【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 40厚，兩面抹灰，近似按加厚墻體計(jì)算（考慮抹灰重量），采用機(jī)器制普通磚，磚自重為15，墻體為240mm厚粘土空心磚，外墻面貼瓷磚()，內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為： 內(nèi)墻為240mm粘土空心磚，兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為： ，則表33 墻體自重墻體的位置每片面積（m2）片數(shù)重量（kN）總計(jì)（kN）底層外縱墻14底層內(nèi)縱墻14底層外橫墻4 2 底層內(nèi)橫墻122～5層外縱墻 142～5層內(nèi)縱墻142～5層外橫墻42 2～5層內(nèi)橫墻12注：① 墻厚=240+202=280mm（考慮抹灰層）。② 單位面積重為 119=。③ 女兒墻自重墻體為120mm單磚，女兒墻高為600mm，外墻面貼瓷磚()，內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則女兒墻重力荷載為：（＋15＋17）=（＋15＋17）（2+2）= 門(mén)窗的自重根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB500092010，，計(jì)算結(jié)果如表335所示：表34 門(mén)窗自重層數(shù)墻體位置門(mén)、窗扣除門(mén)窗的尺寸個(gè)數(shù)扣除部分墻體重量門(mén)窗重量總扣除重量總和1～5外墻窗70688門(mén)3332 各層的荷載的組合屋蓋和樓蓋重力代表值為：屋蓋層=女兒墻+屋面恒載+50%雪載+縱橫梁自重+半層柱重+半層墻重（墻和門(mén)窗）樓蓋層=樓面恒載+50%樓面活載+縱橫梁自重+樓面上下各半層柱+樓面上下各半層墻重將上述各荷載相加，得到集中于各層樓面的重力荷載代表值如下：五層： G5=＋+1/2＋＋1/2＋1/2 (－－)=四~二層：G4～2=＋＋＋1/22＋1/2(－－)2=底層： =＋＋＋1/2(+)＋1/2(+)－－= 重力荷載代表值 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移和內(nèi)力計(jì)算 橫梁的線(xiàn)剛度混凝土為C30: ， 在框架結(jié)構(gòu)中，對(duì)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(cè)移，為了考慮這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=(為梁的截面慣性矩)，對(duì)中框架梁取I=2來(lái)計(jì)算：梁線(xiàn)剛度計(jì)算 邊跨 =3006003/6700=中跨 =3004003/2760=表35 橫梁線(xiàn)剛度計(jì)算表類(lèi)別層次截面尺寸慣性矩跨度線(xiàn)剛度邊框架中框架邊跨1～53006006700中跨1～53004002760 橫向框架柱的線(xiàn)剛度及側(cè)移剛度D值 橫向框架柱的線(xiàn)剛度柱的線(xiàn)剛度見(jiàn)表36所示，橫向框架柱側(cè)移剛度D值見(jiàn)表37所示。柱線(xiàn)剛度計(jì)算：底層柱線(xiàn)剛度： =Ec5005003/=其它層柱線(xiàn)剛度： =Ec表36 柱的線(xiàn)剛度柱號(hào)Z截面()()()Z15005004750Z25005003800 橫向框架柱的側(cè)移剛度D值柱的側(cè)移剛度按計(jì)算，由于梁線(xiàn)剛度比不同，所以柱可以分為邊框邊柱，邊框中柱，中框邊柱，中框中柱。 表37 橫向框架柱側(cè)移剛度D值計(jì)算表 層次 （一般層） （一般層) （底層） （底層）底層邊框架邊柱4邊框架中柱(+)/=4中框架邊柱12中框架中柱(+)/=12∑D（底層）509444標(biāo)準(zhǔn)層邊框架邊柱2/2=4邊框架中柱(+)2/2=4中框架邊柱2/2=12中框架中柱(+)2/2=12∑D（標(biāo)準(zhǔn)層層） 橫向框架自震周期本處按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自震周期：此方法是求結(jié)構(gòu)基頻的一種近似方法，將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡(jiǎn)化成無(wú)限質(zhì)點(diǎn)的懸臂之桿，導(dǎo)出直感頂點(diǎn)位移的基頻公式，所以需先求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，按式來(lái)求結(jié)構(gòu)的基本周期： ——基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減小的影響。 框——架頂點(diǎn)位移，而在求框架周期前，無(wú)法求框架地震力和位移，是將框架的重力荷載頂點(diǎn)位移，由求，再由求框架結(jié)構(gòu)底部剪力，再求各層剪力和結(jié)構(gòu)的真正的位移，如表38所示。表38 橫向框架頂點(diǎn)位移層次54321509444因此： T1== = ，因本工程結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m，質(zhì)量剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用， 設(shè)防烈度7度地震分區(qū)為一區(qū)，查表得(水平地震影響系數(shù)最大值)。Ⅰ類(lèi)場(chǎng)地近震時(shí)特征周期：=；結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按計(jì)算。由于=﹥==(s)，需考慮頂點(diǎn)附加地震作用。而 △Fn=，= += =(/ ) =() =1533kN△Fn=1533=∑GjHj=+(+)+(++)+(+3)+(+4) = kNF1=247。1533()= kNF2=247。1533()= kNF3=247。1533()= kNF4=247。1533()= kNF5=247。