【文章內(nèi)容簡介】 kN：(a)外縱墻: +() (2)= kN(b)內(nèi)縱墻:+() (2)= kN(c )橫墻：+(+2)()= kN 縱橫梁自重： kN上半層自重： kN下半層自重： 4)= kN樓面活荷載： 270 kN恒載+樓面活載：++++++270/2= kN則一榀框架總重力荷載代表值 為：??niiG1)5(123451 KN???????橫向框架側(cè)移剛度計算 計算梁、柱的線剛度梁線剛度計算梁柱混凝土標(biāo)號均為 ， 。??在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆樓面或預(yù)制樓板但只有現(xiàn)澆層的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取 。 ?表 411 橫梁線剛度計算表類別 Ec/(N/mm2) b h?/mm mm I0/mm4 l/mm ECI0/l/N mm?2ECI0/lN mm?邊橫梁 104300 650 109 7500 1010? 1010走道梁 104 300 500 109 3000 1010 1010柱線剛度計算表 412 柱線剛度 Ic 計算表層次 /mmchEc/(N/mm2) b h?/mm mm Ic/mm4 ECIc/h/N mm?1 4550 104 600 600 109? 1010?2～5 3600 104 600 600 109 1010 計算柱的側(cè)移剛度柱的側(cè)移剛度 D 計算公式： 21hic??其中 為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)， 為梁柱線剛度比，不同情況下，c?K、 取值不同。cK對于一般層： 2bc??2cK??對于底層： ??表 421 橫向框架柱側(cè)移剛度 D 計算表層次 層高 (m)h柱 根數(shù) Kc?21hic?N/mm?D邊柱 2 2415025 中柱 2 36838 121976邊柱 2 213901 中柱 2 26412 95604，該框架為規(guī)則框架。???圖 421 框架計算簡圖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的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和側(cè)移計算。 橫向自振周期的計算運用頂點位移法來計算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，基本自振周期可按下式來計算： Tu??式中， ——計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點假想位移，即Tu假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值 作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)iG頂點位移；——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)，取 ；T?故先計算結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移，計算過程如下表：表 511 結(jié)構(gòu)頂點的假想位移計算層次 /iGkN/GiVk/()iDNm?/iuA/ium5 121976 4 121976 3 121976 2 121976 1 95604 由上表計算基本周期 ，1T ???? 水平地震作用及樓層地震剪力計算該建筑結(jié)構(gòu)高度遠小于 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切為主，因此用底部剪力法來計算水平地震作用。首先計算總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力 。EkF 1EkeqFG??式中， ——相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點取總重力荷載代表值的eq85％；????徐州地區(qū)特征分區(qū)為一區(qū)，又場地類別為Ⅱ類，查規(guī)范得特征周期 .3gTs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)， ＝ 時，取 ；? ..EkeqFGkN?因為 ???所以不需要考慮頂部附加水平地震作用。則質(zhì)點 i 的水平地震作用 為：iF1ii EknjjGHF??式中： 、 分別為集中于質(zhì)點 i、j 的荷載代表值； 、ij iH分別為質(zhì)點 i、j 的計算高度。jH具體計算過程如下表，各樓層的地震剪力按 來計算，一并1nikVF??列入表中，表 512 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次 /im/iGkN/iHkm?/ikN/iVk5 24423 4 21356 3 16347 2 11339 1 6743 ?78208各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖圖 511 橫向水平地震作用及層間地震剪力 水平地震作用下的位移驗算用 D 值法來驗算框架第 層的層間剪力 、層間位移 及結(jié)構(gòu)頂點位移 分別按下式iiV()iu?u來計算： nikiF?? 1()/siiijjuVD? 1nkk?計算過程見下表，表中計算了各層的層間彈性位移角 /eiuh???。表 513 橫向水平地震作用下的位移驗算層次 /iVkN/()iDm?/iu?/im/i /ei5 121976 3600 1/15564 121976 3600 1/13693 121976 3600 1/12502 121976 3600 1/11731 95604 4550 1/1125由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/11731/550,滿足要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計算將層間剪力分配到該層的各個柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反彎點高度來求柱上、下端的彎矩。柱端剪力按下式來計算： 1ijij isjjDVV?? 柱上、下端彎矩 、 按下式來計算uijMbij ijijyh? (1)uijijV? 23ny??式中： —i 層 j 柱的側(cè)移剛度；h 為該層柱的計算高度；jD y反彎點高度比；—標(biāo)準(zhǔn)反彎點高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度 ，和柱的相對線ny bk剛度 的比值，總層數(shù) ，該層位置 查表確定。