?1?(TgT1)???2?max
式中:? 1——相应于结构基本自振周期T1的水平地震影响系数;
Tg––––场地的特征周期;
?max––––截面抗震验算的水平地震影响系数最大值;
?、?2——地震影响系数曲线下降段的衰减指数、阻尼调整系数,由《高规》第3.3.8条确定。本工程? 取0.9 ,?2取1.0 。
带入各项数据:
?1?(TgT1)???2?max?(0.350.9)?1.0?0.08?0.04233 0.71T1?0.71s?1.4Tg?0.49s
需要考虑顶部附加水平地震作用的影响,顶部附加地震作用系数:
?n?0.08T1?0.07?0.08?0.71?0.07?0.1268
对于多质点体系,结构底部总水平地震作用标准值:
FEK=α1 Geq=0.04233×103608.26=4385.74 kN
附加顶部集中力:
ΔFn=δn FEK=0.1268×4385.74=556.11kN
Fi?GiBi?j?1nFEK(1??n)
GjBjFEK(1??n)=4385.74-556.11=3829.63kN
楼层各质点水平地震作用计算见表3.2.
表3.2 水平地震作用
层次 Gi(kN) 12 11 10 9 8 9932 9956.2 9956.2 9956.2 9956.2 Bi(m) 38.15 35.15 32.15 29.15 26.15 Gi?Bi(kN?m)378906 349960 320092 290223 260355 GiBi?GBi? Fi(kN) i Vi(kN) FiBi(10kN?m)30.145 0.134 0.122 0.111 0.099 554.13 554.13 511.80 1065.93 468.12 1534.05 424.44 1958.49 380.76 2339.24 21.14 17.99 15.05 12.37 9.96
7 6 5 4 3 2 1 ?
9956.2 23.15 230486 210366 179046 147726 116406 81269 53805 0.088 0.080 0.068 0.056 0.044 0.031 0.021 337.07 2676.32 307.65 2983.97 261.85 3245.81 216.04 3461.85 170.24 3632.09 118.85 3750.94 78.69 3829.63 3829.63 7.80 6.20 4.49 3.06 1.90 0.97 0.41 101.33 10439.98 20.15 10439.98 17.15 10439.98 14.15 10439.98 11.15 9971.61 8.15 10447.54 5.15 121892.07 2618640 1.000 将楼层处集中力按基底弯矩折算成三角形荷载:
M0?121qH?H?qH2 2333M03?101.33?103q???208.87kN/m
H238.152V0?11qH??208.87?38.15?3984.20kN 22
3.3 框架结构的水平位移计算
对于多层和高层框架结构应进行抗震变形验算,抗震变形验算包括弹性变形验算和弹塑性变形验算。要求在地震作用下,框架的弹性位移角和弹塑性位移角应控制在允许范围内,否则会使房屋产生摇晃,甚至导致承重结构或整个房屋结构的破坏。侧移的计算方法有D值法和折算总刚度法。 3.3.1 框架柱抗推刚度计算
框架柱截面、混凝土强度等级等随高度发生变化,应分别加以计算。具体计算结果见下面几个表。
表3.5 横向10~12层框架柱D值计算(层高3米)
轴线 位置 ?ii?2icb i12?? ic?2 h2?i(104kN/m) 12D??ic2h 柱根(104kN?m) 数n
A柱 ○中框架 2?4.52?5.22?0.86 0.30 5.22?1.33=6.94 2.08 7 边框架 2?3.382?5.22?0.65 0.25 6.94 1.74 2 B柱 ○C柱 ○D柱 ○中框架 边框架 2?(8.86?4.5)?2.56 2?5.222?(3.38?6.71)?1.93 2?5.220.56 0.49 0.56 0.49 0.46 0.47 6.94 6.94 6.94 6.94 6.94 6.94 3.89 3.40 3.89 3.40 3.19 3.26 7 2 5 2 2 2 中框架 2.56 边框架 1.93 中框架 边框架 2?(4.5?4.43)?1.71 2?5.222?(3.38?5.79)?1.76 2?5.22边柱 中框架 0.86 边框架 0.65 E~○H柱 ○中框架 4?4.432?5.22?1.70 0.30 0.25 0.46 6.94 6.94 6.94 2.08 1.74 3.19 4 1 2 边框架 4?5.792?5.22?2.22 0.53 6.94 3.68 2 I柱 ○中框架 2?4.432?5.22?0.85 0.30 6.94 2.08 2 边框架 2?5.79?1.11 2?5.220.36 6.94 2.50 2 4m 楼层D?124.18?10kN?