1533()+= kN表39 各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次(m)(m)(kN)()(kN)(kN)54321 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力由于為鋼筋混凝土框架，因此其彈性層間位移角限值為1/550； 表310 橫向框架抗震變形驗(yàn)算 層次層間剪力Vi()層間剛度Di()層間位移Vi/Di(mm)層高h(yuǎn)i(mm)層間相對(duì)彈性轉(zhuǎn)角5380043800338002380015094444750 注：=θe〈[θe] =1/550，因此均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 水平地震作用下橫向框架的內(nèi)力分析 橫向框架柱端彎矩及剪力此處采用中框架為例計(jì)算，邊框架和縱向框架的計(jì)算方法步驟與橫向中框架完全相同：框架柱剪力和彎矩計(jì)算，采用D值法； 求框架柱的剪力和彎矩時(shí)，此處采用D值法來(lái)進(jìn)行求解；其計(jì)算的過(guò)程和結(jié)果如下表所示：其中反彎點(diǎn)位置的確定考慮梁和層高的影響作用，既：；當(dāng)＞時(shí)，反彎點(diǎn)下移，查表時(shí)應(yīng)取，查得的冠以負(fù)號(hào)，對(duì)于底層柱不考慮修正值，即=0；對(duì)于頂層柱，不考慮修正值，取=0，對(duì)于底層柱，不考慮修正值，即=0，取中框架。以5層邊柱為例：Dij=，∑Dij=357660，Dij/∑Dij=Vij=== =Vij yh== Vij(1y) h=()=同理可得其它層邊柱的柱端彎矩，也可得出中柱的柱端彎矩，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列表如下：表311各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次柱高()層間剪力()()()()54321表312 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次柱高()層間剪力()() ()()54321 橫向框架梁端彎矩及剪力根據(jù): 梁端彎矩按節(jié)點(diǎn)彎矩平衡條件，將節(jié)點(diǎn)上、下端彎矩之和按左、右梁的線(xiàn)剛度比例分配： 式中 ， 分別表示節(jié)點(diǎn)上、下兩端柱的彎矩；，分別表示節(jié)點(diǎn)左、右梁的線(xiàn)剛度；，分別表示節(jié)點(diǎn)左、右梁的彎矩；梁端剪力根據(jù)梁的兩端彎矩，按下式計(jì)算：計(jì)算出梁端的彎矩及剪力，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。表313 邊梁彎矩及剪力計(jì)算層次(m)()()()54321表314 走道梁彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算層次(m)()()()邊柱軸力中柱軸力5––4––3––2––1––注： ① 柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓。 ② 表中M單位為kNm，V單位為kN，N單位為kN，l單位為m。 橫向框架各層水平地震作用下彎矩圖 梁端剪力及柱軸力 橫向風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)按下式來(lái)計(jì)算： 式中 —風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值()；—高度Z處的風(fēng)振系數(shù)； —風(fēng)荷載體型系數(shù)；—風(fēng)壓高度變化系數(shù)；—基本風(fēng)壓（）。由《荷載規(guī)范》，合肥地區(qū)重現(xiàn)期為50年的基本風(fēng)壓：=，地面粗糙度為B類(lèi)。風(fēng)載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》：=（迎風(fēng)面）和=（背風(fēng)面）。H/B=，框架結(jié)構(gòu)(～)= (～)4=～(s)，由《荷載規(guī)范》、=、ν=。由式 可算得仍取中框橫向框架柱，沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q(z)＝= 根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度Hi由《荷載規(guī)范》，代入上式可得各樓層標(biāo)高處的q1（z），q2（z）。表315 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次 (迎)(背)5432 1 風(fēng)荷載沿房屋高度分布圖其中，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層取到女兒墻頂，底層只取到下層的一半。注意底層的計(jì)算高度應(yīng)從室外地面開(kāi)始取。 =(+)(+)==(+)= =(+)==(+)==(+)(+)= 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算根據(jù)上述計(jì)算的水平荷載求出層間剪力，然后依據(jù)中框柱框架層間側(cè)移剛度計(jì)算各層相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表316。表316 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次層高(mm)5380043800338002380014250由表316可見(jiàn)，遠(yuǎn)小于1/550=，滿(mǎn)足規(guī)范要求。 風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算過(guò)程與水平地震作用下的相同，見(jiàn)表317。表317 各層邊柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次柱高()層間剪力()()Ky()()54321表318 各層中柱柱端彎矩及剪力計(jì)算層次柱高()層間剪力()()Ky54321 風(fēng)載作用下的彎矩圖 風(fēng)載作用下的梁端剪力及軸力圖 豎向荷載作用下橫向框架的內(nèi)力計(jì)算仍取此中框架一榀框架為例計(jì)算，如圖所示，由于房間無(wú)次梁，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)板和縱向框架梁以集中力的形式傳遞給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上，由于縱向框架中心線(xiàn)與柱的中心線(xiàn)不重合，因此在框架上還有集中力矩。 橫向框架計(jì)算單元 荷載計(jì)算