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据轴线,框架的层间侧移刚度,按公式(5-14),(5-15)计算各层的层间位移,?ui相对侧移和绝对侧移ui
Vi??Fkk?in(?u)/Dijui??(?u)ki?Vi?f?1k?1
nn表3.6.4风荷载作用下的框架层间剪力及侧移计算 层 4 3 2 1
Fi/KN Vi/KN ?D/(KN/m) 13022 13022 13022 13022 ?ui/mm ui/mm ?ui/hi 4.123 9.294 14.465 20.798 4.123 13.417 27.882 48.68 0.0003 0.0020 0.0064 0.0149 0.0236 0.0233 0.0213 0.0149 1/42373 1/42918 1/46948 1/67114 由表3.6.4所示,风荷载作用下框架的最大层间位移角远小于1/550,满足规范要求!
3.7 水平地震作用计算
3.7.1荷载的确定
顶层重力荷载代表值包括,屋面恒载+50%屋面雪荷载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重。
12507.084kN
其他层重力荷载代表值包括,楼面恒载+50%楼面活载,纵横梁自重,楼面上、下各半层的柱子及纵横墙体自重。
16330.219 kN
底层重力荷载代表值 12117.393 kN 质点重力荷载代表值见下图
图4.7.1
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3.7.2 地震作用的计算
a、各层水平地震作用力的确定
根据设计资料,设防烈度为7度,h?30m,建筑场地类别为Ⅱ类二组,故地震特征周期
Tg?0.4,基本自振周期T1按下公式计算
T1?1.7?T?T 其中?T为计算结构基本自振
周期的结构顶点假想位移,?T为基本周期考虑非沉重砖墙影响的折减系数,框架常取0.6~0.7。
自振周期:计算基本周期T,其中Ut量纲为m,取?T?0.7
T1?1.7?0.70.262?0.608 则有顶部附加地震作用,系数
?n?0.08T1?0.01?0.08?0.705?0.001?0.07
水平地震影响系数最大值 ?max?0.0 8??(水平地震影响系数
TgT1)??2?max
建筑结构的阻尼比取值 ??0.05 则有??0.9 ?2?1.0
??(
TgT1)??2?max?(0.40.9)?1.0?0.08?0.0480.705
各层水平地震作用力的确定
Geq?0.85?Gi?0.85?(12507.084?16330.219?2?12117.393)?48692.178kN 因为
T1?0.608?1.4Tg?1.4?0.4?0.56 ,所以考虑顶部附加水平地震作用,其附加地
震作用Sn为:
Sn?0.08T1?0.07?0.08?0.608?0.07?0.1186
所以对于多质点体系,结构底部纵向水平地震作用标准值:
FEK??1Geq?0.048?48692.178?2337.22kN 附加顶部集中力:
?Fn??nFEK?0.1186?2337.22?227.195kN
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各质点横向水平地震作用,各楼层地震剪力及楼层间位移计算表
表3.7.2 各质点横向水平地震作用,各楼层地震剪力及楼层间位移计算表 Gi(kN) 12507.084 16330.219 16330.219 12117.393 Hi/m 12.45 9.45 6.45 3.45 GiHi(kN?m) Fi/kN 701.652 695.376 474.622 188.376 Vi/kN 928.85 1624.22 2031.85 2220.22 ?D 13022 13022 13022 13022 ?ui/m 155713.196 154320.570 105329.913 41805.006 0.0007 0.0012 0.0016 0.0017 最大位移发生在第一层,其楼层最大位移与楼层高之比:0.00171?0.000493??0.0018,小于《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)第5.5.13.45550条规定的位移极限值[?e]=1/550满足位移要求。
b、地震作用下框架柱的弯矩计算(反弯点法)
表3.7.3 各层边柱A(D)柱端弯矩及剪力计算 层 k 4 0.588 3 0.588 2 0.588 1 0.588
表3.7.4 各层中柱B(C)柱端弯矩及剪力计算 层 k ac 0.227 0.227 0.227 0.387 Hi/m Vim/kN y 23.221 40.606 55.796 95.506 0.3 0.4 Mib1 Miu1 3 3 3 3 20.899 48.765 17.927 73.090 0.45 73.956 83.814 0.7 143.07 199.55 ac Hi/m Vim/kN y 50.221 65.606 85.796 95.506 0.3 0.4 0.45 0.7 Mib1 Miu1 4 0.588 0.227 3 0.588 0.227 2 0.588 0.227 1 0.588 0.387
3 3 3 3 51.65 83.70 119.56 226.07 108.99 119.27 138.14 49.55 33
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表3.7.5梁端弯矩,剪力及柱轴力的计算 层 边梁 lMb 走道梁 柱轴力 Mbr 36 75.65 40.82 87.57 L Vb lMb Mbr 72.99 95.06 17.15 L 3 3 3 Vb 边柱 中柱 6.23 13.36 8.35 16.08 4 3 2 1 48.765 51.191 65.887 69.114 6.9 33.09 6.9 38.26 6.9 43.41 6.9 52.64 72.99 95.06 17.15 61.67 -33.28 65.13 -65.54 79.42 -37.95 86.91 -80.59 143.27 143.27 3
图3.7.2 地震作用下的弯矩图 M(kN.m)
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图3.7.3 地震作用下的剪力、轴力图 V(kN) N(kN)
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