水平地震作用下框架侧移验算内力计算

1、水平川震作用下的框架侧移验算和内力计算水平川震作用下框架结构的侧移验算5.1.1抗震计算单元计算单元：采用6号轴线横向三跨的一榀框架作为计算单元。5.1.2横向框架侧移刚度计算1、梁的线刚度：ibEcIb/lb(5-1)式中：Ec混凝土弹性模量sIb梁截面惯性矩lb梁的计算跨度I0梁矩形部分的截面惯性矩依照多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑，在框架结构中有现浇层的楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效侧移刚度，减少框架侧移，为考虑这一有利因素，梁截面惯性矩按以下规定取，对于现浇楼面，中框架梁Ib=,，边框架梁Ib=，详尽规定是：现浇楼板每侧翼缘的有效宽度取板厚的6倍。表横梁线刚度计算表种类Ec(

2、N/mm2)bh(mmmmI0(mm4)Ib(mm4)Lb(mm)ib(Nmm)A-C横梁43006009966001010101010C-D走道梁43004009930001010101010D-E横梁43006009966001010101010、柱的线刚度：icEcIc/hc式中：Ic柱截面惯性矩hc柱计算高度表柱线刚度计算表层次Echmm)c4)(N/mm2)b(mmI(mm基层41060010600标准层41060010600(5-2)hc(mm)ic(Nmm)5200101039001010一品框架计算简图：3、横向框架柱侧移刚度D值计算：D12ic(5-3)c2hc式中：c柱抗侧

3、移刚度修正系数K0.5Kc（一般层）；c2（基层）2KKK梁柱线刚度比，KKb（一般层）；KKb（基层）2KcKc基层柱的侧移刚度：边柱侧移刚度：A、E轴柱：Kib4.4510100.68ic6.51010中柱侧移刚度：C、D轴柱：Kib（）10101.18ic6.51010标准层的侧移刚度边柱的侧移刚度：A、E轴柱：Kib24.4510100.512ic28.721010中柱侧移刚度：C、D轴柱：Kib2（4.453.2）10102ic28.7210100.88表柱侧移刚度计算表楼层柱种类K轴柱轴柱基层cd12icD(Nmm)2hc28846126922884615288D轴柱2884615

4、288E轴柱2884612692DD=5596020=1119380A轴柱6879713759C轴柱6879721327标准层D轴柱6879721327E轴柱6879713759DD=7017220=1403440D155960，所以满足条件。因为D2570172框架自振周期采用能量法计算基本周期。n2GiiT12i1Tn计算公式：Gii(5-4)i1式中：T1基本自振周期T计算结构基本自振周期时的结构极点假想位移m）,即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而获取的结构极点位移；结构基本自振周期考虑非承重墙影响系数，本框架结构设计中取Gi集中在各层楼面处的重力集中荷载代表值i

5、假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构各层楼面处位移。表横向框架极点位移计算表VGiGii2iDiGii层次GiGiD（N/mm）i2(kN)V(kN)(mm)(Nm)(Nm)(mm)五1403440661010四1403440661010三1403440661010二1403440661010一1119380661010nnGi4.96106Nm20.49106Nm2iGiii1i1n2Gii0.49106T12Ti10.49sn20.81065.21Giii1水平川震作用力及楼层地震剪力计算依照抗震规范，包头属于地震分组第一组，抗震设防烈度为8度，设计基当地震加

6、速度值为0.20g，且设计场所种类为二类，结构的特色周期Tg，水平川震影响系数=max0.16。该工程重量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不高出40m，变形以剪切变形为主，位移以基本阵型为主，基本阵型凑近直线，吻合底部剪力法适用范围，故采用底部剪力法对结构水平川震作用进行计算因为T1=，所以不考虑顶部附加地震作用。结构水平川震作用计算采用底部剪力法计算：因为Tg1g，则地震影响系数1Tg)0.9max，（按时计算）：则T11(Tg)0.90.350.9T1max()0.49水平川震力标准值：FEK1Geq1G（5-5）式中：1相应于结构基本周期的水平川震影响系数G结构总重力荷载，等效重力荷载系数

