【文章內(nèi)容簡介】 )b/mmh/mmIc/mm4EcIc/hc/kNm2～53600 104450450 109 10414650 104500500 109 104注：① E為混凝土彈性模量。 ② I0為梁、柱換算截面慣性矩且I0 = bh3 / 12。 ③ 現(xiàn)澆樓面：中框架取Ib =2I0；邊框架取Ib = I0 。 ④ EcI0/l 為梁的線剛度。 柱抗側(cè)移剛度計算柱的側(cè)移剛度 D 值按下式計算： （32）式中：α 為柱側(cè)移剛度修正系數(shù) ，對不同情況按式334 計算，其中K 表示梁柱線剛度比。一般層： = （33）首層： = （34）求得各框架柱的側(cè)移剛度如表336所示：表35邊框架柱子的側(cè)移剛度部位層高m柱子剛度/104kNm邊跨梁線剛度/104kNm中跨梁線剛度/104kNm邊 框 架 邊 柱C1（4根）邊 框 架 中 柱C2（4根）K1α1DC1K2α2DC22521279914883121087111972表36中框架柱子的側(cè)移剛度部位層高m柱子剛度/104kNm邊跨梁線剛度/104kNm中跨梁線剛度/104kNm邊 框 架 邊 柱C3（24根）邊 框 架 中 柱C4（24根）K1α1DC1K2α2DC225146721667811187812960層間側(cè)移剛度的計算結(jié)果如表37所示：表37 層間側(cè)移剛度的計算部 位各 層 柱 子 側(cè) 移 剛 度層 間 剛 度∑DC1∑DC2∑DC3∑DC4∑Di25511965953235212840027286312814348447888285072311040687484 ∑D1/∑D2=687484/863128=﹥ 滿足最大彈性層間側(cè)移要求。 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 橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算1. 框架自振周期計算結(jié)構(gòu)的基本自振周期采用頂點位移法，公式為 （35）式中：ψT 為結(jié)構(gòu)基本周期考慮非承重磚墻影響系數(shù)，取為 。 UT 為結(jié)構(gòu)基本自振周期時的結(jié)構(gòu)頂點假想位移。結(jié)構(gòu)的基本自振周期采用頂點位移法進行計算。頂點位移法的思路是：將以質(zhì)量均勻分布的懸臂結(jié)構(gòu)體系的基本周期用在重力荷載水平作用下所產(chǎn)生的水平頂點位移來表示。頂點位移可以通過將各質(zhì)點重力荷載代表值水平作用于體系各質(zhì)點上，然后，根據(jù)各樓層剛度，按靜力方法求出。 結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算層次樓層重力荷載Gi(kN)樓層剪力VGi(kN)樓層側(cè)移剛度 S (N/mm) 層間位移(?ui) (mm)樓層側(cè)移ui(mm)58631284863128386312828631281687484由式 35可得結(jié)構(gòu)的基本周期： T1 = ()1/ 2 =工程上，多自由度彈性體系水平地震作用的計算一般采用振型分解反應譜法，在一定的條件下還可以采用簡化的振型分解反應譜法－底部剪力法。這兩種方法也是我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010）中采用的方法。該結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)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。底部剪力法的思路是：首先計算出作用于結(jié)構(gòu)總的地震作用，即底部剪力，然后將總的地震作用按照一定規(guī)律分配到各個質(zhì)點上，從而得到各個質(zhì)點的水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值即底部剪力按式36計算： FEK = a1Geq （36）式中： a1 —為相應于結(jié)構(gòu)基本自振的水平地震影響系數(shù)值； G eq —為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點應取總重力荷載代表值，多質(zhì)點應取總重力荷載代表值的 85%本結(jié)構(gòu)防烈度為 7 度，地震加速度為 ，查表得αmax= 因為設(shè)計地震分組為第一組，場地土類別為二類場地，查表得 Tg=因為 ：Tg T1 5Tg 所以 又：T1=，則 T1≥=，故需考慮頂部附加地震作用的修正。由Tg= 得 附加地震作用力為各質(zhì)點的水平地震作用按式37為： （37） 式中： FEK —結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值； —相應于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值，應按本章(《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010）)確定，多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房，宜取水平地震影響系數(shù)最大值； Geq —結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點應取總重力荷載代表值，多質(zhì)點可取總重力荷載代表值的 85%； Fi —質(zhì)點 i 的水平地震作用標準值； Gi , G j —分別為集中于質(zhì)點 i、j 的重力荷載代表值； H i , H j —分別為質(zhì)點 i、j 的計算高度； —頂部附加地震作用系數(shù)； —頂部附加水平地震作用。