ckmn —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1 及 查表得。?i —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2y 2?i表?！聦訉痈邔υ搶訉痈叩谋戎?及 查表得。3 3?i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(biāo)準(zhǔn)反彎點n高度比 查得。y表 514 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次 /ihmiVkN/()ijDm?1i1iVKy M上 下5 121976 24150 4 121976 24150 3 121976 24150 2 121976 24150 1 95604 21390 表 515 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次 /ihmiVkN/()ijDm?1i1iVKY M上 下5 121976 36838 4 121976 36838 3 121976 36838 2 121976 36838 1 95604 26412 注：表中彎矩單位為 ,減力單位為 KNkNm?梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算 ??1,llbubijijrMi?? ,rijijlrbi 2bVl? ??nribkikN???表 516 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算邊梁 走道梁 柱軸力層次 lbMrlbVlbMrblbV邊柱 N 中柱 N5 4 3 2 1 水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖所示： 圖 512 左地震作用下框架彎矩圖 )(KN圖 513 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖 橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計算 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時按下式來計算： 0kzszw???式中， —風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）k?—高度 Z 處的風(fēng)振系數(shù)z? —風(fēng)荷載體型系數(shù)s?—風(fēng)壓高度變化系數(shù)z—基本風(fēng)壓（kN/m2）0由《荷載規(guī)范》 ，徐州地區(qū)重現(xiàn)期為 50 年的基本風(fēng)壓： =，地面0?粗糙度為 B 類。風(fēng)載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》第 節(jié)查得： =（迎s?風(fēng)面）和 =（背風(fēng)面） 。 《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于 30m，且高s?寬比大于 的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù) 來考慮風(fēng)壓脈動的影響。本z?設(shè)計中，房屋高度 H= 30m，H/B= ，則不需要考慮風(fēng)壓脈動的影響，取 =。z? 將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，如下表：表 521 風(fēng)荷載計算層次 z?s?Z(m) z?0?2()Am()wPkN()Vk5 4 3 2 1 其中，A 為一榀框架各層節(jié)點的受風(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。注意底層的計算高度應(yīng)從室外地面開始取。 頂層 (09)???? 中間層 .5. 底層 24536()742F3=圖 521 等效節(jié)點集中風(fēng)荷載計算簡圖(kN) 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算 根據(jù)水平荷載，計算層間剪力，再依據(jù)層間側(cè)移剛度，計算出各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。計算過程如下表，表 522 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算層次 /iFkN/iV/()DNm?/iu?/im/iuh?5 121976 1/180474 121976 1/153503 121976 1/133522 121976 1/118111 95604 1/10581由表可以看出，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為一層的1/10581，小于 1/550，滿足規(guī)范要求。 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算計算方法與地震作用下的相同,都采用 D 值法。在求得框架第 I 層的層間剪力 后，I 層 j 柱分配到的剪力 以及柱iVijV上、下端的彎矩 、 分別按下列各式計算：bijMuij 柱端剪力計算公式為 isjjijijD??1柱端彎矩計算公式為 ， yhVMijbij?hyVijuij )(??123n?需要注意的是，風(fēng)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ny的各層標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比 查得。ny表 523 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次 /ihmiVkN/()ijDm?1i1iVKy M上 下5 121976 24150 4 121976 24150 3 121976 24150 2 121976 24150 1 95604 21390 表 524 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次/ihmiVkN/()ijDm?1i1iVKY M上 下5 121976 36838 4 121976 36838 3 121976 36838 2 121976 36838 1 95604 26412 注：表中彎矩單位為 ,剪力單位為 KN。 梁端彎矩 、剪力 以及柱軸力 分別按照下列公式計算：bMiViN； )(,1uijbjirlbl Mi??；,ijjirlli； lVblb/)(?????nikrbliVN)(表 525 風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩、剪力及柱軸力計算邊梁 走道梁 柱軸力層次 lbMrlblbMrlbV邊柱 N 中柱 N5 4