【文章內(nèi)容簡介】 . 9 32 2 2F k N????? ? ? ? ????? 同理 : 5 kN? 4 kN? 3 kN? 2 kN? 1 2 . 9 0 3 2 . 7 2 6 1 6 . 1 3( 2 . 7 2 6 ) 1 . 8 2 . 7 2 6 1 3 . 3 42 2 2F k N?? ? ? ? ? ? ? 20 圖 （ a） 風(fēng)荷載沿房屋高 度的分布（單位： kN/m） 21 圖 （ b） 等效節(jié)點集中風(fēng)荷載（單位： kN） 22 地震荷載 基本資料 該辦公樓位于 7 度設(shè)防區(qū)，基本地震加速度為 ； Ⅱ 類場地第一組，設(shè)計特征周期 gTs?；多遇地震時，水平地震影響系數(shù)的最大值 max ? ? ；結(jié)構(gòu)的基本周期1 ? 。 底部剪力法的計算 根據(jù)本 工程的特點，對于高度不超過 40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法。 結(jié)構(gòu)總水平地震作用 1Ek EqFG?? ： 1? 相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值； 1 5ggT T T?? ，因此 1 max1gTT?????????。 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載 ? ? . q iG G T s??? ，式中 iG 為集中于質(zhì)點 i 的重力荷載代表值。計算地震作用時，建筑物的重力荷載代表值應(yīng)取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件的自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和，各可變荷載的組合值系數(shù)如下： 雪荷載： 屋面活荷載： 不計入 由表 +各層柱重，可以算得各層自重標(biāo)準(zhǔn)值： 對于屋面： ? ?8 4 . 7 2 5 1 3 . 2 3 . 1 5 3 2 3 . 0 1 6 2 . 4 2 3 . 0 1 6 2 . 1 1 6 . 4 4 1 . 50 . 5 2( 2 1 1 . 6 5 2 0 9 . 5 2 ) 2 0 . 6 0 . 6 2 5 3 . 6 0 . 5 4 1 2 1 0 . 7 6G kN? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對于第 27 層： ? ?27 1 7 . 6 8 5 1 3 . 2 3 . 1 5 3 2 1 . 0 8 4 2 . 4 2 1 . 0 8 4 2 . 1 1 5 . 0 6 1 . 5 0 . 5 22 5 9 . 2 4 2 2 9 7 . 4 5 2 0 . 6 0 . 6 2 5 3 . 6 4 1 6 9 8 . 2 2G kN? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對于第 1 層： ? ?22. 36 13. 2 75 3 21. 084 21. 084 15. 06 307 .36 2 332 .71 2 25 4 07 25 4 218 iGkN? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 由表 可算得各層活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，屋面只算雪荷載： 23 對于屋面： ? ?8 1 .6 8 2 .4 1 .6 8 2 .1 1 .5 1 .2 0 .5 2 ( 7 .3 0 8 1 1 .4 4 8 ) 2 5 4 .4 3Q k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對于第 27 層： ? ?27 8 .4 2 .4 8 .4 2 .1 6 1 .5 0 .5 2 3 6 .5 4 2 5 7 .2 4 2 2 7 2 .1 6Q k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對于第 1 層： ? ?1 8. 4 2. 4 8. 4 2. 1 6 1. 5 0. 5 2 36 .5 4 2 57 .2 4 2 27 2. 16Q k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 將以上計算結(jié)果匯總，得到各層重力荷載代表值，詳見表 。 表 計算框架重力荷載代表值 層次 恒載 /kN 活載 /kN 1/(2iiG k N G??? ? ?????恒 載 活 載 )7 8 27 1 24 圖 結(jié)構(gòu)水平地震作用計算簡圖 上面已經(jīng)給出 1? 的計算式： 0 . 91 0 .3 5 0 .0 8 0 .0 6 30 .4 6? ??? ? ????? ? ?0. 85 0. 85 16 25 8. 76 12 84 0. 1 6 86 65 .8 6 84 69 6. 16E q iG G k N? ? ? ? ? ? ?? 1 k E qF G kN??? 下面計算各個質(zhì)點的地震作用： 采用底部剪力法時，各個樓層可以僅取一個自由度，結(jié)構(gòu)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照下列公式確定：（如圖 所示） 25 ? ? ? ?11 . 1 , 2 , ,iii Ek nnjjjn n EkGHF F i nGHFF???? ? ? ?????? 式中 n? 為頂部作用附加系數(shù)，多層鋼筋混凝土房屋 5 5gT s s??，1 0. 46 1. 4 0. 49gT s T s? ? ?，因此 0n?? 。 列表求解如下 : 表 底部剪力法計算地震荷載下的剪力 層次 iH iG iiGH iiiiGHGH? F iV 一榀中 iV 8 7 356056 6 5 4 3 2 1 框架水平地震作用以及層間剪力如圖 所示。 