【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次 Gi (KN) Vgi(KN) ∑Di(N/mm) △u i(mm) ui(mm)4 972917 3 972917 2 972917 1 972917 按下式計(jì)算基本周期 T1， （）???式中：μ T 為計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移（ m） ，即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值 Gi 作為水平荷載而得到的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移；Ψτ 為結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取～，本題計(jì)算基本周期 T1,結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響拆減系數(shù),框架取(～)，故取 Ψ T= ???? 水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算該結(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(jì)算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力按下式計(jì)算： （）1EKqFG??式中： ：為相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振的水平地震影響系數(shù)值；1?GEq：為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值的 85%).(.??????∵設(shè)防烈度為七度，地震加速度為 ∴ .max?∵設(shè)計(jì)地震分組為第一組場(chǎng)地土類別為Ⅱ類場(chǎng)地故：特征周期 Tg= S T1= S由《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》可知，阻尼比 ζ＝∴ ??08..max???則 KNGFeqEK .∵ . 1??∴不需要考慮頂部附加水平地震作用。α 1= αmax=??????g .????????Feq=α 1Geq== KN （）??1ii EknjjjGHFF （）1nikV?具體計(jì)算過程見表 ，各樓層地震剪力計(jì)算結(jié)果見表 。表 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次 Hi/m Gi/kN GiHi/kNm GiHi/∑G iHiFi/kN Vi/kN4 3 2 1 表中：Hi 為層高，單位 m Gi 為每層的重力荷載代表值，單位 kN Fi 為每層的剪力，由公式（）計(jì)算，單位 kN Vi 為各層總的剪力，由公式（）計(jì)算，單位 kN各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度分布圖見圖 和圖 。 圖 水平地震作用分布圖 圖 層間剪力分布圖 水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下的框架結(jié)構(gòu)的層間位移 和頂點(diǎn)位移分別按下式（）和iu?（）計(jì)算： （）??SjijiiDV1 ??nKu1)(（）計(jì)算過程見表 。表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移 θe= / 。iu?h表 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次 Vi/kNDi?/(N/mm)/mmiu?/mmi/mmihθe= /iu?h4 972917 4500 1/25783 972917 4500 1/14822 972917 4500 1/11451 972917 4500 1/1545表中：Vi 為各層的剪力值 Di 為各層的剛度值 為每層的層間位移，由公式（）得出iu? 為各層總的層間位移，由公式（）求出i hi 為各層層高，單位 mm θe 為彈性層間位移角限值，且 （）??eh???A式中： 為多遇地震作用標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的樓層內(nèi)最大的層間彈性位移；h 為計(jì)算e?A樓層層高； 為彈性層間位移角限值。???由表 可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第 2 層，其值為1/1145﹤1/550，滿足式（）的要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算以圖 1 中 5 軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說明計(jì)算方法，其余計(jì)算從略。框架柱端剪力及彎矩分別按式（）和（）計(jì)算,其中 Dij 取自表，∑D i 取自表 ，層間剪力取自表 。柱反彎點(diǎn)高度比 y 按式（）確定。 （）1ijjisjjDVi?? （）.()bijijuijijMyh? （）123n??式中：D ij 為 i 層柱的側(cè)移剛度；h 為該層柱的計(jì)算高度；y 為框架柱的反彎點(diǎn)高度比；y n 為框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比；y 1 為上、下層梁線剛度比修正值，yy 3 為上、下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算過程見表 ；梁端彎矩、剪力及柱軸 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 基本風(fēng)壓 ω 0=,風(fēng)振系數(shù) βz:因房屋高度不超過 30m,所以 β z= 風(fēng)載體形系數(shù) μ s=（迎風(fēng)面）和 μ s=（背風(fēng)面） 。 ?、圯S線橫向框架，其負(fù)載寬度為 ，則沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q(z)= zμ sμ z= zμ sμ z 根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度 Hi 查取 μ z，代入上式可得各樓層標(biāo)高處的 q(z) 見表 . q(z) 沿房屋高度的分布見圖 。 圖 風(fēng)荷載沿房屋高度分布圖 圖 等效節(jié)點(diǎn)風(fēng)荷載表 沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次 Hi/m μ z β z q1(z)(KN/m) q2(z)(KN/m)4 3 2 1 框架結(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)按靜力等效原理將圖 的分布荷載轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，如圖 所示?