西南交通大学本科毕业设计 第 22 页
2.5.4水平地震作用及弹性位移验算
说明:对于以下两类建筑适用于底部剪力法。
1.
高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构 2.
近似于单质点体系的结构。
故对于本设计,适用于底部剪力法进行抗震计算。计算简图如下图所示。
图2.5.1 水平地震计算简图
1.水平地震影响系数а1的计算。
结构基本周期取为顶点位移法的计算结果,T1=0.687s.由抗震规范可知,本结构的抗震设防烈度为7°,设计基本地震加速度为0.10g,场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第二组。故有Tg=0.40s, а
max
=0.08.
T1?0.687s?1.4Tg?0.64s,故需考虑高震型的影响。 Tg?T1?0.687s?5Tg,故?1?(TgT1)??2?max
对于一般情况,混凝土结构的ξ=0.05,故η2=1.0,γ=0.9 故
?1?(TgT1)??2?max?(0.40.9)?1?0.08?0.049 0.687
西南交通大学本科毕业设计 第 23 页
2.水平地震作用标准值计算
Geq???Gi
式2-5-2
Geq:结构等效总重力荷载
β:等效系数,抗震规范取值为0.85
故本设计,Geq=0.85×(9625.62+4×9355.32+7939.58)=54986.5kn 故本设计,FEK??1Geq?0.049?54986.5?2694.33kn 在考虑高震型的影响时,?n?0.08T1?0.01?0.065
?Fn??nFEK?0.065?2694.33?175.13kn GiHi(FEK??Fn) GH?jj在考虑高震型的影响时,有 Fi?式中
式2-5-3
FEK---结构总水平地震作用标准值(底部剪力)
Fi---质点i的水平地震作用标准值
Gi Gj---分别为作用于质点i,j的重力荷载代表值 Hi Hj---分别为质点i,j的计算高度
?Fn---顶部附加水平地震作用,本设计中作用于6层的顶部。
综上,Fi,Vi,ΔUe及ΔUe/h的计算见表格2-5-5
西南交通大学本科毕业设计 第 24 页
表2-5-5 Fi,Vi,ΔUe及ΔUe/h的计算
西南交通大学本科毕业设计 第 25 页
814.531442.41944.742321.992573.092702.3
图2.5.2 水平地震作用下的剪力图
3.楼层地震剪力标准值验算
根据VEKi???Gj进行验算,λ=0.012
VEKi???Gj
VEKi:第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力。 λ:剪力系数,本算例取其值为0.012,符合《建筑抗震规范》5.2.5关于其的规定,且对于竖向不规则的建筑的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数。
Gj:第j层的重力荷载代表值。
VEK6?690.8kn?0.012?G6?0.012?7939.58?95.27knVEK5?1222.9kn?0.012?(G6?G5)?0.012?(7939.58?9355.32)?207.54knVEK4?1648.6kn?0.012?(G6?2G5)?0.012?(7939.58?2?9355.32)?319.8knVEK3?1968.3kn?0.012?(G6?3G5)?0.012?(7939.58?3?9355.32)?432.07knVEK2?2181.1kn?0.012?(G6?4G5)?0.012?(7939.58?4?29355.32)?544.33knVEK1?690.8kn?0.012?(G6?4G5?G1)?0.012?54986.5?659.84kn
合格。
4.地震作用下的弹性位移验算
多遇地震下的各楼层层间弹性位移计算见表2-5-4,同时也将其表达为层间
位移角Δue/h的形式。钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限制为1/550,因此各楼层均满足要求。
2.5.4多遇水平地震作用下的框架内力分析
西南交通大学本科毕业设计 第 26 页
说明(计算步骤):
1.地震剪力按D值比例分配到各框架柱,可得各层每根柱的剪力值。 2.通过查表确定反弯点高度比及其修正值并确定反弯点高度。
3.计算每根柱上下端的柱端弯矩。
4.利用节点平衡原理,求出每层各跨梁端的弯矩。 5.求出梁端剪力。
6.由柱轴力与梁端剪力平衡的条件可求柱轴力。 1.反弯点高度计算
yh?(y0?y1?y2?y3)h
式2-5-4
y-----D值法的反弯点高度
yo----标准反弯点高度比,查表确定(倒三角形荷载)
y1----考虑与柱相邻的上下横梁刚度不同时对反弯点高度比的修正系
数。
y2----考虑相邻上层层高与本层层高不同时的反弯点高度比修正系数。 y3----考虑相邻下层层高与本层层高不同时的反弯点高度比修正系数。
2.水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端弯矩标准值计算(见表2-5-6及图
2.5.3)
表2-5-6水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端弯矩标准值计算