【文章內容簡介】 計算表層數(shù)柱高度砼彈性模量截面尺寸慣性矩梁線剛度ibhc/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4EcIc/ hc/Nmm14550104350350101010102～3360010435035010101010ABCD700018007200360036004050 梁柱相對線剛度柱的側移剛度D按公式： 計算，式中為柱側移剛度修正系數(shù)，根據(jù)梁柱線剛度比不同，柱可分為中柱、邊柱。查表得：對于一般層： 對于底層： 橫向一榀框架柱側移剛度D計算表層次層高 (m)柱根數(shù)N/mm2~3邊柱219775132476中柱2463751邊柱21951098592中柱229786 橫向框架層間側移剛度D統(tǒng)計表層次123∑Di985928=7887361324768=10598081059808該框架為橫向承重框架，不計算縱向側移剛度?！艱1/∑D2=788736/1059808=＞。，所以該框架為規(guī)則框架。5橫向水平作用下框架結構的內力計算和側移計算 根據(jù)結構水平地震作用計算的底部剪力法 [24]，基本周期Ti可按下式計算：式中，——計算結構基本自振周期用的結構頂點假想位移，單位為m，即假想把集中在各樓層處的重力荷載代表值作為該樓層水平荷載來計算結構頂點彈性水平位移[11]；——結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)。按以下公式計算： 注： ∑D ij 為第i層的層間側移剛度，（△u）i為第i層的層間側移，（△u）k為第k層的層間側移，s為同層內框架柱的總數(shù)。故先計算結構頂點的假想側移，： 結構頂點的假想位移計算層次Gi（kN）VGi (kN)∑D i（N/mm）△ui（mm）UT（mm）31059808210598081788736由上表計算基本周期， 。 水平地震作用及樓層地震剪力計算，因本結構高度不超過40m，質量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用。計算總水平地震作用標準值，即底部剪力。 式中， ——相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；——結構等效總重力荷載，多質點取總重力荷載代表值的85％；設防烈度7度，天津地區(qū)地震分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅱ類，查規(guī)范得特征周期：，查表得，水平地震影響系數(shù)最大值；由水平地震影響系數(shù)曲線來計算，式中，——衰減系數(shù)，＝，；因為根據(jù)抗震結構設計，δn=，所以不需要考慮頂部附加水平地震作用。按底部剪力法求得基底剪力，按下式分配各層的質點水平地震作用：式中：、分別為集中于質點i、j的荷載代表值；、分別為質點i、j的計算高度。具體計算過程如下表，各樓層的地震剪力按 來計算，一并列入表中。 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次GiHi/∑GjHj321∑各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布[15]。F3F2F1V3V2V1水平地震作用下框架第層的層間剪力、層間位移和頂點位移u i分別按下列公式計算： 各層的層間彈性位移角，根據(jù)《抗震規(guī)范》，考慮填充墻抗側力作用的框架，層間彈性位移角限值[θe]1/550。計算過程如下表：層次3105980836001/37502105980836001/2057178873645501/1527由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/15271/550，滿足要求。此處以結構平面圖中軸線橫向框架內力計算為例，說明計算方法，邊框架和縱向框架的計算方法步驟與橫向中框架完全相同?？蚣苤袅蛷澗赜嬎悖捎肈值法。柱端剪力按下式來計算： 柱上、下端彎矩、按下式來計算： 式中：Dij—i層j柱的側移剛度；h為該層柱的計算高度；y—反彎點高度比；yn—標準反彎點高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度，和柱的相對線剛度的比值，總層數(shù)m，該層位置n查表確定； y1—上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值 及查表得；y2—上下層層高變化的修正值，由上層層高對該層層高比值及查表；y3—下層層高對該層層高的比值及查表得。需要注意的是是根據(jù)表：倒三角形分布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比查得。當i1+i2＞i3+i4時，反彎點下移，查表時應取I= (i3+i4 )/(i1+i2)，查得的冠以負號，對于底層柱不考慮修正值，即=0；對于頂層柱，不考慮修正值，取=0，對于底層柱，不考慮修正值，即=0。 