【文章內容簡介】 其他層： 墻體總重 門窗重 屋頂： 總重 屋蓋和樓蓋重力代表值 G為： 屋蓋層 =屋面荷載 +50%雪載 +縱橫梁自重 +下層半層柱重 +下層半層墻重（墻和門窗） +女兒墻及屋頂附屬構建自重 樓蓋層 =樓面恒載 +50%樓面活載 +縱橫梁自重 +上下層柱和墻體自重的各一半 將上述各荷載相加，得到集中于各層樓面的重力荷載代表值如 下： 六層： G6=+++++（ +） = 五 ~二層： G52=＋ ＋ ＋ +（ +）= 底層： G1 =＋ ＋ +（ ＋ ） +（ +） ＋ (+)= 所以質點重力荷載代表值如圖 103所示 G1=G2=G3=G4=G5=123456 G6= 圖 103 重力荷載代表值 11 橫向水平地震力作用下框架結構的內力和側移計算 D 值 混凝土 C30 EC= 107 2/KN m 在框架結構中，對現(xiàn)澆樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大了梁的有效剛度，減小了框架的側移，為了考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取 I= （ 0I 為梁的截面慣性矩） ，對中框架梁取 I=20I 來計算： 橫梁線剛度計算結果見表 111所示： 表 111 橫梁線剛度 梁號 L 截 面 b h （ 2m ） 跨度 l （ m） 慣性矩 340 1 /12 ( )I bh m? 邊框架梁 中框架梁 ? （ 4m ） /bbk EI l? （ KNm? ） ? （ 4m ） /bbk EI l? （ KNm? ） L1 103 103 103 103 103 L2 103 103 30103 103 40103 柱的線剛度見表 112 所示： 表 112 柱線剛度 柱號 Z 截面 （ 2m ） 柱高 h（ m） 慣性矩 341 /12 ( )CI bh m? 線剛度 / ( )CCK EI l K N m?? 1Z 103 103 2Z 103 103 注：柱采用 C30 混凝土， 6230 10 /CE K N m?? 各框架柱的側移剛度計算結果如下表 113： 表 113 橫向框架柱側移剛度 D值的計算 項目 位置 2bcbckkkkk? ??（ 一 般 層 ）k= （ 底 層 ） ??k= （ 一 般 層 ）2+k+k= （ 底 層 ）2+k 212h? cD= k （ KN/m ） 根數(shù) 底 層 邊框邊柱 4 邊框中柱 4 中框邊柱 16 中框中柱 16 ∑D 2 ︱ 6 邊框邊柱 4 邊框中柱 4 中框邊柱 16 中框中柱 16 ∑D 則 ∑ D1/∑ D2= 所以該框架為規(guī)則框架。 本處按頂點位移法計算框架的自震周期：此方法是求結構基頻的一種近似方法，將結構按質量分布情況簡化成無限質點的懸臂之桿，導出直感頂點位移的基頻公式，所以需先求出結構的頂點水平位移，按式 ???來求結構的基本周期： 0? ：基本周期調整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影響，此處取 。 T? ：框架頂點位移，而在求框架周期前，無法求框架地震力和位移， T? 是將框架的重力荷載頂點 位移，由 T? 求 1T ，再由 1T 求框架結構底部剪力，再求各層剪力和結構的真正的位移，如表 114： 表 114 橫向框架頂點位移計算 層次 ? ?iG KN ? ?iG KN? iD （ KN/m） ()iiiGumD??? ()umi 六層 五層 四層 三層 二層 底層 由 1 TTT ??? 計算結構基本自振周期，其中 Tu 的量綱為 m,取 ?? ,則： 1 .7 1 .7 0 .7 0 .2 6 7 51T TT??? ? ? ?= 本結構高度不超過 40m，質量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可采用底部剪力法計算水平地震作用。 iGG? ? = = 根據(jù)地震影響系數(shù)曲線，因為1 5ggT T T??，得出地震影響系數(shù) 1? ，計算如下： 1 1 2 max( / )gTT? ? ??= 結構總水平地震作用荷載為：1EK eqFG??= = 地震作用計算按 II 類場地， T 度近震，地震動參數(shù)區(qū)劃分的特征周期區(qū)分一區(qū)考慮，剛結構的特征周期gT和地震影響系數(shù) max? 分別為 : Tag = , max? =, 而： T1= Tag = = 故考慮頂部附加應力， 8 7 19n T? ? ? ? 根據(jù)結構抗震設計 ,頂部 附加水平地震作用力 : 19 205 22 244 .04 9n n E KF F KN?? ? ? ? ? 按底部剪力法求得基底剪力，按 (1 )iii E K niiGHFFGH ????分配結各層的質點，因各層橫向地震作用及摟層地震剪力如表 115 示： 表 115 各層橫向地震作用及樓層地震剪力 層次 ??imh ? ?imH iG iiGH iiiiGHGH? ? ?iKNF ? ?iKNV 6 + = 5 4 3 2 1 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力如圖 111所示： 185 KN70 3. 