【正文】 間的距離，其它層柱高取層高。 ③ 結(jié)構(gòu)有一層地下室且地下室底板為筏基，當(dāng)?shù)叵率翼敯逭w性較強(qiáng)、剛度較大時(shí)，嵌固面取在地下室頂板面。 ⑷ 節(jié)點(diǎn)的簡(jiǎn)化 在現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系中，將其簡(jiǎn)化為剛接節(jié)點(diǎn)。 ⑸ 框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度的確定 ① 無(wú)側(cè)移框架 對(duì)現(xiàn)澆樓蓋，無(wú)論各層， L0= 對(duì)裝配式樓蓋 L0= ② 有側(cè)移框架 對(duì)現(xiàn)澆 樓蓋，底層柱 L0= 其余各層柱 L0= 對(duì)裝配式樓蓋，底層柱 L0= 其余各層柱 L0= 式中 H1—自柱底層嵌固面至一層樓蓋頂面之間的距離； H—上下兩層樓蓋之間的距離。它可由構(gòu)件和裝修的尺寸和材料的重量直接計(jì)算，材料的自重應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。設(shè)計(jì)樓蓋時(shí)，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不予折減。當(dāng)施工中采用附著式塔吊、爬式塔吊等對(duì)結(jié)構(gòu)受力有影響的起重機(jī)械或其它施工設(shè)備時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)具體情況驗(yàn)算施工荷載的影響。需要注意的是，應(yīng)同時(shí)考慮迎風(fēng)面的壓力及背風(fēng)面的吸力。 ⑤ 雪荷載 雪荷載按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 規(guī)定的地區(qū)選取基本雪壓值，按不同的屋面形式選取屋面積雪分布系數(shù)。 ⑥ 建筑物重力荷載代表值 計(jì)算地震作用時(shí)，建筑物的重力荷載代表值應(yīng) 取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和。 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值：水平地震作用時(shí)，單質(zhì)點(diǎn)取 Geq=，多質(zhì)點(diǎn)取Geq=；豎向地震作 用時(shí)，多質(zhì)點(diǎn)取 Geq=。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載基本代表值，是結(jié)構(gòu)在使用期間，在正常情況下出現(xiàn)的最大荷載值，是現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 對(duì)各類荷載規(guī)定的設(shè)計(jì)取值。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，選取不同的荷載代表值來(lái)計(jì)算設(shè)計(jì)荷載。漏算設(shè)計(jì)荷載的后果，更為嚴(yán)重。 20 表 設(shè)計(jì)中考慮的荷載和地震作用表 設(shè)計(jì)要求 豎向荷載 風(fēng)荷載 水平地震作用 豎向地震作用 非抗震設(shè)計(jì) ∨ ∨ 6～ 8 度抗震設(shè)防 ∨ ∨ ∨ 9 度抗震設(shè)防 ∨ ∨ ∨ ∨ 注：只有在建筑高度超過(guò) 60m 時(shí)，才同時(shí)考慮風(fēng)與地震產(chǎn)生的效應(yīng)。所以，非抗震設(shè)計(jì)時(shí)，分別計(jì)算出豎向荷載、風(fēng)荷載所產(chǎn)生的位移后，總位移可直接相加。在正交矩形平面結(jié)構(gòu)中，正負(fù)兩個(gè)方向荷載作用下，內(nèi)力大小相等，符號(hào)相反。 質(zhì)量與剛度不對(duì)稱、明顯不均勻，可能產(chǎn)生顯著扭轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮水平地震作用產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)作用。 地震作用通過(guò)地震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜簡(jiǎn)化為地震作用的等效靜力，然后再采用彈性靜力方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析。 ④ 水平荷載按位移協(xié)調(diào)原則進(jìn)行分配 將空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu) 后，整體結(jié)構(gòu)上的水平荷載應(yīng)按位移協(xié)調(diào)原則，分配到各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)上。 ⑵ 基本計(jì)算理論 ① 水平荷載作用下的反彎點(diǎn)法 22 風(fēng)和地震對(duì)框架結(jié)構(gòu)的水平作用，一般都可以簡(jiǎn)化為作用于框架節(jié)點(diǎn)上的水平力，將總風(fēng)力和總地震力分配到各榀框架，按靜力進(jìn)行平面框架的內(nèi)力分析。