5章橫向水平作用下荷載作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算51水平地震作用下結(jié)構(gòu)各層的總重力荷載代表值計(jì)算511墻自重外縱墻采用240厚灰砂磚18KN/M3,一側(cè)水刷石墻面105KN/M3,另一側(cè)為20MM厚的抹灰（17KN/M3），則墻面單位面積的重力荷載為332218/02417/025/16/KNMKNMKNM一底層1B軸線(xiàn)上的縱墻面積24506814152E軸線(xiàn)上縱墻的面積0698094MMM218941533522軸線(xiàn)上縱墻的面積2406853合計(jì)12525153098532363692M2M2則底層外墻自重為51636369187664KN/KN二標(biāo)準(zhǔn)層1B軸線(xiàn)上的縱墻面積36069MM218431828964M2E軸線(xiàn)上縱墻的面積36069218041809150163514軸線(xiàn)上縱墻的面積23606468MM合計(jì)8964110166482646222M則標(biāo)準(zhǔn)層外墻自重為51626461365336KN2/KN三頂層1B軸線(xiàn)上的縱墻面積236067181738M2E軸線(xiàn)上縱墻的面積209MM3514軸線(xiàn)上縱墻的面積23606468合計(jì)7776793864822194222則頂層外墻自重為51622194114521KN2/KNM四內(nèi)隔墻采用200厚蒸壓加氣砼砌塊（55KN/M3）,兩側(cè)均為20MM厚抹灰，墻面單位面積荷載為3325/0217/02178/KNKNKNM1底層1C軸線(xiàn)上的橫墻面積245067125413MM2D軸線(xiàn)上橫墻的面積20889MM3BE軸線(xiàn)上橫墻的面積245064546046148合計(jì)；4814281143199986957182M222則底層內(nèi)隔墻自重為178695718123838KN/KNM2標(biāo)準(zhǔn)層1C軸線(xiàn)上的橫墻面積236036091250941756M2D軸線(xiàn)上橫墻的面積M218904180915016MMMM3BE軸線(xiàn)上橫墻的面積2366366483948合計(jì)；117566923966485834082222則標(biāo)準(zhǔn)層內(nèi)隔墻自重為178583408103847KN/KNM3頂層1C軸線(xiàn)上的橫墻面積3606M224308142586M2D軸線(xiàn)上橫墻的面積2360629M3BE軸線(xiàn)上橫墻的面積2408456M合計(jì)8862944546416346422則頂層的內(nèi)隔墻自重為17816346429037KN2/KNM2五衛(wèi)生間隔墻采用200厚蒸壓粉煤灰加氣砼砌塊（55KN/M3）,兩側(cè)貼瓷磚（05KN/M3）,墻面單位面積重力荷載為為3325/025/216/KNKNM1底層240641864948MM則底層衛(wèi)生間隔墻自重為1789416815067KN2/KN22標(biāo)準(zhǔn)層23604180615715M則標(biāo)準(zhǔn)層衛(wèi)生間隔墻自重為1787152114432KN2/六女兒墻自重采用240厚加氣砼砌體，155KN/M3,兩側(cè)均為200MM厚抹灰，墻高900MM，墻面單位面積的重力荷載為3325/02417/20/KNMKNMKNM1六層頂女兒墻209184907MM則女兒墻的自重9072218144KN22/KN2七層女兒墻20916475則女兒墻的自重22755508KN2/KNM2512梁，柱，墻，板，門(mén)窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總一梁重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表表51梁重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總構(gòu)件層次B/MH/MG/KNLI/MGILINGI/KN橫梁160306398KN/M62385204777層0306398KN/M62385163816走道梁16025045235KN/M2456410563767層025045235KN/M2456484511次梁1602504232KN/M61313182363047層02504232KN/M6131314183792縱梁160306398KN/M623853685867層0306398KN/M62385286678二門(mén)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總表除大門(mén)為玻璃門(mén)，辦公室為木門(mén)2045/KNM20/KNM表52門(mén)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總底層門(mén)標(biāo)號(hào)尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值M110M25M22個(gè)GM10210M25M2211KNM208M25M4個(gè)GM20208M25M416KNM522M28M3個(gè)GM30222M28M318316KNM406M18M16個(gè)GM40206M18M163456KN2438KN標(biāo)準(zhǔn)層門(mén)標(biāo)號(hào)尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值M110M25M18個(gè)GM10210M25M189KNM208M25M8個(gè)GM20208M25M832KNM309M25M4個(gè)GM30209M25M418KNM406M18M16個(gè)GM40206M18M163456KN17456KN頂層門(mén)標(biāo)號(hào)尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值M110M25M4個(gè)GM10210M25M42KN2KN三窗自重均為鋼框玻璃窗2045/KNM表53窗重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值匯總底層門(mén)標(biāo)號(hào)尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值C118M18M24個(gè)GC104518M18M2434992KNC509M09M4個(gè)GC504509M09M41458KNC609M15M2個(gè)GC604509M15M21215KN37665KN標(biāo)準(zhǔn)層門(mén)標(biāo)號(hào)尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值C115M18M22個(gè)GC104515M18M222673KNC312M18M2個(gè)GC304512M18M21944KNC436M18M1個(gè)GC404536M18M1104976KNC615M09M4個(gè)GC604515M09M4243KNC718M09M1個(gè)GC704518M09M10729KN4233KN頂層門(mén)標(biāo)號(hào)尺寸數(shù)量荷載標(biāo)準(zhǔn)值C118M18M21個(gè)GC104518M18M213016KNC709M18M1個(gè)GC304509M18M10729KN4233KN513集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值GI根據(jù)抗震規(guī)范（GB500112001）第513條，頂層的荷載代表值包括屋面荷載、50的屋面雪荷載、頂層縱墻框架自重、頂層半層墻柱自重。