）邊柱（A軸柱）中柱（C軸柱）中柱（D軸柱）邊柱（E軸柱）KJ-6 底層D值合計：D3478+7128+7128+3478=21212KN/m6.3.8.4 水平荷載作用下樓層層間位移驗算 橫向水平荷載作用下的位移驗算過

4、程見表6-4所示。表6-4 橫向水平荷載作用下的位移驗算層次Fi（KN）Vi（KN）Di（KN/m）ui(mm)hi（mm）e=ui/hi57.647.64204640.3742001/11351511.6019.24204640.9442001/4468310.6229.86204641.4542001/289629.8339.69204641.9342001/2176110.3049.99212122.3652001/2203最大層間彈性位移角限值e1/2176<1/550，滿足規(guī)范的要求。6.4 內(nèi)力計算6.4.1 框架在恒載作用下的內(nèi)力計算框架在恒載作用下的受荷總圖如圖5.9所示

5、?，F(xiàn)用彎矩分配法求其屋面框架內(nèi)力，具體計算步驟如下：圖6-27 框架恒載受荷總圖（1）根據(jù)各桿件的線剛度計算各節(jié)點的桿端彎矩分配系數(shù)，并計算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩；（2）計算框架各節(jié)點的不平衡彎矩，并對所有節(jié)點的不平衡彎矩同時進行分配（3）將所有桿端的分配彎矩同時向其遠端傳遞（對于鋼接框架，傳遞系數(shù)均取1/2）（4）將各桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加，即得各桿端彎矩。（5）根據(jù)桿端彎矩可以繪出彎矩圖。（6）根據(jù)靜力平衡條件計算剪力和軸力并繪圖。6.4.1.1 固端彎矩計算計算過程如表6-5、表6-6所示。表6-5 橫向框架梁AC跨固端彎矩計算屋面框架梁WKL6（3）AC跨固端彎

6、矩計算計算簡圖MA5C5MC5A5MA5C5-224.96KN*mMC5A525.4+64.4+132.4222.2KN*mMAC-25.4KN*mMCA- MAC25.4KN*mMAC-130.56KN*m MCA64.4KN*mMAC-69KN*mMAC-132.4KN*m表6-6 橫向框架梁CD跨固端彎矩計算屋面框架梁WKL6（3）CD跨固端彎矩計算計算簡圖MAC-3KN*m-3KN*m表6-7 橫向框架梁DE跨固端彎矩計算屋面框架梁WKL6（3）DE跨固端彎矩計算計算簡圖ME5D5-222.2KN*m+25.4+130.56+69224.96KN*mMAC-25.4KN*m- MDE2

7、5.4KN*mMAC-132.4KN*m MCA69KN*m MCA-64.4KN*mMAC130.56KN*m所以，對于屋面框架梁MAC-224.96KN*mMCA222.2KN*mMCD-3KN*mMDC3KN*mMDE-222.2KN*mMED224.96KN*m6.4.1.2 計算節(jié)點彎矩分配系數(shù)及不平衡彎矩對于上層柱的線剛度乘以0.9，如圖所示 圖6-28 線剛度修正圖6.4.1.2.1 計算節(jié)點彎矩分配系數(shù)（KJ6的相對線剛度如圖6-28所示。）A5節(jié)點： C5節(jié)點： D5節(jié)點： E5節(jié)點： 6.4.1.2.2 計算節(jié)點的不平衡彎矩MA5-227.6KN*mMC5-3-5.48+2

8、22.2213.72KN*mMD5-213.72KN*mME5224.96+2.64227.6KN*m6.4.1.3 利用彎矩分配法求桿端彎矩計算過程詳見圖6-29 彎矩分配法計算框架(KJ-6)在恒載作用下彎矩圖6-29 彎矩分配法計算屋面框架(KJ-6)在恒載作用下彎矩6.4.1.4 繪制梁柱內(nèi)力圖.4.1 由力學(xué)求解器得到梁柱彎矩圖（見圖6-30 ） 圖6-30 恒載作用下彎矩M圖（ 單位：KN*m）6.1.4.1.2 梁柱剪力圖（見圖6-31圖6-32、圖6-33）21圖6-31 WKL6（3）A5C5跨剪力計算簡圖由MC50，102.66×（2.8+2.94）+104.28

9、×2.94+4.15×8.575×VA5C5×8.575=0VA5C5=109.26KN由Y0，V A5C5+102.66+104.28+4.15×0V C5A5=133.27KN=V A5C5 -4.15×2.835=97.5KN=V A5C5 -4.15×5.635=-85.9KN 圖6-32 WKL6（3）C5D5跨剪力計算簡圖由MD50，4.15×2.95×2.95/2+144.2-VC5D5×=0VC5D5=5.14KN由Y0，4.15×2.95-5.45+VC5D50V D

