1、-. z設(shè)計資料*2層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架構(gòu)造房屋按多層框架考慮，其平面及剖面分別見圖1和圖2，樓層高度分別為H1=3.9m、H2=3.6m見分組表?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓層蓋?？蚣芰航孛鎱⒖汲叽纾鹤叩懒焊鲗訛?50mm400mm、頂層為250mm600mm、一層250mm650mm。柱截面參考尺寸： 500mm500mm。混凝土強度等級：梁采用C30；柱采用C35。鋼筋強度等級：受力縱筋和箍筋的強度等級分別不低于HRB400、HRB335?？拐鹪O(shè)防烈度為8度，設(shè)計根本地震加速度為0.2g，構(gòu)造阻尼比為0.05，設(shè)計地震分組為第二組、場地類別為類。試對該框架進展橫向水平地震作用下的地震設(shè)計計算。荷載信

2、息如下：鋼筋混凝土容重為25kN/m3，樓板厚度為h見分組表，活荷載標準值：住宅樓面為2.0kN/m2，走道為2.0kN/m2，不上人屋面為0.5kN/m2。設(shè)計時考慮雪荷載的影響，雪荷載標準值為0.4 kN/m2。圖1 構(gòu)造平面圖圖2 構(gòu)造剖面圖注：a=6m,b=2.4m,c=4.5m二、重力荷載代表值對于重力荷載的計算，永久荷載取全部，可變荷載取50%，各層重力荷載集中于樓層標高處，各層的墻體均取本層的一半和上一層的一半，頂層只取下層的一半計算。其代表值如圖3所示。第二層：恒載： QUOTE 25+0.25 QUOTE QUOTE =2538KN活載：0.5 QUOTE 0.4 QUOTE

3、 4.5 QUOTE ( QUOTE )=103.68KN荷載代表值G2=2641.68KN第一層：恒載： QUOTE 25+0.25 QUOTE QUOTE =3033KN活載：0.5 QUOTE 2 QUOTE 4.5 QUOTE ( QUOTE )=518.40KN荷載代表值G1=3551.40KN為了方便計算，取G1=2645KN，G2=3555KN。三、構(gòu)造自震周期計算1、橫梁線剛度的計算梁柱的剛度均采用D值法計算，即梁的截面慣性矩考慮了樓板的作用，計算結(jié)果如表1所示。表1 梁的抗側(cè)移剛度部位截面跨度矩形截面慣性矩邊框架梁中框架梁走道梁2.41.3322.52.663.333二層其他

4、梁64.56.753.37594.5一層其他梁64.58.584.2911.445.72注：混凝土C30, 2、柱及樓層的抗側(cè)移剛度柱抗側(cè)移剛度：二層：；一層：表2 框架柱值及樓層抗側(cè)移剛度樓層層高柱號根數(shù)截面23.6145.214.5591.120.3615150212100617300141.850.48 2030028420040.840.30124905176041.390.41173106924013.9145.214.2081.360.5518360257040668460142.150.642121029694041.020.50167006680041.610.59194204

5、76803、構(gòu)造自振周期計算采用假想頂點位移計算,見表3:表3 假想頂點位移計算樓層重力代表值kN樓層剪力樓層抗側(cè)移度層間位移樓層位移2264526456173000.004280.0141355562006684600.009280.009286200取填充墻的周期影響系數(shù)，則構(gòu)造的根本自振周期為：四、水平地震作用計算及彈性位移驗算1、水平地震影響系數(shù)構(gòu)造的根本自振周期為 QUOTE ，多遇地震設(shè)防烈度8度，設(shè)計根本地震加速度為0.20g，查表得水平地震影響系數(shù)最大值。場地類別為類，地震分組為第二組，查表得特征周期 QUOTE 。構(gòu)造阻尼比為0.05，阻尼調(diào)整系 QUOTE ，故地震影響系數(shù)

6、為：2、構(gòu)造總的水平地震作用標準值由于按多層框架考慮，采用底部剪力法計算水平地震作用，構(gòu)造等效總重力取重力荷載代表的85%計算，則構(gòu)造底部剪力標準值為：由于 QUOTE ，且 QUOTE ，不需修正頂層附加地震作用。各層水平地震作用計算公式為： QUOTE，計算結(jié)果如表4。3、樓層地震位移計算地震作用下各樓層水平地震層間剪力為：，計算結(jié)果如表4所示。4、多遇水平地震作用下的位移驗算多遇地震作用標準值產(chǎn)生的樓層最大的彈性層間位移彈性層間位移角為：其中h為計算樓層層高，計算結(jié)果如表4所示:表4 、的計算樓層層高23.626457.51983833703496.3496.36173000.80413