其它層重力荷載代表值包括樓面恒載、50樓面均布荷載、該層縱墻框架橫梁自重、該層上下各半層柱及墻體自重。各樓層重力荷載代表值GI確定如下頂層梁G橫梁次梁走道梁381645100818379266781278302KN柱G承重柱/2構(gòu)造柱/21152/290336/245744KN墻女兒墻外縱墻/2內(nèi)隔墻/2衛(wèi)生間隔墻/25508114521/229097/2077318KN板G3525372KN門(mén)G2KN窗G31347KN雪荷載03KN/M242M144M18144KN雪荷載組合系數(shù)為05，則頂層重力荷載代表值為1278302KN45744KN77318KN3525372KN2KN31347KN181446158368KN合計(jì)6158368KN六層梁G橫梁次梁走道梁477563762363046678143748KN柱G承重柱/2構(gòu)造柱/2457446912/211292/2105655KN墻女兒墻外縱墻/2內(nèi)隔墻/2衛(wèi)生間隔墻/2114521/229097/2114432/210384711365336/218144215865KN板G18475921052352289994KN門(mén)G1746KN窗G4233KN雪荷載03KN/M242M144M18144KN雪荷載組合系數(shù)為05，則六層重力荷載代表值為143748KN105655KN215865KN289994KN1746KN4233KN181KN7612409KN可變荷載G05036144205204214463072KN合計(jì)7612409KN63072KN8243129KN五層（標(biāo)準(zhǔn)層）梁G橫梁次梁走道梁477563762363046678143748KN柱G承重柱/2構(gòu)造柱/2292/26912/211292/26912/2119832KN墻G女兒墻外縱墻/2內(nèi)隔墻/2衛(wèi)生間隔墻/21365336/2114432/21038471/21365336/2103847/2114432/22518238KN板G23991124226076282172KN門(mén)G1746KN窗G4233KN143748KN119832KN2518238KN1746KN4233KN8035544KN可變荷載G05201626415828778468KN合計(jì)78468KN8035544KN8820224KN底層梁G橫梁次梁走道梁477563762363046678143748KN柱G承重柱/2構(gòu)造柱/27584/26912/211292/2148678/2138047KN墻女兒墻外縱墻/2內(nèi)隔墻/2衛(wèi)生間隔墻/21365336/2114432/21038471/2187664/2123838/215067/22891964KN板G2150928334497624854256KN門(mén)G2438KN窗G37665KN143748KN138047KN2891964KN24854256KN2438KN37665KN826738KN可變荷載G052056161252868688KN合計(jì)68688KN826738KN894426KN52水平地震作用下框架內(nèi)力合側(cè)移的計(jì)算521橫向自振周期1質(zhì)點(diǎn)重力荷載見(jiàn)圖51圖51結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)重力荷載（單位KN）2水平地震力作用下框架的側(cè)移驗(yàn)算按頂點(diǎn)位移法計(jì)算框架的自振周期頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基本頻率的一種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡(jiǎn)化為無(wú)限質(zhì)點(diǎn)的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點(diǎn)位移表示的基頻公式。這樣，只要求出結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)水平位移，就可以按下式求得結(jié)構(gòu)的基本周期結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移可以由下列公式計(jì)算，計(jì)算過(guò)程，TU如表54（51）（52）NGIKV1/NIJUVCD（53）（54）1NTKUI7T式中基本周期調(diào)整系數(shù)?？紤]填充墻對(duì)框架自振周期影響的折減系數(shù)，框架T結(jié)構(gòu)取0607，該框架取07。框架結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)假想位移。在未求出框架的周期前，無(wú)法求出框架的地震力及位移，是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架T頂點(diǎn)位移。然后由求出，再用求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力。進(jìn)而求11T出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。第I層第J跟柱的抗側(cè)移剛度；IJD表54結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次GIKNVAIDIUIUI76158368615836869837356888226183676124091377077187296691557253015882022422591001872966925882372448820224314112258729669358821136388202244032144987296694609175382882022449051673872966956191292918820265799599379332424731731按公式（54）計(jì)算基本周期T,其中UT量綱為M，取07T170268T3橫向地震作用計(jì)算根據(jù)建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范（GB500112001）第512條規(guī)定，對(duì)于高度不超過(guò)40米，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿著高度方向分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點(diǎn)體系的結(jié)構(gòu)，可以采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法計(jì)算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計(jì)算抗震作用。