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横向水平地震作用下的位移验算 续表3-3 ??i h(kN) (mm) (mm) (mm) (N/mm) i1 4 2238.6 1110528 2.02 8.53 3000 148513 2344.9 1110528 2.11 6.51 3000 142212 2419.0 1110528 2.18 4.40 3000 137611 2470.9 834656 2.22 2.22 4950 223011由上表可见,最大层间弹性位移角发生在第2层,其值为<(满1376550足要求)。
层次 Vi ?D i??i ?i hi ?e=3.1.4 水平地震作用框架内力计算
框架柱端剪力及弯矩分别按Vij?[4]
Dij?Dj?1sVi, (3-5)
ijbMij?Vijyh, (3-6) uMij?Vij(1?y)h (3-7)
式中:h为层高,各柱反弯点高度比按式y?yn?y1?y2?y3Dij为i层j柱的刚度,确定,其中yn由倒三角分布水平荷载下各柱标准反弯点高度比yn查得,底层柱需考虑修正值y2,第2层柱需考虑修正值y3,其余柱均无考虑修正值。Vij为第i层j柱的剪力。
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表3-4 各层柱端弯矩及剪力计算 边柱 层次 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 中柱 hi (m) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.95 Vi (kN) ?Dij (N/mm) Di1 24725 24725 24725 24725 24725 24725 25434 28512 28512 28512 28512 24178 Vi1 10.18 18.75 26.55 33.70 40.08 45.75 50.67 54.05 57.47 60.20 62.10 71.58 K 0.645 0.645 0.645 0.645 0.645 0.645 0.645 0.672 0.493 0.493 0.493 0.405 y 0.40 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.60 0.75 Mib1 12.22 28.13 39.83 50.55 60.12 68.63 76.01 81.08 86.21 90.3 111.78 265.74 Mia1 18.32 28.13 39.83 50.55 60.12 68.63 76.01 81.08 86.21 90.3 74.52 88.58 Di2 37392 37392 37392 37392 37392 37392 38405 44496 44496 44496 44496 29065 Vi2 15.40 28.36 40.15 50.97 60.62 69.19 76.51 84.35 89.69 93.95 96.92 86.05 K 1.171 1.171 1.171 1.171 1.171 1.171 1.221 0.894 0.894 0.894 0.894 0.736 y 0.45 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.62 Mib2 25.41 42.54 60.23 76.46 90.93 103.79 114.77 126.53 134.54 140.93 145.38 264.09 Mia2 25.41 42.54 60.23 76.46 90.93 103.79 114.77 126.53 134.54 140.93 145.38 161.86 390.4 719.0 1018.0 1292.3 1536.9 1754.3 1924.1 2105.2 2238.6 2344.9 2419.0 2470.9 948072 948072 948072 948072 948072 948072 974816 1110528 1110528 1110528 1110528 834656 16
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表3-5 梁端弯矩剪力及柱轴力计算 层 次 12 11 10 9 边梁 l Mb 中横梁 柱轴力 Mbr 13.98 34.83 56.52 75.18 92.06 l lVb Mb Mbr 11.43 28.5 46.25 61.51 75.33 87.62 98.35 108.58 117.48 123.96 128.84 138.26 l 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 Vb 9.53 23.75 38.54 51.26 62.78 73.01 81.96 边柱 -4.89 -16.28 -35.14 -60.22 -90.94 中柱 -4.64 -17.0 -36.68 -62.86 -94.92 18.32 40.35 67.96 90.38 6.6 4.89 6.6 11.39 6.6 18.86 6.6 25.08 6.6 30.72 11.43 28.5 46.25 61.51 75.33 87.62 98.35 108.58 117.48 123.96 128.84 138.26 8 110.67 7 128.75 6 144.64 5 157.09 4 167.27 3 176.51 2 164.82 1 200.36 107.10 6.6 35.73 120.21 6.6 40.13 132.72 6.6 43.91 143.59 6.6 47.10 151.51 6.6 49.70 157.47 6.6 48.83 168.98 6.6 55.96 -126.67 -132.20 -166.80 -174.03 -220.60 2.4 90.48 -210.71 2.4 2.4 2.4 2.4 97.90 103.30 107.37 115.22 -257.81 -271.40 -307.51 -325.00 -356.34 -383.54 -412.30 -442.80 (a) 框 架 弯 矩 图(b) 框 架 剪 力 及 轴 力 图 图3.1 地震作用下框架的弯矩图,梁端剪力图及柱轴力图
