水平作用下框架结构侧移计算

1、，、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lb 1.5I0 Io为梁的截面惯性矩；对中框架梁取lb 2.OI0，计算 结果如下表所示：梁截面尺寸(b/mm xh/mm)跨度l/m矩形截面惯性矩1 / x103mi混凝 土强 度等 级Ec2/KNm边框架梁中框架梁Ib 1.5I0/ x1。3卅ib / xElb/l1(fKN mIb 2.0I0/x 103m4ib EIb/l /x 1dKN mAB跨 横梁300 X6001.55.4

2、C3030 x 1068.116.2BC跨 横梁300 X6007.55.4C3030 x 1068.13.2410.84.32AC跨 横梁300 X6009.05.4C3030 x 1068.12.70CD跨 横梁300 X4502.42.278C3030 x 1063.4174.2714.5565.695DE跨 横梁300 X6007.25.4C3030 x 1068.13.37510.84.52.柱的侧移刚度D值法柱线刚度计算结果如下表：柱号混凝土强 度等级截面尺寸(a/mmx b/mm)柱高h/mEc /KN m截面惯性矩Ic/ x103mi线刚度icEIc/h/x1fKN m乙C30

3、700x 7005.530 x 10620.00810.913Z2C30550x 5503.630 x 1067.6256.354横向框架柱侧移刚度D值计算如下表所示:楼层柱类型ibKb 一般层ic_一般层2 Kn . 12D4/10 KN /m根数ibK 底层i c0.5 K =底层2 K一层边框架 边柱A轴0.2470.3321.4392E轴0.3090.3501.5152边框架中柱C轴0.6390.4321.8702D轴0.7010.4451.9262中框架边柱A轴1.4840.5692.4632B轴0.3960.3741.6194E轴0.4120.3781.6366中框架 中柱B轴1.

4、8800.6132.6542C轴0.9180.4862.1046D轴0.9340.4892.1176D653520KN/m其他层边框架边柱A轴0.4250.1751.0302E轴0.5310.2101.2362边框架中柱C轴1.0970.3542.0832D轴1.2030.3762.2122中框架边柱A轴2.5500.5603.2952B轴0.6800.2541.4944E轴0.7080.2611.5366中框架中柱B轴3.2290.6183.6362C轴1.5760.4402.5896D轴1.6050.6163.6246D794540KN/m3横向框架自振周期结构自振周期按顶点位移法计算，将

5、各楼层面处的重力荷载代表值 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 =0.7,计算结果如下表结构顶点的假想侧移楼层G/KNnVg,Gi /KNi 1D, / KN m 1,/ mm,/mm69990999079454012.6303.85 114582144879454027.01291.24114583290679454041.4264.23114584436479454055.8222.82114585582279454070.3 n167.01124156323765352096.796.7T11.7 T . T1

6、.7 0.7 V 0.30380.65s4.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拟均匀，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那么再分配给各个质点。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，Tg =0.35s， max =0.0 8。特征周期值单位：s设计地震分组场地类别-一一-二二-三四第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.55

7、0.75第三组0.350.450.650.90地震影响系数6度7度8度9度多遇地震0.040.08 0.120.16 0.240.32罕遇地震0.50 0.720.90 1.201.40注：括号中数值分别用于设计根本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。(1) 结构总水平地震作用标准值Fek因为 T1 =0.65s Tg=0.35s所以TgTi0.90.352 max= 0651.0 0.08=0.0458nGeq c Gi 0.85 63237 53751 KNi 1FekGeq 0.0458 53751 2462 KN(2) 顶部附加地震作用Fn因为T； =0.65s 1.4 0.35

8、=O.495s所以应考虑附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数60.08T, 0.07 0.08 0.65 0.07 0.122。顶部附加水平地震作用F6按下式计算：F66Fek 0.122 2462 300.4 KN(3) 各楼层质点的水平地震作用标准值按下式计算：Fi -6GHlFek(16)j 1(4) 各楼层水平地震剪力按下式计算：6V FjF6i 1计算结果如下表所示楼层hi / mH i / mGi / KNGi H i / KN mGiHiFi / KNVi / KNGiHi63.623.599902347650.243825.7825.753.619.9114582280140

9、.236510.11335.843.616.3114581867650.193417.21753.033.612.7114581455160.150324.22077.223.69.1114581042670.107231.32308.515.55.512415682830.071153.52462.0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列图所示：825.7KN510.1KN417.2KN324.2KN/231.3KN/53.5KN825.7KN1335.8KN1753.0KN2077.2KN2308.5KN2462.0KN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