10、5C5=7.1KN34 圖6-33 WKL6（3）D5E5跨剪力計算簡圖由MC50，104.28×（2.8+2.835）+102.66×2.835+4.15×8.575×VD5E5×8.575=0VD5E5=133.16KN由Y0，104.28+102.66+4.15×8.575×8.575-133.16+V E5D50 V E5D5=109.37KN=VD5E5 -4.15×2.835=121KN=VD5E5 -4.15×5.74=-109.2KN 柱剪力的計算過程見表6-8所示。KJ6的剪力圖見圖6-

11、34?？蚣苤袅τ嬎愎綖椋?（M柱頂+M柱底）/H，H為框架柱的計算高度。表6-8 框架柱剪力計算表層號柱號M柱頂M柱底柱高V柱5A98.2 98.984.2 47C-53.3 -67.28 4.2 -28.7D53.67 72.214.230E-98.52-102.824.2-50圖6-34 恒載作用下剪力V圖（單位：KN）6.4.1.4.3 梁柱軸力圖 框架柱軸力的求取可采用取隔離體的方法來計算，如下圖所示。如左圖，A5節(jié)點下柱的軸力為：NA5A4G51+VA5C575.36+109.26184.62KN由于柱的自重，A4節(jié)點上柱軸力為：NA4A5NA5A4+G4A184.62+5.61

12、×4.2208.18KN。如左圖，C4節(jié)點下柱軸力為NA4A3NC5A5+G53+VC5D5133.27+109.5+5.14247.41KN由于柱的自重，A3節(jié)點上柱的軸力為NA3A4NA4A3+G3A247.41+5.61×4.2270.97KN如左圖，D5節(jié)點下柱的軸力為：NC5C4G53+V D5C5+V D5E5109.5+7.1+133.16249.76KN由于柱的自重，C4節(jié)點上柱軸力為：NC4C5NC5C4+G4C249.76+5.61×4.2273.72KN。如左圖，E4節(jié)點下柱的軸力為：NC4C3NA4C5+G5，Z109.37+75.3618

13、4.73KN由于柱的自重，C3節(jié)點上柱軸力為：NC3C4NC4C3+G4C184.73+5.61×4.2208.29KN。 軸力值具體見梁柱軸力圖6-35。圖6-35 恒載作用下的軸力N圖（單位：KN）注：柱的N以受壓為正，受拉為負。 6.4.2 框架在活載作用下的內(nèi)力計算 圖6-36 活載受荷總圖 活載作用下的框架內(nèi)力用力學(xué)求解器計算。 6.4.2.1 活載作用下的彎矩內(nèi)力圖6-37 活載作用下彎矩 6.4.2.2 活載作用下的剪力分布M圖（ 單位：KN*m）圖6-38 活載作用下剪力V圖（單位：KN）6.4.2.3 活載作用下的軸力分布 圖6-39 活載作用下軸力力N圖（單位：K

14、N）6.4.3 框架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算在左風(fēng)荷載作用下的受荷簡圖如圖6-26所示?，F(xiàn)用D值法計算其內(nèi)力。6.4.3.1 計算本框架各柱的D值（具體計算過程見表6-9）表6-9 框架柱D值匯總表層次A軸（KN/m）C軸（KN/m）D軸（KN/m）E軸（KN/m）層匯總（KN/m）2-5層3855637763773855204641層3478712871283478212126.4.3.2 各柱的反彎點高度 風(fēng)荷載作用下的柱的反彎點高度查均布荷載作用下的反彎點高度修正表。表5.14 框架柱反彎點高度計算表層別修正系數(shù)A軸柱C軸柱D軸柱E軸柱備注五層K1.686.186.181.68y00.3

15、80.450.450.38標準反彎點高度：m=5,n=5y10000上、下層梁線剛度變化的修正系數(shù)：該軸框架上下層梁線剛度相同，系數(shù)取0y20000上層柱與本層柱高不同時的修正系數(shù)：無上層柱，系數(shù)取0y30000下層柱與本層柱高不同時的修正系數(shù)：下層柱高與本層相同，系數(shù)取0y0.380.450.450.38四層K1.686.186.181.68y00.430.50.50.43標準反彎點高度：m=5,n=4y10000上下層梁線剛度相同，系數(shù)取0y20000上層柱與本層柱高相同，系數(shù)取0y30000下層柱高與本層相同，系數(shù)取0y0.430.50.50.43三層K1.686.186.181.68y

16、00.480.50.50.48標準反彎點高度：m=5,n=3y10000上下層梁線剛度相同，系數(shù)取0y20000上層柱與本層柱高相同，系數(shù)取0y30000下層柱與本層柱高相同，系數(shù)取0y0.480.50.50.48二層K1.686.186.181.68y00.50.50.50.5標準反彎點高度：m=5,n=2y10000上下層梁線剛度相同，系數(shù)取0y20000上層柱與本層柱高相同，系數(shù)取0y30000下層柱與本層柱高比：3h下/h4.6/4.21.095y0.50.50.50.5一層K2.087.667.662.08y00.550.550.550.55標準反彎點高度：m=5,n=1y10000