在類(lèi)場(chǎng)地，8度設(shè)防區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組情況下，由建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范（GB500112001）表5141和表5142可查得結(jié)構(gòu)的特征周期和水平地震影響系數(shù)最大值（8度，多遇地震作用）為GTMAX035S016GAX1結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算551EQIG56NEKF561NINIIJHG式中結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值；1結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，多質(zhì)點(diǎn)可取總重力荷載代表值的85；EQG頂部附加水平地震作用；NF頂部附加地震作用系數(shù)；結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；EK分別為質(zhì)點(diǎn)I,J的計(jì)算高度；,IJH結(jié)構(gòu)等效總重力荷由公式（55）計(jì)算得085618372409826489264953EQIGKN因?yàn)?，所以考慮頂部附加水平地震作用，其附164GTT加地震作用為SN108708607186所以對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)體系，結(jié)構(gòu)底部縱向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值1492539EKEQFGKN附加頂部集中力086081NE423953769K各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按公式（56）計(jì)算將，代入式EKF1NIIIJFGH各樓層地震剪力按計(jì)算NIKJVF各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用，各樓層地震剪力及樓層間位移計(jì)算表表55各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用，各樓層地震剪力及樓層間位移計(jì)算表層IGH/IMIKNIJGH/IFKN/IVDKN/IUM7615836826151610413285099867707127071269837360001676124092235171659828509986775375146087872966900017588202241895167143258509986773543219638729669000254882022415351353904485099867595722792028729669000323882022411751036376385099867456013248038729669000372882022481571884838509986731629356432872966900041188202645540241388509986717706374138793324200047最大位移發(fā)生在第一層，其樓層最大位移與樓層高之比，小于建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范（GB5001110340857452001）第551條規(guī)定的位移極限值1/550滿(mǎn)足位移要求。E523水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算一框架第層J柱分配盜的剪力VIJ以及該柱上，下端的彎矩和分別按UIJMBIJ下列各式計(jì)算（55）1IJIJINJJDV（56）BIJIJMYH（57）UIJIJ（58）0123其中，為標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比，可由查表得。本設(shè)計(jì)中，底層柱只需考慮修正值0Y第二層柱需考慮修正值，其余各柱均無(wú)修正，具體計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表23Y57，表58。表56所查反彎點(diǎn)高度表摘要KMN06070809102070250303035035046035035040404045504045045045045054045045045045045053045045045045045052050505050505710707065065065055從上表可得各層反彎點(diǎn)高度比Y,由于K值界于二者之間，則可以由插值取值。二框架柱剪力和柱端彎矩計(jì)算采用D值法，計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表57表57框架柱K值和Y值表B柱C柱D柱E柱層KYKYKYKY706090285082030820306090285606090350820350820350609035506090408204082040609044060904508204508204506090453060904508204508204506090452060905082050820506090510760710240710240707607表58各層中柱BE柱端彎矩及剪力計(jì)算層次/IHM/IVKNDIMIVKYBIJMUIJ736707126983735719416667196606090319945078636146087872966919416667324906090354093760353621963872966919416667488506090470344105524362792028729669194166676210609045100612296336324803872966919416667722406090451170314304236356432872966919416667792806090514271427136374138793324241188632128896076072833412143三梁端彎矩，剪力及軸力分別按下式計(jì)算59LLUBBIJIJRMI510UUBBIJIJLRI51112BBVL512NRIBKINK由計(jì)算簡(jiǎn)圖53,54計(jì)算得,具體過(guò)程見(jiàn)表59表58各層邊柱CD柱端彎矩及剪力計(jì)算層次/IHM/IVKNDIMIVKYBIJMUIJ736707126983735724231678245408202852656184636146087872966924231678405508203551099489536219638729669242316786096082048778131674362792028729669242316787750820451255515345336324803872966924231678901608204514606178522363564328729