【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 向規(guī)則框架。5 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算 橫向自振周期計(jì)算按式Ge=Gn+1（1+3）將突出房屋重力荷載代表值折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層，即：Ge=（1+3/2）= KN （）基本自振周期T1（s）可按下式計(jì)算：T1= （uT）1/2 （）注：uT假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。ψT結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)。uT按以下公式計(jì)算： VGi=∑Gk （）（△u）i= VGi/∑D ij （）uT=∑（△u）k （）注：∑D ij 為第i層的層間側(cè)移剛度。（△u）i為第i層的層間側(cè)移。（△u）k為第k層的層間側(cè)移。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算過(guò)程見下表，其中第六層的Gi為G6和Ge之和。 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想位移計(jì)算 層 次Gi（kN）VGi（kN）∑D i（N/mm）△ui（mm）ui（mm） 6587192 5587192291 4587192 3587192 2598828 1527503則：T1=()1/2= 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》（GB50011—2010）規(guī)定，對(duì)于高度不超過(guò)40米，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿著高度方向分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單 質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法計(jì)算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計(jì)算抗震作用。=（++4+） （） = KN本設(shè)計(jì)場(chǎng)地類別為第Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，則可知，，計(jì)算地震影響系數(shù)為：а1=（Tg/T1）=（）=， （）Fek== KN因?yàn)門1 = Tg =，故應(yīng)該考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震系數(shù)為： = T1+=+= （） 各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按下式計(jì)算： , Vi= （）各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算過(guò)程如下表所示 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力 層次Hi（m）Gi（kN）GiH（kNm）GiHi/∑GjHjFi（kN）Vi（kN）∑G（kN）∑Gj（kN）65 214 321根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》（GB50011—2010）規(guī)定：抗震驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求：VEKI∑Gj與Vj的大小關(guān)系，查表所得。其值均小于各層所對(duì)應(yīng)的Vj值，因此水平地震剪力按上表計(jì)算結(jié)果計(jì)算。、. 水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移（△u）i和頂點(diǎn)位移u i分別按下列公式計(jì)算：（△u）i =Vi/∑Dij u i=∑（△u）k （）各層的層間彈性位移角θe=（△u）i/hi， （） 由《抗震規(guī)范》，考慮磚填充墻抗側(cè)力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]1/550。 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次 6 58712939001/1775 5 58712939001/995 458712939001/733 358712939001/609 259882839001/555 152750354001/636①由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第二層，1/5551/550,滿足要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算以框架布置圖中3軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例說(shuō)明計(jì)算方法，其余框架內(nèi)力計(jì)算略。用到的公式有Vij=DijV i /∑Dij （）Mbij=Vijyh （）Muij=Vij（1y）h （）y=yn+y1+y2+y3 （）注：yn框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比。 y1為上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 yy3為上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 y框架柱的反彎點(diǎn)高度比。，∑，.底層柱需考慮修正值y2，第二層柱需考慮修正值y3，其它柱均無(wú)修正。 各層邊柱端彎矩及剪力計(jì)算（M單位KNm,V單位KN） 層次hi（m）Vi（kN）∑Dij（N/mm）邊 柱DijVijKyMbijMuij646213216225546213216225446213216225346213216225247114416583140462815645 各層中柱端彎矩及剪力計(jì)算（M單位KNm,V單位KN） 層次hi（m）Vi（kN）∑Dij（N/mm）中 柱DijVijKyMbijMuij646213222286546213222286446213222286346213222286247114422679140462818074梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計(jì)算Mlb=ilb （） Mbi+1，j Mrb=irb（Mbi+1，j + Mui，j）/（ilb+ irb） （）V b=（Mlb+ Mrb）/ l （） MrbNi=∑（Vlb Vrb）k （）ilb和irb分別表示節(jié)點(diǎn)左右梁的線剛度，取自表4，Ni為柱在第i層的柱軸力，以受壓為正，Mlb和Mrb分別表示節(jié)點(diǎn)左右梁的彎矩，結(jié)果見下表18. Mui，j 梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算 層 次邊 梁走 道 梁柱軸力邊柱N中柱N654321①柱軸力的負(fù)號(hào)表示拉力。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱子為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱子為壓力。②M單位為KNm,V單位為KN,L單位為m 。水平地震作用下框架的彎矩圖、： 水平地 震 作 用下框 架 結(jié) 構(gòu) 剪 力和 柱 軸 力 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)彎矩 6 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算（橫向框架） 橫向框架內(nèi)力計(jì)算取軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，所以在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。 橫向一榀框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 荷載計(jì)算 恒載計(jì)算在上圖中，qq1，代表橫梁自重，為均布荷載形式。對(duì)于第6層，q1= KN/mq1，= KN/m。q和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。由上圖所示幾何關(guān)系可得：q2== KN/m ，q2，== KN/m。PP2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、女兒墻重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下： 恒載作用下梁上荷載分布圖由上圖所示幾何關(guān)系可得：q2==，q2，== KN/m。PP2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、女兒墻重、樓板重等重力荷載，計(jì)算如下：P1=[（1/2）2+（+）/2]+++7= KN/m.P2= KN/m.集中力矩：M1=p1e1= （）/2= kN m （） M2=p2e2=（）/2= kN m對(duì)于25層：q1包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，造型陽(yáng)臺(tái)荷載簡(jiǎn)化為集中力和對(duì)柱中心彎矩，其它荷載的計(jì)算方法同第6層，計(jì)算結(jié)果為： q1=+()= KN/m. q1，= KN/mq2== KN/m q2，== KN/mP1=[（1/2）2+（+）/2]+++（2）+2=P2=[（1/2）2+（+）/2+（+）/22]+++3= KN/mM1=p1e1=（）/2= mM2=p2e2=（）/2= kN m對(duì)于第一層：q1=+（）= KN/m. q1，= KN/m q2== KN/m q2，== KN/mP1=[（1/2）2+（+）/2]+++（2）+2= KN/mP2=[（1/2）2+（+）/2+（+）/22]+++3= KN/mM1=p1e1=（）/2= kN mM2=p2e2=（）/2= kN m 活載計(jì)算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下：對(duì)于第6層，q2== KN/m q2，== KN/m 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布P1=[（1/2）2+（+）/2]= KN/mP2=[（1/2）2+（+）/2+（+）/22]= KN/mM1=p1e1=()= kN m M2=p2e2=()= kN m同理，在屋面雪荷載（ KN/m2.）作用下：q2== KN/m q2，== KN/mP1=M1=p1e1== kN m M2=p2e2== kN m對(duì)于25層：q2== KN/m q2，== KN/mP1=M1= p1e1== kN m M2=p2e2== kN m對(duì)于1層：q2== KN/m q2，== KN/mP1= KN/m P2= KN/mM1= p1e1=（）/2= kN mM2=p2e2=（）/2= kN m將以上計(jì)算匯總，、. 橫向框架恒載總表 層次q1(kN /m)(kN /m)q2(kN /m)q2，(kN /m)P1（kN）P2（kN）M1kN mM2kN m6251 橫向框架活載總表 層次q2