一、横向水平地震作用下框架结构侧移验算
1.横向框架梁的线刚度
在框架结构中,现浇楼面可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效线刚度,减小框架侧移。为考虑这一有利作用,,在计算梁的截面惯性矩时,对现浇楼面的边框架梁取05.1I I b =(0I 为梁的截面惯性矩);对中框架梁取00.2I I b =,计算结果如下表所示:
2.柱的侧移刚度(D 值法)
柱线刚度计算结果如下表:
横向框架柱侧移刚度(D值)计算如下表所示:
3.横向框架自振周期
结构自振周期按顶点位移法计算,将各楼层面处的重力荷载代表值i G 作为水平荷载作用在各楼层标高处,按弹性方法求得结构顶点的假想侧移,并考虑填充墙对框架的影响取折减系数r ψ=0.7,计算结果如下表
s T T T 65.03038.07.07.17.11=??==μ?
4.横向水平地震作用及楼层地震剪力计算
本结构重量和刚度沿高度方向分布比较均匀,高度不超过40m ,变形以剪切变形为主,故水平地震作用采用底部剪力法计算。
底部剪力法是先计算出作用于结构的总水平地震作用,也就是作用于结构底部的剪力,然后将此总水平地震作用按照一定的规则再分配给各个质点。 本设计为洛南县公安局办公楼位于洛南县内,根据设计条件,设防烈度为7,二类场地,设计地震分组为第一组,查表得,g T =0.35s ,max α=0.08。 特征周期值 (单位:s )
水平地震影响系数最大值max α
注:括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g 的地区。
(1)结构总水平地震作用标准值EK F 因为 1T =0.65s > g T =0.35s 所以 α=max 21αηγ
???
?
??T T g
=08.00.165.035.09
.0????
?
??=0.0458 537516323785.01
=?==∑=n
i i
eq G
c
G KN
2462537510458.0=?==eq EK G F α KN (2)顶部附加地震作用n F ?
因为1T =0.65s >35.04.1?=0.495s,所以应考虑附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数122.007.065.008.007.008.016
=+?=+=T δ。顶部附加水
平地震作用6F ?按下式计算: 4.3002462122.066
=?==?EK F F δ KN
(3)各楼层质点的水平地震作用标准值按下式计算:
)
1(66
1
δ-=
∑=EK j j
j i
i i F H
G H G F
(4)各楼层水平地震剪力按下式计算: ∑=?+=6
1
6i j i
F F V
计算结果如下表所示
各层横向水平地震作用标准值及楼层地震剪力
各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图所示:
510.1KN 1335.8KN
417.2KN 1753.0KN
324.2KN 2077.2KN
231.3KN 2308.5KN
153.5KN 2462.0KN
各质点水平地震作用及楼层地震剪力
5.多遇地震作用下的弹性位移验算
在多遇地震作用时,水平地震作用下框架结构的侧移按弹性方法计算,各层
间弹性位移角均应满足位移角限值[
]550/1=e θ的要求,计算结果见下表。 位 移 验 算
二、纵向水平地震作用下框架结构侧移验算
1.纵向框架梁的线刚度
在框架结构中,现浇楼面可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效线刚度,减小框架侧移。为考虑这一有利作用,,在计算梁的截面惯性矩时,对现浇楼面的边框架梁取05.1I I b =(0I 为梁的截面惯性矩);对中框架梁取00.2I I b =,计算结果如下表所示:
2.柱的侧移刚度(D 值法)
柱线刚度计算结果如下表:
纵向向框架柱侧移刚度(D值)计算如下表所示:
3.纵向框架自振周期
结构自振周期按顶点位移法计算,将各楼层面处的重力荷载代表值i G 作为水平荷载作用在各楼层标高处,按弹性方法求得结构顶点的假想侧移,并考虑填充墙对框架的影响取折减系数r ψ=0.7,计算结果如下表
s T T T 71.03521.07.07.17.11=??==μ?
4.横向水平地震作用及楼层地震剪力计算
本结构重量和刚度沿高度方向分布比较均匀,高度不超过40m ,变形以剪切变形为主,故水平地震作用采用底部剪力法计算。
底部剪力法是先计算出作用于结构的总水平地震作用,也就是作用于结构底部的剪力,然后将此总水平地震作用按照一定的规则再分配给各个质点。 本设计为洛南县公安局办公楼位于洛南县内,根据设计条件,设防烈度为7,二类场地,设计地震分组为第一组,查表得,g T =0.35s ,max α=0.08。 (1)结构总水平地震作用标准值EK F 因为 1T =0.71s > g T =0.35s 所以 α
=max 21
αηγ
???
?
??T T g =08.00.171.035.09
.0????? ??=0.0423
537516323785.01
=?==∑=n
i i
eq G
c
G KN
2274537510423.0=?==eq EK G F α KN
(2)顶部附加地震作用n F ?
因为1T =0.71s >35.04.1?=0.495s,所以应考虑附加水平地震作用。顶部附 加地震作用系数127.007.071.008.007.008.016
=+?=+=T δ。顶部附加
水平地震作用6F ?按下式计算: 4.2852247127.066
=?==?EK F F δ KN
(3)各楼层质点的水平地震作用标准值按下式计算:
)
1(66
1δ-=
∑=EK j j
j i
i i F H
G H G F
(4)各楼层水平地震剪力按下式计算: ∑=?+=6
1
6i j i
F F V
计算结果如下表所示
各层纵向水平地震作用标准值及楼层地震剪力
各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图所示: 762.1KN 762.1KN 462.9KN 1225.0KN 378.6KN 1603.6KN 294.2KN 1897.8KN 209.9KN 2107.7KN 139.3KN 2247.0KN
5.多遇地震作用下的弹性位移验算
在多遇地震作用时,水平地震作用下框架结构的侧移按弹性方法计算,各层
间弹性位移角均应满足位移角限值[
]550/1=e θ的要求,计算结果见下表。
三、横向风荷载作用下框架结构侧移验算
1.风荷载标准值
根据设计条件,基本风压2
0/35.0m KN w =,根据《荷载规范》,迎风面
8.0=s μ和背风面5.0=s μ。
5.12
6.16.18/5.23/305.23<==≤=B H m m H
且,取0.1=z β
根据各楼层标高处的高度i H ,查表得z μ,则风荷载标准值为 20/35.035.00.1m KN w w s z s z s z z K
μμμμμμβ=??==
以框架KJ —3为例,说明风荷载标准值的计算方法,框架KJ —3的计算单元宽度为7.8m ,按下式可得沿房屋高度的分布荷载标准值为
m KN Bw q s z s z k z /73.235.08.7)
(μμμμ=??==
为便于框架内力分析,将风荷载转化为节点集中荷载。节点集中荷载按下式近似计算:
)2
(35.00.1)5.08.0(8.7)2(11+++????+?=+=i i z i i k i h h h h B w F μ )(77.11++=i i z h h μ