26 圖 用底部剪力法計算的整棟建筑物水平地震作用和剪力圖 內(nèi)力計算 恒載內(nèi)力 梁、柱參數(shù)匯總： 根據(jù)截面參數(shù)計算，現(xiàn)將第 ③ 軸橫向框架梁、柱相關(guān)參數(shù)作一匯總： 其中：第 ③ 軸橫向框架為中框架，考慮板對內(nèi)力計算的影響（“ T”型截面），對梁的慣性矩進行折算，折算慣性矩 ??。線剛度按下式計算： EIi l? 27 表 第 ③ 軸框架梁幾何參數(shù) 層次 斷面 h b（ mm2） 跨度（ mm） 矩形截面慣性矩（ mm4） 折算慣性矩（ mm4） 線剛度 i（ N mm） 底層 400 350 3000 +09 +09 +10 600 350 6600 +09 +10 +10 28層 400 300 3000 +09 +09 +10 600 300 6600 +09 +10 +10 同理，列表計算柱相關(guān)參數(shù)如下 ： 表 第 ③ 軸框架柱參數(shù) 類型 層次 斷面 hb（ mm2） 層高（ mm） 截面慣性矩（ mm4） 線剛度 i（ N m） K α D 值 邊柱 8 600 600 3600 +10 +10 +04 7 600 600 3600 +10 +10 +04 6 600 600 3600 +10 +10 +04 5 600 600 3600 +10 +10 +04 4 600 600 3600 +10 +10 +04 3 600 600 3600 +10 +10 +04 2 600 600 3600 +10 +10 +04 1 700 700 6130 +10 +11 +04 中柱 8 600 600 3600 +10 +10 +04 7 600 600 3600 +10 +10 +04 6 600 600 3600 +10 +10 +04 5 600 600 3600 +10 +10 +04 4 600 600 3600 +10 +10 +04 3 600 600 3600 +10 +10 +04 2 600 600 3600 +10 +10 +04 1 700 700 6130 +10 +11 +04 28 表 第 ③ 軸框架各層 D 值匯總 8 層 7 層 6 層 5 層 4 層 3 層 2 層 1 層 A 軸邊柱 17830 17830 17830 17830 17830 17830 19420 19420 B 軸中柱 25920 25920 25920 25920 25920 25920 27830 18250 C 軸中柱 25920 25920 25920 25920 25920 25920 27830 18250 D 軸邊柱 17830 17830 17830 17830 17830 17830 19420 19420 本層 D 值 87500 87500 87500 87500 87500 87500 94500 68060 根據(jù)《高規(guī)》 “抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的 70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的 80%”。 驗算如下： 1m i n268060 7 2 % 7 0 %94500Dn D? ? ? ? （滿足） 彎矩計算： 利用力矩二次分配法計算恒載作用下框架的彎矩。 （ 1）計算桿固端彎矩： 將梯形或三角形分布荷載按固端彎矩等效的原則折算成均布荷載： 梯形荷載折算公式： 2 3 39。11(1 2 )epp??? ? ? 其中： 011 02 12ll? ??； 39。p 為梯形分布荷載的最大值。 三角形荷載折算公式： 39。58epp? 其中： 39。p 為三角形分布荷載的最大值。 ① 頂層邊跨： 1 4 2 0 0 10 .3 1 86 6 0 0 2? ? ? ? 234. 72 5 ( 1 2 0. 31 8 0. 31 8 ) 23 .0 16 23 .8 6 /ep k N m? ? ? ? ? ? ? 29 ② 頂層中跨： 53 .1 5 1 6 .4 4 1 3 .4 3 /8ep k N m? ? ? ? ③ 中間層邊跨： 1 4 2 0 0 10 .3 1 86 6 0 0 2? ? ? ? 2317 .6 85 ( 1 2 0. 31 8 0. 31 8 ) 21 .0 84 35 .1 8 /ep k N m? ? ? ? ? ? ? ④ 中間層邊跨： 53 .1 5 1 5 .0 6 1 2 .5 6 /8ep k N m? ? ? ? ⑤ 底層邊跨： 1 4 2 0 0 10 .3 1 86 6 0 0 2? ? ? ? 2322 .3 6 ( 1 2 0. 31 8 0. 31 8 ) 21 .0 84 39 .8 6 /ep k N m? ? ? ? ? ? ? ⑥ 底層邊跨： 53 . 6 7 5 1 5 . 0 6 1 3 . 0 9 /8ep k N m? ? ? ? 由以上所求均布荷載，可按下式求各桿固端彎矩： 兩段固支： 2 ,12AB BA qlmm? ? ? ?其中 ABm 與 BAm 意義見下圖： 一端固支，一端滑動固支： 23AB qlm ??， 26BA qlm ??其中 ABm 與 BAm 意義見下圖 圖 固端彎矩示意 圖 30 圖 固端彎矩示意圖 由此，可計算各個桿件固端彎矩，標(biāo)繪于計算簡圖上。 （ 2）分配系數(shù)： 經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)第⑨軸橫向框架為對稱結(jié)構(gòu)，且受對稱荷載的作用，所以可以取一半結(jié)構(gòu)計算；要注意到，接頭處簡化為滑動支座，由此帶來跨中梁線剛度增大一倍，且分配系數(shù)有所不同。 分配系數(shù)計算公式：1ii niiSS???? 其中： iS 為轉(zhuǎn)動剛度，兩端固支桿 4iSi? ，一端固支，一端滑動固支桿 iSi? n 為該節(jié)點所連接的桿件數(shù)。 由此計算出各個桿件分配系數(shù)，標(biāo)繪于計算簡圖上。然后利用力矩二次分配法計算第 ③ 軸框架桿端彎矩。如圖 。 注：圖中單線條表示第一次分配結(jié)束，雙線條表示第二次分配結(jié)束，虛線表示固端彎矩，粗實線表示最終桿端彎矩。節(jié)點外彎 矩以順時針為正，逆時針為負(fù)，標(biāo)繪于計算簡圖上。 31 圖 恒載彎矩二次分配計算簡圖 32 圖 恒載作用下彎矩圖 33 梁剪力和柱軸力計算 （ 1）梁剪力計算原則