第四章水平地震作用计算及位移内力分析Word文件下载.docx
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5.15
254.925
250主梁
3.45
2.187
33
249
200次梁
3.9
1
128.7
卫生间
8
3.36
1#、2#梯
均与1层相同
楼、屋面重力荷载代表值
种类
板面积/平方米
露面
549.495
3.90
2143.031
2350.823
楼梯
44.4
4.68
207.792
屋面
593.895
4.10
2434.97
注：
表中楼梯部分板的gk按楼面的1.2倍考虑
2.墙自重标准值：
一层
轴线号
净跨
高度
面积
门窗
门窗自重
重量
2.95
20.50
77.91
15.19
57.73
17.42
1.4
2.2
3.1
1.232
67.44
5.25
15.49
58.85
7
5.05
14.90
56.61
9.52
6.1
1.8
11
4.392
40.58
5.92
9.3
3.708
26.21
2.8
8.19
0.9
2.1
1.9
0.756
31.88
A
3.15
41.92
56
22.356
181.64
0.34
1.73
21
8.556
9.87
B
3.3
46.64
6.2
2.464
179.70
C
7.09
1.2
3.2
3.8
1.512
28.44
15.58
61.65
21.74
82.59
8.89
0.792
34.56
D
70.88
38
15.12
284.45
6.46
4.4
1.764
26.30
9.50
36.84
合计
1813.69
二层
18.52
71.18
51.23
68
27.324
222.01
21.34
2.3
5.1
2.024
83.12
7.63
1.296
30.28
8（增）
增加了8轴将1/A/B/更换
2160.86
三~五层与二层墙体相同
女儿墙（43.15+13.5）*2*0.6*3.8
258.32
3.各层（各质点）自重标准值计算
一层（墙+梁+板+柱）：
（1813.69+2160.86）/2+996.01+2350.823+（824.26+829.44）/2
=6160.958kN
二层（墙+梁+板+柱）：
2160.86+996.01+2350.823+829.44
=6337.13kN
三层（墙+梁+板+柱）：
四层（墙+梁+板+柱）：
五层（墙+梁+板+柱）：
2160.86/2+258.32+996.01+2434.97+829.44/2
=5184.45kN
4.重力荷载代表值
重力荷载代表值G取结构和构件自重标准值和可变荷载组合值之和，各可变荷载组合值取为①雪荷载：
0.5；
②屋面活载：
0.0；
③按等效均布荷载计算的楼面活载：
即，G=恒载+0.5×
（楼板面积+楼梯面积）×
活载标准值。
一层：
G1=6160.958+0.5×
（549.495*2.0+44.4*2.5）=6765.953KN
二层：
G2=6337.13+0.5×
（549.495*2.0+44.4*2.5）=6942.125KN
三层：
G3=6337.13+0.5×
四层：
G4=6337.13+0.5×
五层：
G5=5184.45+0.5×
593.895*0.2=5303.229KN
重力荷载代表值
二．侧移刚度的计算
地震作用是根据各受力构件的抗侧移刚度来分配的，同时，若用顶点位移法求结构的自振周期时也要用到结构的抗侧刚度，为此先计算各楼层柱的侧移刚度。
（一）梁柱线刚度计算
梁的线刚度Kb=EcIb/l
Ec—混凝土的弹性模量；
l—梁的计算跨度；
Ib—梁的截面惯性矩，对于现浇的楼面，中框架梁Ib=2.0Io,边框架梁Ib=1.5Io；
柱的线刚度Kb=EcIb/h
Ec—混凝土的弹性量；
h—柱的计算跨度；
Iz—柱的截面惯性矩；
中框架梁截面特性计算表
梁编号
截面尺寸
mm×
mm
梁跨/mm
混凝土弹性模量Ec/pa
截面惯性矩
Ib/mm4（Ib=2Iz）
线刚度
i/N*mm（i=EI/l）
刚度比
1~5
AC跨
650
7500
30000
1.373×
1010
5.493×
0.76
CD跨
5700
7.227×
边框架梁截面特性计算表
Ib/mm4（Ib=1.5Iz）
1.03×
4.12×
0.57
5.42×
0.75
柱截面特性计算表
柱高/mm
Ib/mm4（Ib=Iz）
A/D
3600
0.469×
3.906×
0.54
0.81×
6.75×
0.93
混凝土强度C30.梁柱相对线刚度如图所示.
梁、柱相对线刚度计算简图如下（CD梁线刚度为1）：
（二）柱侧移刚度计算
中框架柱侧移刚度
层数/轴
i1
i2
i3
i4
ic
K
αc
ic/（×
105）
Di/（×
根数
1/A
1.407407
0.559783
0.3906
0.2024547
1/C
1.892473
0.614641
0.675
0.3841506
1/D
1.851852
0.610577
0.2208253
2~5层/A
0.413043
0.1493841
2~5层/C
0.486188
0.3038674
2~5层/D
0.480769
0.1738782
边框架柱侧移刚度
1.055556
0.509091
0.1841212
1.419355
0.561321
0.3508255
1.388889
0.557377
0.2015847
0.345455
0.1249394
0.415094
0.259434
0.409836
0.148224
横向框架层间侧移刚度
层次
∑Di（×
9.547368598
7.336491464
7.33649146
同时可以得出：
Di≥0.7Di+1，说明该结构竖向规则.
