××结构设计
ABCD
图4-3 地震作用下结构计算简图
2、水平地震作用下框架结构的层间位移Δui和顶点位移ui分别按下列公式计算:
Δui=Vi/ΣDij (4-7)
ui=ΣΔui (4-8) 各层的层间弹性位移角ζe=Δui/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[ζe]<1/500。
计算可得地震作用下的框架层间位移见表4-5
表4-5 水平地震作用下框架层间侧移计算表
层次 4 3 2 1 Fi(kN) 363.03 313.40 221.99 140.73 Vi(kN) 363.03 676.43 898.42 1039.15 ∑Di(kN/m) Δue(m) Δμ`e/h 1/4761 1/2500 1/1886 1/1234 485580 485580 485580 256500 0.00074 0.00139 0.00185 0.00405
35
××结构设计
综上,最大层间弹性位移角发生在底层,θe=1/11234<1/550,满足规范要求,故不需要考虑P??效应。
4.2.4 地震荷载作用下的内力计算
1、横向框架载水平地震作用下的内力计算采用D值法。现进行4轴线横向框架在水平地震作用下的框架内力计算。
(雪+活)重力荷载作用下横向框架的内力计算
按《建筑抗震设计规范》,计算重力荷载代表值时,顶层取用雪荷载,其它层取用活荷载。当雪荷载与活荷载相差不大时,可近似按满跨活荷载布置。
横梁线荷载计算 顶层横梁:
雪载
AB边跨 0.2×7.7/4×0.87×2×0.5=0.34kN/m BC中间跨0.2×2.4/2×5/8×2×0.5=0.15kN/m 二至五层横梁: 活载
AB边跨:6.28×0.5=3.14kN/m BC中间跨:3.12×0.5=1.56kN/m
纵梁引起的柱端附加弯矩 顶层外纵梁:
7.7MA4=0.5×0.2×()2×0.10=0.15kN?m
27.7MD4=-0.5×0.2×()2×0.10=-0.15kN?m
2楼层外纵梁:
MA1=0.5×29.65×0.10=1.48kN?mMD1=-0.5×29.65×0.10=-1.48kN?m固端弯矩 顶层横梁:
MA4B4=-MB4A4=-112×ql=-112×0.34×7=-1.39kN?mMB4E4=-13×ql=-13×0.15×1.2=-0.07kN?mME4D4=-1/6×ql=-16×0.15×1.2=-0.04kN?m
222222
36
××结构设计
二至五层横梁:
MA1B1=-MB1A1=-112×ql=-112×3.14×7=-12.82kN?mMB4E4=-13×ql=-13×1.56×1.2=-0.75kN?m222222
ME4D4=-1/6×ql=-16×1.56×1.2=-0.37kN?m不平衡弯矩:
MA4=MA4B4+MA4=-1.39+0.15=-1.54kN?m MA1=MA1B1+MA1=-12.82+1.48=-11.34kN?m 弯矩分配计算见图4-4
37
××结构设计
上柱 下柱 0.491 0.76 四层 1.87 -0.78 1.84 0.329 3.73 三层 0.38 0.329 3.73 1.87 右梁 0.509 -1.54 0.78 -0.28 -0.81 -1.84 0.342 -11.34 3.88 -1.80 -0.15 -9.41 0.342 -11.34 3.88 -1.80 -0.73 -9.99 0.379 -11.34 4.30 -1.967 0.04 -8.97 左梁 0.417 1.39 -0.55 0.39 0.56 1.79 0.298 12.82 -3.60 1.94 0.02 11.18 0.298 12.82 -3.597 1.94 0.50 11.67 0.326 12.82 -3.935 2.15 -0.14 10.90 0.287 -3.46 -0.27 0.02 -3.71 0.287 0 -3.464 -1.73 0.48 -4.71 0.314 0 -3.790 -1.732 -0.13 -5.65 上柱 下柱 0.403 -0.53 -1.73 0.54 -1.72 0.287 -3.46 -1.73 0.02 -5.18 0.287 -3.464 -1.89 0.48 -4.87 0.219 -2.643 0 -0.09 -2.73 -1.32 右梁 0.18 -0.07 -0.238 0.241221 -0.066 0.128 -0.75 -1.54 0.01 -2.29 0.128 -0.75 -1.545 0.22 -2.08 0.141 -0.75 -1.702 -0.06 -2.51
-0.15 -0.15 3.96 0.329 3.73 5.45 0.329 0 3.73 2.07 二层 1.87 -0.70 -0.70 4.89 0.365 4.14 5.10 0.256 2.90 0.00 0.03 2.93 1.45 一层 1.87 0.04 6.04 图4-4 0.5(雪+活)弯矩二次分配计算
38
××结构设计
跨中弯矩
11.84+1.79=0.25kN?m M4AB=×0.34×7.02-8210.07+0.07=-0.64kN?mM4BC=×0.15×2.42-82 19.41+11.18=8.82kN?m M3AB=×3.14×7.02-8212.29+2.291.56×2.42-=-1.12kN?m M3BC=×8219.99+11.67=8.41kN?mM2AB=×3.14×7.02-82 12.08+2.081.56×2.42-=-0.96kN?m M2BC=×8218.97+10.9=9.30kN?m M1AB=×3.14×7.02-8212.51+2.511.56×2.42-=-1.39kN?mM1BC=×82
根据所求出的梁端弯矩,再通过平衡条件,即可求出0.5(雪+活)作用下的梁剪力、柱轴力,计算过程见表4-6至表4-8
q表4-6 0.5(雪+活)作用下AB、CD跨梁端剪力标准值(kN)
l(m) 7.0 7.0 7.0 7.0 层 (kN/m) 4 3 2 1 0.34 3.14 3.14 3.14 MAB -1.84 -9.41 -9.99 -8.97 MBA 1.79 11.18 11.67 10.90 ∑M/l 0.01 0.25 0.24 0.28 VA 1.18 10.74 10.75 10.71 VB -1.2 -11.24 -11.23 -11.27
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