【正文】 EkeqFG??式中， ——相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；——結構等效總重力荷載，多質點取總重力荷載代表值的eq85％； ????kNGieq .該地區(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 .gTs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 1048..????????????????Tg式中， ——衰減系數(shù)， ＝ 時，取 ；?? kNGFeqEk ?因為 ???所以需要考慮頂部附加水平地震作用。 EknF?? ??????T則質點 i 的水平地震作用 為：iF1ii EknjjGHF?? 頂層為 n??華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文18式中： 、 分別為集中于質點 i、j 的荷載代表值； 、 分iGj iHj別為質點 i、j 的計算高度。具體計算過程如下表，各樓層的地震剪力按 來計算，一并列入表??ijiFV1中。表 512 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次 /iHm/iGkN/iHkm?/iFkN/iVk5 4 3 2 1 ?iHG各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖 511。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 及結構頂點位移 分別按下式來iiV()iu?u計算： nikiF??華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文19 1()/siiijjuVD??? 1()nkk?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 3900 1/30974 3900 1/17683 3900 1/13312 3900 1/11371 4850 1/936由表中可以看到，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，1/9361/550,滿足要求。 水平地震作用下框架內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： imjjijijVD??1 柱上、下端彎矩 、 按下式來計算uijMbij ijijVyh?? (1)uijij? 23nyy?華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文20式中： —i 層 j 柱的側移剛度；h 為該層柱的計算高度；jD y反彎點高度比；—標準反彎點高比，根據(jù)上下梁的平均線剛度 ，和柱的相對線剛度ny bk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 及1 1?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 查表。2y 2i—下層層高對該層層高的比值 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準反彎點高度ny比 查得。ny (該框架查表， ， 和 均為 0)1y23表 514 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次 mhi//iVkN?ijDm/1i/1iVkNKy M上 下5 4 3 2 1 表 515 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次 /ihmiVkN?ijD/2imN/2iVkKy M上 下5 華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文214 3 2 1 注：表中彎矩單位為 ,剪力單位為kNm?kN梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按下式來計算 ??1,llbubijijrMi?? 1,rbubijijlri? 2lbbV? ??nlribkikN???注：該處的 與 指的是節(jié)點出左右的梁端彎矩。lbMr下表中的 與 指的是一根梁左右端的彎矩。lr表 516 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算邊梁 走道梁 柱軸力層次 lbMrblbVlbMrblbV邊柱 N 中柱 N5 4 3 2 1 注：本計算中軸力以受壓為正，受拉為負。華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文22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 )(mkN?華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文23 902圖 513 左地震作用下梁端剪力及柱軸力圖 )(kN 橫向風荷載作用下框架結構內力和側移計算 風荷載標準值垂直于建筑物表面上的風荷載標準值當計算主要承重結構時按下式來計算： 0kzszw???式中， —風荷載標準值（kN/m2）k?—高度 Z 處的風振系數(shù)z? —風荷載體型系數(shù)s?—風壓高度變化系數(shù)z—基本風壓（kN/m2）0?由《荷載規(guī)范》 ，該地區(qū)重現(xiàn)期為 50 年的基本風壓： ，??粗糙度為 B 類。風載體型系數(shù)由《荷載規(guī)范》第 節(jié)查得： =（迎風s?面）和 =（背風面） 。 《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于 30m，且高寬比大s?于 的房屋結構，應采用風振系數(shù) 來考慮風壓脈動的影響。本設計中，房z?華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文24屋高度 ， ，?? ???BH動的影響，取 =。z? 將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載 公式為： ??APzw?????如下表：表 521 風荷載計算層次 z?Z(m) z?02()m()wPkN()Vk5 4 3 2 1 其中，A 為一榀框架各層節(jié)點的受風面積，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從室外地面開始取。 頂層 ?????? 中間層 . 底層 ??.//華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文25F5==圖 521 等效節(jié)點集中風荷載計算簡圖(kN) 風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)層間側移剛度，計算出各層的相對側移和絕對側移。計算過程如表 522。表 522 風荷載作用下框架層間剪力及側移計算層次 /iFkN/iV/()DNm?/iu?/im/iuh?5 1/345134 1/163183 1/107732 1/8041華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文261 1/5064由表可以看出，風荷載作用下框架的最大層間位移角為一層的 1/5064，小于 1/550，滿足規(guī)范要求。 風荷載作用下框架結構內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 以及柱上、iVijV下端的彎矩 、 分別按下列各式計算：bijMuij 柱端剪力計算公式為 isjjijijVD??1柱端彎矩計算公式為 ， yhVMijbij??hyVijuij )1(???123n?需要注意的是，風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的各n層標準反彎點高度比 查得。ny表 523 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算層次 /ihmiVkN/()ijDm?1iN/1iVkKy M上 下5 4 3 華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文272 1 表 524 各層中柱柱端彎矩及剪力計算層次 /ihmiVkN/()ijDm?2iN/2iVkKY M上 下5 4 3 2 1 注：表中彎矩單位為 ,剪力單位為kNm?kN 梁端彎矩 、剪力 以及柱軸力 分別按照下列公式計算：bMiVi； )(,1uijbjirlbl Mi??；,ijjirlli； lVblb/)(???nikrliN表 525 風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 lbMrlbVlbMrlbV邊柱 N 中柱 N5 4 3 2 華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文281 注：本計算中軸力以受壓為正，受拉為負。橫向框架在風荷載作用下彎矩、梁端剪力及柱軸力見圖 522，523。圖 522 左風作用下框架彎矩圖 )(華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文29圖 523 左風作用下梁端剪力及柱軸力圖 豎向荷載作用下橫向框架結構的內力計算 計算單元取 13 軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為 ，如圖所示，由于房間內布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元內的其余樓面荷載則通過次梁和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。見圖 611華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文30圖 611 橫向框架計算單元 荷載計算 恒載計算 P1 P2 P2 P1 2qq?2q q1 q1 1q?圖 621 各層梁上作用的荷載華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文31在圖中， 1q、 ?代表橫梁自重，為均布荷載形式，對于第五層， ??mkN/ ??????439。和 分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖所示2q?的幾何關系可得， mkN/?? q2739。 、 分別為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的荷載，它包括梁自重、樓板重1P2和女兒墻等的自重荷載，計算過程如下：節(jié)點集中荷載 ：1邊縱梁傳來：(a)屋面自重(三角形部分)： ???(b)邊縱梁自重： 09.女兒墻自重： ..合計： kP90541?節(jié)點集中荷載 ：2P縱梁傳來（a）屋面自重(三角形部分)： ???（b）走道屋面板自重 ????縱梁自重： N015423??合計： 華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文32對于 1～4 層，計算的方法基本與第五層相同，計算過程如下： mkNq/23.?39。1k/? q78339。?節(jié)點集中荷載 ：1P縱梁自重： .??外墻自重： ????縱梁傳來(a)樓面自重（三角形部分）： ???扣窗面積墻重加窗重： 08..87..????合計： kP25691?節(jié)點集中荷載 ：2P縱梁自重： .??內墻自重： ????縱梁傳來(a)樓面自重（三角形部分）： ???（b）走道樓面板自重（梯形部分 ??k..??華 中 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計 論 文33合計：