7、，抗震规范规定=则：FEK1G0.120.85(11871.911164.511164.511164.59096.02)5527.19kNnF(GiHi/GiHi)FEKi1式中：FEK结构总水平川震作用标准值Fi质点i水平川震作用标准值表各质点横向水平川震作用及楼层地震剪力表层次hi(m)Hi(m)Gi(kN)GiHi(kNm)Fi(kN)Vi(kN)54321015971nGiHi=其中i1水平川震作用下的位移验算依照建筑抗震设计第二册，对于所有框架都要进行验算，钢筋混凝土结构构件的截面刚度可采用弹性刚度。各质点水平川震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布如图5-2(a)水平川震作用分布图（b）

8、层间剪力分布图图5-2各质点水平川震作用及楼层剪力沿房屋高度分布图VieinDiki1(5-6)极点位移n(5-7)ieii1式中：i多遇地震作用标准值产生的层间弹性位移k楼层数Vi多遇地震作用标准值产生的层间地震剪力e(5-8)式中：e层间弹性位移角hi计算楼层层高eihi表横向水平川震作用下的位移验算niiiei/hi层次Vi（kN）Di(N/mm)(mm)(mm)h(mm)i15140344039001/36794140344039001/18143140344039001/13002140344039001/10891111938052001/1053由上表可见，最大层间位移角发生在1

9、层，其值为1/1053e=1/550，满足要求，所以各层层间位移角均满足要求。水平川震作用下框架内力计算采用主框架区任意一榀框架进行计算，即6号轴线所对应一榀横向框架作为计算单元。各层柱端弯矩及剪力计算采用D值法进行以下计算，前面已经计算出了第i层的层间剪力Vi。层j柱分配到i的剪力Vij以及该柱上下端的弯矩分别按以下公式计算：Dij（5-9）VijnViDijj1式中：Vij框架第i层第j根柱所分配的地震剪力；Dij第i层柱侧移刚度；nDij第i层柱侧移刚度之和；j1nVi第i层地震剪力，ViFii1按h=(y0+y1+y2+y3)h计算柱的反弯点高度。依照Vij和反弯点高度确定柱端弯矩，尔

10、后按节点弯矩平衡条件和梁的转动刚度确定梁端弯矩。MijuVij(1y)h（5-10）MijbVijhy（5-11）yy0y1y2y3（5-12）式中：y框架柱的反弯点高度比；h柱的计算高度；y0标准反弯点高度比；y1上基层梁线刚度变化时柱反弯点高度比的修正当（对于首层不考虑y1值）；y2上层层高与本层高度不同样时，柱反弯点高度比修正当（对于顶层不考虑修正当）；y3基层高度与本层高度不同样时，柱反弯点高度比修正当（对于首层不考虑修正当）。表各层柱端弯矩及剪力计算表层V(kN)Dij(N/mm)DVKyMijbMiju次5140344013759A、E4140344013759轴314034401

11、3759柱214034401375911119380126925140344021327C、D4140344021327轴3140344021327柱21403440213271111938015288注：表中弯矩M单位：kNm；剪力V单位：kN。各层梁端弯矩、剪力及轴力计算梁端弯矩：Mbl(McbMcu)ibl/(iblibr)（5-13）Mbr(McbMcu)ibr/(iblibr)5-14）梁端剪力：Vb(MblMbr)/L（5-15）n(VblVbr)柱轴力：Nik15-16）式中：Mbl、Mbr分别表示节点左右梁的弯矩；ibl、ibr分别表示节点左右梁的线刚度；Ni表示柱在第i层的轴力，受压为正。表梁端弯矩、剪力及柱轴力计算表梁种类层次L(mm)54A-C横梁321梁种类层次L(mm)54C-D横梁321梁种类层次L(mm)54D-E横梁321注：表中弯矩M单位：