高层办公楼设计正式的计算书 - 图文(5)

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=130748.81kN

根据建筑材料，该建筑抗震防烈度为7度，由于设计地震分组为第二组，II类场地，可由《建筑抗震设计规范》查得特征周期值Tg=0.4s，1.4Tg=1.4?0.4=0.56 s﹤T1=1.15 s上面计算出T1=1.15s，可知Tg

? ?1? （Tg/T）1?2?max （2-12）式中：?2?地震影响系数曲线的阻尼调整系数，按1.0采用； ??衰减系数，应取0.9； ?max?地震影响系数最大值，由《建筑抗震设计规范》查得7度多遇地震时取0.08。

0.9因此，可求得 ?1?（0.4/1.15）?0.08?0.0309

FEk??1Geq?0.0309?130748.81?4043.5kN

因为1.4Tg=1.4?0.4=0.56s

当0.35s＜Tg＜0.55时，?n?0.08T1?0.01?0.08?1.15?0.01?0.102

?F10?0.102?4043.5?412.44kN

各质点的水平地震作用计算如下：

GHGHFi?nii?4043.5?(1?0.102)?3631.063nii

?GjHj?GjHji?1i?1各楼层地震剪力可按下式计算:

Vi??Fk （2-13）

k?in式中：Fk?作用在k层楼面处的水平荷载（水平地震作用或风荷载）。

Fi与Vi计算结果见表2-15。各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图2-5。

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表2-15 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表

层次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Hi/mm 38900 35600 32300 29000 25700 22400 19100 15800 12500 9200 5300 Gi/KN 3889.91 12172.44 14443.3 14443.3 14443.3 14952.11 15162.84 15162.84 15162.84 16291.38 17697.87 GiHi /KN.m 151317.499 433338.864 466518.59 418855.7 371192.81 334927.264 289610.244 239572.872 189535.5 149880.696 93798.711 GiHi/∑GjHj 0.048 0.138 0.149 0.133 0.118 0.107 0.092 0.076 0.060 0.048 0.030 Fi/KN 175.0646603 501.3453269 539.732146 484.5892332 429.4463205 387.4894052 335.0605139 277.1704774 219.280441 173.4023712 108.5191044 Vi/KN 175.06 676.41 1216.14 1700.73 2130.18 2517.67 2852.73 3129.90 3349.18 3522.58 3631.10 a、水平地震作用分布 b、层间剪力分布 图2-5 横向水平地震作用及楼层地震剪力

2.9.3 水平地震作用下的位移计算

水平荷载作用下的框架结构的位移可用D值法计算。框架层间位移??u?i及结构顶点位移u分别按下式计算：

??u?i?VI/?Dij （2-14）

j?1s（2-15） u??（?u）k

i?1n计算过程见表2-16,表中还给出了各层的层间弹性位移角

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?e??ui/hi (2-16)

多遇地震作用下的抗震变形验算,其楼层内的最大弹性层间位移应符合下式要求：

?ue???e?h (2-17)

式中：?ue?多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；

??e??弹性层间位移角限值，由《建筑抗震设计规范》查得钢筋混凝土框架弹性层间位移角限值为1/550。

表2-16 横向水平地震作用下的位移验算

层次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Vi/KN 676.41 1216.14 1700.73 2130.18 2517.67 2852.73 3129.90 3349.18 3522.58 3631.10 ∑Di (N/mm) 804120 804120 804120 862221 1003547 1003547 1003547 1074646 848581 733891 Δui/mm 0.84 1.51 2.12 2.47 2.51 2.84 3.12 3.12 4.15 4.95 ui/mm 27.62 26.78 25.27 23.16 20.69 18.18 15.33 12.22 9.10 4.95 hi/mm θe=Δui/hi 3300 0.000254903 3300 0.0004583 3300 0.000640916 3300 0.000748658 3300 0.000760233 3300 0.000861407 3300 0.000945101 3300 0.000944407 3900 0.001064395 5300 0.000933536 由表2-16可见，最大弹性位移角发生在第二层，其值为0.0010644＜1/550=0.00182， 满足式（2-17）要求

2.9.4 横向水平地震作用下框架内力计算

以结构平面布置图2-1中④轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力及弯矩按下列各式计算。

Vij=Vi×Dij/ ?Dij （2-18）

j?1sbu Mij=Vij·yh Mij=Vij（1－y）h （2-19）

y=yn?y1?y2?y3 （2-20） 式中：Dij－ i层j柱的侧移刚度； y－框架柱的反弯点高度比；

yn－框架柱的标准反弯点高度比；

y1－上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值； y2，y3－上下层高变化时反弯点高度比修的正值。

