武汉理工大学毕业设计
6 水平地震荷载作用
6.1 重力荷载代表值的计算
（1）顶层
①恒荷载：
女儿墙自重：6.35 ×4.2×2＝53.34KN
梁板：27.4×(7.8-0.5)×2+26.1×(2.4-0.5)=449.6 KN 柱：6.59×3.6×4＝94.90KN
外墙：6.32×2×（4.2-0.5）=46.8 KN 内墙： 15.5×2×（4.2-0.5）=114.7KN ②活荷载（不计屋面活荷载） 雪荷载：0.25×4.2×18＝18.9KN 则顶层的重力荷载代表值为：
53.34+449.6+(94.90+46.8+114.7)/2+0.5×18.9＝640.6KN （2）标准层
①恒荷载：
梁板：19.03×(7.8-0.5)×2+17.71×(2.4-0.5)=311.5 KN 柱： 6.59×3.6×4=94.9KN
外墙：6.32×2×（4.2-0.5）=46.8 KN 内墙：15.5×2×（4.2-0.5）= 114.7KN ②活荷载
楼面荷载: 7.34×(7.8-0.5)×2+3.75×(2.4-0.5)=114.3KN 则标准层的重力荷载代表值为：
311.5+94.9+46.8+114.7+0.5×114.3=625.1KN/m （3）底层
①恒荷载： 梁板：311.5 KN
柱： 6.59×（6.05+3.6）÷2×4＝127.2KN 外墙：16.02×2×（4.2-0.5）=117.5 KN 内墙：27.75×2×（4.2-0.5）= 205.4KN ②活荷载
楼面荷载：114.3KN
则底层的重力荷载代表值为：
311.5+127.2+117.5+205.4+0.5×114.3=818.8KN/m
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6.2 水平地震作用力的计算（底部剪力法）
（1）结构基本自振周期的计算：
按顶点位移法计算，考虑填充墙对结构周期的影响，取基本周期调整系数
?T=0.7，顶点位移按D值法计算，顶点位移计算见表6.1
表6.1 横向框架顶点位移计算
层号 6 5 4 3 2 1 Gi 640.6 625.1 625.1 625.1 625.1 818.8 ?G640.6 1265.7 1890.8 2515.9 3141 3959.8 i?D 70170 70170 70170 70170 70170 22620 △uj（m） 0.0091293 0.0180376 0.0269460 0.0358544 0.0447627 0.1750575 ?T=0.3097875 所以，结构自振周期为： T?1.7?T?T=0.66s (2)计算水平地震影响系数а
1
由Ⅱ类场地、设计地震分组第一组，可查得地震场地特征周期值Tg=0.35s； 设防烈度为7度，多遇地震，查得а
а1 =（Tg/T1）0.9а
max
max
=0.064。由于Tg =（0.35/0.66）0.9×0.064 =0.036 (3)结构等效总重力荷载代表值Geq Geq=0.85∑Gi=0.85×（640.6+625.1×4+818.8）=3897.2KN (4)结构总的水平地震作用标准值FEk及附加水平地震作用△F6 FEk=а1Geq=0.036×3897.2=140.3KN 因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s (5) 计算各层质点得水平地震作用标准值 ?Gj?16jHj＝818.8×6.05＋625.1×（9.65+13.25+16.85+20.45） ＋640.6×24.05＝57991.2KN·m 47 武汉理工大学毕业设计 由Fi?GHF?GHii6i?1iiEK (1??n)可求得各层水平地震荷载作用标准值（见表6.2） ?F6??nFEK?0.123×140.3=17.26 (6)各楼层剪力标准值计算 地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vj为 Vi= 6?Fj?1j（j=1，2，…6） 各楼层剪力值见表6.2 表6.2 各层水平地震作用标准值及楼层剪力 层号 层高 Hi Gi GiHi ?GjHj j?16GH?GHii6i?1i(1??n) iFEK Fi Vi 6 5 4 3 2 1 3.6 24.05 640.6 15406.43 57991.2 3.6 20.45 625.1 12783.30 57991.2 3.6 16.85 625.1 10532.94 57991.2 3.6 13.25 625.1 8282.58 3.6 9.65 625.1 6032.22 57991.2 57991.2 57991.2 0.23 0.19 0.16 0.13 0.09 0.07 140.3 32.27 32.27 140.3 26.66 58.93 140.3 22.45 81.38 140.3 18.24 99.62 140.3 12.63 112.25 140.3 9.82 122.07 6.05 6.05 818.8 4953.74 作用于主体结构的水平地震作用示意图如下： 48 武汉理工大学毕业设计 图6.1 水平地震作用示意图 6.3 水平地震作用下框架的侧移验算 梁、柱的线刚度及框架柱额侧移刚度D值均已计算过，故此处略过。 水平地震荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： ?ij 式中：错误！未找到引用源。—第j层的总剪力； DD?—第j层所有柱的抗侧移刚度之和； ij??j?Vjuj—第j层的层间侧移； 底层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和 j层侧移 ?j????j （j=1、2、3、4、5、6） j?1n框架地震荷载作用下框架侧移计算见表6.3 49 武汉理工大学毕业设计 表6.3 水平地震作用下框架的侧移验算 层次 Hi 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 6.05 Vi 32.27 58.93 81.38 99.62 122.25 122.07 ?D70170 70170 70170 70170 70170 22620 △uj（m） 0.000459883 0.000839817 0.001159754 0.001419695 0.001742197 0.005396551 △uj/ Hi 0.000127745 0.000233283 0.000322153 0.000394359 0.000483943 0.000891991 6 5 4 3 2 1 侧移验算：层间侧移最大值：0.000891991<1/550 (满足) 6.4 水平地震荷载作用下框架内力计算（D值法） （1）框架柱反弯点位置按下列公式计算： y=y0+y1+y2+y3 式中：y0—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比。 框架柱的标准反弯点高度比 根据查表，由于上下层梁线刚度没有发生变 化，所以不用考虑修正值y1；底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y3，其它柱均无修正。框架柱反弯点位置见上章表5.4。 （2）框架柱端剪力、弯距及梁端弯矩分别按下列公式计算： ①第i层j柱所分配的剪力 Vij?ViDij/?Dij??Vi 其中：Vi =∑Fk ②第i层j柱端弯距为： u Mc?Vij(1?y)?h dMc?Vij?y?h ③第i层j梁端弯距（梁端弯矩的计算根据节点平衡理论，按各节点上梁的线 50