為保證結(jié)構(gòu)基本安全性，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010）規(guī)定, 抗震驗算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應符合式38要求： (38)式中：VEKi —第 i 層對應于水平地震作用標準值的樓層剪力； l —剪力系數(shù)，不應小于表 39規(guī)定的樓層最小地震剪力系數(shù)值，對豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，尚應乘以 的增大系數(shù)； G j —第 j 層的重力荷載代表值。表 39 樓層最小地震剪力系數(shù)類別7 度8 度9 度 的結(jié)構(gòu)()()基本周期大于 的結(jié)構(gòu)(）()注： (1)基本周期介于 和 5s 之間的結(jié)構(gòu)，可插入取值； (2)括號內(nèi)數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為 和 的地區(qū)。水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)的層間位移?ui 和頂點位移分別按式（39）計算： （39）計算過程見表 310，表中還計算了各層的層間彈性位移 θe= ui / hi 。310 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次Hi /mGi /kNFi/kNVi /kNDiUi（m）θe= ui / hi58631284863128386312828631281687484注：(1)Hi 為層高，單位 m； （2）Gi 為每層的重力荷載代表值； (3) Fi 為每層的剪力； (4)Vi 為各層總的剪力。由上表可見，最大層間位移發(fā)生在底層，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010） 規(guī)定，對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)位移角要小于 1/550=。由表可知，各層間位移 角均小于 1/550，滿足要求。各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度分布圖圖 層間剪力分布圖框架柱端剪力及彎矩分別按式（310）和（311）計算，各柱反彎點高度比 y按式 312 確定。 （310） （311） （312）式中：Dij —i 層 j 柱的側(cè)移剛度； h —為該層柱的計算高度； y —為框架柱的反彎點高度比； y0 —為框架柱的標準反彎點高度比； y1 —為上、下層梁線剛度比修正值； y2 、 y3 —為上、下層層高變化時反彎點高度比的修正值。具體計算過程及結(jié)果見表 311。 地震荷載作用下梁端彎矩、剪力及柱的軸力計算可根據(jù)節(jié)點平衡和剛度分配原則得到表 311 在橫向地震作用下框架柱端剪力及彎矩計算層次54321hi /mVi /kNDikN/m863128863128863128863128687484邊柱Di1(kN/m)1467214672146721467211878Vi1yMi1u104Mi1b104中柱Di1(kN/m)1667816678166781667812960Vi1yMi1uMi1b注：（1）M 的量綱為 kNm； （2）V 的量綱為 kN。5. 水平地震作用下框架梁端彎矩和剪力對邊柱節(jié)點： 對中柱節(jié)點： 根據(jù)框架梁隔離體的平衡條件的剪力： 框架柱的軸力計算： 對于中柱，每個節(jié)點左右梁端剪力之差，即為柱的該層層間軸向力。 對于邊柱，節(jié)點一側(cè)的梁端剪力即為該層層間軸向力。表312框架梁端彎矩及柱軸力計算表層數(shù)邊跨梁中跨梁柱軸力M blM brLVbM blM brLVbN邊N中5續(xù)表312框架梁端彎矩及柱軸力計算表4321注：（1）Mbl、Mbr分別為梁左端、右端的彎矩（單位：kNm）； （2）L為梁跨度（單位：m）； （3）Vb為梁剪力，其方向以使梁產(chǎn)生正彎矩為正（單位：kN）?！督ㄖ拐鹪O(shè)計規(guī)范》（GB50011—2010）規(guī)定：設(shè)防烈度為 8 度和 9 度的大跨度結(jié)構(gòu)、長懸臂 結(jié)構(gòu)，以及設(shè)防烈度為 9 度區(qū)的高層建筑，除計算水平地震作用外，還應計算豎 向地震作用。本建筑設(shè)防烈度為 7 度，不需進行豎向地震作用計算。圖33左震作用下的梁剪力柱軸力圖注： (1柱軸力以壓力為正； (2)框架為左右對稱結(jié)構(gòu)。圖34左震作用下的梁柱彎矩圖注： (1)彎矩的量綱為 kNm； (2)框架為左右對稱結(jié)構(gòu)。 橫向風荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算1．風荷載標準值的計算《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009—2012）第 條規(guī)定風荷載標準值按式313計算： wk = b z ms m z w0 （313）式中： wk －風荷載標準值（kN/m2）； βz －高度z處的風振系數(shù)； μs －風荷載體型系數(shù)； μz －風壓高度變化系數(shù)； W0－基本風壓； 建筑處于B類地區(qū)，基本風壓 ，矩形平面,建筑高度為 ,30m，所以不考慮風壓脈動的影響，取βz =。由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009—2012）查得，μs= （迎風面）和μs=（背風面）,則μs=( )= 。則根據(jù)式 313 可得風荷載標準值，根據(jù)靜力等效原理將分布荷載轉(zhuǎn)化為各樓層處的集中荷載，如下表 313 所示。表 313風載及樓層處的集中力層數(shù)μsW0HiβzμzWkAiFi5=4321注：Hi 自室外低平地坪