36KN117 KN156 KN20 59 .5KN11 9. 70KN196 .707 KN29 4. 26KN38 3. 57KN47 3. 82KN70 3. 36KN21 79 .2KN 圖 111 橫向框架各層水平地震作用及地震剪力 1[] 550i i e eiV hD ? ? ??? 層間彈性位移驗算如表 116所示： 表 116 橫向變形驗算 層次 層面剪力iV （ KN） 層間剛度iD 層間位移 /i i iu V D?? （ m） 層高 ih （ m） 層間彈性轉角/e i iuh? ?? 6 1/3077 5 1/1838 4 1/1385 3 1/1176 2 1/1049 1 1/1395 注：由上表可知，最大層間彈性位移發(fā)生在第二層， ? ? 1550ee????層間彈性相對轉角均滿足要求 。 水平地震作用下，橫向框架的內力分析 此處采用中框架計算，框架柱端剪力以及彎矩分別按下式計算： /ij ij i ijV D V D?? ? bij ijM V yh?? (1 )uij ijM V y h? ? ? 1 2 3oy y y y y? ? ? ? 式中： ijD —— 第 I 層第 j 層號柱的側移剛度 H—— 該層柱的計算高度 Y—— 框架柱的反彎點高度比 oy —— 框架柱的標準反彎點高度比 1y —— 上下層梁線剛度變化的對反彎點高度比的修正值 2y 、 3y —— 上下層層高變化時對反彎點高度比的修正值 此處采用中框架為例計算， 求框架柱的剪力和彎矩時，采用 D 值法來進行求解；其計算的過程和結果如下表 117所示 ,其中反彎點位置的確定考慮梁和層高的影響作用，既： 1 2 3oy y y y y? ? ? ?,來確定其值大小 表 117 地震作用下框架柱剪力及彎矩計算 層號 ih m iV KN ∑D iD iD / ∑D Vic KN k y M 上 Ken’s M 下 Ken’s 6 5 4 3 2 1 梁端彎矩、剪力以及柱軸力分別按下式計算： 1( ) /( )l l b u l rb b i j ij b bM i M M i i?? ? ? 1( ) /( )r r b u l rb b i j ij b bM i M M i i?? ? ? 12( ) /b b bV M M l?? ()lri b bN V V??? 表 118 地震作用下梁端彎矩、剪力及柱軸力計算 層號 邊橫梁 中橫梁 柱軸力 M 左 kN M 右 kN L(m) V(KN) M 左 kN M 右 kN L(m) V(KN) N1(kN) 邊柱 N2(KN) 中柱 6 5 4 3 2 1 注：（ 1）柱軸力中的符號表示拉力，當左地震作用時，左側兩根柱為拉力，對應的右側兩根柱為壓力 （ 2）表中 M單位為 .,單位為 KN,N 單位為 KN， L單位為 m。 同時，根據(jù)抗震規(guī)范，在進行抗震驗算時，結構任 一樓層的水平地震剪力應符合下列要求： nEKi jjiVG? ?? ? 式中： EKiV — 第一層對應水平地震作用標準值的樓層剪力 ? — 剪力系數(shù)，應不小于樓層最小的地震剪力系數(shù)，對本工程取 jG — 第 j 層重力荷載代表值 則： 6EKV == 5EKV =(+)= 4EKV =(+2)= 3EKV =(+3)= 2EKV =(+4)= 1EKV =(++4)= 滿足樓層最小地震剪力的要求。 水平地震作用下框架的彎矩圖見圖 37，梁彎矩圖及柱軸力圖見圖 38。 圖 112地震作用力下的框架彎矩圖 圖 38 地震作用力下的框架 剪力、軸力圖 12 豎向荷載作用下橫向框架的內力分析 ?、刑栞S線橫向框架進行計算，計算單元寬度為 6m，如圖 39所示。由于房間內不布置次梁，故直接轉給該框架的樓面荷載以集中力的形式傳遞給橫向框架，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架的中心線和柱的中心線不重合，因此在框架上還作用有集中力矩。此處仍用中框架為例來進行計算： 圖 121 框架結構布置圖 1. 恒載計算： 恒載作用簡圖M1P1q2q1M2P2 P2q239。24006300 6300M1P1q2M2q1q139。 在圖中， 1q 、 39。1q 代表橫梁自重（ 24 層包括墻體自重），為均布荷載形式。2q 、 39。2q 分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。 P P2 分別為由邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的恒載（它包括梁自重、樓板重和女兒墻等構件的重力荷載）。 M M2 為由于柱的偏心引起的彎矩。根據(jù)幾何關系對各樓層計算如下： 第 6 層： 線荷載： 1q = /KNm 39。1q = /KNm 2q == /KNm 39。2q == /KNm 集中力： P1=1/21/22+++ = /KNm P2=[1/21/22+（ +） /42] + = /KNm 集中力矩： M1=p1 e1=()/2= m? M2=p2 e2=63..638()/2= m? 第 25 層： 線荷載： 1q =+（ ） = /KNm 39。1q =