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/kN∑Dij/(N/mm)Dij/(N/mm)Vij/kNKy/kNm/kNm31059808197752105980819775178873619510 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/kN∑Dij/(N/mm)Dij/(N/mm)Vij/kNKy/kNm/kNm31059808463752105980846375178873629786梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算[16]： 式中、分別表示節(jié)點左、右梁的線剛度；、分別表示節(jié)點左右梁的彎矩；為柱在i層的軸力，具體計算結果如表下表：、剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱軸力///m/ kN///m/ kN邊柱N/ kN中柱N/ kN37271 左地震作用下框架彎矩圖(kN) 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖(kN) 風荷載標準值計算垂直于建筑物表面上的風荷載標準值當計算主要承重結構時按下式來計算：= 式中，—風荷載標準值（kN/m2）；—高度z處的風振系數(shù)；s —風荷載體型系數(shù)；—風壓高度變化系數(shù)；—基本風壓 （kN/m2）。由《荷載規(guī)范》，天津地區(qū)重現(xiàn)期為50年的基本風壓：=，地面粗糙度為C類，有密集建筑群的城市市區(qū)。風載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》： =（迎風面）和=（背風面）,所以風載體系數(shù)=（）=?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于30m，應采用風振系數(shù)來考慮風壓脈動的影響。本設計中，房屋高度H= 30m，H/B= ，則不需要考慮風壓脈動的影響，取=。節(jié)點風荷載： 其中，A為一榀框架各層節(jié)點的受風面積，取上層的一半和下層的一般之和，頂層管道女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計算高度應從室外地面開始取。根據(jù)各樓層標高處的高度Hi由171。荷載規(guī)范187。，代入上式可得各樓層標高處的風荷載。層次Hi/m(kN/m2)A (m2)Pw (kN)321F1=F3=F3=(kN)根據(jù)水平荷載，計算層間剪力，再依據(jù)層間側移剛度，計算出各層的相對側移和絕對側移[17]。計算過程如下表：層次層高/mm3360010598081/5142852360010598081/225000145507887361/133823由表可以看出，風荷載作用下框架的最大層間位移角為一層的1/133823,遠遠小于1/550，滿足規(guī)范要求。計算方法與地震作用下的相同, 仍以結構平面圖中軸線橫向框架內力計算為例，說明計算方法，邊框架和縱向框架的計算方法步驟與橫向中框架完全相同?？蚣苤袅蛷澗赜嬎?，采用D值法[18]。柱端剪力按下式來計算： 柱上、下端彎矩、按下式來計算： 需要注意的是，風荷載作用下的反彎點高比是根據(jù)表：均布水平荷載作用下的各層標準反彎點高度比查得。 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/kN∑Dij/(N/mm)Dij/(N/mm)Vij/kNKy//31059808197752105980819775178873619510 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/kN∑Dij/(N/mm)Dij/(N/mm)Vij/kNKy//31059808463752105980846375178873629786梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算[16]： 式中、分別表示節(jié)點左、右梁的線剛度；、分別表示節(jié)點左右梁的彎矩；為柱在i層的軸力，具體計算結果如表下表:、剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱軸力///m/ kN///m/ kN邊柱N/ kN中柱N/ kN37271 風荷載作用下框架彎矩圖(kN) 風荷載作用下梁端剪力及柱軸力圖(kN)6 框架內力組合 結構抗震等級 結構的抗震等級可根據(jù)結構類型、地震烈度、房屋高度等因素，查規(guī)范得到，該框架結構，高度h=30m，地處抗震設防烈度為7度的天津地區(qū)，因此該框架為三級抗震等級。 承載力抗震調整系數(shù)從理論上講，抗震設計中采用的材料強度設計值應高于非抗震設計時的材料強度設計值。但為了應用方便，在抗震設計中仍采用非抗震設計時的材料強度設計值，而是通過引入承載力抗震調整系數(shù)γRE來提高其承載力。 承載力抗震調整系數(shù)γRE受彎梁偏壓柱受剪軸壓比軸壓比梁一般取梁端和跨中作為梁承載力設計的控制截面。一般情況下，梁端為抵抗負彎矩和剪力設計控制界面，但在有地震作用組合時，也要組合梁端的正彎矩，因此梁的最不利組合內力有： 梁端截面：?Mmax，+Mmax，Vmax；梁跨中截面：+Mmax。 作用效應組合 結構或結構構件在使用期間，可能遇到同時承受永久荷載和兩種以上