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5 水平地震作用计算:
该建筑物高度为15m<40m,以剪切变形为主,且质量和刚度沿高度均匀分布,故可采用底部剪力法计算水平地震作用。
5.1重力荷载代表值的计算:
屋面处重力荷载代表值=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=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)的结构和构配件自重。
5.1.1 屋面处重力荷载标准值的计算:
女儿墙的重力荷载标准值的计算:
'?G女儿墙?g女儿墙?l=2.04?(54+15.6)?2?283.97kN
屋面板结构层及构造层自重标准值
'G屋面板?5.00?(54.5+16.1)?4387.25kN
'G梁?[3.13?(6.0?0.5)?9?4]?[3.13?(6.6?0.5)?2?10]?[2.50?9?2?6.6]?[1.88?10?(2.4?0.5)]?619.74?381.86?297?35.72?1334.32kN'G柱?40?6.25?(1.8?0.1)?425kN
顶层墙重:
11'G墙???3.27?(6.0-0.5)?18???7.23?(?4?(2.4?0.5)?2??6.6-0.5)22
11??5.46?(54.5?0.5?9)?2??5.46?3.25?222?161.865?101.943?273?17.745?519.06kN
''''' G屋顶?G女儿墙?G屋面板?G梁?G柱?G墙 ?283.97?4387.25?1334.32?425?519.06?6949.6kN
5.1.2其余各层楼面处重力荷载标准值计算:
'G墙?519.06?2?1038.12kN
'G楼板?3.90?(54.5?16.1)?3422.06kN 'G梁?1334.32kN
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G'柱?40?6.25?(3.6?0.1)?875kNG标准层?G'?G'''
墙楼板?G梁?G柱 ?1038.12?3422.06?1334.32?875?6669.5kN
5.1.3底层楼面处重力荷载标准值计算:
G'墙?1038.12?3.6/2?4.7/2?0.13.6?0.1?1201.25kN
G'楼板?3422.06kN G'梁?1334.32kN G'3.6/2?4.7/2?0.1柱?875?3.6?0.1?1012.5kN
G''''底层?G墙?G楼板?G梁?G柱 ?1201.25?3422.06?1334.32?1012.5?6970.13kN
5. 1.4 屋面雪荷载标准值计算:
Q雪?q雪?s?0.1?(54.5?16.1)=87.75kN
5.1.5 楼面活荷载标准值计算:
Q楼面?q室?s室?q走廊?s走廊
?2.0?(7.1?54.5)?2?2.5?(2.4?54.5)?1874.8kN
5.1.6 总重力荷载代表值的计算:
GEW?屋面处结构和构件自重?0.5?雪荷载标准值
?6949.6?0.5?87.75?6993.48kN(设计值为8462.37kN)
GEW?楼面处结构和构件自重?0.5?雪荷载标准值 ?6669.5?0.5?1874.8?7606.9kN(设计值为10628.12kN)
底层楼面处:
GE1?楼面处结构和构件自重?0.5?活载标准值
?6970.13?0.5?1874.8?7907.53kN(设计值为10988.876kN)5.2 框架柱抗侧移刚度和结构基本自震周期计算:
5.2.1 横向D值的计算:
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表5-1和表5-2已经将各层每一柱的D值求出。
横向2~4层D值的计算 表5-1
构件名称 ii??2icb i?c? 2?iDi??cic12 h2数量 ?D i(kNm) 12820 18394 18394 12820 10 10 10 10 (kNm) 128200 183940 183940 128200 A柱轴 B柱轴 C柱轴 D柱轴 2?4.1?104?0.95 2?4.3?1042?(4.1?104?3.3?104)?1.72 42?4.3?102?(4.1?104?3.3?104)?1.72 2?4.3?1040.322 0.462 0.462 0.322 2?4.1?104?0.95 42?4.3?10?D?624280kNm
底层D值的计算 表5-2
构件名称 i?i?icb 0.5?i?c? 2?iDi??cic12 h2数量 ?D i(kNm) 9627 11581 11581 9627 10 10 10 10 (kNm) 96270 115810 115810 96270 A柱轴 B柱轴 C柱轴 D柱轴 4.1?104?1.24 43.3?104.1?104?3.3?104?2.24 3.3?1044.1?104?3.3?104?2.24 43.3?104.1?104?1.24 3.3?1040.537 0.646 0.646 0.537 ?D?424160kNm
5.2.2结构基本自震周期计算:
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用能量法计算结构基本自振周期计算公式:
T1?2??T?Gug?Gu2iiii? ??ui????G? ???D?i能量法计算结构基本周期列表 表5-3
层Gi ?G i?D 6993.48 ?ui ui (m) 0.1412 0.1300 0.1066 0.0710 Guii Giui2 次 (kN) (FEX?639.20) (kN/m) (m) 4 6993.48 3 7606.90 2 7606.90 1 7907.53 624280 624280 624280 424160 i(kN?m) (kN?m2) 0.0112 987.48 988.90 810.90 561.43 3348.71 139.43 128.56 86.44 39.86 394.26 14600.38 0.0234 22207.28 0.0356 30114.81 0.0710 ?G?30114.81 考虑非承重墙对结构基本自震周期的影响,折减系数?T=0.6 则自震周期为: T1?2??T
?Gug?Gu2ii=2?3.14?0.6?ii394.29?0.413s
9.8?3348.715.3多遇水平地震作用计算:
由于该工程所在地区抗震设防烈度为7度,场地类型为Ⅱ类,设计地震分组为第一组,则: ?max?0.08 Tg?0.35s
Geq?0.85GE?0.85?30114.81?25597.59kN 由于Tg?T1?5Tg,故
?T??1??g??2?max
?T1??式中?—衰减指数,在Tg?T1?5Tg的区间取0.9;
?2—阻尼调整系数,除有专门规定外,建筑结构的阻尼比取0.05,相应的?2=1.0。
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?Tg??0.35?所以纵向地震影响系数?1????2?max????0.08?0.06839
?0.413??T1?0.90.9T1?0.413s?1.4Tg?1.4?0.35?0.49s
不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响,即?n?0。
如图5-1对于多质点体系,结构底部总纵向水平地震作用标准值:
FEK??1Geq?0.06893?25597.59?1764.44kN Fi?GiHiFEK
?GiHi质点i的水平地震作用标准值,楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见表5-4。
图5-1 楼层水平地震作用标准值
Fi,Vi,?ui计算过程 表5-4
层GiHi次 (kN) (m) 4 3 2 1 GiHi ?GHii Vi(kN) Fi(kN)639.20 ?D ?u(im)6993.48 15.5 108398.94 7606.90 11.9 7606.90 7907.53 8.3 4.7 90522.11 63137.27 37165.39 299223.71 639.20 624280 0.001 1172.98 624280 0.002 1545.28 624280 0.002 1764.43 424160 0.004 533.78 372.30 219.15 楼层最大位移与楼层岑每个高之比: ?ui0.00411???,满足位移要求。 h4.711755505.4 刚度和剪重比验算:
为保证结构的稳定和安全,需分别按公式
nDi,?20?Gihi(i?1,2,???,n)
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