土木工程学院毕业设计(论文)用纸
=362.88+118.08+73.8+61.38+231.55+144.72+96.91+92.88+135 =1317.20 KN
G4=G3=G2=楼面恒载+KJL-1重+KJL-2重+次梁CL重+纵墙重+横墙重+柱重+楼梯重+
0.5×楼面活荷载
=2.8×7.2×18+4.10×7.2×4+4.10×18+3.41×18+8.04×7.2×4+8.04×18+6.73
×3.6×4+185.76+0.5×[(7.2×12+6×3.6)×2.0+3.6×6×2.5] =362.88+118.08+73.8+61.38+231.55+144.72+96.91+185.76+135 =1410.08 KN
G1=楼面恒载+KJL-1重+KJL-2重+次梁CL重+纵墙重+横墙重+柱重+楼梯重+0.5
×楼面活荷载
=2.8×7.2×18+4.10×7.2×4+4.10×18+3.41×18+0.5×(8.04+13.13)×7.2×
4+0.5×(8.04+13.13)×18+6.73×0.5×(3.6+5.5)×4+185.76+0.5×[(7.2×12+6×3.6)×2.0+3.6×6×2.5]
=362.88+118.08+73.8+61.38+304.85+190.53+122.49+185.72+135 =1554.73KN
总重力代表值:?G= 1118.24+1317.20+1410.08×3+1554.73=8220.41 KN (5)框架结构自振周期计算 按顶点位移法计算,见表(二)
表(二)顶点位移计算表
层次 6 5 4 3 2 1 Gi(KN) ?Gi(KN) ?Di 1118.24 1317.20 1410.08 1410.08 1410.08 1554.73 1118.24 2435.44 3845.52 5255.60 6665.68 8220.41 (KN/m) 68314.82 68314.82 68314.82 68314.82 68314.82 29111.64 ?ui??ui?1??G ?Dii?ui 0.016 0.036 0.056 0.077 0.098 0.282 0.565 0.549 0.513 0.457 0.380 0.282 考虑填充墙刚度对框架结构的影响,取自振周期的修正系数?0=0.7,则结构自振周期为:T1?1.7?0?u?1.7?0.7?0.565?0.894s
由设计要求:本结构所在场地为7度设防,抗震等级为三级,地震作用按第一组、Ⅱ类场地计算,则查表知:Tg?0.35s ?max?0.08
采用底部剪力法计算,由于Tg<T1<5Tg,总水平地震作用标准值即底部剪力FEK按下式计算:
FEK??1Geq?Tg???T?1????0.9?max?0.85??0.35?Gi???0.894??0.9?0.08?0.85?8220.41
=240.36 KN
由于T1>1.4Tg,所以考虑顶部附加水平地震作用
顶部附加地震作用系数 ??n=0.08T1+0.07=0.08×0.894+0.07=0.142 顶部附加水平地震作用 ??n?FEK=0.142×240.36=34.13 KN
21
土木工程学院毕业设计(论文)用纸
则质点i的水平地震作用Fi为 Fi?GiHisFEK?1??n?
j?Gj?1jH主体结构顶层(第6层)水平地震作用为 Fn??Fn 则各楼层水平地震作用的标准值计算见下表(三):
表(三)各楼层水平地震作用和层间剪力计算
楼层高 总 Gi GiHi FEK?1??n?Fi/Fn??FnGiHi n层hi 高 (KN) GjHj?序(m) 度 (KN) (KN) j?1号 Hi (m) 6 3.6 23.9 1118.24 26725.94 0.232 206.23 82.98 5 3.6 19.9 1317.20 26212.28 0.228 206.23 47.02 4 3.6 16.3 1410.08 22984.3 0.199 206.23 41.04 3 3.6 12.7 1410.08 17908.02 0.155 206.23 31.97 2 3.6 9.1 1410.08 12831.73 0.111 206.23 22.89 1 5.5 5.5 1554.73 8551.02 0.074 206.23 15.26 合计 115213.3 各楼层质点水平地震作用及地震剪力沿房屋高度的分布图见图(4.6)
Vi (KN) 82.98 130.00 171.04 203.01 225.90 241.16
图(4.6)各楼层质点水平地震作用及地震剪力
(7)多遇地震作用下结构变形验算
结构在多遇地震作用下的抗震变形验算见表(四)
22
土木工程学院毕业设计(论文)用纸
表(四)横向水平地震作用下的位移验算
层次 地震剪抗侧移刚层间相对位移总位移 层高 层间弹性力 位移角Viui hi 度?Di ?ui? Vi(KN) (KN/m) (mm) (mm) ???ui ?Dichi(mm) 6 82.98 68314.82 1.215 20.185 3600 1/2963 5 130.00 68314.82 1.903 18.97 3600 1/1892 4 171.04 68314.82 2.504 1/1434 17.067 3600 3 203.01 68314.82 2.972 14.563 3600 1/1211 2 225.90 68314.82 3.307 11.591 3600 1/1089 1 241.16 29111.64 8.284 8.284 5500 1/664 由表(四)可见,最大层间弹性位移角发生在第1层,其值1/664<1/550,满足要求。
(8)水平地震作用下框架内力计算 1)计算简图如图(4.7)所示:
图(4.7)水平地震作用简图
2)水平地震作用下柱端弯矩计算:
a、框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算:计算结果见表(五)
23
土木工程学院毕业设计(论文)用纸
Vij?DijVi ,Mibij?Vij?yh(下) ,Mij?Vij??1?y?h(上) ,y?yn?y1?y2?y3
u?D式中:Dij为i层j柱的侧移刚度;h为为该层柱的计算高度;y为框架柱的反弯点高度比;yn为框架柱的标准反弯点高度比;y1为上、下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值;y2、y3为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值;K表示梁柱线刚度比;m表示结构总层数;n表示该柱所在的楼层位置。
b、梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下列各式计算:计算结果见表(六)
lrMlb?KbMbub?Ki?1,j?Mij?
KlKr?Mbi?1,j?Muij?MrbKl?Kr?b?bbblr
Vrb?Mb?MnbNlli???Vb?Vb?k k?i
c、水平地震作用下框架的弯矩图如图(4.8)所示:
图(4.8)左地震作用下框架图
24
土木工程学院毕业设计(论文)用纸
、水平地震作用下框架的剪力及柱轴力图如图(4.9)所示:
图(4.9)梁端剪力及柱轴力
25
d