因?yàn)樵诜磸濣c(diǎn)處彎矩為零，因此，如能確定各柱內(nèi)的剪力及反彎點(diǎn)的位置，便可求得各柱的柱端彎矩，并進(jìn)而由節(jié)點(diǎn)的平衡條件求得梁端彎矩及整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的其它內(nèi)力。 2）計(jì)算方法 a 計(jì)算各柱抗側(cè)剛度，并把各層總剪力分配 給 各柱。當(dāng)建筑物的柱子截面較大，或梁柱線剛度比小于 考慮抗震要求有強(qiáng)柱弱梁的框架時(shí)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角通常較大，用反彎點(diǎn)法計(jì)算的內(nèi)力誤差較大，因此提出用修正反彎點(diǎn)法來(lái)計(jì)算水平荷載下框架的內(nèi)力，即修正柱的抗側(cè)移剛度和調(diào)整柱的反彎點(diǎn)高度。 2）修正柱的反彎點(diǎn)高度：水平荷載作用下的框架柱的反彎點(diǎn)不是固定不變的，它的位置是隨著梁柱線剛度比而變化的，也因該層柱所處樓層位置及上下層層高的不同而異，還會(huì)受荷載形式的影響?！督ㄖY(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》 規(guī)定，等效地震荷載計(jì)算方法分以下三種情況： ① 底部剪力法 底部剪力法是振型分解反應(yīng)譜法的一個(gè)特例，其只考慮了基本振型（第一振型）的地震作用，從而簡(jiǎn)化了計(jì)算。這種方法求地震反應(yīng)時(shí)需要計(jì)算結(jié)構(gòu)的各個(gè)自振頻率和振型，然后將各振型的地震作用效應(yīng)以平方和開(kāi)方法求得結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)，運(yùn)算比較復(fù)雜。目前只對(duì)一些體型較復(fù)雜的建筑和一定高度的高層建筑，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震性能時(shí)，才采用時(shí)程分析法。 表 可變 荷載的組合值系數(shù) 可變荷載種類 組合值系數(shù) 雪荷載 屋面積灰荷載 屋面活荷載 不計(jì)入 按實(shí)際情況考慮的樓面活荷載 按等效均布荷載考慮的樓面活荷載 藏書庫(kù)、檔案庫(kù) 其他民用建筑 吊車懸吊物重力 硬鉤吊車 軟構(gòu)吊車 不計(jì)入 注：硬鉤吊車吊重較大時(shí)，組合值系數(shù)宜按實(shí)際情況考慮 在框架結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，重力荷載代表值集中于各樓層處。 圖 Gi 分布圖 Gn+1 G 頂 G4 G2 G1 G3 G5 G6 25 表 梁柱自重列表 層次 構(gòu)件 b(m) h(m) ? (KN/m2) ? g(KN/m2) ? li ? Gi Gi 1~2 層 縱梁 橫梁 柱 柱高 2~3 層 縱梁 橫梁 柱 柱高 3~4 層 縱梁 橫梁 柱 柱高 4 ～ 5層 縱梁 橫梁 柱 柱高 5 ～ 6層 縱梁 橫梁 柱 柱高 其他層 縱梁 橫梁 柱 柱高 注 ： 1） ? 為考慮梁柱粉刷重力增大系數(shù)，梁 ? ＝ ，柱 ? ＝ ， g 表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載g=b?h?? ?? ， ? li表示 I 類構(gòu)件的總長(zhǎng)： Gi ＝ g? li 2） 梁長(zhǎng)度為凈長(zhǎng)，柱面層高（出底面外）梁截面高應(yīng)減去現(xiàn)澆樓板厚度 26 表 重力荷載列表 各重力荷載 一層 二層 三層 四層 五層 六層 其他層 樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 梁柱重力荷載計(jì)算值 墻自重荷載計(jì)算值 門窗自重荷載計(jì)算值 樓梯自重荷載計(jì)算值 陽(yáng)臺(tái)荷載計(jì)算值 各層總重力荷載計(jì)算值 )231(1 HhGG ine ?? ? () 即 eGGG ?? 頂 ② 框架側(cè)移剛度的計(jì)算 1）梁（現(xiàn)澆板梁）與柱的慣性矩的計(jì)算 對(duì)于現(xiàn)澆板梁，由于梁板是現(xiàn)澆的 ， 板會(huì)對(duì)梁的慣性矩產(chǎn)生影響，而且對(duì)于邊梁和中間梁的影響也不同，考慮到這種影響中間梁和邊梁慣性矩的計(jì)算方法見(jiàn)圖，計(jì)算表格見(jiàn)表 。 表 柱側(cè)移剛度修正系數(shù) c? 位置 邊柱 中柱 c? 簡(jiǎn)圖 ?K 簡(jiǎn)圖 ?K 一般層 cbb iiiK 2 21 ??? cbbbb i iiiiK 2 4321 ????? KKc ??2? 底層 (固接 ) cbiiK 2?? cbb i iiK 21 ??? KKc ?? ＋? 注 :其中 ?K 表示為梁柱線剛度比 各層柱的側(cè)移剛度 Di 值的計(jì)算見(jiàn)表 。其相應(yīng)的計(jì)算表格見(jiàn)表 。 31 Eknj jjiii FHGHGF???1 （ ） 由于上式未能充分考慮高振型的影響，結(jié)構(gòu)頂部受力有較大差別。 表 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表 層數(shù) Hi(m) Gi(KN) GiHi() ? jjii HGHG / Fi(KN) Vi(kN) 附加層 其他層 6 5 4 3 2 1 按 公式 計(jì)算的框架各層層間位移，應(yīng)滿足公式 的要求 。