【正文】 41070 1 28189 33370 28319 1261340 剛度 D值的計(jì)算 首層的側(cè)移剛度： ?iD =1261340N/mm其他層的側(cè)移剛度： ?iD =841070N/mm 圖 41 相對線剛度 第 5章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 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)荷載作用 計(jì)算 荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓 w0=，地面粗糙度為 C類。 本章計(jì)算以左風(fēng)為例。 0k z s zww? ? ?? ? ?? ，建筑物高度 30m，故 β z=。 對于矩形平面， μ s= 計(jì)算過程見下表 （ 其中 z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度； A為一 榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積 : A6=? (+） = m2 A5=A4=A3=A2=?= m2 A1=?[+3/2])= m2 表 51 樓層 高度 z(m) μ z wk(kN/m2) A(m2) P(kN) 六 五 四 三 二 一 采用 D值法。 在求得框架第 I層的層間剪力 iV 后， I層 j柱分配到的剪力 ijV 以及柱上、下端的彎矩 bijM 、uijM 分別按下列各式計(jì)算： 柱端剪力計(jì)算公式為 isj ijijij VDDV???1 柱端彎矩計(jì)算公式為 yhVM ijbij ?? ， hyVM ijuij )1( ??? 1 2 3ny y y y y? ? ? ? 需要注意的是，風(fēng)荷載作用下的反彎點(diǎn)高比 ny 是根據(jù)表：均布水平荷載作用下 各層標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比 ny 查得。 梁端彎矩 bM 、剪力 iV 以及柱軸力 iN 分別按照下列公式計(jì)算： )( ,1 uijb jirblblblb MMii iM ??? ?； )( ,1 uijb jirblbrblb MMii iM ??? ?； lMMV rblbb /)( ?? ； ?? ??nikrblbi VVN )( 層柱端彎矩及剪力計(jì)算 表 52 層次 h V ?iD 邊柱 D iD iV K Y M下 M上 6 841070 14480 5 841070 14480 4 841070 14480 3 841070 14480 2 841070 14480 1 1261340 28189 層柱端彎矩及剪力計(jì)算 表 53 層次 h V ?iD 邊柱 A iD iV K Y M下 M上 6 841070 17027 5 841070 17027 4 841070 17027 3 841070 17027 2 841070 17027 1 1261340 28319 層柱端彎矩及剪力計(jì)算 表 54 層次 h V ?iD 中柱 B iD iV K Y M下 M上 6 841070 24510 5 841070 24510 4 841070 24510 3 841070 24510 2 841070 24510 1 1261340 33370 梁端彎矩及剪力軸力計(jì)算 表 55 層次 梁 DB 梁 BA 柱軸力 M左 M右 L V M左 M右 L V 邊柱 D 中柱 B 邊柱 A 6 5 4 3 2 1 風(fēng)荷載作用下彎矩、剪力、軸力圖 橫向地震力荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 基本情況 本建筑抗震設(shè)防烈度為 7度，房屋高度未超過 30m的丙類建筑，抗震等級為三級?？蚣軐儆谝?guī)則框架，采用底部剪力法計(jì)算框架承受的水平地震作用，根據(jù)工程地質(zhì)報(bào)告和土的類型劃分，判定為二類場地，由設(shè)計(jì)地震分組為第一組查相關(guān)規(guī)范得特征周期系數(shù)Tg=. 地震力 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 地震力荷載標(biāo)準(zhǔn) 值包括全部恒荷載值和部分活荷載值。其中屋蓋處活載僅取雪荷載一半。重力荷載值按整個(gè)框架結(jié)構(gòu)計(jì)算，然后平均分配到各榀框架。計(jì)算見下表 （一）重力荷載代表值計(jì)算 G=q s 1．屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 不考慮。 2．屋面、樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Q1k=Q2k=Q3k=Q4k=Q5k=Q6k= ( 2)= = 3．屋蓋、樓蓋自重 G6k= = G1k=G2k=G3k=G4k=G5k= = 4．女兒墻自重 G’ =（ 2+ 2） 19= 5．頂層樓梯間自重（高 ） 6 +(6 4+ 4) 19+2 (6 4+ 4) 17= 6．二～六層柱梁墻等自重 柱自重（ 45根柱） 25 45= 柱粉刷 4 17 45= 梁（含粉刷）自重 （ 11+ 2+6 4） + 4= 門面積 36= 窗面積 14+ 4+ 4+ 4= 門窗自重 + = 墻體自重 19 [( 2+ 2+ 12+20 ) (+)]= 墻體粉刷 [( 2+ 2+ 12+20 ) (+)] 2 17= 小計(jì) 7．