17、上下層梁線剛度相同，系數(shù)取0y20000上層柱與本層柱高比：2h上/h4.2/4.60.913y30000無下層柱，系數(shù)取0y0.550.550.550.556.4.3.3 按剛度分配求各柱的剪力各柱的剪力按下式計算：， ViFi表6-10 框架柱剪力計算表層次VjA柱剪力（KN）C柱剪力（KN）D柱剪力（KN）E柱剪力（KN）543216.4.3.4 計算各柱彎矩表6-11 框架柱彎矩計算表 柱 號層號A柱C柱D柱E柱M上VA i（1-y）hM下VA iyhM上VC i（1-y）hM下VC iyhM上VD i（1-y）hM下VD iyhM上VEi（1-y）hM下VE iyh5上柱3.8KN*

18、m5.5KN*m5.5KN*m3.8KN*m下柱2.31KN*m4.48KN*m4.48KN*m2.31KN*m4上柱8.76KN*m12.5KN*m12.5KN*m8.76KN*m下柱6.6KN*m12.5KN*m12.5KN*m6.6KN*m3上柱8KN*m19.4KN*m19.4KN*m8KN*m下柱7.38KN*m19.4KN*m19.4KN*m7.38KN*m2上柱15.8KN*m25.8KN*m25.8KN*m15.8KN*m下柱15.8KN*m25.8KN*m25.8KN*m15.8KN*m1上柱16.5KN*m35.2KN*m35.2KN*m16.5KN*m下柱20.3KN*m

19、43.1KN*m43.1KN*m20.3KN*m6.4.3.5 計算框架橫梁的彎矩及剪力計算表表6-12 框架梁彎矩剪力計算表層次部位 梁端彎矩（kN·M）梁端剪力（KN）左右左右5AC跨3.85.5×2.08÷(2.08+5.58)=1.5-(3.8+1.5)÷8.575=-0.62(3.8+1.5)÷8.575=0.62CD跨5.5×5.58÷(2.08+5.58)=45.5×5.58÷(2.08+5.58)=4-（4+4）÷2.95=-2.72（4+4）÷2.95=2.72DE跨

20、5.5×2.08÷(2.08+5.58)=1.53.8-(1.5+3.8)÷8.575=-0.62(1.5+3.8)÷8.575=0.624AC跨2.31+8.76=11.07(4.48+12.5)×2.08÷(2.08+5.58)=4.58-(11.07+4.58)÷8.575=-1.83(11.07+4.58)÷8.575=1.83CD跨(4.48+12.5)×5.58÷(2.08+5.58)=12.4(4.48+12.5)×5.58÷(2.08+5.58)=12.4-（

21、12.4+12.4）÷2.95=-8.4(12.4+12.4）÷2.95=8.4DE跨(4.48+12.5)×2.08÷(2.08+5.58)=4.582.31+8.76=11.07-(4.58+11.07)÷8.575=-1.83(4.58+11.07)÷8.575=1.833AC跨6.6+8=14.6(12.5+19.4)×2.08÷(2.08+5.58)=8.6-(14.6+8.6)÷8.575=-2.7(14.6+8.6)÷8.575=2.7CD跨(12.5+19.4)×5.5

22、8÷(2.08+5.58)=23.3(12.5+19.4)×5.58÷(2.08+5.58)=23.3-（23.3+23.3）÷2.95=-15.8（23.3+23.3）÷2.95=-15.8DE跨(12.5+19.4)×2.08÷(2.08+5.58)=8.66.6+8=14.6-(8.6+14.6)÷8.575=-2.7(8.6+14.6)÷8.575=2.72AC跨7.38+15.8=23.18(19.4+25.8)×2.08÷(2.08+5.58)=12.2-(23.18+12

23、.2)÷8.575=-4.12(23.18+12.2)÷8.575=4.12CD跨(19.4+25.8)×5.58÷(2.08+5.58)=33.(19.4+25.8)×5.58÷(2.08+5.58)=33-（33+33.）÷2.95=-22.4（33+33.）÷2.95=-22.4DE跨(19.4+25.8)×2.08÷(2.08+5.58)=12.27.38+15.8=23.18-(12.2+23.18)÷8.575=-4.12(12.2+23.18)÷8.575=4.121AC跨15.8+16.5=32.3(25.8+35.2）×2.08÷(2.08+5.58)=16.47-(32.3+16.47)÷8.575=-5.69(32.3+16.47)÷8.575=5.69CD跨(25.8+35.2）×5.58÷(2.08+5.58)=44.53(25.8+35.2）×5.58