柱的反彎點(diǎn)高度（至柱底高度）可由公式 確定 ，計(jì)算表格 見(jiàn) ： y=y0+y1+y2+y3 （ ） 式中 ： y0 為無(wú)量綱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度，由 n， j， ?k 和倒三角荷載或均布荷載查相關(guān)附表得到； y1 為上下層梁剛度比值變化的修正值； y2 為上下層高度變化的修正值； y3 為下層層高變化的修正值；這些值均可查《混凝土》后的相關(guān)附表得到。 柱的軸力可通過(guò)梁柱節(jié)點(diǎn)處力的平衡而得到，節(jié)點(diǎn)左右梁端剪力之和即為柱的層間軸力的增量。 34 表 各層梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算 層數(shù) 邊梁 中間梁 柱軸力 lbM rbM L bV lbM rbM L bV 邊柱 中柱 其他層 6 5 4 3 2 1 注：此表要根據(jù)設(shè)計(jì)題目列出梁柱的種類，彎矩的單位為 ，剪力的單位為 KN，軸力的單位為 KN，長(zhǎng)度單位為 m。 ? Z＝ 1+zz???? （ ） 式中， ? —脈動(dòng)增大系數(shù)（ 查 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 P42） z? —振型系數(shù) ? —脈動(dòng)影響系數(shù)（ 查 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 P42） 取一個(gè)剛架單元按公式計(jì)算沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 表 沿高度分布風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值 層次 Hi(m) Hi/H Z? Z? Z? (+) Z? () q1(z)KN/m q 2(z)KN/m 7 6 5 4 3 2 1 ⑵ 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)荷載確定后，同樣采用反彎點(diǎn)或 D 值方法，來(lái)計(jì)算風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。根據(jù)。 2）與水平地震作用的求解方法相同，根據(jù)各層的反彎點(diǎn)高度，求出各層剪力，并分配給每層各柱； 3）進(jìn)一步求解柱端彎矩，梁端彎矩、剪力等內(nèi)力值。 35 風(fēng)壓計(jì)算要注意，受風(fēng)面和負(fù)風(fēng)面兩種水的力的作用，分別算出后疊加為一種水平荷載計(jì)算。 3 風(fēng)荷載作用下內(nèi)力與側(cè)移的計(jì)算 ⑴ 風(fēng)荷載的確定 由于風(fēng)荷載大小及方向的不確定性，給計(jì)算帶來(lái)了一定的困難，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將分布作用于墻體表面上的風(fēng)荷載換算成節(jié)點(diǎn)水平荷載計(jì)算，將計(jì)算單元內(nèi)節(jié)點(diǎn)上下半層墻面上的分布 風(fēng)荷載作用在該節(jié)點(diǎn)上，女兒墻和屋面上的風(fēng)荷載由框架的頂節(jié)點(diǎn)承受。應(yīng)當(dāng)注意的是由于地震荷載的方向是可變的，故梁柱的彎矩、剪力和軸力的方向也是變化的。 表 各層反彎點(diǎn)計(jì)算 層數(shù) 邊柱 中柱 1 2 3 4 5 6 其他層 3）梁端彎矩與剪力和柱的軸力的計(jì)算 由于梁柱節(jié)點(diǎn)處梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，所以梁每端彎矩可由柱端彎矩之和按梁的線剛度之比分配而得。 表 彈性層間位移角限值 結(jié)構(gòu)類型 ][e? 鋼筋混凝土框架 1/550 鋼筋混凝土框架－抗震墻、板柱－抗震墻、框架－核心筒 1/800 鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒 1/1000 鋼筋混凝土框支層 1/1000 多、高層鋼結(jié)構(gòu) 1/300 當(dāng)計(jì)算的層間位移值不滿足公式 的要求時(shí)，說(shuō)明梁、柱截面尺 寸偏小，應(yīng)調(diào)整梁、柱截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，并重新計(jì)算框架的側(cè)移剛度、基本周期以及水平地震作用，進(jìn)而計(jì)算位移及進(jìn)行位移驗(yàn)算，直至滿足為止。 各樓層地震剪力按公式 計(jì)算，計(jì)算表格見(jiàn)表 。 ④ 各層地震剪力的計(jì)算 當(dāng) 設(shè)計(jì) 時(shí) 結(jié)構(gòu)計(jì)算高度不超過(guò) 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主， 采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 按 下式 計(jì)算： ?? ieq GG （ ） 11 )(TTg?? （ ） EqEk GF 1?? （ ） 式中， 1? 為相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值； EqG 為結(jié)構(gòu)等效總重