4、风荷载作用下的框架内力 求出各柱剪力Vi和该柱反弯点高度yi后,则该柱下端弯矩为Mi=Viyi,上端弯矩为Vi(hi-yi),再利用节点平衡求出框架梁端弯矩,画出左风作用下的框架内力图,右风作用下的框架内力与左风作用下的反号。
ABCDE
(a) 弯矩图(单位:KN·m)与梁剪力图(单位:KN)
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ABCDE
(b) 柱剪力图与轴力图(单位:KN) 图3-17 左风作用下的框架内力图
37
3.5.5 地震荷载作用下框架的内力计算
一、水平地震作用标准值的计算 1、框架的抗震等级
由设计需求,抗震设防烈度为7度,房屋高度为22.5m < 30m,可知该框架的抗震等级为三级。
2、场地和特征周期值
根据工程地质报告和土的类型划分,可知该场地为Ⅱ类场地,由设计地震分组为第一组,可查得特征周期值Tg=0.35s。
3、重力荷载代表值(取第○8轴线的KJ8计算各层重力荷载代表值) 1) 顶层重力荷载代表值G6
活荷载:按上人屋面:2.0×20.65×7.65=315.9KN 雪载:0.2×20.65×7.65= 31.6KN 恒荷载:屋面板自重:6.25×20.34×7.65=972.5KN
柱自重: 5×
39=97.5KN 2 取大值:315.9KN
纵向框架梁自重:5.688×(7.65-0.55)×5=201.9KN 横向框架梁自重:5.688×(20.1-4×0.55)=101.8KN 次梁自重: 5.25×(7.65-0.35)×4=153.3KN 窗洞: 0.45×(2.25×2+1.4×2+0.4)=3.47㎡
窗自重: 3.47×0.3=1.04KN
4.5纵墙自重:8×0.24×[×(3.775×4+3.325×3+3.48+1.02)-3.47]
2=121.1KN
4.5横墙自重:8×0.24××(5.45+4.26)=41.9KN
2G6=恒+0.5活
=(972.5+97.5+201.9+101.8+153.3+121.1+41.9+44.1+1.04)+0.5×315.9=1893.09KN 2) 第五层重力荷载代表值G5
活荷载: 2.0×20.34×7.65=311.2KN
恒荷载:楼面板自重:3.56×20.34×7.65=553.9KN
纵向框架梁自重:201.9KN 横向框架梁自重:101.8KN
Σ=1010.9KN
38 女儿墙自重:8×0.24×1.5×7.65×2=44.1KN
次梁自重:153.3KN
第六层下半层:窗洞:1.35×(2.25×2+1.4×2+0.4)=10.4㎡
窗自重:10.4×0.3=3.12KN 门洞:(0.9+1.2×3) ×2.1=9.45㎡ 门自重:9.45×0.2=1.89KN 墙体自重:8×0.24×[
4.5×(3.775×4+5.45+3.325×3+4.26+3.48 2+1.02)-10.4-9.45]=131.6KN
Σ=234.11KN 第五层上半层:窗洞:
1.8×(2.25×2+1.4×2+0.4)=6.93㎡ 2柱自重:97.5KN
窗自重:6.93×0.3=2.08KN 门洞:(0.9+1.2×3) ×0.3=1.35㎡ 门自重:1.35×0.2=0.26KN 墙体自重:8×0.24×[
3.6×(3.775×4+3.325×3+3.48+1.02+5.45 2+4.26)-6.93-1.35]=119.9KN
Σ=200.25KN
G6=恒+0.5活=(1010.9+234.1+200.25)+0.5×311.2=1600.86KN 3) 第四层重力荷载代表值G4 活荷载: 311.2KN
恒荷载:(楼面板+框架梁+次梁)自重:Σ=1010.9KN 第五层下半层:窗洞:6.93㎡
窗自重:6.93×0.3=2.08KN 门洞:(0.9+1.2×3)×1.8=8.1㎡
柱自重:31.2/2×5=78KN
门自重:8.1×0.2=1.62KN
3.6墙体自重:8×0.24×[×(3.775×4+3.325×3+3.48+1.02+5.45
2+4.26)-6.93-8.1]=106.9KN
柱自重:78KN
Σ=188.6KN 第四层上半层:(门+窗+墙体+柱)自重: Σ=200.25KN G4=恒+0.5活=(1010.9+188.6+200.25)+0.5×311.2=1555.35KN 4) 第三层重力荷载代表值G3
G3=恒+0.5活=(1010.9+188.6+200.25)+0.5×311.2=1555.35KN 5) 第二层重力荷载代表值G2
39
G2=恒+0.5活=(1010.9+188.6+200.25)+0.5×311.2=1555.35KN 6) 底层重力荷载代表值G1 活荷载:322.14KN
恒荷载:(楼面板+框架梁+次梁)自重:Σ=1010.9KN 第二层下半层:(门+窗+墙体+柱)自重:Σ=188.6KN
第一层上半层:窗洞:1.65×(2.25+1.4+1.4+3.725)=14.56㎡
窗自重: 14.56×0.3=4.37KN 门洞:1.05×(0.9+1.2+2.1)=4.41㎡
门自重:4.41×0.2=0.88KN
5.1墙自重:8×0.24×[×(3.775×4+3.325×3+3.48+5.45+3.95)
2-14.56-4.41]=165.68KN
柱自重:44.2/2×5=110.5KN
Σ=281.43KN
G1=恒+0.5活=(1010.9+188.6+281.43)+0.5×322.14=1642KN 4、结构自震周期T1
对框架结构,采用经验公式计算: T1=0.085n=0.085×6=0.51s 5、地震影响系数α
由Tg=0.35s,T1=0.51s,Tg 0.350.9)×0.08=0.057 T10.516、计算水平地震作用标准值(采用底部剪力法计算) 因为T1>1.4Tg,且Tg=0.35s,故δn=0.08T1+0.07=0.111,则由 α=()γε2αmax=(FEK?αGeq?α?0.85?Gi?0.057?0.85?(1893.09?1600.86?1555.35?3?1642)?474.9KNΔFn?δnFEK?0.111?474.9?52.7KNFi?GiHiFEK(1?δn)?GjHjTg可列表计算如下: 位置 顶层 第五层 第四层 第三层 第二层 底层 40 表3-14 计算水平地震作用标准值 Gi(KN) Hi(m) GiHi FEK(1δn) Fi(KN) 1893.09 24 45434 422 134 1600.86 19.5 31217 422 92 1555.35 15.9 24730 422 73 1555.35 12.3 19131 422 57 1555.35 8.7 13532 422 40 1642 5.1 8374 422 25 ?GjHj?142418KN·m ?Fi?421KN