【文章內(nèi)容簡介】 kN/m (+)m 48 = kN外墻： kN + kN 內(nèi)墻： kN + kN門： kN + = kN鋁合金窗： kN+ kN = 樓梯： [ kN/m 2+( +) kN/m] 2= G1= kN 質(zhì)點重力荷載代表值示意圖： 結(jié)構(gòu)質(zhì)點重力荷載（單位：kN） 水平地震作用下框架內(nèi)力和位移的計算 地震作用的計算① 橫向自振周期按頂點位移法計算框架的自振周期。頂點位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法，將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡化為無限質(zhì)點的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點位移表示的基頻公式。這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期：結(jié)構(gòu)頂點假想位移可以由下列公式計算，計算過程，： () () () ()式中：：基本周期調(diào)整系數(shù)。考慮填充墻對框架自振周期影響的折減系數(shù)，—，：框架結(jié)構(gòu)的頂點假想位移。在未求出框架的周期前，無法求出框架的地震力及位移，是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點位移。然后由求出，再用求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。：第i層第j根柱的抗側(cè)移剛度 框架結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算表層次各層重量(kN)總重量(kN)層間剛度(kN/m)=(mm)4109832831098328210983281623134按公式（）計算基本周期T，其中UT量綱為m，取=T1== = = s上式中，對于民用建筑取=~，本設(shè)計取=；對于Ⅱ類場地土近似取特征周期值Tg =② 橫向水平地震作用的計算根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010），對于高度不超過40米，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿著高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡化方法計算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計算抗震作用。在Ⅱ類場地，7度設(shè)防區(qū)，設(shè)計地震分組為第一組情況下，由《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010）——2可查得：結(jié)構(gòu)的特征周期Tg和水平地震影響系數(shù)最大值為：Tg =，=則，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)等效總重力荷載：。T1 = = s，故需考慮框架頂部附加集中力作用。對于多層鋼筋混凝土房屋，頂部附加地震作用系數(shù)可以按照特征周期Tg及結(jié)構(gòu)的基本周期T1來確定，當(dāng)Tg=~，框架橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為：結(jié)構(gòu)底部：故附加的集中水平地震作用為： 樓層地震作用和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值計算表層 次層 高(m)高 度(m)重 量 (kN)()剪力 Vi(kN)4321 水平地震荷載作用下的結(jié)構(gòu)變形驗算根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010）的要求，本結(jié)構(gòu)須進(jìn)行多遇地震作用下的抗震變形驗算，要對結(jié)構(gòu)的變形加以限制，使其層間彈性位移以及結(jié)構(gòu)頂點位移不超過一定的限值。對于砌體填充墻的框架結(jié)構(gòu)，其層間彈性位移限值為≤，其頂點彈性位移變形限值≤。 結(jié)構(gòu)變形計算表層 次層 高(m)剪力 Vi(kN)剛度(kN/m)層間位移=(m)410983281/5156310983281/3204210983281/250016231341/1624由上表可知，結(jié)構(gòu)層間相對位移均小于，故其層間彈性位移滿足要求。同時，最大位移發(fā)生在第一層，其樓層最大位移與樓層高之比：小于《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010）[]=1/550，故結(jié)構(gòu)頂點位移也滿足要求。橫向框架上的地震作用簡圖，： 橫向框架上的地震作用簡圖 水平地震荷載作用下橫向框架(KJ2)內(nèi)力計算由底部剪力法計算出來的每層的地震剪力，按照每榀框架的剛度比值分配到每榀框架上，而每榀框架的地震剪力按柱的剛度比值分配到每一根柱上，最后以反彎點法求結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。其內(nèi)力的計算如下：① 地震剪力的分配在每層結(jié)構(gòu)中，KJ2的地震剪力分配系數(shù)為：非底層；底層故地震剪力分配如下表： 地震剪力分配計算表第四層 = kN= kNA柱B柱 = =第三層 = kN= kNA柱B柱= = 第二層 = kN= kNA柱B柱== 第一層 = kN= kNA柱B柱== 注：在剪力分配時，D柱與A柱相同，C柱與B柱相同，故表中未列出D柱和C柱的剪力。