三．自振周期计算
对于质量和高度分布比较均匀的框架结构，框架剪力墙结构和剪力墙结构，一般多采用顶点位移法计算结构基本周期，公式为：
：
考虑非结构墙体刚度影响的周期折剪系数，当采用实砌填充砖墙时取0.6-0.7，本工程取0.7
假想集中在各楼层面处的重力荷载代表值Gi为水平荷载，按弹性方法所求得的结构顶点假想位移
横向框架顶点假想位移（△T）计算表
Gi/Kn
VGi/Kn
∑Di/（kN/m）
△u/KnN
u/m
5303.229
733649.146
0.007229
0.120144
6942.125
12245.35
0.016691
0.112916
19187.48
0.026153
0.096225
26129.6
0.035616
0.070071
6765.953
32895.56
954736.8598
0.034455
故由上表得，uT=0.120144m；
所以T1=1.7×
0.7×
=0.4125s
4．横向地震作用计算
1.水平地震作用及楼层地震剪力计算
地震作用按GB50011-2001A.扬州Ⅱ场地，抗震设防烈度为7度，0.15g，设计地震第一组，则Tg=0.35s,αmax=0.12，ξ=0.05。
由此计算相应的结构基本自振周期的水平地震影响系数为
α1=（
）0.9×
αmax=0.1035
结构等效总重力荷载Geq=0.85∑Gi=0.85×
32895.56=27961.23kN
由于T1=0.4125s＜1.4Tg=0.49s，故应不考虑顶点附加地震作用，
结构底部剪力为：
FEK=α1Geq=0.1035×
27961.23=2894kN
2.各质点水平地震作用的标准值
Fi=
FEK=
×
2894
计算结果见下表
各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表
Hi/m
Gi/KN
GiHi/（kN*m）
GiHi/∑GjHj
Fi/KN
Vi/KN
18
95458.122
0.276899
801.3444
14.4
99966.6
0.289976
839.1919
1640.536
10.8
74974.95
0.217482
629.3939
2269.93
7.2
49983.3
0.144988
419.5959
2689.526
24357.431
0.070654
204.4739
∑
32895.557
344740.4
水平地震作用分布层间剪力分布
五．变形验算
水平地震作用下框架结构的层间位移Δμi=Vi/∑Dij和顶点位移μi=∑Δμi，其计算机构见下表；
表中还计算了各层的层间弹性位移角：
[θe]=Δμi/hi.
由表得最大层间弹性位移角发生在第二层，其值为1/792＜[θe]=1/550。
满足要求！
其中[θe]钢筋混凝土框架弹性位移角限值。
横向水平地震作用下的位移验算
层次
VGi/kN
△ui/m
uT/m
hi/m
θe=Δμi/hi
801.3444401
0.001092272
0.000303409
1640.536302
0.002236132
0.003328404
0.000621148
2269.930198
0.003094027
0.006422431
0.000859452
2689.526129
0.003665957
0.010088388
0.001018321
0.003031202
0.013119589
0.000842
△ui=Vi/∑Di───→uT=∑△ui
六、水平地震作用下框架内力计算
对2轴线横向框架内力进行计算。
框架在水平节点荷载作用下，采用D值法分析内力。
1.计算依据
柱端剪力：
Vij=
下端弯矩：
Mb=Vijyh
上端弯矩：
MU=Vij（1-y）h
上式中，y=y0+y1+y2+y3。
其中y0查表得，y1由于各层梁线刚度一致，y1=0；
y2
、y3为层高对y的修正，查表可得。
横向水平地震作用下KJ-2轴框架各层柱端弯矩及剪力计算表
轴号
Di/（kN/m）
Vi/kN
k-
y
Mb/（kN/m）
Mu/（kN/m）
801.34444
14938.41
16.32
1.41
0.37
21.73
37.01
30386.74
33.19
1.89
0.395
47.20
72.29
17387.82
18.99
1.85
0.393
26.87
41.50
1640.5363
33.40
0.42
50.51
69.75
67.95
0.445
108.85
135.76
38.88
0.443
62.01
77.97
2269.9302
46.22
0.47
78.20
88.19
94.02
0.495
167.54
170.92
53.80
0.493
95.48
98.19
2689.52613
54.76
0.52
102.52
94.63
111.40
0.545
218.56
182.47
63.74
0.543
124.60
104.87
20245.47
61.37
0.67
148.02
72.91
38415.06
116.44
0.695
291.34
127.86
22082.53
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