底層柱梁墻等自重 柱自重 25 45= 柱粉刷 4 17 45= 梁（含粉刷）自重 （ 11+ 2+6 4） + 4= 門面積 24= 窗面積 0m2 門窗自重 = 墻體自重 19 ( 2+6 4+ 2) = 墻體粉刷 ( 2+6 4+ 2) 2 17= 小計(jì) 恒荷載取全部，活荷載取 50%，各層重力荷載集中于樓屋蓋標(biāo)高處，其代表值匯總?cè)缦拢? 6 ???????? 5432 ???????? 1 ???????? 橫向自振周期計(jì)算 （二）地震作用計(jì)算 按頂點(diǎn)位移法計(jì)算，考慮填充墻對框架剛度的影響，取基本周期調(diào)整系數(shù) T? =。計(jì)算公式為 1 TTT ???,式中 T? 為頂點(diǎn)位移（單位為 m）過，按 D值法計(jì)算，過程如下表： 表 56 層次 Gi（ kN） ni Gi?Di(kN/m) 1 iii GD?? ?? ? ? i? (m) （ kN） (m) 6 841070 5 15298 841070 4 841070 3 841070 2 841070 1 1261340 T1= = 橫向水平地震作用計(jì)算 該工程所在地抗震設(shè)防烈度為 7度，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，則m a , ???， max? 為水平地震影響系數(shù)最大值。 由于 1 gTT? ，則頂點(diǎn)附加地震作用系數(shù) 0n?? ，相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的地震影響系數(shù)根據(jù)反應(yīng)譜曲線計(jì)算 1 2 max? ??? （式中 2? 為阻尼調(diào)整系數(shù) ,除有專門規(guī)定外 ,建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比 ? 應(yīng)取 ,相應(yīng)的2 ?為 ） 2 ?? ， max ? ? 2 m a x ? ? ?? ? ? ? 結(jié)構(gòu)的等效總重10 .8 5 0 .8 5neq E iiG G G??? ?=? = 1 2 38 89 46 67 .53E K e qF G k N?? ? ? ? Fi=ii EKiiGH FGH?（ 1 n? ） =ii EKiiGH FGH? 各層橫向地震作用及樓層地震剪力計(jì)算如下表： 表 57 層次i hi（ m） Hi（ m） Gi（ kN） GiHi（ kN?m） ?iiiiHGHG Fi Vi 6 5 4 3 2 1 各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如圖 圖 6 水平地震作用分布 圖 7 層間剪力分布 地震力 荷載作用下的水平位移驗(yàn)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移 ii iVu D??，計(jì)算過程見下表，表中還計(jì)算了各層的層間相對彈性轉(zhuǎn)角 e? = iu? /hi 橫向水平 地震作用下的位移驗(yàn)算 表 58 層次 Vi 層間側(cè)移剛度 Di iu? hi θ e=iih?? 6 841070 1/2333 5 841070 1/849 4 841070 1/700 3 841070 1/622 2 841070 1/553 1 1261340 1/698 由表中計(jì)算結(jié)果可見，最大層間相對彈性轉(zhuǎn)角發(fā)生在第 2層，其值為 1/553＜ 1/550，滿足要求。 反彎點(diǎn)高度比 i 0 1 2,3y=y y y??, /im i im iV V D D? , im i iyhMV?下 , im i i1 y hMV?上 （ ） 計(jì)算結(jié)果列于下表： 對于梁端彎矩、剪力及柱軸力發(fā)別按下式計(jì)算：（計(jì)算過程略） )( 1 ?ijbilblb lblb MMii iM ??? ?， )( 1 ?ijbirblb rbrb MMii iM ??? ?， )(21 rblbmb MMM ?? ， Vb=(Mbl Mbr)/l ， Ni=knikrblb VV?? ? )( [其中 i表示線剛度， l、 r、 m表示左、右、中。 ] 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算 表 59 層次 h V ?iD 邊柱 D iD iV K Y M下 M上 6 1049.6 841070 14480 7 5 5 2749.2 841070 14480 3 5 4 3822.7 841070 14480 2 5 3 4634.8 841070 14480 0 5 5 2 5180.9 841070 14480 0 5 7 1 5390.9 1261340 28189 1 4 0 各 層柱端彎矩及剪力計(jì)算 表 510 層次 h V ?iD 邊柱 A iD iV K Y M下 M上 6 2.8 1049.6 841070 17027 8 5 5 2.8 2749.2 841070 17027 8 5 8 4 2.8 3822.7 841070 17027 8 5 8 3 2.8 4634.8 841070 17027 8 5 2 2 2 2.8 5180.9 841070 17027 9 8 5 3 6 1 3.0 5390.9 1261340 28319 4 3 3 2 層柱端彎矩及剪力計(jì)算