第3章 结构设计说明
图3-3各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图
3.5.2多遇水平地震作用下的位移验算:
水平地震作用下框架结构的层间位移(△u)i和顶点位移u i分别按下列公式计算:
(△u)i = Vi/∑D ij (公式3-4) u i=∑(△u)k (公式3-5) 各层的层间弹性位移角θe=(△u)i/hi,根据《抗震规范》,考虑砖填充墙抗侧力作用的框架,层间弹性位移角限值[θe]<1/550。
计算过程如下表:
表3-8横向水平地震作用下的位移验算
层次 4 3 2 1 Vi (KN) 2074.99 3659.52 4769.78 5389.58 ∑D i(N/mm) 1007868 1007868 1007868 736140 (△u)i (mm) 2.06 3.63 4.73 7.32 ui (mm) 17.74 15.68 12.05 7.32 hi (mm) 3300 3300 3300 4430 θe=(△u)/hi i 1/1601 1/909 1/697 1/605 由此可见,最大层间弹性位移角发生在第一层,1/605<1/550,满足规范要求。
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3.5.3水平地震作用下框架内力计算:
框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算:
Vij=DijV i /∑Dij (公式3-6) M bij=Vij 3yh (公式
3-7)
M uij=Vij(1-y)h (公式3-8) y=yn+y1+y2+y3 (公式3-9)
注:yn框架柱的标准反弯点高度比。
y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。
y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。
y框架柱的反弯点高度。 下面以③轴线横向框架内力的计算为例
表3-9各层柱端弯矩及剪力计算(边柱)
边 柱 层次 hi(m) Vi(KN) ∑D ij(N/mm) Di1 Vi1 (N/mm) (KN) 4 3 2 1 3.3 2074.99 1007868 3.3 3659.52 1007868 3.3 4769.78 1007868 4.43 5389.58 736140 23260 47.89 k y M i1 bM i1u(m) (KN2m) (KN2m) 47.4 125.42 164.52 341.88 110.62 153.29 201.08 146.52 0.55 0.30 23260 84.46 0.55 0.45 23260 20215 110.79 0.55 0.45 148.00 0.738 0.70
表3-10各层柱端弯矩及剪力计算(中柱)
中 柱 层次 hi(m) Vi(KN) ∑D ij(N/mm) Di2 Vi2 (N/mm) (KN) 4 3 2 3.3 2074.99 1007868 3.3 3659.52 1007868 3.3 4769.78 1007868 43491 43491 43491 k Y M i2bM i2u(m) (KN2m) (KN2m) 109.33 244.92 339.60 186.15 276.18 339.60 89.54 1.345 0.37 157.91 1.345 0.47 205.82 1.345 0.50 -- 16 --
第3章 结构设计说明 1 4.43 5389.58 736140 27102 198.42 1.806 0.64 562.56 316.44 梁端弯矩、剪力及柱的轴力分别按以下的公式计算:
l l b l M M u i r b) (公式3-10) b=ib(Mi+1,j + i,j)/(ib+ r r b l M M u i r b) (公式3-11) b=ib(Mi+1,j + i,j)/(ib+
V b=(M l b+ M r b)/ l (公式3-12) Ni=∑(V l b- V r b)k (公式3-13) 具体计算过程见下表:
表3-11梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算 边梁 层次 Mb l走道梁 L Vb Mb l柱 轴力 Vb 边柱kN 中柱kN Mb rMb rl 4 110.62 76.09 6.0 31.12 110.6 110.6 2.4 92.17 -31.12 -61.05 3 210.69 157.59 6.0 61.38 140.59 140.59 2.4 117.16 -92.76 -116.83 2 326.5 238.95 6.0 94.24 345.58 345.58 2.4 287.99 -187 -310.58 1 311.04 268.18 6.0 96.54 387.86 387.86 2.4 323.22 -283.54 -537.26 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及轴力图 如下图:
图3-4左地震作用下框架弯矩图(KN.M)
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图3-5 左震作用下梁端剪力、柱轴力图(KN)
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第3章 结构设计说明
3.6.竖向荷载作用下框架的内力计算
3.6.1横向框架内力计算
3.6.1.1计算单元简图(见下图):
计算单元宽度为7.2m,由于房间内布置有次梁(b3h=300mm3500mm),故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架,作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合,所以在框架节点上还作用有集中力矩。
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