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3.2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算
3.2.1 风荷载标准值
12层房屋总高为40.95m,C类场地,大庆地区标准风压w0?0.55kN/m2,建筑结构荷载规范中规定基本风压值提高10%,垂直于建筑物表面的风荷载标准值按公式计算:?k=?z?z?s?0 (3-8)
式中:?s为风载体形系数?s=0.8(迎风面)?s=-0.5(背风面)?z为风压高度变化系数,?z为高度Z处的风振系数由于建筑高度大于30米,且高宽比40.95/15.6=2.6>1.5,须考虑风振系数。w0?0.55?1.1?0.605kN/m2,结构的自振周期T=0.09N=0.09?12=1.08s,?0T=0.5?1.082=0.706kN·s2/m2。查规范得脉动增大系数?=1.4,脉动影响系数?=0.48,
??H?z=1+?i (3-9)
?zH式中:Hi?第i层层高; H?建筑总高度;
??动力系数; ??脉动影响系数。
0.42?0.4Hi,取图中3轴横向框架,其负载宽度为7.2m, ?z=1+
?zH q?z?=7.2×0.605×?z?z?s=4.356?z?z?s,
(5.44+2.04+5.26+1.97)×3.0×1/2+Fi以第10层为例计算过程如下:
(5.82+2.18-5.44-2.04)×3.0×1/2×1/3+(5.44+2.04-5.26-1.97)×3×1/2×2/3=22.58kN
根据各楼层标高处的高度查取?z,代入上式可得各楼层标高处的q?z?,见下表。
表3-6 沿房屋高度分布的风荷载标准值 层次 2[5]
Hi (m) HiH ?z ?z ?k (kN/m) 1.39 1.31 1.23 1.19 1.07 0.99 0.94 0.82 0.80 0.73 0.69 0.65 2q1(z) (kN/m) 6.17 5.82 5.44 5.26 4.74 4.41 3.16 3.64 3.46 3.25 3.07 2.89 q2(z) (kN/m) 2.31 2.18 2.04 1.97 1.76 1.65 1.56 1.36 1.30 1.22 1.15 1.08 Fi (kN) 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 37.95 34.95 31.95 28.95 25.95 22.95 19.95 16.95 13.95 10.95 7.95 4.95 1 0.92 0.84 0.76 0.68 0.60 0.53 0.45 0.37 0.29 0.21 0.13 1.1 1.05 1.00 1.00 0.90 0.86 0.84 0.74 0.74 0.74 0.74 0.74 1.61 1.59 1.56 1.51 1.51 1.47 1.42 1.41 1.34 1.26 1.19 1.12 25.20 23.98 22.58 21.45 19.65 18.23 16.97 15.24 14.26 13.43 12.66 9.95 18
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H37.3==1.41<1.5,?z沿房屋高度在B26.41.035-1.268范围内变化,即风压脉动的影响较大。因此,该房屋应该考虑风压脉动的影响。框架结构分析时,应按净力等效将风荷载沿房屋高度的分布风荷载转化为节点集中荷载。
该设计的建筑高度大于30m,
2.4.2 风荷载作用下的水平位移验算
根据上图所示的水平荷载,由式 Vi??Fk计算层间剪力Vi,然后依据表求出5
i?1n轴线的层间侧移刚度,在按式
??u?i?Vi/?Dij (3-10)
j?1s 式中:?Dij为第i层的侧移刚度; Vi为第i层层间剪力 计算各层的侧移刚度和绝对刚度,计算过程见下表3.16。
表3-7 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算 层次 Fi (kN) Vgi (kN) ?D (N/mm) 124234 124234 124234 124234 124234 124234 127678 146016 146016 i??i (mm) ?i (mm) 12.092 11.889 11.493 10.916 10.166 9.258 ??ihi 12 25.2 25.20 0.203 11 23.98 49.18 0.396 10 22.58 71.76 0.577 9 21.45 93.21 0.750 8 19.65 112.86 0.908 7 18.23 131.09 1.055 6 16.97 148.06 1.160 8.203 5 15.24 163.30 1.118 7.043 4 14.26 177.56 1.216 5.925 3 13.43 190.99 146016 146016 106486 1.308 4.709 2 12.66 203.65 1.395 3.401 1 9.95 213.60 2.006 2.006 1 147781 75761 51991 40001 33041 28441 25861 26831 24671 22941 21501 2468 19