【正文】 根據(jù)。 2）與水平地震作用的求解方法相同，根據(jù)各層的反彎點(diǎn)高度，求出各層剪力，并分配給每層各柱； 3）進(jìn)一步求解柱端彎矩，梁端彎矩、剪力等內(nèi)力值。 表 沿高度分布風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)值 層次 Hi(m) Hi/H Z? Z? Z? (+) Z? () q1(z)KN/m q 2(z)KN/m 7 6 5 4 3 2 1 ⑵ 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)荷載確定后，同樣采用反彎點(diǎn)或 D 值方法，來(lái)計(jì)算風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。 35 風(fēng)壓計(jì)算要注意，受風(fēng)面和負(fù)風(fēng)面兩種水的力的作用，分別算出后疊加為一種水平荷載計(jì)算。 ? Z＝ 1+zz???? （ ） 式中， ? —脈動(dòng)增大系數(shù)（ 查 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 P42） z? —振型系數(shù) ? —脈動(dòng)影響系數(shù)（ 查 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 P42） 取一個(gè)剛架單元按公式計(jì)算沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 3 風(fēng)荷載作用下內(nèi)力與側(cè)移的計(jì)算 ⑴ 風(fēng)荷載的確定 由于風(fēng)荷載大小及方向的不確定性，給計(jì)算帶來(lái)了一定的困難，為簡(jiǎn)化計(jì)算，可將分布作用于墻體表面上的風(fēng)荷載換算成節(jié)點(diǎn)水平荷載計(jì)算，將計(jì)算單元內(nèi)節(jié)點(diǎn)上下半層墻面上的分布 風(fēng)荷載作用在該節(jié)點(diǎn)上，女兒墻和屋面上的風(fēng)荷載由框架的頂節(jié)點(diǎn)承受。 34 表 各層梁端彎矩、剪力及柱軸力計(jì)算 層數(shù) 邊梁 中間梁 柱軸力 lbM rbM L bV lbM rbM L bV 邊柱 中柱 其他層 6 5 4 3 2 1 注：此表要根據(jù)設(shè)計(jì)題目列出梁柱的種類(lèi)，彎矩的單位為 ，剪力的單位為 KN，軸力的單位為 KN，長(zhǎng)度單位為 m。應(yīng)當(dāng)注意的是由于地震荷載的方向是可變的，故梁柱的彎矩、剪力和軸力的方向也是變化的。 柱的軸力可通過(guò)梁柱節(jié)點(diǎn)處力的平衡而得到，節(jié)點(diǎn)左右梁端剪力之和即為柱的層間軸力的增量。 表 各層反彎點(diǎn)計(jì)算 層數(shù) 邊柱 中柱 1 2 3 4 5 6 其他層 3）梁端彎矩與剪力和柱的軸力的計(jì)算 由于梁柱節(jié)點(diǎn)處梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，所以梁每端彎矩可由柱端彎矩之和按梁的線(xiàn)剛度之比分配而得。柱的反彎點(diǎn)高度（至柱底高度）可由公式 確定 ，計(jì)算表格 見(jiàn) ： y=y0+y1+y2+y3 （ ） 式中 ： y0 為無(wú)量綱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度，由 n， j， ?k 和倒三角荷載或均布荷載查相關(guān)附表得到； y1 為上下層梁剛度比值變化的修正值； y2 為上下層高度變化的修正值； y3 為下層層高變化的修正值；這些值均可查《混凝土》后的相關(guān)附表得到。 表 彈性層間位移角限值 結(jié)構(gòu)類(lèi)型 ][e? 鋼筋混凝土框架 1/550 鋼筋混凝土框架－抗震墻、板柱－抗震墻、框架－核心筒 1/800 鋼筋混凝土抗震墻、筒中筒 1/1000 鋼筋混凝土框支層 1/1000 多、高層鋼結(jié)構(gòu) 1/300 當(dāng)計(jì)算的層間位移值不滿(mǎn)足公式 的要求時(shí)，說(shuō)明梁、柱截面尺 寸偏小，應(yīng)調(diào)整梁、柱截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，并重新計(jì)算框架的側(cè)移剛度、基本周期以及水平地震作用，進(jìn)而計(jì)算位移及進(jìn)行位移驗(yàn)算，直至滿(mǎn)足為止。 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 層數(shù) Hi(m) Gi(KN) GiHi() ? jjii HGHG / Fi(KN) Vi(kN) 附加層 其他層 6 5 4 3 2 1 按 公式 計(jì)算的框架各層層間位移，應(yīng)滿(mǎn)足公式 的要求 。 各樓層地震剪力按公式 計(jì)算，計(jì)算表格見(jiàn)表 。 31 Eknj jjiii FHGHGF???1 （ ） 由于上式未能充分考慮高振型的影響，結(jié)構(gòu)頂部受力有較大差別。 ④ 各層地震剪力的計(jì)算 當(dāng) 設(shè)計(jì) 時(shí) 結(jié)構(gòu)計(jì)算高度不超過(guò) 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主， 采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 按 下式 計(jì)算： ?? ieq GG （ ） 11 )(TTg?? （ ） EqEk GF 1?? （ ） 式中， 1? 