上式中: ?1—水平地震影响系数
Geq—等效总荷载,多质点时取85%代表制; Geq?0.8?5Gi?0.8?5484?5.02i?1n 9.21(4k1N3)合肥地区的抗震设防分组为第一组;设防烈度为7度;设计基本地震加速度为0.10g。抗震等级为三级。
计算深度分为内图层的等效剪切波速度Vse,按下公式计算:
d Vse?o t?t?(i?1ndi) Vsi上式中:Vse—土层的等效剪切波速度(m/s)
do—计算深度(m);取覆盖层厚度和20米二者之中的较小者 t —剪切波的传播时间
di—计算范围之内第i层土层的厚度(m) n —计算范围内土层的分层数量
d0.51.6t?()??? ?70110i?1Vsi Vse?n5.26.76.5???0.08?1s?6 240340350do20??245?m/s? t0.0816查建筑抗震设计规范GB50011—2010表4.1.6可知场地类别为Ⅱ类场地,查表5.1-4-2可知特征周期为Tg?0.35(s),查表5.1-4-1可知水平地震影响戏水最大值?max?0.08。
由水平地震影响系数?曲线计算?1。
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?Tg??1??2???max?T???0.35?????1.0?0.08?0.039 ?0.791?0.9上式中:?—衰减系数,?=0.05时,对应应取?=0.9,?2?1.0,?1?0.02。
FEk??1Geq?0.039?4139.211?161.429kN
因 为:T1?0.495?1.4Tg?1.4?0.35?0.49s
故而需要考虑顶部附加的水平地震作用。所以结构顶层的地震作用:
Fn'?Fn??Fn?GnHnFEk?1??n???FEk
k?GkHk?1n其余各层的地震作用:
Fi?GiHiFEk(1??n) (i=1,2,....n-1)
k?GHkk?1n?1查表可知:?n=0.08T1+0.07=0.13328
上式中:Gi,Gk为质点i,k的负载代表制;Hi,Hk分别为质点i,k的理论高度。
地震剪力按 Vi??Fk计算。
k?1n表5-2地震剪力计算表
层次 5 4 3 2 1 Hi/m 21.1 17.2 13.3 9.4 5.5 kGi/kN953.01 969.2 969.2 969.2 969.2 GiHi/kN?m20109 16670 12890 9110 5415 Fi/kN44 36 28 20 33 Vi/kN 44 80 108 128 161 ?GHk 132497
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图5-1每层水平地震作用;楼层地震剪力沿房屋高度的分布图
5.3 水平地震作用下位移的验算
用D值法验算: 层间的剪力
Vi,层间的位移??u?i以及顶点位移u按下面公式计算:
n Vi??Fk
k?i (?u)i?Vi/?j?1sDi j u??(?u)k?1nk
各层层间弹性位移角: ?e??ui/h i 15
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表5-3横向水平地震作用下的位移验算表 层次 5 4 3 2 1 Vi/kN 44 80 108 128 161 ?D/(N/mm) i?ui/mm ui/mm hi/mm1.935 3.518 4.749 5.629 8.951 24.782 22.847 19.329 14.58 8.951 3900 3900 3900 3900 5500 ?e??ui/hi 0.000496 0.000902 0.00128 0.00144 0.00163 22740 22740 22740 22740 17986 由上表可知:此建筑物的第一层层间位移角最大0.00163?1?0.001818,所以满足要求。 5505.4 水平地震作用下框架的内力计算
用D值法计算: 柱端剪力按下公式计算:
V?ijDijVi
?Dj?1sijub
柱上端弯矩Mij;下端弯矩Mij按下公式计算:
u Mij?Vij?(1?y)h
bMij?Vij?yh
y?yn?y1?y2?y3
上式中:Dij—侧移刚度;h为柱子的计算高度 y—柱子反弯点高度比
yn—反弯点高比,查表得到
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y1—上下梁相对线刚度变化修正值,可由上下梁相对线刚度比值?1 和i查表确定。
y2—层高的变化修正值,查表得。
特别需要注意的是yn是根据表(倒三角形水平荷载分布下各层的柱子标准反弯点高度比值yn查得)
表5-4各层边柱柱端弯矩、剪力表
层数 hi/m Vi/kN 5 4 3 2 1 3.9 3.9 3.9 3.9 5.5 44 80 108 128 161 ?Dij/(N/mm) Di1 5025 5025 5025 5025 4199 Vi1 9.72 K y 1.60 0.45 M上 20.85 34.48 41.89 44.12 51.69 M下 17.06 34.48 51.20 66.18 155.06 22740 22740 22740 22740 17986 17.68 1.60 0.50 23.87 1.60 0.55 28.28 1.60 0.60 37.59 2.42 0.75
表5-5各层中柱柱端弯矩、剪力表
层数 hi/m Vi/kN 5 4 3 2 1 3.9 3.9 3.9 3.9 5.5 44 80 108 128 161 ?Dij/(N/mm) Di1 6345 6345 6345 6345 4794 Vi1 K Y 0.50 0.55 0.60 0.60 0.65 M上 23.95 39.17 47.00 55.72 58.57 M下 23.95 47.88 70.50 83.58 108.78 22740 22740 22740 22740 17986 12.28 3.20 22.32 3.20 30.13 3.20 35.72 3.20 42.91 4.93
梁的弯矩、剪力以及柱子轴力按下公式计算:
libuM?lr?Mib?1,j?Mij?i?ibb
lbribuM?lr?Mib?1,j?Mij?i?ibb
rblMb?Mb2 Vb?
l Ni??Vbl?Vbrk?in??
k 17