表3.6 7~9层框架柱D值计算(层高3米)
轴线 位置 i?i?2icb ??i 2?i12ic?2 h(104kN/m) 5.48?1.33=7.31 12D??ic2h 柱根(104kN?m) 数n A柱 ○中框架 2?4.73?0.86 2?5.480.30 2.20 7
边框架 2?3.54?0.65 2?5.482?(4.73?9.3)?2.56 2?5.482?(7.05?3.54)?1.93 2?5.480.25 0.56 0.49 0.56 0.49 0.46 0.47 0.30 0.25 0.46 7.31 7.31 7.31 7.31 7.31 7.31 7.31 7.31 7.31 7.31 1.79 4.10 3.59 4.10 3.59 3.36 3.42 2.20 1.79 3.36 2 B柱 ○C柱 ○D柱 ○中框架 边框架 中框架 边框架 中框架 边框架 7 2 5 2 2 2 2.56 1.93 2?(4.73?4.65)?1.71 2?5.482?(3.54?6.08)?1.76 2?5.48边柱 中框架 边框架 E~○H柱 ○中框架 0.86 0.65 4?4.65?1.70 2?5.484 1 2 边框架 4?6.08?2.22 2?5.482?4.65?0.85 2?5.482?6.08?1.11 2?5.480.53 7.31 3.85 2 I柱 ○中框架 0.30 7.31 2.18 2 边框架 0.36 7.31 2.61 2 楼层D?130.69?104kN?m
表3.7 5、6层框架柱D值计算(层高3米)
轴线 位置 i?i?2icb ??i 2?i12ic?2 h(104kN/m) 11.34?1.33=15.12 12D??ic2 h柱根(104kN?m) 数n 中框A柱 ○架 边框架 B柱 ○中框架 2?4.73?0.42 2?11.342?3.54?0.31 2?11.342?(4.73?9.3)?1.24 2?11.340.17 2.57 7 0.13 15.12 1.97 2 0.38 15.12 5.75 7
边框架 中框C柱 ○架 边框架 中框D柱 ○架 边框架 中框边柱 架 边框架 中框E~○H柱 ○架 边框架 中框I柱 ○架 边框架 2?(7.05?3.54)?0.93 2?11.340.32 15.12 4.84 2 1.24 0.38 15.12 5.75 5 0.93 2?(4.73?4.65)?0.83 2?11.340.32 15.12 4.84 2 0.29 15.12 4.38 2 2?(3.54?6.08)?0.85 2?11.340.30 15.12 4.54 2 0.42 0.17 15.12 2.57 4 0.31 4?4.65?0.82 2?11.344?6.08?0.35 2?11.342?4.65?0.41 2?11.340.13 15.12 1.97 1 0.29 15.12 4.38 2 0.35 15.12 5.29 2 0.17 15.12 2.57 2 2?6.08?0.54 2?11.340.21 15.12 3.21 2 4m 楼层D?171.28?10kN?
表3.8 2~4层框架柱D值计算(层高3米)
轴线 位置 i?i?2icb i ??2?i12ic?2 h(104kN/m) D??ic12 h2柱根数n (104kN?m) A柱 ○中框架 2?4.882?11.70?0.42 0.17 11.70?1.33=15.6 2.65 7