【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 e10 考慮梁柱的線剛度比，用 D 值法計(jì)算框架柱的側(cè)翼剛度，計(jì)算過(guò) 詳見(jiàn)下表。 表 底層柱抗側(cè) 剛度 底 層 ci (KN m) cbiiK 2?? kkc ??2? 212 c cch iD ?? 根 數(shù) ?D (N/mm) A11 柱 1 A1 柱 1 B1， B8 柱 2 C1， C8 柱 2 A12 柱 1 A2 柱 2 B2~7 柱 6 C2~7 柱 6 A3~7 柱 5 A8 柱 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 表 第二、三層柱抗側(cè)剛度 二 、 三 層 ci (KN m) cbiiK 2?? kkc ??2? 212 c cch iD ?? 根 數(shù) ?D (N/mm) A11 柱 1 A1 柱 1 B1， B8 柱 2 C1， C8 柱 2 A12 柱 1 A2 柱 2 B2~7 柱 6 C2~7 柱 6 A3~7 柱 5 A8 柱 1 表 第四層柱抗側(cè)剛度 四 層 ci (KN m) cbiiK 2?? kkc ??2? 212 c cch iD ?? 根 數(shù) ?D (N/mm) A11 柱 1 A1 柱 9102 1 B1， B8 柱 2 C1， C8 柱 8916 2 A12 柱 1 A2 柱 9684 2 B2~7 柱 10452 6 C2~7 柱 9522 6 A3~7 柱 5 A8 柱 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 第 六 章 水平荷載作用下框架的側(cè)移及內(nèi)力計(jì)算 地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 結(jié)構(gòu)基本 自振周期的計(jì)算 采用 能量 法 計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期。計(jì)算公式為： 21112niiiT niiiGuTg G u?? ????? 21niii Gu??和 1niii Gu??的計(jì)算過(guò)程列于表 ，表 。 式中 iG —— 質(zhì)點(diǎn) i 的重力荷載代表值； iu —— 各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值作為一組水平荷載時(shí)，結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn) i 處的水平位移 m； g—— 重力加速度， 2/ms； T? —— 考慮 非承重墻 影響 的折減系數(shù)， 框架結(jié)構(gòu) 可取 — ； 框架剪力墻結(jié)構(gòu)可取 — ；剪力墻結(jié)構(gòu)可取 — 。 表 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移計(jì)算 層次 iG （ KN） iGV（ KN） ?D （ N/mm） iu? （ mm） iu （ mm） 4 3 2 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 能量法計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期 層次 iG （ KN） iu （ m） iiGu 2iiGu 4 3 2 1 總計(jì) 本設(shè)計(jì)中，取 T? =，將上述計(jì)算結(jié)果代入 計(jì)算公式： 1 1 5 9 6 .32 0 .6 5 0 .6 2 49 .8 6 9 8 1 .4T ?? ? ?? 水平地震作用以及樓層地震剪力計(jì)算 本多層廠房結(jié)構(gòu)高度未超過(guò) 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主 （房屋高寬比小于 4）， 采用底部剪力法計(jì)算 橫向水平 地震作用。 1) 結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值 eqG eqG =?iG = = 2) 計(jì)算水平地震影響系數(shù) 1? 根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500112021） 得到二類場(chǎng)地第一組特征周期值 gT =，由 抗震設(shè)防烈度為 7 度得 max? = 由于 gT 1T 5 gT ,所以 1? = ?）（ TT=（ ） .90 = 3) 結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 EKF EKF = 1? eqG = = 4) 由于 1T / gT = 故需要考慮頂部附加水平地震作用 頂部附加地震作用系數(shù)： n? = 1T += += 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 5F? = n? EKF = = （ 1 n? ） EKF =() = 則各質(zhì)點(diǎn)的地震作用可由下 式計(jì)算： EKnnj jjFHGHGF )1(1iii ????? 地震作用下各樓層水平地震層間剪力 : iV =?kF （ i=1,2,3,4） 表 各樓層地震剪力計(jì)算 層次 iH (m) iG iiHG (KN m) ? iiHG ? jjii HGHG iF (KN) iV (KN) 4 18 3 14 2 1 多遇 水平地震作用下位移驗(yàn)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)層間位移 iu)(? 和頂點(diǎn)位移 iu 分別按照下列公式計(jì)算： ??? ijii DVu)( ； kT uu )(? ?? 各層的層間彈性位移角 iie hu /)(??? ，根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈塑性位移角值 ][e? 1/550。 各層層間彈性位移角 計(jì)算如表 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 表 各層層間彈性位移角計(jì)算 層次 iV ?D iu? （ mm） iu ih iie hu /)(??? 4 4000 104 3 4400 104 2 4400 104 1 5800 104 由此可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層 。 由于 104 1/550= 103 ,層間彈性相對(duì)轉(zhuǎn)角均滿足 規(guī)范， 所以側(cè)移限值滿足規(guī)范要求。 橫向框架在水平地震作用下的內(nèi)力計(jì)算 橫向框架在水平地震作用下的內(nèi)力計(jì)算采用 D 值法。