為相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值； EqG 為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點(diǎn)取總重力荷載值的 85％； EkF 為計(jì)算總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值即底部剪力； Tg為特征周期，根據(jù)場(chǎng)地類(lèi)別和設(shè)計(jì)地震分組查表 。其相應(yīng)的計(jì)算表格見(jiàn)表 。 表 橫向框架層間側(cè)移剛度 層數(shù) 1 2 3 4 5 6 其他層 ?iD 注：計(jì)算時(shí)要驗(yàn)算是否 ? ? ?? ③ 自振周期的計(jì)算 框架結(jié)構(gòu)的自振周期可根據(jù)實(shí)測(cè)資料、經(jīng)驗(yàn)公式或理論公式計(jì)算，常用的方法有頂點(diǎn)位移法、能量法和經(jīng)驗(yàn)公式法，現(xiàn)在主要介紹頂點(diǎn)位移法，其他方法可參照相關(guān)的資料。 表 柱側(cè)移剛度修正系數(shù) c? 位置 邊柱 中柱 c? 簡(jiǎn)圖 ?K 簡(jiǎn)圖 ?K 一般層 cbb iiiK 2 21 ??? cbbbb i iiiiK 2 4321 ????? KKc ??2? 底層 (固接 ) cbiiK 2?? cbb i iiK 21 ??? KKc ?? ＋? 注 :其中 ?K 表示為梁柱線(xiàn)剛度比 各層柱的側(cè)移剛度 Di 值的計(jì)算見(jiàn)表 。 27 I= 2I0 I= 圖 梁截面慣性矩 表 橫梁線(xiàn)剛度計(jì)算 層數(shù) 類(lèi)別 EC (N/mm2) B?h (mm?mm) I0 (mm4) L (mm) ECI0/L () () 2ECI0/L () 1 2 3 4 5 6 其他 注： 2 層混凝土可用 C35 或 C40， 3 層 以上 可用 C30 對(duì)于柱的慣性矩可直接按其估算截面的尺寸進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算表格見(jiàn)表 。 圖 Gi 分布圖 Gn+1 G 頂 G4 G2 G1 G3 G5 G6 25 表 梁柱自重列表 層次 構(gòu)件 b(m) h(m) ? (KN/m2) ? g(KN/m2) ? li ? Gi Gi 1~2 層 縱梁 橫梁 柱 柱高 2~3 層 縱梁 橫梁 柱 柱高 3~4 層 縱梁 橫梁 柱 柱高 4 ～ 5層 縱梁 橫梁 柱 柱高 5 ～ 6層 縱梁 橫梁 柱 柱高 其他層 縱梁 橫梁 柱 柱高 注 ： 1） ? 為考慮梁柱粉刷重力增大系數(shù)，梁 ? ＝ ，柱 ? ＝ ， g 表示單位長(zhǎng)度構(gòu)件重力荷載g=b?h?? ?? ， ? li表示 I 類(lèi)構(gòu)件的總長(zhǎng)： Gi ＝ g? li 2） 梁長(zhǎng)度為凈長(zhǎng)，柱面層高（出底面外）梁截面高應(yīng)減去現(xiàn)澆樓板厚度 26 表 重力荷載列表 各重力荷載 一層 二層 三層 四層 五層 六層 其他層 樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 梁柱重力荷載計(jì)算值 墻自重荷載計(jì)算值 門(mén)窗自重荷載計(jì)算值 樓梯自重荷載計(jì)算值 陽(yáng)臺(tái)荷載計(jì)算值 各層總重力荷載計(jì)算值 )231(1 HhGG ine ?? ? () 即 eGGG ?? 頂 ② 框架側(cè)移剛度的計(jì)算 1）梁（現(xiàn)澆板梁）與柱的慣性矩的計(jì)算 對(duì)于現(xiàn)澆板梁，由于梁板是現(xiàn)澆的 ， 板會(huì)對(duì)梁的慣性矩產(chǎn)生影響，而且對(duì)于邊梁和中間梁的影響也不同，考慮到這種影響中間梁和邊梁慣性矩的計(jì)算方法見(jiàn)圖，計(jì)算表格見(jiàn)表 。 計(jì)算 表格見(jiàn) 和 。 表 可變 荷載的組合值系數(shù) 可變荷載種類(lèi) 組合值系數(shù) 雪荷載 屋面積灰荷載 屋面活荷載 不計(jì)入 按實(shí)際情況考慮的樓面活荷載 按等效均布荷載考慮的樓面活荷載 藏書(shū)庫(kù)、檔案庫(kù) 其他民用建筑 吊車(chē)懸吊物重力 硬鉤吊車(chē) 軟構(gòu)吊車(chē) 不計(jì)入 注：硬鉤吊車(chē)吊重較大時(shí)，組合值系數(shù)宜按實(shí)際情況考慮 在框架結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，重力荷載代表值集中于各樓層處。 對(duì)于一般較規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)化計(jì)算可采用底部剪力法進(jìn)行計(jì)算，下面主要介紹如何采用底部剪力法來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)的水平地震作用。目前只對(duì)一些體型較復(fù)雜的建筑和一定高度的高層建筑，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震性能時(shí)，才采用時(shí)程分析法。