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文档简介

1、一、设计资料某2层现浇钢筋混凝土框架构造房屋(按多层框架考虑),其平面及剖面分别见图1和 图2,楼层高度分别为H1=3.9m、H2=3.6m见分组表。现浇钢筋混凝土楼(层)盖。框架梁 截面参照尺寸:走道梁(各层)为250mmX400mm、顶层为250mmX600mm、一层250mmX650mm。 柱截面参照尺寸:500mmX500mm。混凝土强度级别:梁采用C30;柱采用C35。钢筋强度级 别:受力纵筋和箍筋日勺强度级别分别不低于HRB400、HRB335。抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g,构造阻尼比为0.05,设计地震分 组为第二组、场地类别为W类。试对该框架进行横向水平地震

2、作用下勺地震设计计算。荷载信息如下:钢筋混凝土容重为25kN/m3,楼板厚度为h见分组表,活荷载原则值: 住宅楼面为2.0kN/m2,走道为2.0kN/m2,不上人屋面为0.5kN/m2。设计时考虑雪荷载勺影响,雪荷载原则值为0.4 kN/m2。图1构造平面图图2构造剖面图25+0.2525+0.25注:a=6m,b=2.4m,c=4.5m、重力荷载代表值对于重力荷载日勺计算,永久荷载取所有,可变荷载取50%,各层重力荷载集中于楼层标 高处,各层勺墙体均取本层勺一半和上一层勺一半,顶层只取下层勺一半计算。其代表值如图3所示。第二层:4.5 X 8 X (6 4- 2A + 6) X 0.12

3、x 25 + 36 x 0.5 x 0.5 x 3.6 X 0.5 X项一 n:.L W),I,E: I.; - : r. ip -! =2538KN活载:0.5 0.4 4.5 (、, )=103.68KN荷载代表值G2=2641.68KN第一层:4.5 x 0 x (6 + 2.4 + 6)x 012 x 25 + 36 x 0.5 x 0.5 x x f 顷W. :.).:2i E、 1;: I.、.,- :3 .=3033kn活载:0.5 2 4.5 (,一三一 ”)=518.40KN荷载代表值G1=3551.40KN为了 以便计算,取 G1=2645KN, G2=3555KN。三、构

4、造自震周期计算1、横梁线刚度的计算梁柱日勺刚度均采用D值法计算,即梁日勺截面惯性矩考虑了楼板日勺作用,计算 成果如表1所示。表1梁勺抗侧移刚度部位截 面h x b / m 2跨度l / m矩形截面惯性矩I = bh312 010-3 m4边框架梁中框架梁Ib = 1.51010 -3 m 4i =头 b l104 kN - m21010 -3 m 4i =叫 b l104 kN - m走道梁0.25 x 0.42.41.3322.52.663.333二层其她梁0.25 x 0.664.56.753.37594.5一层其她梁0.25 X 0.6!64.58.584.2911.445.72注:混凝

5、土 C30, E = 3.0 x104 Nmm2 c.2、柱及楼层勺抗侧移刚度柱抗侧移刚度:D =a异二层: K =b, a =; 一层:2i2 + Kc表2框架柱值及楼层抗侧移刚度楼层层高柱号根数截面hxb/ m2I =bh12c 10w.EIl cc c l10kNmKaD / lj kNm DlkN m2DlkN m223.6Z1140.5x0.55.214.5591.120.3615150212100617300Z2141.850.4820300284200Z 340.840.301249051760Z 441.390.41173106924013.9Z1140.50.55.214.2

6、081.360.5518360257040668460Z2142.150.6421210296940Z 341.020.501670066800Z 441.610.5919420476803、构造自振周期计算采用假想顶点位移计算,见表3:表3假想顶点位移计算楼层重力代表值(kN)楼层剪力V. =Z G/ kN1楼层抗侧移度D/1(4 kNmi层间位移5 = VJD / m楼层位移A. = Z 8 / m2264526456173000.004280.0141355562006684600.009280.00928 Gl6200取填充墙日勺周期影响系数中广0.60,则构造日勺基本自振周期为:=

7、1.7 x 0.67 x 014 = 0.135s四、水平地震作用计算及弹性位移验算1、水平地震影响系数构造日勺基本自振周期为.、,多遇地震设防烈度8度,设计基本地震 加速度为0.20g,查表得水平地震影响系数最大值Qma0.16。场地类别为W类, 地震分组为第二组,查表得特性周期L on、。构造阻尼比为0.05,阻尼调节系LL】,故地震影响系数为:a - M泓间* = 白2、构造总勺水平地震作用原则值由于按多层框架考虑,采用底部剪力法计算水平地震作用,构造等效总重 力Gq取重力荷载代表勺85%计算,则构造底部剪力原则值F欧为:FEk =成珈=0.16 X 0.85 X 6200 = 843.