10、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e 1 / 550的要求，计算结果见下表。位移验算楼层Vi /KND i / KN m 1iVi /mmDihi /miihi6825.77945401.043.61/34625M335.8P 7945401.683.61/214341753.07945402.213.61/162932077.27945402.613.61/13792：2308.57945402.913.61/123712642.06535204.045.51/13611、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

11、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lb 1.5I0 Io为梁的截面惯性矩；对中框架梁取lb 2.OI0，计算结果如下表所示：纵向框 架梁截面尺寸(b/mm xh/mm)跨度l/m矩形截面惯性矩3 4丨0 / x10 m混凝 土强 度等 级Ec/KN m边框架梁中框架梁lb 1.5I03 4 / x10 mib / xEIb/l1dKN mIb 2.0I034/x 10 mib EIb/l /x 1dKN mKL1300 X6007.85.4C3030 x 1068.13.1210.

12、84.15KL2300 X6007.25.4C3030 x 1068.13.3810.84.502.柱的侧移刚度D值法柱线刚度计算结果如下表：柱号混凝土强 度等级截面尺寸(a/mnrx b/mm)柱高h/mEc /KN m2截面惯性矩Ic/ x1。3卅线刚度ic EJ/h/x1KN mZ1C30700x 7005.530 x 10620.00810.913Z2C30550x 5503.630 x 1067.6256.354纵向向框架柱侧移刚度D值计算如下表所示:楼层柱类型ibKb 一般层i cK 一般层2 Kn . 12 D/104KN /m根数Kib 底层i c0.5 K卄戸、 _ 底层2

13、K一层边框架边柱0.2860.3441.4894边框架中柱A轴0.2860.3441.4892B轴0.5720.4171.80520.5960.4221.8272E轴0.5720.4171.80540.5960.4221.8272中框架边柱0.3800.3701.6024中框架中柱B轴0.2860.3441.489 2 C、D 轴0.7610.4571.97880.7930.4632.004D602820KN/m其他层边框架边柱0.4910.1971.1604边框架中柱A轴0.4910.1971.160 2 B轴0.9820.3291.93621.0230.3381.9892E轴0.9820.

14、3291.93641.0230.3381.9892中框架边柱0.6530.2461.4474中框架中柱B轴0.4910.1971.1592C、D 轴1.3060.3952.32481.3610.4052.3834D627620KN/m3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 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 =0.7,计算结果如下表结构顶点假想侧移楼层G/KNnVg,Gi /KNi 1D, / KN m 1,/ mm,/mm69990999062762015.9352.15114

15、582144862762034.2236.24114583290662762052.4302.03114584436462762055.8249.62114585582262762088.9 亍193.811241563237602820104.9104.9Ti 1.7 TT1.7 0.7 、0.35210.71s4.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拟均匀，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那么再分配给各个质点。本

16、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，Tg =0.35s， max =0.0 8。1结构总水平地震作用标准值 Fek因为 T =0.71s Tg=0.35sTg0.90.351.0 0.08=0.0423所以=g2 max= 0.71Geqnc Gi 10.85 6323753751 KNFekGeq0.0423 537512274 KN因为T1=0.71s 1.4 0.35=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60.08T1 0.07 0.08 0.71 0.07 0.127。顶部附加水平地震作用F6

17、按下式计算：F66Fek 0.127 2247 285.4 KN(3) 各楼层质点的水平地震作用标准值按下式计算：Fi -6GHFek(16)GjHjj 1(4) 各楼层水平地震剪力按下式计算：6i 1762.1KN462.9KN378.6KN209.9KN139.3KN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楼层hi / mHi/ mGi / KNGi H i / KN mGiHiFi / KNVi / KNGiHi63.623.599902347650.243762.1762.153.619.9114582280140.236462.91225.043.616.31145

18、81867650.193378.61603.633.612.7114581455160.150294.21897.823.69.1114581042670.107209.92107.715.55.512415682830.071139.32247.0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列图所示:762.1KN1225.0KN1603.6KN1897.8KN2107.7KN2247.0KN5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e 1 / 550的要求，计算结果见下表。楼层V /KND i /

19、KN m 1iVi /mmDihj /mi ihi6762.16276201.213.61/297551225.0P 6276201.953.61/184641603.66276202.563.61/140631897.86276203.023.61/119222107.7P 6276203.343.61/107812247.06028203.735.51/1475三、横向风荷载作用下框架结构侧移验算1.风荷载标准值2根据设计条件，根本风压 Wo 0.35KN/m，根据?荷载标准?，迎风面0.8和背风面s 0-5。H 23.5m 30m且H/B 235/18.6 1.26 1.5，取 z 1.0根据各楼层标高处的高度 Hj，查表得z，那么风荷载标准值为2wKz z sw0 1.0 0.35 z s 0.35 z sKN/m以框架