下面以 1 軸線橫向框架為例，進(jìn)行水平地震作用下的框架內(nèi)力計(jì)算。 框架柱端剪力以及彎矩分別按照下列公式計(jì)算： iijijij VDDV ?? ； yhVM ijbij ? ； hyVM ijuij )1( ?? y= 0y + 1y + 2y + 3y 。 注： 1. 0y 為框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比； 2. 1y 為上下層梁的線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值； 3. 2y 3y 為上下層高度發(fā)生變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值； 架柱的反彎點(diǎn)高度比 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 下面以 1 軸線 框架內(nèi)力計(jì)算為例 。 確定反彎點(diǎn)高度 水平地震作用下的反彎點(diǎn)高度按照倒三角水平力考慮，查表可以得到標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比 0y ，以及修正系數(shù) 1y 、 2y 、 3y 從而可以算出反彎點(diǎn)高度。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表 。 表 各柱反彎點(diǎn)高 度計(jì)算 樓層 K 0y 1? 1y 2? 2y 3? 3y y h yh (1y)h A1 軸 4 0 0 0 0 0 4 3 0 0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 A 軸 4 0 0 0 0 0 4 3 0 0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 B 軸 4 0 0 0 0 0 4 3 0 0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 C 軸 4 0 0 0 0 0 4 3 0 0 0 1 0 2 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 框架各層柱內(nèi)及計(jì)算 地震作用 下 1 號(hào)軸線 框架柱剪力及柱端彎矩計(jì)算過(guò)程 見(jiàn)表 ，依照柱中剪力和反彎點(diǎn)高度可以計(jì)算出柱端彎矩，按照梁的線剛度可以分配給 與之相連的梁，便可以得到水平地震作用下 1榀框架 的彎矩圖， 取出梁隔離體，利用隔離體畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 的平衡條件，可以求出梁端剪力、跨中彎矩，依照剪力 圖，由節(jié)點(diǎn)的豎向平衡條件可以求出框架柱的軸力 。 表 地震作用下橫向框架 柱剪力與柱端彎矩 （ 1號(hào)軸線） 柱 樓 層 iV (KN) ijD (N/m) ?D （ N/m） ?DDij ijV KN y (m) Yh (m) 上cM KN m 下CM KN m A1 軸 4 3 2 1 A 軸 4 9102 3 2 1 B 軸 4 3 2 1 C 軸 4 8916 3 2 1 因此可以作出在水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的彎矩圖、剪力圖和軸力圖分別如圖 ，圖 ，圖 所示。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 500 011 .0 7 5 12. 812. 8 17 .2 717 .2 7 18 .3 722 .4 628 .9 119 .1 6 5 531 .8 628 .3 111 .0 755 .2 411 .0 765 .0 311 .0 726 .0 611 .0 757 .2 311 .0 723 .6 577 .3 557 .2 323 .1 728 .3 165 .0 3 55 .2 491 .8 791 .8 794 .1 7163. 9 396. 1117. 4 6 200. 3 6 11 5. 174 .5 674 .5 677 .3 5A1 A B C229 0 700 0 圖 水平地震作用下彎矩圖 水平風(fēng)荷載 作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 已知基本風(fēng)壓為 KN/m2 ，地面粗糙度為 B 類，結(jié)構(gòu)總高度為 18m，則計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直作用于建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 0* * *k z s z ijw w D? ? ??? s? 為風(fēng)荷載體形系數(shù)，按照規(guī)范迎風(fēng)面取 ，背風(fēng)面取 ，合計(jì) s? = 由于框架結(jié)構(gòu)橫向自振周期： 1T =+ 103 3 2BH =+ 103 3 = 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 依照規(guī)范規(guī)定：對(duì)于基本自振周期大于 的工程結(jié)構(gòu)， 如房屋，屋蓋及各種高聳結(jié)構(gòu)，以及高度大于 30m且高寬比大于 的高柔房屋，均應(yīng)該考慮風(fēng)壓對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生順風(fēng)向風(fēng)振影響。 即：zzv???? ??1z 對(duì)于 1 軸線框架，其負(fù)荷寬度為 B=6/2=3m。 風(fēng)振系數(shù) z? 計(jì)算 由于 210TW = =。 查表得脈動(dòng)增大系數(shù) ? = 由于 H/B=19/=， H30m。 查表得到脈動(dòng)影響系數(shù) V = 其計(jì)算過(guò)程如表 。 表 風(fēng)振系數(shù)計(jì)算 層號(hào) 離地 高度 （ m） 相對(duì)高度 Z/H ? V Z? Z? zzv???? ??1z 1 2 3 14 4 18 各樓層集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 各樓層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算列于表 。 式中： 2/)(0 下上 hhBF zszi ?? ???? ， B=3m。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 表 各樓層 樓面集中風(fēng)荷載計(jì)算 層號(hào) 離地高度 (m) Z? z? s? 0W 下h (m) 上h (m) iF 1 2 3 14