② 柱的反彎點高度計算 反彎點高度計算表位置系數(shù)ABCD第四層m=4n=4h=同B柱同A柱110011001100y第三層m=4n=3h=同B柱同A柱110011001100y第二層m=4n=2h=同B柱同A柱110011000y第一層m=4n=1h=同B柱同A柱－－0000－－00y注：由m、n及查表得到。 由及查表得到，；當(dāng)時，取倒數(shù)，即，并且值取負(fù)號“—”。 由及查表得到。 由及查表得到。 5；。③ 柱端彎矩及剪力計算框架第i層j柱分配到的剪力Vij以及該柱上、下端的彎矩和分別按下列各式計算：柱端剪力：柱端彎矩：下端 上端 式中：Dij為i層j柱的側(cè)移剛度；h為該層柱的計算高度，y為框架的反彎點高度比。：(C柱和B柱相同，D柱和A柱相同) 柱端彎矩圖（）④ 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算根據(jù)節(jié)點平衡，分別按下式計算。；；2323金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 各層柱端彎矩及剪力計算表 （M： V：kN N: kN）層次層間剪力總剪力柱別yh（kN）（kN）()()(kN)(m)4邊柱中柱3邊柱中柱2邊柱中柱1邊柱中柱注：地震作用下按倒三角分布水平力考慮，根據(jù)對稱只算A、B軸。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算24 地震作用下梁端彎矩 （M： V：kN N: kN）層次柱別 () ()節(jié)點左右梁線剛度邊跨梁端彎矩 M()中跨梁端彎矩M ()地震作用下梁端剪力邊跨梁跨中彎矩()左梁右梁左梁右梁4邊柱—72000中柱72000253133邊柱—72000中柱72000253132邊柱—72000中柱72000253131邊柱—72000中柱7200025313注：柱軸力中的負(fù)號表示拉力，當(dāng)為地震作用的時候，兩側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 地震作用梁剪力、柱軸力計算表（M： V：kN N: kN）層次柱別 () ()地震作用下梁端剪力柱軸力4邊柱中柱3邊柱　中柱2邊柱　中柱1邊柱　中柱⑤ 水平地震作用下的框架內(nèi)力圖(左向)框架的彎矩圖由柱端彎矩和梁端彎矩可以直接做出，彎矩圖畫在構(gòu)件的受拉邊，不標(biāo)正負(fù)號。，做出剪力圖?？蚣茌S力圖即柱軸力圖，即可做出柱的軸力圖，軸力以柱受壓為正。圖 地震作用下框架彎矩圖（）圖 地震作用下框架剪力圖（） 地震作用下框架軸力圖（） 橫向水平風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力和側(cè)移計算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值取平面圖2軸線橫向框架，則沿高度方向分布的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：。由《荷載規(guī)范》查得，風(fēng)載體型系數(shù)：；背風(fēng)面為–，因結(jié)構(gòu)高度H = m＜30 m（從室外地面算起），取風(fēng)振系數(shù)，本工程為中學(xué)宿舍，地面粗糙度屬B類，根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度H可以查得相應(yīng)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)，： 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算層次H (m)W0(kN/m2)Wk(kN/m2)A(m2)Pi(kN)4321 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算 框架側(cè)移 風(fēng)載作用下框架側(cè)移層次層高h(yuǎn)i(m)Pik (kN)Vik (kN)() (mm)總側(cè)移 (mm)4321 層間側(cè)移其中。相對側(cè)移： ，滿足要求。 頂點側(cè)移側(cè)移： 相對側(cè)移： ，滿足要求。 風(fēng)荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 水平風(fēng)荷載作用下框架層間剪力 風(fēng)載作用下層間剪力（） 水平風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力① 柱的反彎點高度計算 反彎點高度計算表位置系數(shù)ABCD第四層m=4n=4h=同B柱同A柱110011001100y位置系數(shù)ABCD第三層m=4n=3h=同B柱同A柱110011001100y第二層m=4n=2h=同B柱同A柱110011000y第一層m=4n=1h=同B柱同A柱－－0000－－00y② 柱端彎矩及剪力計算框架第i層j柱分配到的剪力Vij以及該柱上、下端的彎矩和分別按下列各式計算：柱端剪力：柱端彎矩：下端 上端 式中：Dij為i層j柱的側(cè)移剛度；h為該層柱的計算高度，y為框架的反彎點高度比。：。(C柱和B柱相同，D柱和A柱相同)3131金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第4章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 風(fēng)荷載作用下框架柱剪力及柱端彎矩計算表層次層間剪力總剪力柱別