五地震作用效应计算

1、第四章水平地震作用计算4.1各楼层重力荷载代表值各楼层重力荷载代表值计算顶层重力荷载代表值：屋面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙自重 其他楼层重力荷载代表值：楼面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+楼面上下层柱自重+纵横墙自 重柱及纵横墙自重：内柱自重：500 mm>500 mm结构重：25X0.50 >0.50=6.25 kN/m抹灰层：1 7 鬼.01 %.50 >4=0.34 kN/m小计：6.59 kN/m外柱 自重：400 m >600 m结构重：25X0.40 X.60=6.00 kN/m抹灰层：17».01 X(0.40

2、+0.60) >4=0.34 kN/m小计：6.34 kN/m1) 顶层重力荷载代表值：柱：6.59 X.9/2 >7+17)+6.34 39/2 >7+17)=857.26 kN屋盖：(16.2+0.6) (6X15+0.4) 4.86=5515.32 kN梁：2.09 4.80 50+2.09 3.90 7+2.09 2.70 8+2.09 5.40 5+4.09 11.40 2+4.09X13 >16.2 4.09 17.2 2=1755.53 kN900高女儿墙：2.64 )(67.15+0.4+16.2+0.6) 2=425.12 kN内外墙：2.64 >

3、;67.15 2X(3.90-0.40)+16.2 2 巒.90-0.60)+2.48 6.90 >(3.90-0.60) 23X +2.48 >4.8 (3.90-0.40) 18+3.9 (3.90-0.40) 2+2.7 住.90-0.40) 4+5.4 )(3.9 0-0.40) 1 袴3780.27 kN1/2 3780.27=1890.14 kN2.4m楼梯间：2.64 >6.90 (2.40-0.30) +3.90 (2.40-0.30) >2 >2+6.25 2.4 4+6.34 2.40 4 +4.86 >3.90 6.90 2=621.9

4、3 kN屋面可变荷载：0.50 >16.20 87.15 20=1087.83 kN G5=857.26+5515.32+1755.53+425.12+613.48+1890.14+1087.83=12145 kN 突出部分：425.12+621.93=1039 kN2) 2-4 层：柱：6.59 3.9 (17+17)+6.34 39 总7+17)=1714.52kN屋盖：(16.2+0.6) (67.15+0.4) 3.89=5515.32 kN梁：2.09 >4.80 50+2.09 3.90 7+2.09 2.70 8+2.09 5.40 5+4.09 11.40 2+4.

5、09 13 X16.2 4.09 17.2 2=1755.53 kN内外墙：2.64 >67.15 28x(3.90-0.40)+16.2 2 >(3.90-0.60)+2.48 6.90 &.90-0.60) 4.8 X 23+2.48 4.8 (3.90-0.40) 18+2.48 3.9 &.90-0.40)+2.7 >(3.90-0.40) 4+5.4 >(3.90-0.40) 1=1757.07kN1/2 X757.07=878.54kN屋面可变荷载：0.50 16.20 67.15 2.0=1087.83 kN G4= G3= G2=1714

6、.52+4414.52+1755.53+1607.79+1128.12=12145 kN3) 1 层：柱：6.59 4.9 (17+17)+6.34 49)(17+17)=2154.14kN屋盖：(16.2+0.6) (6X15+0.4) 3.89=5515.32 kN梁：2.09 4.80 50+2.09 3.90 7+2.09 2.70 8+2.09 5.40 5+4.09 11.40 2+4.09 X13 >16.2 4.09 17.2 2=1755.53 kN内外墙：2.64 >67.15 2X(3.90-0.40)+16.2 2 巒.90-0.60)+2.48 (3.90

7、-0.60) 16+2.48 X4.8 (3.90-0.40) 18+3.9 (3.90-0.40) 2+2.7 住.90-0.40) 4+5.4 >(3.90-0.40 )>1=1757.07 kN1/2 1757.07=878.54 kN基础梁：250 mm X400 mm2.09 67.15 4+2.09 16.2 17=1136.96 kN雨蓬：225 >3.14 >0.20 +3.89 X(2.4+5.4) >2+17 X0.10 0.40 3.14 3.90=76.08 kN G1=2154.14+4414.53+1755.53+878.54+1136

8、.96+76.08+1128.12 =11543.90 kN集中于各楼层标高处重力荷载代表值集中于各楼层标高处重力荷载代表值如下页图（图4-1 ）所示- 60=1039-1O 65=111060 64=10620O 63=10620GML5U图4-1集中于各楼层标高处重力荷载代表值（单位:kN)4.2水平地震作用下框架侧移计算梁柱线刚度计算采用D值法计算框架刚度，其中现浇框架惯性矩中间跨取l=2lo,边框架取l=1.5lo,柱混凝土等级为 C30: Ec=3.0X 104N/伽lo=1/12bh3,梁混凝土等级为 C25: Ec=3.0X 104N/伽 2。表4-1梁线刚度计算:混凝土强 度等

9、级截面尺寸 (bx h)(mm2)跨度L(m)截面惯性矩l0 /4(mm )边框架中框架I(m 4)i= Ecl/L(x 104)kN.mI(m 4)i= Ecl/L(x 104)kN.m横向框架 梁(AB)C25300x6006.9095.4 X 1098.1 x 103.29910.8 x 104.38走道梁(BC)C25300x6002.4095.4 X 1098.1 x 109.45910.8 x 1012.6表4-2柱线刚度计算:层数计算长度(m)Ec2(N/ m )bx h(mm2)I/4、(m )4i= Ecl/L ( x 10) kN.m14.943.0 x 10500x500

