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(?u)i?Vi/?Dijj?1s
u??(?u)kk?1n
计算过程见下表,表中计算了各层的层间弹性位移角?e??ui/hi。 表3-3 横向水平地震作用下的位移验算 层次 6 78.1 120.82 155.45 181.98 200.42 214.24 Vi/kN ?D/(N/mm)i?ui/mm 1.99 ui/mm 13.29hi/mm 3600 ?e??ui/hi 72978 7 12.197 10.497 8.309 1/3279 5 72978 1.7 3600 1/2118 4 72978 2.88 3600 1/1645 3 72978 2.561 3600 1/1406 2 72978 2821 5.748 3600 1/1276 1 73188 2.927 2.927 4600 1/1225 由表中可以看到,最大层间弹性位移角发生在第一层,1/1225<1/550,满足要求。
5.1.4 水平地震作用下框架内力计算
将层间剪力分配到该层的各个柱子,即求出柱子的剪力,再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。
柱端剪力按下式来计算: V?ijDij?Dj?1sVi
ij``
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柱上、下端弯矩
uMij、
bMij
按下式来计算
式中:
bMij?Vij?yhuMij?Vij?(1?y)hy?yn?y1?y2?y3
Dij—i层j柱的侧移刚度;h为该层柱的计算高度。 y-反弯点高度比。
yn—标准反弯点高比,根据上下梁的平均线刚度kb,和柱的相对线刚度kc的比值,总
层数m,该层位置n查表确定。
y1—上下梁的相对线刚度变化的修正值,由上下梁相对线刚度比值?1 及i查表得。 y2—上下层层高变化的修正值,由上层层高对该层层高比值?2及i查表。
y3—下层层高对该层层高的比值?3及i查表得。
需要注意的是yn是根据表:倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比yn查得。 表5-4 各层边柱柱端弯矩及剪力计算 层次 hi/m Vi/kN 6 5 4 3 2 1 3.6 78.1 ?Dij/(N/mm) Di1 Vi1 K y M上 M下 11.25 30.44 44.77 58.97 82.24 143.97 72978 14963 15.62 0.410.2 43.26 3 14963 24.16 0.410.35 56.53 3 14963 31.09 0.410.40 67.15 14963 36.4 0.410.45 72.07 14963 40.08 0.410.57 62.04 17080 49.99 0.520.80 45.99 3.6 120.82 72978 3.6 155.45 72978 3.6 181.98 72978 3.6 200.42 72978 4.6 214.24 73188 表5-5 各层中柱柱端弯矩及剪力计算 层次 hi/m Vi/kN 6 ``
?Dij/(N/mm) Di1 Vi1 K Y M上 M下 3.6 78.1 72978 21526 22.96 0.651 0.3 57.86 24.8
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5 4 3 2 1 3.6 120.82 72978 3.6 155.45 72978 3.6 181.98 72978 3.6 200.42 72978 4.55 214.24 73188 21526 35.52 0.651 0.4 76.72 51.15 21526 45.7 0.651 0.45 90.49 74.03 21526 53.5 0.651 0.45 94.3 86.67 21526 58.92 0.651 0.57 91.21 120.9 19514 57.11 0.81 0.65 91.95 170.76 注:表中弯矩单位为kN?m,剪力单位为kN。
上对于边跨梁端弯矩,由节点平衡原理计算 Mbi=Mij?Mi下?1,j
对于中跨梁端弯矩,由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比 梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算
libu M?lr?Mib?1,j?Mij?
ib?iblbribuM?lr?Mib?1,j?Mij?i?ibb
rblMb?Mb2Vb?l
Ni???Vbl?Vbr?k?ink
表5-6 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算
边梁 层次 6 5 4 l Mb走道梁 柱轴力 Mbr l Vb l MbMbr 21.15 37.12 51.84 65.87 65.11 77.74 l Vb 边柱N 中柱N 14.1 43.26 36.65 6.6 12.11 21.15 67.78 64.3 6.6 20.01 37.12 97.59 89.80 6.6 28.39 51.84 3.00 14.1 12.11 3.00 24.75 32.12 38.85 3.00 34.56 60.51 73.41 3.00 43.91 95.51 117.32 3.00 43.41 130.92 160.73 3.00 51.84 170.75 212.57 3 116.84 114.09 6.6 34.99 65.87 2 121.01 112.77 6.6 35.42 65.11 1 128.23 134.66 6.6 39.83 77.74 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图所示:
``
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图5-3
``
43.26 36.65 57.86 21.15 43.26 11.15 56.54 64.3 76.62 37.12 67.78 24.8 67.15 89.8 35.44 90.49 51.84 97.59 51.15 114.1 44.7 72.07 94.3 65.87 116.84 74.03 112.77 58.97 62.4 91.92 65.11 121.01 86.87 134.66 82.24 45.99 91.95 77.74 128.23 120.9 143.97 170.76图5-2 左地震作用下框架弯矩图(KN)
12.11 14.1 12.1114.1 20.01 24.75 32.12 38.85 28.39 34.56 60.51 73.41 34.99 43.91 95.51 117.3235.42 43.41 130.92 160.73 39.83 51.84170.75 212.57
左地震作用下梁端剪力及柱轴力图(由于结构对称,各画半边)
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5.2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 5.2.1 风荷载标准值
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算:
wk??z?s?zw0
式中, ?k—风荷载标准值(kN/m2)
?z—高度Z处的风振系数
?s—风荷载体型系数,
?z—风压高度变化系数
?0—基本风压(kN/m2)
由《荷载规范》,九江地区重现期为50年的基本风压:?0=0.35KN/m,地面粗糙度为B类。 风载体型系数由《荷载规范》第7.3节查得: ?s=0.8(迎风面)和?s=-0.5(背风面)。《荷载规范》规定,对于高度大于30m,且高宽比大于1.5的房屋结构,应采用风振系数?z来考虑风压脉动的影响。
本设计中,房屋高度H=20.8 < 30m,H/B=20.8/18=1.25 < 1.5,则不需要考虑风压脉动的影响,取?z=1.0。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,如下表: 表5-7 风荷载计算 层次 ?z 6 5 4 3 2 1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 ?s 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 Z(m) 22.05 18.45 14.85 11.25 7.65 4.05 ?z ?0 1.28 1.22 1.14 1.04 1.0 1.0 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 A(m2) Pw(kN) 13.5 18 18 18 18 9.98 11.25 10.51 9.59 9.22 V(kN) 9.98 21.23 31.74 41.33 50.55 59.86 19.125 9.31 其中,A为一榀框架各层节点的受风面积,取上层的一半和下层的一半之和,顶层取到
``