【文章內(nèi)容簡介】 + 2+ ） = 窗： G== 板： G= 活荷載： G= kN 頂層： 雪荷載： G= = 外墻： G= 高層建筑結構課程設計 17 內(nèi)墻： 總長：（ ） 8+（ ） 7++ 4+ 2+ 2+() 10+() 10=193kN 內(nèi)墻自重： G=193 柱： G=748/2=374kN 梁： G= 門： G=（ 4+ 4+ 20+ ） = kN 窗： G= 女兒墻 :使用 300mm 厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊， ? =，兩側 均為20mm 厚的抹灰，墻高設計為 900mm，另外上面為 100 厚混凝土蓋頂。 則單位面積內(nèi)的重力荷載為： 3/kNm +17 3/kNm 2= 2/kNm 屋面女兒墻： （ +） 2=122m2 女兒墻自重： G=122 2=244kN 板： G= = 活荷載： G= 綜合以上計 算得： G1=+++= G2=++++748++++9+= G3=G4=(+)*2+748+++++=116 G5=++374+++++244++76= 所以，地震荷載集中于各樓層標高處的重力荷載代表值 Gi，可由下圖 41 表示： 高層建筑結構課程設計 18 圖 41 地震荷載集中于各樓層標高處的重力荷載代表值 Gi 橫向水平地震作用下框架的側移計算 表 42 結構頂點的假想側移計算表 層次 Gi／ kN VGi／ kN ∑Di／（ N／ mm) △ui／ mm ui／ mm 5 16 4 16 3 16 2 16 1 16 框架的自振周期： 取 ? ? ,則 1 1 .7 1 .7 0 .7 0 .1 1 9 9 0 .4 1TTTu?? ? ? ? ? ? ?s 橫向水平地震作用下的樓層地震剪力計算 由于本結構高度不超過 40m，變形以剪切型為主的且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，故使用底部剪力法計算水平地震作用。結構總的橫向水平地震作用標準值計算如下： 0 .8 5 0 .8 5 ( 1 1 7 8 5 .1 7 1 1 4 6 5 .0 7 6 1 1 6 2 5 .4 6 7 2 1 1 1 5 8 .9 5 1 = 5 7 6 6 0 .1 3 7e q iG G k N? ? ? ? ? ? ?? ） 查表得 ? ， max ? ? ； 高層建筑結構課程設計 19 因為1 5ggT T T??，1 T s? ? ? ?，所以可不考慮頂部附加地震作用分數(shù) n? 。 0 .9 0 .91 m a x110 .3 5( ) ( ) 0 .0 8 0 .0 6 90 .4 10 .0 6 9 5 7 6 6 0 .1 3 7 3 9 7 8 .5 5gEk e qTTF G k N???? ? ? ?? ? ? ? 計算各質(zhì)點的水平地震作用標準值，將上述 n? 和 EkF 代入可得 1 ( 1 , ... , )iii njjjGHF i nGH???? 計算結果見表 43： 表 43 各質(zhì)點橫向水平地震作用下樓層地震剪力計算表 層次 Hi／ m Gi／ kN GiHi／ kNm iijjGHGH? Fi／ kN Vi／ kN 5 4 3 2 1 各質(zhì)點的水平地震作用下的樓層地震剪力沿著房屋高度的布設情況見圖 42 所示： (a)橫向地震 作用下荷載分布 （ b）每層之間剪力分布 圖 42 橫向水平地震作用及樓層地震剪 高層建筑結構課程設計 20 水平地震作用下的位移驗算 橫向水平地震作用下的該一榀框架結構的每層間位移 iu? 和頂點位移 iu 各按下面兩式計算： 1ii sijjVuD???? 公式（ 43） 1nkkuu???? 公式（ 44） 計算結果見表 44 所示，表中的層間彈性位移角 ? = iu? /ih 。 表 44 橫向水平地震作 用下的位移驗算 層次 Vi／ kN ∑Di／（ N／ mm) △ui／ mm ui／ mm hi／ mm ? = iu? / ih 5 16 3400 1／ 3953 4 16 3400 1／ 2152 3 16 3400 1／ 1581 2 16 3400 1／ 1339 1 16 4850 1／ 1414 由上表可知，該框架的最大層間位移角位于在第二層，其為 1/1339＜ [ iu? /h]= 1/550，滿足要求。 風荷載標準值計算及位移驗算 風荷載標準值計算 為簡化計算，將 風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載 ， 計算過程如下表所示，表中 Z 為框架節(jié)點之室外地面的高度， A 為一榀框架每層節(jié)點的受風面積。 