，F(xiàn)以第 3 層的集中風(fēng)荷載 F3 為例，說明計(jì)算過程，其余從略。F3=(+)2+[()+()]1/3+0= KN 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算根據(jù)風(fēng)荷載作用下框架層間剪力和框架層間側(cè)移剛度，由于底層的框架剛度很大，且風(fēng)荷載作用較小，故各屋的相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移的計(jì)算過程從略，滿足驗(yàn)算要求。 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算單元 圖 板的受力傳遞圖?、掭S線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為 ，如圖所示 。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線所示，計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架以集中力的形傳給橫向框架，作用于各節(jié)點(diǎn)上。 荷載計(jì)算 恒載計(jì)算在上圖中 q1代表橫梁自重，為均布荷載形式圖 各層梁上作用的恒載對(duì)于第 4 層，q 1 代表橫梁自重，為均布荷載形式：q 1= KN/m，q 2 為屋面板傳給橫梁的三角荷載：q 2==21 KN/m PP 2 分別為邊縱梁、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；P 3為次梁傳給橫梁的自重。計(jì)算如下：P1=(+)/22++= KNP2=(+)/24+= KNP3=+(+)/24= KN對(duì)于 1～3 層，q 1 包括梁自重，為均布荷載；其它荷載計(jì)算方法同于 4 層，結(jié)果為：q1 = KN/m q2 == KN/mP1= KN P2= KN P3= KN 活荷載計(jì)算活荷載作用下各層框架的荷載分布見圖 。 圖 各層梁上作用的活荷載對(duì)于 4 層，不上人屋面活荷載：q 2== KN/mP1=(+)/22= KNP2=(+)/24= KNP3=(+)/24= KN在屋面雪荷載作用下：：q 2== KN/mP1=(+)/22= KN P2= KN P3= KN對(duì)于 1～3 層，q 2= KN/m P1= KN P2= KN P3= KN將以上結(jié)果匯總，見表 、表 。表 橫向框架恒載匯總表層次 q1/(KN/m) q2/(KN/m) P1 P2 P3 M1/4 21 1～3 表 橫向框架活載匯總表層次 q2/(KN/m) P1 P2 P3 M1/4 () () () () ()1～3 注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值對(duì)應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。 荷載等效轉(zhuǎn)化作用在梁上的三角形和梯形荷載利用公式：q eq=q2(12α 2+α 3)進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化，其中 α 梯 =；α 三角形 =qe 三角形 = q=q1+ qeq則屋面：q 恒 =21++ q 活 =+其它層：q 恒 =++ q 活 =+ 梁端固端彎矩計(jì)算M1為恒載產(chǎn)生，M 2為活載產(chǎn)生。屋面：M 1=1/12ql2=1/12= KN?m M2=1/12ql2=1/12= KN?m其它層：M 1=1/12ql2=1/12= KN?m M2=1/12ql2=1/12= KN?m 分層法進(jìn)行力矩分配分層法計(jì)算所得的梁的彎矩即為其最后的彎矩，每一柱位于上、下兩層，所以柱的彎矩為上、下兩層計(jì)算彎矩相加。由于計(jì)算時(shí)假定柱的遠(yuǎn)端為固定端，而實(shí)際上是彈性支撐，為減小誤差，除底層外，其它各柱線剛度折減 ，傳遞系數(shù)敢 1/3，底層取 1/2。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，取一半框架計(jì)算。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，計(jì)算柱底軸力還需要考慮柱自重，結(jié)果見表,。彎矩傳遞及分配見圖 ，圖 ，圖 。 圖 恒荷載作用下框架彎矩計(jì)算 圖 活荷載作用下框架彎矩計(jì)算 圖 雪荷載作用下框架彎矩計(jì)算荷載作用下的框架彎矩圖見圖 ，圖 ，圖 。 圖 恒荷載作用下框架彎矩圖 圖 活荷載作用下框架彎矩圖 圖 雪荷載作用下框架彎矩圖表 恒載作用下梁端剪力 荷載引起剪力 彎矩引起剪力 總剪力AB 跨 BC 跨 CD 跨 AB 跨 BC 跨 CD 跨 AB 跨 BC 跨 CD 跨層次VA=VB VB=VC VC=VD VA=VB VB=VC VC=VD VA VB VB VC VC VD4 3 2 1 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為屋面雪荷載（） ，其它層作用樓面活荷載（）對(duì)應(yīng)的剪力。V 以向上為正。　 表 活載作用下的梁端剪力 荷載引起剪力 彎矩引起剪力 總剪力AB 跨 BC 跨 CD 跨 AB 跨 BC 跨 CD 跨 AB 跨 BC 跨 CD 跨層次VA=VB VB=VC VC=VD VA=VB VB=VC VC=VD VA VB VB VC VC VD4 () () () () () () 3 續(xù)表 2 1 表 荷載作用下柱軸力 恒載作用下的軸力 活載作用下的軸力A 柱 B 柱 C 柱 D 柱 A 柱 B 柱 C 柱 D 柱層次N 頂 N 底 N 頂 N 底 N 頂 N 底 N 頂 N 底 N 頂=N 底 N 頂=N 底 N 頂=N 底 N 頂=N 底4 () () () ()3 2 1 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為屋面雪荷載（） ，其它層作用樓面活荷載（）對(duì)應(yīng)的軸力。 橫向框架內(nèi)力組合 結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、地震烈度、房屋高度等因數(shù) ]確定。該建筑結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，地震設(shè)防烈度為七度，根據(jù)表《現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)》可知，本工程的框架為二級(jí)抗震等級(jí)。 框架梁內(nèi)力組合本工程考慮三種內(nèi)力組合，即: GK+， GK+,及rRE〔（S GE+）+ EK〕 。此外，對(duì)于本工程， GK+，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不起控制作用，故不予考慮。各層梁的內(nèi)力組合結(jié)果見下表，表中 SGK、S Q1K、S Q