7、.935553.913865346.9843.26684601.22顯然彈性層間角位移均小于彈性層間角限制，故梁柱截面尺寸均滿足要求。五、多遇水平地震作用下框架力計算1、框架柱端剪力及彎矩水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端彎矩標準值如表5所示：表5 水平地震作用下的中框架柱剪力和柱端彎矩標準值柱j層數(shù)/m/KN/KNy/KN.m/KN.m23.6496.3617300151500.02512.411.120.4118.1426.5413.9843.2668460183600.02722.771.360.5851.6837.1223.6496.3617300203000.03316.381.85

8、0.4426.1232.8513.9843.2668460212100.03226.982.150.5557.8747.35水平地震作用下的邊框架柱剪力和柱端彎矩標準值如表6所示：表6 水平地震作用下的中邊框架柱剪力和柱端彎矩標準值柱j層數(shù)/m/KN/KNy/KN.m/KN.m23.6496.3617300124900.0209.930.840.4014.3021.4513.9843.2668460167000.02521.081.020.6049.3332.8823.6496.3617300173100.02813.901.390.4221.0129.0213.9843.2668460194

9、200.02924.251.610.5754.3641.012、梁端彎矩、剪力及柱軸力水平地震作用下的中框架梁端彎矩、剪力及柱軸力標準值如表7所示：表7 水平地震作用下中框架梁端彎矩、剪力及柱軸力標準值樓層大梁走道梁跨度/KN.m/KN.m/KN跨度/m/KN.m/KN.m/KN/KN/KN2626.5418.877.572.413.9813.9811.657.574.081655.2646.4216.952.427.0527.0522.5424.529.67水平地震作用下的邊框架梁端彎矩、剪力及柱軸力標準值如表8所示：表8 水平地震作用下邊框架梁端彎矩、剪力及柱軸力標準值樓層大梁走道梁跨度/

10、KN.m/KN.m/KN.m跨度/m/KN.m/KN.m/KN/KN/KN2621.4516.676.352.412.3512.3510.296.353.941647.1839.1814.392.422.8422.8419.0320.748.58六、豎向荷載作用框架力分析計算框架在重力荷載代表值豎向作用下的力時，重力荷載代表值取全部永久荷載、50%的樓面活荷載和50%的雪荷載。由于構(gòu)造的根本對稱，豎向荷載下的框架側(cè)移可以忽略，因此，這兒選取半構(gòu)造采用彎矩分配法計算框架力?？紤]塑性力重分布進展梁端負彎矩調(diào)幅，取彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8，梁的跨中彎矩隨之做相應(yīng)的增加。1、各節(jié)點分配系數(shù)節(jié)點分配系數(shù)：

11、QUOTE 圖3 節(jié)點布置圖節(jié)點B:節(jié)點C:節(jié)點D:節(jié)點F:表9 各節(jié)點分配系數(shù)節(jié)點B0.3950.3150.29C0.4970.503D0.4200.1550.425F0.3540.1030.2820.2612、連續(xù)梁荷載計算以下均取中框架構(gòu)造計算。1連續(xù)梁恒載二層：大梁線荷載： QUOTE 走道梁線荷載： QUOTE 一層：大梁線荷載： QUOTE 走道梁線荷載： QUOTE 2彎矩計算固端彎矩：彎矩分配見表10。表10 彎矩分配過程結(jié)點ABCDFHGE桿端ABBABFBCCBCDDCDEDFFDFBFGFHHFGFED分配系數(shù)0.290.3950.3150.5030.4970.420.1

12、550.4250.2820.3540.1030.261固端彎矩-66.3-54.4554.45-8.1166.3-9.84-4.92-4.0619.61 19.23 26.19 20.88 10.44 13.09 11.07 22.14 21.87 10.94 -12.03 -24.06 -8.88 -24.34 -12.17 8.88 -10.16 -8.09 -16.18 -20.31 -5.91 -14.98 -7.49 5.91 2-0.13 -0.26 -0.36 -0.29 -0.14 -0.18 3.06 6.12 6.05 3.02 1.06 2.13 0.79 2.15 1.

