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4.2活荷载计算
查《荷载规范》(GB50009-2012),楼面活荷载:厂房4.0kN/m2 ;不上人屋面0.5kN/m2。
楼、屋面活荷载按图4.1所示专递方式传递到相应的框架梁上。对A4~D4榀框架,框架梁按照阴影面积承受楼屋面传来的活荷载。纵向框架梁所分担的活荷载还以集中力的形式作用于对应的框架柱上。经计算,该榀框架在活荷载作用下的受力简图如下所示:
图4.3活荷载计算简图(单位:KN)
4.3 雪荷载与积灰荷载
西安地区的基本雪压为S0=0.2kN/m2,故Sk=μrS0=0.2kN/m2(屋面为平
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面,?r取1.0)。雪荷载不应与屋面均布活荷载同时组合,因其小于不上人屋面的活荷载0.5kN/m2,故不考虑雪荷载。
由于该设计位于科技园内,周围无排灰的工厂,故不考虑积灰荷载。
4.4 风荷载
4.4.1基本参数
垂直于建筑物表面的风荷载的标准值:?k??s?z?z?0 。 本设计建筑高度22.5m<30m,风震系数?z取1.0。地面粗糙度类别C,基本风压?0=0.35KN/m2。 风荷载体型系数μs=0.8-(-0.5)=1.3,见下图:
图4.4风荷载体型系数
查风压高度系数?z在5m、10m、15m、20m、30m处分别为0.65、0.65、0.65、0.74、0.88 。
风作用方向共有8榀框架,每榀横向框架的侧移刚度相同,每榀框架承受风荷载的范围在水平方向是59.9/8=7.5m。为安全考虑,可直接取计算单元的该榀框架的受荷范围8.5m。
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4.4.2风荷载计算(左风)
F?k??0?z?s?zA,A为相应高度范围的受荷面积,A=开间×作用高度
?z按计算图中各楼、屋面高度处取,用线性内插法。
表4.7风荷载计算
层高 离地高层数 (m) (m) 1 2 3 4 5 4.5 4.2 4.2 4.2 3.6 4.8 9.0 13.2 17.6 21.2 ?z 0.65 0.65 0.65 0.695 0.788 ?s 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 ?z 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ?0 ?k(KN/m2) (KN/m2) 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.2958 0.2958 0.2958 0.3162 0.3585 开间 (m) 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5 作用高度 4.8 4.2 4.2 4.2 3.6 F?k (KN) 12.07 10.56 10.56 11.29 10.97
图4.5风荷载计算简图(单位:KN)
4.5 水平地震作用
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4.5.1 计算假定
对高度不超过40m,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,可采用底部剪力法。
本设计建筑高度222.2m,且结构规则,可不考虑扭转的影响,且只需进行水平地震作用的计算,满足底部剪力法的计算假定。 4.5.2 重力荷载代表值的计算
建筑的重力荷载代表值应取结构、构配件自重标准值与各可变荷载组合值之和。
表4.8 重力荷载代表值计算
层数 荷载项目 屋面恒荷载 5 雪荷载 墙自重(上下各半层) 梁自重 柱自重(上下各半层) 楼面恒荷载 楼面活荷载 4 墙自重(上下各半层) 梁自重 柱自重(上下各半层) 楼面恒荷载 2~3 楼面活荷载 墙自重(上下各半层) 梁自重 柱自重(上下各半层) 楼面恒荷载 1 楼面活荷载 梁自重 柱自重(上下各半层) 荷载值(KN) 7861.88 299.5 796.4 2253.82 633.08 3966.96 5666.64 951 2361.28 1347.84 3966.9 5666.64 1002.33 2361.28 1451.52 3966.96 5666.64 2361.28 1552.37 组合系数 1.0 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5 1.0 1.0 1.0 11716.76 10163.83 11460.4 11695.18 层重力荷载代表值Gi(KN) 墙自重(上下各半层) 1002.33 由上表的等效重力荷载为Geq=∑0.85Gi=46920.60kN 4.5.3 底部剪力法计算水平地震作用
查查《抗震规范》(GB 50011-2010),可得水平地震影响系数最大值为0.16;场地特征周期为Tg?0.35s;结构阻尼比?=0.05 ;计算的结构自震周期
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T1=0.425s,因0.1s (0.06?1.7?)?1; 水平地震影响系数 ?1?(TgT)r?2?max?(0.350.9)?1?0.16?0.1350.425 结构底部剪力FEK??1Geq?0.135?46920.6?6334.3kN 。 因为T1/Tg?0.425?1.2?1.4,并且,所以不考虑顶部附加地震作用的影响, 0.35GiHiFEK(1-?n)计算 ?GkHkGiHi?GkHk 0.332 0.271 0.185 0.128 0.083 δn=0;各质点横向水平地震作用按式Fi?高度层层高数 (m) 5 4 3 2 1 ? Gi (KN) 11695.18 11460.4 10163.83 10163.83 11716.76 GiHi (KN?m) 252631.01 206287.2 140260.85 97572.77 63270.50 Fi (KN) 2039.64 1716.60 1171.85 810.79 525.75 层间剪力Vi(KN) 2039.64 3756.24 4928.09 5738.88 6264.63 H(im)21.600 18.000 13.800 9.600 5.400 3.600 4.200 4.200 4.200 5.400 760022.33 表4.9 水平地震作用计算 图4.6 地震荷载计算简图(单位:KN) 第 25 页