西安建筑科技大学成教教学楼设计说明书

西安建筑科技大学成教教学楼设计说明书内容摘要：

顶点的假想侧移计算见表。 表 结构顶点的假想侧移计算 层次 Gi /kN VGi /kN ∑ D /(N/mm） ⊿ u /mm ui /mm 7 475747 6 475747 5 475747 4 603002 3 710147 2 843467 1 8542 618453 该框架质量和刚度沿高度分布比较均匀，其基本自振周期 T1可以按下式计算： 2 4 2 TT1  2. 水平地震作用及楼层剪力计算 本建筑高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主， 故可用底部剪力法计算水平地震作用。 27 Geq=∑ Gi= (G1+G2+G3+G4+G5+G6+G7)= = kN 根据西安地区抗震设防区划图，该建筑属于 A2 区， Tg=，α max＝。 因为 TgT1==，则 α 1＝)TT(  ＝（ ） ＝ FEK＝α 1 Geq＝ ＝ 各质点水平地震作用按下式计算，以顶层为例，其余楼层计算结果见表。 1 1 1 8 7 3 9 7 0 0 6 8HGHGFFn1jjjiiEKi   kN 各楼层剪力按下式计算，以第 6 层为例，其余楼层计算结果见表。 n ik ki   kN 表 各质点横向水平地震作用及楼层剪力计算表 层次 Hi /m Gi /kN HiGi /kNm HiGi/∑HjGj Fi /kN Vi /kN 7 6 5 4 3 2 1 F 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7横向水平地震作用及楼层地震剪力(a) 水平地震作用分布 (b) 层间剪力分布 3. 水平地震作用下的位移验算 层间位移以及顶点位移按下式计算，以第 6 层为例 ,其余楼层计算结果见表。 28 47/)u( s 1j ijii   mm  kn1k )u(u +++++= mm 表 横向水平地震作用下位移验算 层次 Vi /kN ∑ Di /(N/mm) ⊿ ui /mm ui /mm hi /mm θ e=⊿ ui/hi /mm 7 475747 3600 1/1537 6 475747 3600 1/787 5 475747 3600 1/557 4 603002 3600 1/570 3 710147 3600 1/584 2 843467 3600 1/634 1 618453 5250 1/641 由表 可见最大层间弹性位移角发生在第 5 层，其值为 1/5571/550，满足要求。 4. 水平地震作用下框架内力计算 以图 1 中④轴线横向框架为研究对象，以第 6层边柱为例 ,其余计算结果见表。 1 7 74 7 5 7 4 71 3 4 5 6VDDVis1jijij1i  kN 321n  4 ijbij  kNm 4 )3 4 2 ()y1(VM ijuij  kNm 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算以第 6层边梁和边柱为例，其余计算结果见表。 )( )MM(ii iM cuicb 1ibb bl 1i  右左 右 kNm MMV br1ibl1ib  kN )VVN AAn 1ki   左右（ kN 式中符号意义参见前述符号约定。 按上述方法求得的梁、柱端弯矩和剪力均为支座中心处的弯矩和剪力。 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图。 20 表 各层柱端弯矩及剪力计算 层次 hi /m Vi /kN ∑ Di /(N/mm) 边柱 中柱 Di1 Vi1 K y Mb1 Mu1 Di2 Vi2 K y Mb2 Mu2 7 475747 13456 23385 6 475747 13456 23385 5 475747 13456 23385 4 603002 16243 30117 3 710147 18817 35489 2 843467 21000 44141 1 618453 19415 26207 注：表中 M 单位为 kNm ， V 单位为 kN。 表 梁端弯矩、剪力及柱轴力 层次 边横梁 中横梁 柱轴力 Ml1 Mr2 l Vb Ml2 Mr2 l Vb 边柱 N 中柱 N 7 6 5 4 3 2 1 注： (1)柱轴力中的负号表示拉力，为左地震时，左侧两根柱为拉力，对应右侧两根柱为压力。 (2)表中 M 单位为 kNm ， V 单位为 kN， N 单位为 kN， l 单位为 m。 22 (a) 框 架弯矩图（kN m ) (b) 梁端剪力及柱轴力图（kN ） 左地震作用下框架弯矩图、梁端 剪力及柱轴力图2 2 13 11 6 9 14 15 23 18 12 19 21 32 17 20 16 42 25 10 36 20 20 39 39 10 40 22 20 39 50 31 1 09 9. 2966 16 82 30 23 六、竖向荷载作用下框架结构的内力计算 （ 1）计算单元 取④轴线处框架进行计算，计算单元如图 所示。 由于房间内布置右次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架以集中力的形式传给横向框架。 由于纵梁对柱有偏心，所以在框架节点上还作用有中力矩。 （ 2）荷载计算 ① 恒载计算 在图 中， q1， q1’为均布荷载形式的横梁自重。 q2 ， q2’为房间和走道板传给梁的梯形荷载和三角形荷载。 由图中的几何关系可得顶层 q1=’=q2= =’ = =P1 ， P2 为由边纵梁，中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下： P1=[( 1/2) 2+（ +） /2 ] + + += 72002700720066006600165039001650135013501650390016503300 3300ABCD3 4 5图2. 6 横向框架计算单元 24 P2=（ +） +（ +） /2 2 + += 集中力矩 M1=P1e1=（ ） /2= m M2=P2e2= = m 4～ 6 层， q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。 其他荷载计算方法同顶层。 q1=+ =q1’=q2= =q2’ = =P1=（ +） + + +（ 3 2）+ 2= P2=[+] +（ +） /2 2] + + + 3（ ） = M1=P1e1=（ ） /2= m M2=P2e2= = m 1～ 3 层计算结果见。 ② 活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布图如图。 A B C DP P 2q1q2q139。 q239。 M 1M 27200 2700 7200111MP2M2P 各层梁上作用的恒载P 2M 2PM11172 0027 0072 002M1M39。 2q39。 1q2q1q2PPDCBA图2. 8 各层梁上作的活载 25 对于顶层，在屋面活荷载作用下 q2= =’ = =P1=（ +） = P2=[+] +（ +） /2 2] = M1=P1e1=（ ） /2= m M2=P2e2= = m 在屋面雪荷载作用下 q2= =’ = =P1=（ +） = P2=[+] +（ +） /2 2] = M1=P1e1=（ ） /2= m M2=P2e2= = m 3～ 6 层 q2= 2=’ =2 =P1= P2= M1=P1e1=.（ ） /2= m M2=P2e2== m 1～ 2 层 q2= 2=’ =2 =P1= P2= M1=P1e1=.（ ） /2= m M2=P2e2== m 将以上计算结果汇总，见表。 表 横向框架恒荷载汇总表 层次 q1 /（ kN/m） q139。 /（ kN/m） q2 /（ kN/m） q239。 /（ kN/m） P1 /kN P2 /kN M1 / kNm M2 / kNm 7 6 5 4 3 2 1 26 表 横向框架活荷载汇总表 层次 q2 /（ kN/m） q239。 /（ kN/m） P1 /kN P2 /kN M1 / kNm M2 / kNm 7 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 6 5 4 3 2 1 注：表中括号内数值对应屋面雪荷载作用情况。 （ 3）内力计算 梁端和柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。 先确。