【文章內(nèi)容簡介】 KN∑Di(N/mm)△Ui/mmUi/mm521590242159023215902221043615478171814按式T1=，其中u為結(jié)構(gòu)基本自震周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，～，此處取ψT= ，它的量綱為m。uT為計算結(jié)構(gòu)基本自震周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移（m），即假想把集中在各樓層面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載而得到的結(jié)構(gòu)頂點位移。則：T1==（S）按照底部剪力法的應(yīng)用條件：（1）建筑總高度不超過40米（2）建筑物沿高度方向剛度變化均勻，變形以剪切型為主（3）建筑結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有發(fā)生突變。對于本設(shè)計，這三點要求都能滿足，故采用底部剪力法。結(jié)構(gòu)總水平地震作用的標(biāo)準值按式FEK=a1Geq計算，即：Geq=∑Gi=(++++5478)==（Geq為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點應(yīng)取重力荷載代表值，多質(zhì)點應(yīng)取總重力荷載代表值的85%）。 由所提供的設(shè)計資料，多遇地震作用下場地屬A2區(qū)，水平地震影響系數(shù)最大值amax=,則： a1 =（Tg/T1）=（）=FEK=a1Geq=====,所以應(yīng)考慮頂部附加地震作用系數(shù)δn。當(dāng)T1〉 Tg且Tg≤ 時：δn= T1＋=＋=△ F5==各質(zhì)點的水平地震作用按式Fi=GiHi FEK（1－δn）/GjHj計算，將δn和FEK帶入可得：Fi=具體計算見下表（各樓層的地震剪力按式Vi=Fk），結(jié)果列入下表：表212 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/KNGiHi/GiHi/∑GjHjFi/KNVi/KN54321547827390650各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見下圖（a）和圖（b）:（a）水平地震作用分布（b）層間剪力分布圖23 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布水平地震作用下的層間位移△ui和頂點位移ui分別按式（△ui）=vi/Dij和U=（△u）k計算，△ui為層間位移，ui為頂點位移，計算過程見下表：表213 橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi/KN∑Di（N/mm）△ui/mmui/mmhi/mm5215902390042159023900321590239002210436390016501718145000查表可以知道，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值為1/550，因此，各層均滿足式△ue≤〔θe〕h的要求，其中〔△u/h〕=1/550。 橫向水平地震作用下框架內(nèi)力計算各柱的反彎點高度比y按式y(tǒng)=yn＋y1＋y2＋y3計算，當(dāng)為水平地震作用時，yn 由“倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準反彎點高度表”查得，底層柱需考慮修正值y2 ，第二層柱需要考慮修正值y3，其余均沒有修正。具體計算過程及結(jié)果見下表：表214 各柱的反彎點高度比層次邊柱中柱kyKy54321注：，V量綱為KN。、剪力及柱軸力計算梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式計算：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，以受壓為正。表215 各層柱端彎矩及剪力計算表柱號層次hi/mV/KN∑Di（N/mm）KyDiViMibMiu邊柱521590214006421590214006321590214006221043616398165017181411681中柱521590219814421590219814321590219814221043621522165017181412979表216 梁端彎矩、剪力及軸力計算層次邊梁（AB）走道梁（BC）柱軸力MblMbrlVbMblMbrlVbA柱B柱54321041注：1)柱軸力中的負號表示拉力。當(dāng)為左地震作用時，左側(cè)的兩根柱為拉力，右側(cè)的為壓力。2)表中M單位為kNm，V單位為kN，N單位為kN，l單位為m。水平地震作用下框架的彎矩圖如圖24所示。圖24 左地震作用下框架彎矩圖(kNm)圖25 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖（KN） 風(fēng)荷載標(biāo)準值風(fēng)荷載標(biāo)準值按式wk=βzusuzwo計算?；撅L(fēng)壓wo=㎡，由《荷載規(guī)范》=（迎風(fēng)面）和us=－（背風(fēng)面）?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)采用風(fēng)震系數(shù)βz來考慮風(fēng)壓脈動的影響。本設(shè)計中房屋高度H=〈30m，且H/B=〈，所以可以不考慮風(fēng)壓脈動的影響。T1=，wo T12==㎡。仍取橫向框架，則沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準值： q(z)==根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度Hi查取uz，帶入上式可得各樓層標(biāo)高處的q(z)，見下表，q(z)沿房屋高度的分布見下圖（a）（b）：圖26（a）風(fēng)荷載沿房屋高度的分布（KN/m）圖26（b）等效節(jié)點集中風(fēng)荷載（KN）表217 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準值層次Hi/mHi/Huzq1(z)/（KN/m）q2(z)/（KN/m）54321框架結(jié)構(gòu)分析時，應(yīng)按靜力等效原理將上圖（a）的分布風(fēng)荷載轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)的節(jié)點集中荷載，如上圖（b）所示。