時(shí)程分析方法是一種動(dòng)力分析方法，能直接計(jì)算出地震地面運(yùn)動(dòng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)的位移、速度和加速度等的變化過(guò)程。這種方法求地震反應(yīng)時(shí)需要計(jì)算結(jié)構(gòu)的各個(gè)自振頻率和振型，然后將各振型的地震作用效應(yīng)以平方和開(kāi)方法求得結(jié)構(gòu)地震作用效應(yīng)，運(yùn)算比較復(fù)雜。這種方法是先計(jì)算出作用于結(jié)構(gòu)的總水平地震作用，也就是作用于結(jié)構(gòu)底部的剪力，然后將此總水平地震作用按一定的 規(guī)律分配給各質(zhì)點(diǎn)。《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》 規(guī)定，等效地震荷載計(jì)算方法分以下三種情況： ① 底部剪力法 底部剪力法是振型分解反應(yīng)譜法的一個(gè)特例，其只考慮了基本振型（第一振型）的地震作用，從而簡(jiǎn)化了計(jì)算。 3）計(jì)算步驟： D 值法計(jì)算步驟與反彎點(diǎn)法相仿，當(dāng)各層柱抗側(cè)剛度和各柱反彎點(diǎn)位置確定后，可把該層總剪力分配到每個(gè)柱，繼而求出各桿內(nèi)力。 2）修正柱的反彎點(diǎn)高度：水平荷載作用下的框架柱的反彎點(diǎn)不是固定不變的，它的位置是隨著梁柱線(xiàn)剛度比而變化的，也因該層柱所處樓層位置及上下層層高的不同而異，還會(huì)受荷載形式的影響。 1）修正柱抗側(cè) 移剛度：考慮節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角時(shí)，框架柱的側(cè)移剛度不僅與本身的線(xiàn)剛度有關(guān)，而且還與梁的線(xiàn)剛度有關(guān)。當(dāng)建筑物的柱子截面較大，或梁柱線(xiàn)剛度比小于 考慮抗震要求有強(qiáng)柱弱梁的框架時(shí)，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角通常較大，用反彎點(diǎn)法計(jì)算的內(nèi)力誤差較大，因此提出用修正反彎點(diǎn)法來(lái)計(jì)算水平荷載下框架的內(nèi)力，即修正柱的抗側(cè)移剛度和調(diào)整柱的反彎點(diǎn)高度。 c 根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件和梁的線(xiàn)剛度計(jì)算梁端彎矩和剪力。 2）計(jì)算方法 a 計(jì)算各柱抗側(cè)剛度，并把各層總剪力分配 給 各柱。對(duì)于底層柱，反彎點(diǎn)高度為 2/3h，其他各層柱的反彎點(diǎn)位于柱高的中點(diǎn)。因?yàn)樵诜磸濣c(diǎn)處彎矩為零，因此，如能確定各柱內(nèi)的剪力及反彎點(diǎn)的位置，便可求得各柱的柱端彎矩，并進(jìn)而由節(jié)點(diǎn)的平衡條件求得梁端彎矩及整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的其它內(nèi)力。 1）基本假定 框架結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)水平力的作用下，各桿的彎矩圖都呈直線(xiàn)形，且一般都有一個(gè)反彎點(diǎn)。 ⑵ 基本計(jì)算理論 ① 水平荷載作用下的反彎點(diǎn)法 22 風(fēng)和地震對(duì)框架結(jié)構(gòu)的水平作用，一般都可以簡(jiǎn)化為作用于框架節(jié)點(diǎn)上的水平力，將總風(fēng)力和總地震力分配到各榀框架，按靜力進(jìn)行平面框架的內(nèi)力分析?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中各柱的水平力，按各柱的抗側(cè)剛度 D 的比例分配。 ④ 水平荷載按位移協(xié)調(diào)原則進(jìn)行分配 將空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu) 后，整體結(jié)構(gòu)上的水平荷載應(yīng)按位移協(xié)調(diào)原則，分配到各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)上。 ② 平面結(jié)構(gòu)假定 任何建筑結(jié)構(gòu)都是三維空間結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用規(guī)則框架結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，大多可將空間結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)正交主軸劃分為若干平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，可以認(rèn)為每一方向的水平荷載和地震作用只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直 于 該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不參加工作。 地震作用通過(guò)地震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜簡(jiǎn)化為地震作用的等效靜力，然后再采用彈性靜力方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析。