××结构设计
表4-1 横梁、柱线刚度计算表
截面尺寸 杆件 边跨框架梁 边跨框架梁 中跨框架梁 中跨框架梁 底层框架柱 中层框架柱 Ec Ic (mm4) 5.4×10 9B（mm） H（mm） (kN/mm2) 300 600 30 I(mm4) L (mm) i=ECIL相对刚度 7(kN/mm2) 3.471×10 8.1×10 7000 91 300 400 30 1.6×10 92.4×10 2400 93.0×10 70.864 300 600 30 5.4×10 10.8×10 7000 994.629×10 1.334 7300 400 30 1.6×10 93.2×10 2400 94.0×10 71.152 500 500 30 5.21×10 5.21×10 5000 993.126×10 70.9 500 500 30 5.21×10 5.21×10 3500 994.466×10 1.287 7梁柱线刚度示意图如下。
图4-2 梁柱线刚度示意图
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××结构设计
4.1.3柱的侧移刚度计算D
Σi一般层: K=b (4-1)
2ic α= D=
K (4-2) 2+K12αic (4-3) 2hΣi首层： K=b (4-4)
ic α= D=
0.5+K (4-5) 2+K12αic (4-6) h2表4-2 框架柱横向侧移刚度D值
项目 层 柱类型及截面 边框架边柱（500×500） 边框架中柱二至四层 （500×500） 中框架边柱（500×500） 中框架中柱（500×500） 边框架边柱（500×500） 边框架中柱（500×500） 底层 中框架边柱（500×500） 中框架中柱（500×500） K=∑iz/2ic(一般层) αc=K（/2+K）（一般层）D=αc×ic×12/h2()根数 4 K=∑iz/ic(底层) αc=（0.5+K）（/2+K）（底层）0.78 0.28 12.25 1.45 0.42 18.37 4 1.04 0.34 14.87 10 1.93 0.49 21.44 10 1.11 0.52 7.80 4 2.07 0.63 9.45 4 1.48 0.57 8.55 10 2.76 0.68 10.20 10
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××结构设计
D=10×（8.55+10.20）+4×（7.8+9.45）=256.5 kN/mm 底层：∑D=10×（14.87+21.44）+4×（12.25+18.37）=485.58kN/mm 二~四层：∑4.2 地震作用下框架内力分析
4.2.1 各层重力荷载代表值计算
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 各楼层的重力荷载代表值： 屋面处重力荷载代表值ig=结构和构配件自重标准值+0.5×雪荷载标准值 楼面处重力荷载代表值ig=结构和构配件自重标准值+0.5×楼面活荷载标准值 其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构及构配件自重[5]。
因为建筑物的总高度不超过30m，仅需考虑水平地震作用。质量和刚度沿高度均匀分布，故采用底部剪力法来计算水平地震作用[5]。
1、集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G4：
50%雪载： 0.5×0.2×16.4×(7.7×6)=78.54kN 屋面恒载： 4.75×7.7×6×7×2+4.75×7.7×6×2.4=3598.98kN 横梁： ( 4.84×7×2+3.20×2.4)×13=980.72kN 纵梁： （28.88+2.09）×6×4=743.28kN 女儿墙： 1.2×3.6×（46.2+16.4）×2=546.05kN 柱重： 0.5×0.5×25×3.5/2×（7×4）=306.25kN 横墙： 8×0.24×3.5/2×(7×12×2+2.4×2)=580.61kN 纵墙 8×0.24×3.5/2×7.7/2×12×4=620.93kN
合计 G4=7455.36kN
2、集中于三层、二层处的质点重力荷载代表值G3，G2：
50%楼面活载： 0.5×2.0×16.4×46.2=785.4kN 楼面恒载： 3.68×7.7×6×(7×2+2.4）=2788.26kN 横梁： 980.72kN 纵梁： 743.28kN 柱重： 306.25×2=612.5kN 横墙： 580.61×2=1161.22kN 纵墙： 620.93×2=1241.86kN
合计 G3 =G2=8313.24kN
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××结构设计
3、集中于二层处的质点重力荷载代表值G1：
50%楼面活载： 785.4kN 楼面恒载： 2788.26kN 横梁： 980.72kN 纵梁： 743.28kN 柱重 0.5×0.5×25×（5/2+3.5/2）×28=743.75kN 横墙： 580.61+2.5/1.75×580.61=1410.05kN 纵墙： 620.93+2.5/1.75×620.93=1507.97kN
合计 G1=8959.43kN 总的重力荷载代表值：
∑GJ=7455.36+8313.24+8313.24+8959.43=33041.27kN
4.2.2 结构自振周期
1、地震周期的计算
采用假想顶点位移法T1=1.70α0Δ 结构基本自振周期调整系数取α0=0.6，框架假想顶点位移计算见表4-9。 则自振周期为：T1=1.70α0Δ=1.7 ×0.60.226=0.485s
表4-3 柱顶点位移
4 3 2 1 7455．36 8313．24 8313．24 8959．43 7455.36 15768.6 24081.84 33041.27 485.58 485.58 485.58 256.5 层 Gi(kN) G（∑ ∑D（kN/mm）ikN）δ=∑Gi/∑D?层间相对位移? 15.35 32.47 49.59 128.82 总位移 226.23 210.88 178.41 128.82
2、地震作用影响系数
6度抗震设防.查得其设计基本地震加速度0.05g，地震分组为第三组，场地类别为二类, 查《建筑抗震设计规范》特征周期Tg=0.45s，αmax=0.04。
Tg0.9a1=()amax=(0.45/0.485)0.9×0.04=0.037T1
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××结构设计
因为T1<1.4Tg=1.4×0.45=0.63s,故不要考虑框架顶部附加集中力作用。
4.2.3 水平地震作用及框架侧移验算计算
工程抗震设防基本目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民的财产安全，为了实现这一目的，近年来，许多国家的抗震设计规范都趋向于以“小震不坏，中震可修，大震不倒”作为建筑抗震设计的基本规范[2]。
1、地震作用
结构等效总重力荷载：Gep=0.85Gl=0.85×33041.27=28085.08kN 框架横向水平地震作用标准值为：
结构底部：FEK=α1Geq=0.037×28085.08=1039.15KN 可得各层水平地震作用标准值为：
表4-4 楼层地震作用和地震剪力标准值计算
Fi=Fn+ΔFn（顶层）层 Hi（m） Gi(kN) GiHi GH Fi=iiFEK（1-δn）GiHi∑楼层剪力Vi （kN） 363.03 676.43 898.42 1039.15 4 3 2 1 注：
15.5 12.0 8.5 5.0 7455.36 8313.24 8313.24 8959.43 115558.08 99758.88 70662.54 44797.15 363.03 313.40 221.99 140.73 G∑iHi=330776.65
框架在横向地震作用下结构计算简图如图4-3所示：
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