建筑抗震课程设计

23页脚内容某2层现浇钢筋混凝土框架结构房屋(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。框架梁钢筋强度等级：受力纵筋和箍筋的强度等级分别不低于HRB400、HRB335。为第二组、场地类别为Ⅳ类。试对该框架进行横向水平地震作用下的地震设计计算。hkNmm23页脚内容恒载25+[25+[0.25]=2538KN活载：0.50.44.5()=103.68KNN恒载：25+[0.25]=3033KN4.5()=518.40KN梁柱的刚度均采用D值法计算，即梁的截面惯性矩考虑了楼板的作用，计边框架梁中框架梁截边框架梁中框架梁截面惯性矩位跨度EIi=cbb位跨度EIi=cbblI=1.5Ib0I=2Ib0bbl2道梁2.663.3332道梁二层其二层其64.56.753.37594.5他梁一层其一层其64.58.584.2911.445.72梁c22iKiK2i2+KcK=b,a=K=b,a=i2+KcDDij2100420094000截面EIi=cccl4.5594.208cDi08460D/ij0a3648304155645059K84柱号ZZZZZZZZ根数4444楼层层高2重重力代表楼层值(kN)层间位移6=VDiGii/m楼层剪力V=GGii/kN楼层抗侧移度D/1kNmi楼层位移ii23页脚内容084600.004280.00928.0140.0092821iT四、水平地震作用计算及弹性位移验算标准值力GEk修正顶层附加地震作用。各层ikk=i水平地震作用下的位移验算V多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移u=iVeGiehFV的计算iieGi/kNuDhVi/kNFi/Gi/kNuDhVi/kNFi/kNH楼层iiii/miii/miii/m2496.3496.32496.3496.3.804.2.2显然弹性层间角位移均小于弹性层间角限制[9]=1，故梁柱截面尺寸均五、多遇水平地震作用下框架内力计算作用下的中框架柱剪力和柱端弯矩标准值KyDijDiV层数ijKyDijDiV层数ij/Kik/KNDijDii/i/KNmN.mm49496.30084600.2575841249496.30084607.35.033.032.244552层层00作用下的中边框架柱剪力和柱端弯矩标准值2121i/mVi/KN496.3.2496.3.2Di0846008460Dij0000DijDi05.028.029Vik/KN3K84y406042ij/K49.33ij/KN.m41.01水平地震作用下中框架梁端弯矩、剪力及柱轴力标准值楼大梁走道梁ZZ12跨MlMrV跨MlMrVNN度Ek/KNEk/KNEk/度Ek/KNEk/KNEk/Ek/Ek/l/m46.424.08662.m.m.m.ml水平地震作用下边框架梁端弯矩、剪力及柱轴力标准值梁Mr/KEk/K走道梁跨度l/mMr/KEk/KZ2NEk/8Z1NEk/VEk/KN.mEk/7.18l66楼层223页脚内容六、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的内力时，重力荷载代表值取全部永久荷载、梁的跨中弯矩随之做相应的增加。\\CDF\\(1)连续梁恒载23页脚内容(2)弯矩计算FF0.35466.30.103-9.84-20.31-0.18-0.09-0.57结点杆端分配系数123CD0.497-54.451.87-12.036.05-0.300.06E-4.068.88-0.79-0.04D0.155-8.11-8.880.790.040.4254.45-24.063.02.13-0.150.120.282-12.17-16.18-0.250.060.425-24.34-8.09.15-0.130.12B0.395-66.36.19-10.16-0.36-0.16-1.150.5032.14-0.146.12-0.46-0.310.3150.88-0.293.06-0.91-0.150.261-14.98-0.23AAB9.61-0.13-0.420.29-0.26-0.84G-4.925.910.09H-7.49-0.12-0.32-5.910.090.090.070.150.180.050.130.07-0.05最终弯矩9.0618.12-51.8433.6637.79-37.7446.45-16.16-30.22-27.3358.19-15.79-15.08-7.54.99调幅-41.47-30.1937.16-12.9346.55-12.63整理并考虑梁端弯矩值折算到节点边缘后可得到重力荷载代表下中框架梁端弯荷载代表下中框架梁端弯矩及柱端弯矩、轴力值大梁走道梁/KN.m-30.19七、内力组合和内力调整本框架抗震等级为二级。