10、g5.21 x 103.19400x60097.20 x 104.412-53.93.0x 104500x50095.21 x 104.01400x60097.20 x 105.54422框架柱侧移刚度计算表4-3框架柱侧移刚度层 号混凝 土强 度等 级断面b >hm2层 高m惯性矩lc(10-3)4m线刚度ic =Eci/l4 (10 kN.m)k云/2ic(般层)k=Ub/ic(底层)(一般层)2 + k k_0.5+k(底层)2 + kica"2H 2(kN/m)A轴边;框架边柱2 5C300.4 ®.63.97.205.412 汉 3.29 k 一- 0.59

11、25.540.22899651C300.4 0.64.97.204.41U.754.410.45510029A轴边框架中柱2 5C300.4 0.63.97.205.412X4.38 k = 0.7925.540.283123691C300.4 0.64.97.204.41k = 438 =0.994.410.49810976B轴中彳框架边柱2 5C300.5 0.53.95.214.01.2X(9.45 + 3.29) _k-L -3.182父4.010.614194251C300.5 0.54.95.213.199.45+3.29 k=3.993.190.90014349B轴中彳框架中柱2

12、 5C300.5 0.53.95.214.01空1*2324.010.679214821C300.5 0.54.95.213.1912.6+4.38k - 4.983.190.78512516423框架总刚度表4-4框架总刚度层 号边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱!D(kN /m)2-59965 X 412369X 3019425X 421482X301133090=39860=371070=77700=644460110029X4100976 X3014349X 412516X 30802272=40116=329280=57396=375480自振周期计算按顶点位移法计算，考虑填充

13、墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系 数=0.6,计算公式为Ti =1.7： 07 ，式中订为顶点位移（以m为单位）， 按D值法计算，见下表表4-5自振周期层 号Gi(KN)GiDi'Di i5121451214511330900.01070.17834106202276511330900.02010.15763106203338511330900.02950.13752106204400511330900.03880.1080111544555498022720.06920.0692T1 =1.7 0.6 .0.1940 = 0.42s425多遇地震影响时的横向水平地震作用计算:主体

14、结构总刚度为20.5m，且楼房的质量和刚度沿刚度分布较均匀，可 采用底部剪力法计算水平地震作用由设计资料可知，该地区抗震设防烈度为 7（ 0.1g）度，按二类场地第二 设计地震分组，查建筑抗震设计规范 GB5001 2001知，结构特征周期 Tg=0.40s,水平地震影响系数最大值:-max =0.12T, = 0.42sY 1.4 0.4 = 0.56s,不须考虑顶点附加地震作用。取阻尼比.=0.05，阻尼调整系数2=1.0，衰减指数r=0.9，T1>Tg0 4 0 9:=（）1.0 0.12 =0.1150.42则多遇地震下水平地震作用标准值:Fek = iGeq =0.115 0.

15、85 55549=5430kN质点地震作用:FiGiHifek=5430GiHinGjHjj 4则多遇地震影响时的横向水平地震及楼层地震剪力标准值计算列于下表表4-6横向水平地震及楼层地震剪力标准值层 号Hi(m)Gi (KN)Hi(m)Gi Hi (kN.m)GiHiZ GiHiFi(kN)Vi(kN)62. 4103922.9237930.0334181.4544.253. 91110620.52276730.31951734.91916.343. 91062016.61762920.24741343.43259.733. 91062012.71348740.18931027.94287.

16、623. 9106208.8934560.1311711.94999.514. 9115444.9565660.0794431.15430.655549712654注：（1）、也Fn只加入主体部分及为第五层；（2）、突出屋面部分，剪力为 V =HF1，其中n =3,扩大部分不往下传递。横向框架各层水平地震作用和地震剪力见下页图4-2 , 4-3 :181,41734.91343,4 1027,9 711.9 一431,1 -544-21916.3325974287,65430.6图4-2水平地震作用(单位：kN)426 横向框架抗震变形验算：图4-3地震剪力图(单位：kN)多遇地震作用下层间弹

17、性位移验算列于下表：表4-7层间弹性位移层号层间剪力Vi(KN)层间刚度Di(kN.m)层间位移Vi/Di(m)层咼hi(m)层间相对弹性 转角51916.311330900.00173.91/229443259.711330900.00293.91/134534287.611330900.00383.91/102624999.511330900.00443.91/88615430.68022720.00684.91/721 re :兀=1/550则层间弹性相对转角满足要求。4.3地震作用下框架的内力计算:本设计取横向框架中框架 轴计算：框架结构在水平地震作用下的内力计算采用D值法，具体计算过

18、程见下表表4-8 D值法计算横向水平地震作用下的柱内力层 号层 高层间剪力Vi(KN)边柱送D(kN/m)D(kN/m)D/瓦DVim(KN)kyMt(kN.m)Mb(kN.m)53.91916.31133090123690.01121.080.790.3057.5524.6643.93259.71133090123690.01135.860.790.4083.9155.9433.94287.61133090123690.01147.160.790.45101.1682.7723.94999.51133090123690.01154.990.790.50107.23107.2314.95430.6802272109760.01476.030.990.65130.39242.16层 号层 高层间剪力Vi(KN)中间柱Z D(kN/m)D(kN/m)D/送DVim(KN)kyMt(kN.m)Mb(kN.m)53.91916.31133090214820.01936.410.450.3078.1063.9043.93259.71133090214820.01961.930.790.50120.76120.7633.94287.61133090214820.01981.460.790.50158.85158.8523.94999.51133090214820.019