根據(jù)上圖（b）所示的水平荷載，由式Vi=Fk .i 計算層間剪力Vi，然后求出框架的層間側(cè)移剛度，再根據(jù)式（△u）I=Vi/Dij和u=（△u）k計算各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。計算過程見下表：表218 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算層次Fi/KNVi/KN∑D/(N/mm)△ui/mmui/mm△ui /hi149320 104275840 104363640 104463640 104563640104由上表可以知道，104，遠小于1/550，滿足規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)在縱向風(fēng)荷載作用下，作用力比橫向小，而結(jié)構(gòu)縱向剛度卻比橫向大，側(cè)移肯定滿足要求，不必驗算。風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算過程于水平地震作用下的相同。也采用D值法。計算過程見表212221,相應(yīng)的彎矩圖如圖27所示。表219 各柱的反彎點高度比層次邊柱中柱kyKy54321注：，V量綱為KN。表220 各層柱端彎矩及剪力計算表柱號層次hi/mV/KN∑Di（N/mm）DiViyMibMiu邊柱5636401400646364014006363640140062758401639814932011681中柱5662741981446627419814366274198142772062152214899612797注：，V的量綱為KN。表221 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊梁（AB）走道梁（BC）柱軸力MblMbrlVbMblMbrlVbA柱B柱5－－4－－3－－2－－1－－注：1）柱軸力中的負彎矩表示拉力。當(dāng)為左地震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)右側(cè)兩根柱為壓力。2)，V單位是KN，N單位為KN，l的單位是m。風(fēng)荷載作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如下圖所示：圖27（a）水平風(fēng)荷載作用下框架彎矩圖（）圖27（b）風(fēng)荷載作用下梁端剪力及柱軸力圖（KN）1．計算單元取橫向框架進行內(nèi)力計算，如下圖所示。直接傳給該框架 的樓面荷載如圖中的除水平陰影外所示，計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載通過縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。圖28 橫向框架計算單元 2．荷載計算(1)恒載計算在下圖中，、代表橫自重，為均布荷載形式。圖29各層梁上作用的恒載①對于第五層：q1=q1/=q2和q2/分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，對于第五層：q2==q2/==P1和P2分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載，計算如下：P1=[＋(＋)/2]＋＋+=P2=[2＋(＋)/2＋(＋)]＋++ =集中力矩：M1= P1e1=(－)/2=M2= P2e2=(－)/2=②對于2～4層：q1包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載。其它荷載計算方法同第5層，結(jié)果為：q1=＋=q2===P1=[2＋(+)/2]＋＋＋（2）+=P2=[2＋(＋)/2＋(＋)/22]＋＋＋+=集中力矩：M1= P1e1=(－)/2=M2= P1e2=(－)/2=③對于1層：q1=+=q2== KN/m q2/= KN/mP1= P2=M1= P1e1=(－)/2=M2= P1e2=(－)/2=(2)活荷載計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布見下圖：圖210 各層梁上作用的活載①對于第五層：q2=2=q2/=2=P1=（＋(+)/2）2=P2=[＋(+)/2＋(＋)]2=集中力矩：M1= P1e1=(－)/2=M2= P2e2=(－)/2=同理，在屋面雪荷載作用下 q2==q2/==P1=（＋(+)/2）=P2=[＋(+)/2＋(＋)/22]=集中力矩：M1= P1e1=(－)/2=M2= P2e2=(－)/2=②對于2～4層：q2=2=q2/=2=P1=P2=集中力矩：M1= P1e1=(－)/2=M2= P2e2=(－)/2=③對于1層：qq2/、PP2均與2～4層相同M1= P1e1=(－)/2=M2= P2e2=(－)/2=將以上計算結(jié)果匯總于以下兩表：表222 橫向框架恒載匯總表層次q1 /KN/mq1/ /KN/mq2 /KN/mq2/ /KN/mP1/KNP2/KNM1/M2/5241表223橫向框架活載匯總表層次q2 /KN/mq2/ /KN/mP1/KNP2/KNM1/ M2/5()()()()()()241注：表中括號內(nèi)數(shù)值對應(yīng)于屋面雪荷載作用的情況。3．內(nèi)力計算 梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計算時可以用半框架。彎矩計算過程如圖211。梁端剪力可根據(jù)梁上的豎向荷載引起的剪力與梁端引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到。計算軸力還需考慮柱的自重。(1) 恒載（表224）(2) 活載（屋面活載，表225）注：表中括號內(nèi)數(shù)值為屋面作用雪荷載（㎡），其它層樓面作用活荷載對應(yīng)的內(nèi)力,V以向上為正。4．彎矩圖 (1)恒載彎矩圖（圖212(a)） (2)活載彎矩