8、2K/V由于L项.*且1.,。.,不需修正顶层附加F.k = RF 毗地震作用。各层水平地震作用计算公式为:、,计算成果如表4。3、楼层地震位移计算地震作用下各楼层水平地震层间剪力为:匕=2? F,计算成果如表4所示。k =i4、多遇水平地震作用下勺位移验算多遇地震作用原则值产生勺楼层内最大勺弹性层间位移% = Gi弹性层间位移角为:0广牛其中h为计算楼层层高,计算成果如表4所示:表4 F、V、0的计算楼层层高hi/ mGi/ kNHi/ mGHZ GHi iFi/ kNVi/ kNDi kNjmAwe10-3 / m0e23.626457.51983833703496.3496.361730

9、00.8041447613.935553.913865346.9843.26684601.2213196显然弹性层间角位移均不不小于弹性层间角限制【0=510,故梁柱截面尺寸均满足规定。五、多遇水平地震作用下框架内力计算1、框架柱端剪力及弯矩水平地震作用下日勺中框架柱剪力和柱端弯矩原则值如表5所示:表5水平地震作用下勺中框架柱剪力和柱端弯矩原则值柱 j层数hi /mV , i/KNDiDijD,jDiVik /KNKyMbij /KN.mMtij /KN.m%23.6496.3617300151500.02512.411.120.4118.1426.5413.9843.266846018360

10、0.02722.771.360.5851.6837.1223.6496.3617300203000.03316.381.850.4426.1232.8513.9843.2668460212100.03226.982.150.5557.8747.35水平地震作用下勺边框架柱剪力和柱端弯矩原则值如表6所示:表6水平地震作用下勺中边框架柱剪力和柱端弯矩原则值柱 j层数hi /mVi /KNDiD ijD ljDi匕/KNKyMbij /KN.mMtij /KN.m%23.6496.3617300124900.0209.930.840.4014.3021.4513.9843.2668460167000

11、.02521.081.020.6049.3332.88623.6496.3617300173100.02813.901.390.4221.0129.0213.9843.2668460194200.02924.251.610.5754.3641.012、梁端弯矩、剪力及柱轴力水平地震作用下日勺中框架梁端弯矩、剪力及柱轴力原则值如表7所示:表7水平地震作用下中框架梁端弯矩、剪力及柱轴力原则值楼层大梁走道梁Z1Z2跨度lMEk /KN.mMEk /KN.mVEk /KN跨度l /mMEk /KN.mMEk /KN.mVEk /KNN /Ek /KNN /Ek /KN2626.5418.877.572

12、.413.9813.9811.657.574.081655.2646.4216.952.427.0527.0522.5424.529.67水平地震作用下勺边框架梁端弯矩、剪力及柱轴力原则值如表8所示:表8水平地震作用下边框架梁端弯矩、剪力及柱轴力原则值楼层大梁走道梁Z1Z2跨度lMi尔Ek /KN.mMrEk /KN.mV ,Ek /KN.m跨度l /mMi尔Ek /KN.mMrEk /KN.mVEk /KNN /Ek /KNN /Ek /KN2621.4516.676.352.412.3512.3510.296.353.941647.1839.1814.392.422.8422.8419.0

13、320.748.58六、竖向荷载作用框架内力分析计算框架在重力荷载代表值竖向作用下勺内力时,重力荷载代表值取所有永久荷载、50%勺楼面活荷载和50%勺雪荷载。由于构造日勺基本对称,竖向荷载下日勺框架侧移可以忽视,因此,这儿选用半构造采用弯 矩分派法计算框架内力。考虑塑性内力重分布进行梁端负弯矩调幅,取弯矩调幅系数为0.8, 梁勺跨中弯矩随之做相应勺增长。1、各节点分派系数节点分派系数:H - cB-4AHZ77/77/ZzA-y图3节点布置图节点B:町 +42080 + 57200 - 新 了琳 + 42080 + 57200 =(技泓)57=55842080 + 57200 - 3%节点C:

14、岫- 0.503-0.497心 + 45000也 一 + 45000节点D:+ 45000 + 33333 X 0.5 =)匹 + 45000 + 33333 X 0.5 =。切33333 x 0.54S587 + 45000 + 33333 x 诟=莒节点F:33333 X 0.545587 + +2080 + 33333 X 0.5 + 57200 =, + 42080 + 33333 X 0.5 + 57200 =57_ 0彳 G45587 + 42080 + 33233x0.5 + 57200 d?080 + 33333 X 0.S + 57200 -对1表9各节点分派系数节点四左B0

15、.3950.3150.29C0.4970.503D0.4200.1550.425F0.3540.1030.2820.2612、持续梁荷载计算如下均取中框架构造计算。(1)持续梁恒载二层:大梁线荷载: O.L I、 - ;,). ; I. - : I 二心走道梁线荷载::* n:八5 0,手 叫I,、, I二MN一层:大梁线荷载:-1、C 技,,() 4 二IKN走道梁线荷载:-:-y777777图4荷载分布图(KN/ni)(2)弯矩计算固端弯矩:Mrf - M x 22J x 62 - 66,3KN,m1N% MfJC X 18.15 X 6 SASKN.m1NM布-2Mgf - X 20.5 X 1.2 一 9.84KN.m J1 2M 据一2 Mg。_ x 16,9 x 1,2* - 8J iKN.m kJ弯矩分派见表10。表10弯矩分派过程结点ABCDFHGE杆端ABBABFBCCBCDDCDEDFFDFBFGFHHFGFED分派系数0.290.3950.3150

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