計算公式 為 ： 0k Z s ZP w A? ? ?? 高層建筑結構課程設計 21 計算結果見下表 45： 表 45 風荷載標準值計算 層 次 s? Z? Z? (m)Z 20( / )w kN m 2(m)A (kN)kP 5 4 3 2 1 所以，該框架在風荷載作用下的標準值示意圖見下圖 43： 圖 43 風荷載作用下的結構受荷圖，單位為 kN 高層建筑結構課程設計 22 風荷載作用下框架的的位移驗算 風荷載作用下框架的層間位移計算公式為： 1jj njVuD???? 該 框架在 橫向 風荷載作用下的側 向位 移計算 結果 見下表 46： 表 46 風荷載作用下框 架的位移計算 層次 /kNkP /kNjV D? /(kN/m) ju? /m /mjh /juh? 5 1/48571 4 1/20xx0 3 1/12143 2 1/8947 1 1/7698 由上表可知，風荷載作用下該框架的最大層間位移角最大值為 1/7698＜[ iu? /h]= 1/550，滿足要求。 五、風荷載計算 取 4 號軸線處一榀橫向框架為計算單元 H=﹥ 30m，且高寬比 H/B=﹥ 所以要考慮風振系數(shù) β z=1+ zz???? 基本振型 Z 高度處振 型系數(shù) z ZH?? 基本風壓值ω0=框架結構基本周期 ： T1=+ 103 2233 33 5 . 40 . 2 5 0 . 5 3 1 0 0 . 5 313H sB ?? ? ? ? ? 2 2 2 201 0 .3 5 0 .5 3 0 .0 9 8 . /k N s m? ? ? ? ? 高層建筑結構課程設計 23 城市郊區(qū)屬于 B類粗糙度地區(qū) ， 查表 33 得 ， 脈動增大系數(shù) ξ = H/B=平面為矩形所以風載體型系數(shù)μ s=+= μ z由表 31 查得 ω ki=β zi μ sμ z ω 0 六、 豎向荷載內(nèi)力計算 梁柱線剛度計算 因為在設計時：當梁兩邊都有樓板時， I= 當梁一邊有樓板時， I= 注： Ir為按矩形截面計算的慣性矩。 所以梁的線剛度計算如下表： 梁位置 Ec L b h Ir I ib ﹙1010﹚ 中間梁 104 6500 400mm600mm 109 109 邊 梁 104 6500 400mm600mm 109 109 注： ib=EIl 柱的線剛度計算如下表： 層數(shù) Ec h b h I ic ﹙1010﹚ 26 104 3300 650mm650mm 109 1 104 3900 650mm650mm 109 注： ic=EIh 因為豎向荷載為對稱荷載，取 4 號軸線的一榀 框架為計算單元，結構對稱 ,所以中柱的剪力和彎矩為零。 樓層 Z/m μ s μ zi β zi ? z ω 0 ω ki hi Ai Fi 1 2 3 4 5 6 高層建筑結構課程設計 24 由每個桿件均為固端，所以轉動剛度 S=4i 分配系數(shù)μ i= iSS? 傳遞系數(shù) C= 在豎向恒載作用下 在豎向恒載作用下梁柱內(nèi)力計算結果如下 其中梁端剪力由公式： Vbliι = 21 +2 lrb i b iql M M? 212r r lb i b i b iV l q l M M? ? ? 柱剪力： Vihi= tbci ciMM? 梁軸 力為上下兩柱剪力的代數(shù)和 ， 柱上端的軸力 =其上所有柱自重 +其上所有墻自重 +其上所有梁端剪力 柱下端的軸力 =該柱上端的軸力 +本層柱的自重 柱的自重 = 25 = 外墻自重 =6kN/m 6m=36kN 內(nèi)墻自重 = 6m ()m=27kN 層數(shù) 截面 M N V 4 柱 邊柱 上端 下端 中柱 上端 0 0 下 端 0 0 梁 左端 0 跨中 右端 0 3 柱 邊柱 上端 高層建筑結構課程設計 25 下端 中柱 上端 0 0 下端 0 0 梁 左端 跨中 右端 注：彎矩、剪力以順 時針為正，逆時針為負。軸力以壓負，拉為正。 計算 3,4 層柱的軸力時用到的其他各層梁的剪力見下表 在豎向活載作用下梁柱內(nèi)力統(tǒng)計如下表 其中梁端剪力由公式： Vblι = 21 +2 lrbbql M M? 212r r lb b bV l q l M M? ? ? 柱剪力： Vihi= tbci ciMM? 梁軸力為上下兩柱剪力的代數(shù)和 ， 柱軸力 =其上所有梁端剪力 層數(shù) 截面 M N V 4 柱 邊柱 上端 下端 中柱 上端 0 0 下端 0 0 梁 左端 0 層數(shù) Vlbi /kN Vrbi /kN 36 高層建筑結構課程設計 26 跨中 右端 0 3 柱 邊柱 上端 下端 中柱 上端 0 0 下端 0 0 梁 左端 跨中 右端