其中Dij和K取自表2-6 ,?Dij取自表2-9，层间剪力取自表2-15，y1、y2、

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y3和yn可由规范中查得。本设计底层柱需考虑修正值y2,第2层柱需考虑y1和y3,其余柱均无修正具体计算过程及结果见表2-17。

梁端弯矩、剪力及柱轴力按下式计算：

u

对于边跨梁端弯矩 Mb=Mij+Mib?1j （2-21）

libbu对于中跨梁端弯矩 M?l M?Mi?1,jijrib?iblb??ribu M?lrMib?1?Mij （2-22）

ib?ibrb??l

+Mbr）/ l （2-23） Vb=（Mb

Ni= ??Vbl?Vbr?k （2-24）

k?inlr式中：ib—分别表示节点左右梁的线刚度； ,ibl Mb，Mbr—分别表示梁左右梁的弯矩；

Ni—柱在第i层的轴力，以受压为正。 其中梁线刚度取自表2-4，具体计算过程见下表2-18。

表2-17 各层柱端弯矩及剪力计算

层次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 层次 10 9 8 7 6 5 hi/mm 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3900 5300 hi/mm 3300 3300 3300 3300 3300 3300 Vi/KN 676.41 1216.14 1700.73 2130.18 2517.67 2852.73 3129.90 3349.18 3522.58 3631.10 Vi/KN 676.41 1216.14 1700.73 2130.18 2517.67 2852.73 ∑Dij (N/mm) 804120 804120 804120 862221 1003547 1003547 1003547 1074646 848581 733891 ∑Dij (N/mm) 804120 804120 804120 862221 1003547 1003547 边柱 Di1 25723 25723 25723 27871 32700 32700 32700 34974 27582 23521 Di2 32474 32474 32474 34436 40491 40491 Vi1 21.638 38.903 54.405 68.858 82.037 92.954 101.986 108.999 114.499 116.375 vi2 27.316 49.113 68.683 85.077 101.582 115.101 Ky Mi1 21.421 51.352 73.610 102.254 121.824 138.037 168.277 179.848 245.600 431.751 Mi1 31.550 64.829 101.994 126.339 150.849 170.925 bbMi1 49.98 77.03 105.93 124.98 148.90 168.71 168.28 179.85 200.95 185.04 Mi1 58.59 97.24 124.66 154.41 184.37 208.91 uu0.624 0.3 0.624 0.4 0.624 0.41 0.694 0.45 0.528 0.45 0.528 0.45 0.528 0.5 0.576 0.5 0.531 0.55 0.721 0.7 中柱 Ky 0.858 0.35 0.858 0.4 0.858 0.45 0.934 0.45 0.698 0.45 0.698 0.45

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续表2-17

4 3 2 1 3300 3300 3900 5300 3129.90 3349.18 3522.58 3631.10 1003547 1074646 848581 733891 40491 43204 34275 25832 126.284 134.646 142.280 127.811 0.698 0.50 0.763 0.50 0.705 0.55 0.958 0.65 208.368 208.37 222.166 222.17 305.190 249.70 440.309 237.09 注：表中M单位为 kN·m，V单位为kN。 表2-18 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 边梁 层次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Mb 49.98 98.45 157.28 198.59 251.15 290.54 306.31 348.12 380.79 430.64 L走道梁 l Vb 11.02 22.87 35.13 45.84 57.89 67.00 70.64 80.23 87.63 99.87 Mb 15.98 35.13 51.68 69.93 75.58 87.51 92.26 104.72 116.58 133.97 L柱轴力 l Vb 11.41 25.09 36.91 49.95 53.98 62.51 65.90 74.80 83.27 95.70 边柱N -11.02 -33.89 -69.02 -114.87 -172.76 -239.75 -310.39 -390.62 -478.25 -578.12 中柱N -0.39 -2.61 -4.39 -8.50 -4.60 -0.10 4.63 10.06 14.42 18.60 Mb rMb r42.61 8.4 93.67 8.4 137.81 8.4 186.48 8.4 235.13 8.4 272.25 8.4 287.03 8.4 325.81 8.4 355.29 8.4 408.30 8.4 15.98 2.8 35.13 2.8 51.68 2.8 69.93 2.8 75.58 2.8 87.51 2.8 92.26 2.8 104.72 2.8 116.58 2.8 133.97 2.8 注：1）柱轴力中的负号表示拉力。 当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。

2）表中M单位为 kN·m,V单位为kN,N单位为kN，l单位为m。

水平地震作用下框架的弯矩图，梁端剪力图及柱轴力图2-6如所示。

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