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G1?(541.307?441.065)/2?1030.069?1592.078?99.772?1704.33?0.5(917.624?57.34)?5404.917kN
G2?G3?G4?441.065?1030.069?1589.691?99.772?1704.33?0.5?(917.624?57.34)?5353.409kN
G5?(481.162?441.065)/2?1589.691?1030.069?99.772?1704.33?0.5(917.624?57.34)?5372.458kN
G6?481.162/2?1030.069?590.726?1592.078?99.772?0.5(917.624?57.34)?335.353?93.559?4469.620kN
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第四章 水平地震力作用下框架结构的内力和侧移计算
第一节 框架侧移刚度的计算
梁、柱采用C35混凝土。由于采用现浇钢筋混凝土板中框架的惯性矩增大系数为2.0，边框架增大系数为1.5。 一、梁的线刚度
表3 框架梁线刚度计算 类别 边横梁 中横梁 Ec /(N/mm2) 3.153104 3.153104 b3h/mm3mm 2503500 2503400 EcI0/l/N.ml/mm m 2.6043109 5400 15.193 1.3333109 2100 20 I0 /mm4 边框架梁 1.5EcI0 /l /N.mm 2.27931010 331010 中框架梁 2EcI0 /l /N.mm 3.03931010 431010 二、柱的线刚度
表4 柱线刚度计算 层次 1 2—5 6 Ec /(N/mm2) 3.153104 3.153106 3.153107 b3h I0 /mm4 /mm3mm 4503450 4503451 4503452 h/mm EcI0 /h/N.mm 3.4173109 4050 2.65831010 3.4173109 3300 3.26231010 3.4173109 3600 2.9931010 三、柱的侧移刚度
表5 中框架柱侧移刚度D值 层次 边柱 α 0.337 0.318 0.523 D 9330 11430 10170 K 1.177 1.079 2.648 中柱 α 0.37 0.35 0.677 D 10244 12581 13165 K 6 1.016 2-5 0.932 1 1.143 ∑Di 156592 192088 186680
层次 6 2-5 1
表6 边框架柱侧移刚度D值 A-5，A-10，D-5，D-10 B-5，B-10，C-5，C-10 K α D K α D 0.762 0.276 7641 0.883 0.306 8472 0.699 0.259 9310 0.809 0.288 10352 0.857 0.475 9237 1.986 0.624 12134 16
∑Di 64452 78648 85484 兰州交通大学毕业设计（论文）
第二节 框架自振周期的计算
假想将各层的重力荷载代表值作为水平荷载作用于各层处，计算顶点位移。
层次 6 5 4 3 2 1 Gi 4469.62 5372.458 5352.409 5352.409 5352.409 5404.917 表7 基本周期T的计算 ∑Di ui 221044 4469.62 0.020 270736 9842.078 0.036 270736 15194.49 0.056 270736 20546.9 0.076 270736 25899.31 0.096 272164 31304.22 0.115 ui 0.399 0.379 0.343 0.287 0.211 0.115 Giui 1784.50 2036.33 1834.15 1533.76 1127.55 621.57 Giui2 712.47 771.83 628.52 439.51 237.53 71.48 按如下公式计算，其中?T的量纲为m,取?T=0.6，则 T1?1.7?0.6?2358.81?0.68s
8187.4第三节 各质点水平地震作用计算及弹性位移验算
由工程概况和规范知，本场地设防烈度为8度，设计地震加速度为0.2g时， α
max
=0.16。设计地震分组为第二组，Ⅱ类场地，Tg=0.4s。故
?1?(TgT10.9)?max?0.099 因T1=0.68s＞1.4Tg=1.4?0.4=0.56s
故需考虑顶部附加水平地震作用；因Tg=0.4s>0.35s,顶部地震作用系数为
?n?0.08T1?0.01?0.08?0.68?0.01?0.0644
顶部附加水平地震作用
?Fn??nFEK?0.0644?0.099?0.85?31304.222?169.651kN
其中底部剪力Fek??1Geq?0.099?0.85?31304.222?2634.3kN 由公式Fi?GH?GHiinj?1j(1??n)Fek计算结果如表8所示。
j
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表8 各质点横向水平地震作用下的位移验算
层次 6 5 4 3 2 1 Gi 4469.62 5372.458 5352.409 5352.409 5352.409 5404.917 Hi 20.85 17.25 13.95 10.65 7.35 4.05 GiHi ∑GiHi Fi Fn 93191.58 606.403 92674.9 603.041 74666.11 485.857 378765.9 169.65 57003.16 370.923 39340.21 255.989 21889.91 142.439 Vi Di 776.053 221044 1379.094 270736 1864.950 270736 2235.873 270736 2491.862 270736 2634.301 272164 ue 0.00151 0.00109 0.00189 0.00126 0.00120 0.00168
图4 水平地震作用分布
图5 层间剪力分布
水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按公式???G和公式 ?Di(m)计算。 ?i???ii因此最大层间位移弹性角发生在第一层，其值为1/595< 1/550故满足规范要求
n第三节 水平地震作用下框架内力的计算
取图1中的⑥ 轴线横向框架内力为例，说明计算方法。框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：
柱端弯矩：上端 Mc?Vi?(h?y) 下端 Mc?Vi?y 柱端剪力 Vi?luDiV?Dii
各柱反弯点高度比y按公式y?(y0?
y?y?y)h确定。本结构底层柱需考虑修正值
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y2，第二层柱需考虑修正值
y3，其余柱不需修正。具体计算过程及结果间表11,表
12。
梁端弯矩 Mb?(Mc?Mc)梁端弯矩 Mb?(Mc?Mc) Mb?(Mc?Mc)梁端剪力 Vb?rullullulK1?K2K1?K2K1?K2K2KK1
1 l柱轴力 边柱为各层梁端剪力按层叠加，中柱轴力为柱两侧剪力之差，亦按层叠加。
表9 水平地震作用下框架柱剪力（KN） Mb?Mblr柱 层 6 5 4 h 3.6 3.3 3.3 3.3 3.3 4.05 3.6 3.3 3.3 3.3 3.3 4.05 vi ∑D D 9330 11430 11430 11430 11430 10170 13165 12581 12581 12581 12581 10244 D/∑D Vi 776.053 221044 1379.094 270736 1864.95 270736 2235.873 270736 2491.862 270736 2634.301 272164 776.053 221044 1379.094 270736 1864.95 270736 2235.873 270736 2491.862 270736 2634.301 272164
0.042 32.594 0.042 57.922 0.042 78.328 0.042 93.907 0.042 104.658 0.037 97.469 0.060 46.563 0.046 63.438 0.046 85.788 0.046 102.850 0.046 114.626 0.038 100.103 边柱 3 2 1 6 5 4 中柱 3 2 1 19