669242316789894082051780917809136374138793324242080398111024073124813392表59梁端彎矩，剪力及柱軸力的計(jì)算邊梁走道梁柱軸力層LBMRBLBVLBMRBLBV邊柱中柱75078459561612158915892413241612288695079019631033120312024260047157915146451357964704469746972439149419981419330413579663096200620024516715628202332436421792367802878157815246513235543336225973225926834183308330246942317954735126413231726826480298029246691400596308注（1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力，當(dāng)為地震作用時(shí)候，兩側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。（2）表中分別表示節(jié)點(diǎn)在右梁的彎矩單位為KNM,LRBM（3）式中，分別為節(jié)點(diǎn)在左，右梁的線(xiàn)剛度，單位為KNMLI（4）N單位為單位為KN，L單位為M，單位為KNBV圖52橫向水平地震作用及樓層地震剪力BMBMBVBV圖53梁端彎矩，剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖LBMRBM1,BIJMUIJMLBIRBI圖54梁端彎矩，剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖圖55地震作用下的框架彎矩圖注下端受拉為“”，圖56框架結(jié)構(gòu)梁端剪力，軸力圖注剪力逆時(shí)針為“”53橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移的計(jì)算531風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載規(guī)范規(guī)定，對(duì)于高度大于30M，且高寬比大于15的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風(fēng)振系數(shù)未考慮風(fēng)壓脈動(dòng)影響，本設(shè)計(jì)房屋高度H2615M15，由表510可見(jiàn)，沿高度在11154范圍內(nèi)Z變化，即風(fēng)壓脈動(dòng)的影響。取平面圖9軸線(xiàn)橫向框架，其負(fù)載寬度為6M，則沿高度方向分布的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為60251ZZSZQM根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度H可以查得各樓層標(biāo)高處的沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，QZ,見(jiàn)表57，如圖57所示?？蚣芙Y(jié)構(gòu)分析時(shí)，應(yīng)按靜力等效原理將圖57中的分布荷載轉(zhuǎn)化未節(jié)點(diǎn)集中荷載如圖58所示。圖57風(fēng)荷載沿房屋高度的分布（單位KN/M）圖58等效節(jié)點(diǎn)集中荷載單位KN/M各層的集中荷載F的計(jì)算過(guò)程如下2523625361/4156314751563361/410767F25236236196361/461475156314751724361/413262361961738196361/451225112112098361/4112161738157415741389361/44F098311208930983361/49229173815741321389361/430983098308930825361/48339138913213212361/42F082508930750825361/4767138913212361/410825075075361/46248表57沿房屋高度分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次/IHM/IHZZ1/QKNM1/QZKN125Z145501741011132082512375281503231011913890893133931175044910512515740983148415350587115131738112168518950725121135196122518462255086212915223614752217261510135154251563234532風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算根據(jù)圖58等效節(jié)點(diǎn)集中荷載所示的水平荷載由公式513計(jì)算層間剪力，然后根據(jù)軸線(xiàn)，框架的層間側(cè)移剛度，按公式514,515計(jì)算各層的層間位移，相對(duì)側(cè)移和絕對(duì)側(cè)移IUIU513NIKIVF5141/NIIIJFUD5151NIKK表58風(fēng)荷載作用下的框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層/IFKN/IV/DKNM/IU/IM/IUH710761076698373568001503491/240000624186241868729669002803341/28571535403354038729669004103061/87805444632446328729669005102651/70588352971529718729669006102141/59016260641606418729669006901531/521741668896688979332424008400841/54167由表58所示，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為1/54167遠(yuǎn)小于1/550,滿(mǎn)足規(guī)范要求533風(fēng)荷載作用下的框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算所取9軸線(xiàn)框架共有2根中柱，2根邊柱，各柱分配到的剪力按公式（516）,公式（517）計(jì)算。（516）/IJIJIVD（517）123NYY具體計(jì)算過(guò)程結(jié)果見(jiàn)表59，510所示。梁端彎矩，剪力及柱軸力的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果見(jiàn)表511表59各層邊柱柱端彎矩層/IHM/IV/IJDKNM1ID1IVKIVHY1BIM1UI736107663065011941667331306091126802934852463624186630650119416667446060926807035938174255363540363065011941666108990609392390415692354443644632630650119416661374106094