只考虑水平地震作用效应和重力荷载效应的组合。(注：此处以使梁下部受拉的弯矩为正并考虑了弯矩值折算到节点边缘)1)大梁端部组合弯矩设计值地震弯矩逆时针方向作用且时，梁左端负弯矩：地震弯矩顺时针方向作用且时，梁左端正弯矩：地震弯矩顺时针方向作用且时，梁左端正弯矩23页脚内容矩设计值得最后取值为：梁左端负弯矩：-111.69KN.m，2)大梁跨中组合弯矩设计值4)大梁端部组合剪力设计值梁梁端剪力增大系数取。且。作用时的剪力为：用时的剪力为：。同理，用Excel表格处理数据可以得到横向水平地震作用与重力荷载代表值组合效应，表12中框架梁的横向水平地震作用与重力荷载代表值组合效应重力荷载代表重力荷载代表值V/KNM/KN.mV/KN7.57-30.1954.457.57-37.16-54.457.5750.81011.65-12.9320.2811.65-12.93-20.2811.651.93016.95-41.4766.316.95-46.55-66.316.9559.11022.54-12.6324.622.54-12.63-24.622.544.760楼层2走道梁1走道梁地震M/KN.m042.184.420最大值-64.90-63.300-26.67-26.670-110.7-106.30-39.84-39.8401743.8043.804.6604.154.15.71左右中左右中左右中左右中部注：①表中弯矩以以使梁下部受拉的弯矩为正。②走道梁净跨②走道梁净跨。③“”考虑了地震两个方向的作用，即左震和右震，梁两端的剪力两个值分别考虑了地震弯矩顺时针和逆时针方向。Z组合和调整计算如下。1)柱端组合弯矩设计值①柱端弯矩组合计算23页脚内容②柱端弯矩调整这里仅以逆时针方向弯矩调整为例，并进行承载力计算。A截面。对于二级框架：按柱上下端弹性分析所得的考虑地震组合的弯矩比进行分配。节点左侧梁弯矩(已折算到节点边缘)：23页脚内容2)柱端组合剪力设计值柱柱上下端截面组合剪力设计值调整时，对于二级框架结构，柱剪力增大系数取。3)节点核心区组合剪力设计值二二级框架，强节点系数。同理可得其他柱端节点处的弯矩调整值、组合剪力设计值及节点核心区组合剪力设计表13中框架柱端弯矩逆时针方向调整柱Z2Z1柱Z2Z1V/KN77.70.47层6096.61226120952095058157.6665.720111.650.0589层柱③表14中框架柱端弯矩顺时针方向调整楼楼层25584-19.15V/KN741.0-19.1540.853445341.4Z2柱0002Z23页脚内容1149.410244.73八、截面抗震承载力验算(1)框架梁截面抗震承载力1)梁正截面抗弯承载力计算梁端在地震反复作用下受弯承载力应满足以下要求：理论值实配()2大梁左上04C14(615)0.030.735满足左下18.74C12(452)右上04C14(615)0.030.735右下04C12(452)跨中264.24C12(452)0.030.73523页脚内容0C))0.7350C))0.735C2)0.73510CC))0.7350CC2))0.735C)0.7350C)0.735C)0CC))0.7354C12(452)0.7352)斜截面承载力验算由二级抗震等级要求，箍筋直径，箍筋间距B10@150。梁/KN梁/KN/KN/KN/(2)框架柱截面抗震承载力1)轴力组合设计值和轴压比验算23页脚内容(与柱端顺时针方向弯矩对应)(与柱端顺时针方向弯矩对应)2)正截面承载力计算又又--1.3N+1.2NEGE/KN1.3N+1.2NEGE/KNN/(Af)<0.75NGE/KNNE/KN柱ccAsAs(mm2)/KN.m压满足二层足大偏-23压大偏20压KNm大偏-152组合满足满足满足柱0.090.560.60<0.9满满满足足足取取119.6149.410.40满足满足263大偏72压满足注：①为了便于排版，用表格中表示式。②当,取，。AsAs(mm2)/KN.m满满足二层满足满大压大压大压大压KNm组合满足满足偏偏偏偏柱0.770.820.880.87<0.9满满满满足足足足足足，，力验算径径)，体积配箍率，均满足二级抗震等级柱加密区的mm束要求也满足。对非。。(3)节点核心区验算由于梁宽由于梁宽，取。而且节点四侧各梁截面宽度小于该侧侧柱截面宽度的1/2，正交方向的纵向框架梁高度不小于本横向框架梁高度的九、罕遇地震作用下变形计算地震作用下薄弱层部位的抗震变形。采用简化方法验算。23页脚内容针的屈服弯矩不同，因此有两个不同的屈服弯矩。23页脚内容算各楼层的屈服剪力及楼层屈服强度系数可按计算多遇地震下楼层弹性地震剪力的方法求得罕遇地震下楼层弹性地震剪力。结构自振周期计算时不考虑周期折减系数。3)楼层屈服强度系数的计算屈服剪力、罕遇地震下楼层剪力及楼层屈服强度系数的计算结果如4)判定是否需要进行罕遇地震下薄弱层弹塑性变形验算及验算位置。由表