13、08 -0.79 -0.16 -0.13 -0.25 -0.32 -0.09 -0.23 -0.12 0.09 3-0.42 -0.84 -1.15 -0.91 -0.46 -0.57 -0.15 -0.31 -0.30 -0.15 0.06 0.12 0.04 0.12 0.06 -0.04 0.09 0.07 0.15 0.18 0.05 0.13 0.07 -0.05 最終彎矩9.06 18.12 -51.84 33.66 37.79 -37.74 46.45 -16.16 -30.22 -27.33 58.19 -15.79 -15.08 -7.54 1.03 3.99 調(diào)幅-41.4

14、7 -30.19 37.16 -12.93 46.55 -12.63 整理并考慮梁端彎矩值折算到節(jié)點邊緣后可得到重力荷載代表下中框架梁端彎矩及柱端彎矩、軸力值，如表11所示。表11 重力荷載代表下中框架梁端彎矩及柱端彎矩、軸力值樓層大梁走道梁 QUOTE /KN.m2-30.1937.16-12.9312.9337.7933.6672-30.22-27.33121.81-41.4746.55-12.6312.6318.129.06146.81-15.08-7.54228.04注： QUOTE 、 QUOTE 分別表示梁左端和右端彎矩，此表中的彎矩值已經(jīng)考慮了調(diào)幅。此表中的彎矩符號規(guī)則：以順時針

15、為正。七、力組合和力調(diào)整本框架抗震等級為二級。只考慮水平地震作用效應(yīng)和重力荷載效應(yīng)的組合。1、框架梁的力組合和調(diào)整對于第一層大梁：注：此處以使梁下部受拉的彎矩為正并考慮了彎矩值折算到節(jié)點邊緣大梁端部組合彎矩設(shè)計值梁左端：地震彎矩逆時針方向作用且 QUOTE 時，梁左端負彎矩：地震彎矩順時針方向作用且 QUOTE 時，梁左端正彎矩：地震彎矩順時針方向作用且 QUOTE 時，梁左端正彎矩同理，大梁右端彎矩組合分別為：經(jīng)比擬，大梁端部組合彎矩設(shè)計值得最后取值為：梁左端負彎矩：，正彎矩；梁右端負彎矩：，正彎矩。大梁跨中組合彎矩設(shè)計值 QUOTE 經(jīng)比擬，梁底跨中組合彎矩設(shè)計值得最后取值為： QUOTE

16、 。大梁端部組合剪力設(shè)計值梁端剪力增大系數(shù)取 QUOTE 。且 QUOTE 。梁端彎矩順時針作用時的剪力為：梁端彎矩逆時針作用時的剪力為：經(jīng)比擬，梁端剪力設(shè)計值得最后取值為： QUOTE 。同理，用E*cel表格處理數(shù)據(jù)可以得到橫向水平地震作用與重力荷載代表值組合效應(yīng)，如表格12所示。表12 中框架梁的橫向水平地震作用與重力荷載代表值組合效應(yīng)樓層端部地震重力荷載代表值最大值M/KN.mV/KNM/KN.mV/KNV/KN2大梁左 QUOTE 24.657.57-30.1954.45-64.904.6680.17右 QUOTE 16.98 QUOTE 7.57-37.16-54.45-63.30

17、076.82中 QUOTE 3.84 QUOTE 7.5750.810065.959.84走道梁左 QUOTE 11.07 QUOTE 11.65-12.9320.28-26.674.1543.80右 QUOTE 11.07 QUOTE 11.65-12.93-20.28-26.674.1543.80中0 QUOTE 11.651.93002.3215.151大梁左 QUOTE 51.02 QUOTE 16.95-41.4766.3-110.728.53108.98右 QUOTE 42.18 QUOTE 16.95-46.55-66.3-106.311.96106.54中 QUOTE 4.42

18、 QUOTE 16.9559.110076.6822.04走道梁左 QUOTE 21.41 QUOTE 22.54-12.6324.6-39.8417.8465.95右 QUOTE 21.41 QUOTE 22.54-12.63-24.6-39.8417.8465.95中0 QUOTE 22.544.76005.7129.3注：表中彎矩以以使梁下部受拉的彎矩為正。走道梁凈跨 QUOTE 。 QUOTE 考慮了地震兩個方向的作用，即左震和右震，梁兩端的剪力兩個值分別考慮了地震彎矩順時針和逆時針方向。2、框架柱的力組合和調(diào)整對于第一層中柱Z2的力組合和調(diào)整計算如下。1柱端組合彎矩設(shè)計值柱端彎矩組合

19、計算第一層中柱Z2柱頂彎矩： QUOTE (順時針方向) QUOTE (逆時針方向) QUOTE (順時針方向) QUOTE (逆時針方向)柱端彎矩調(diào)整這里僅以逆時針方向彎矩調(diào)整為例，并進展承載力計算。A.柱下端截面。對于二級框架： QUOTE B.柱上端截面。經(jīng)歷算，底層柱軸壓比小于0.75，因此，柱上端彎矩按下面式子調(diào)整：按柱上下端彈性分析所得的考慮地震組合的彎矩比進展分配。節(jié)點左側(cè)梁彎矩已折算到節(jié)點邊緣：第一層中柱Z2上端節(jié)點：第二層中柱Z2下端節(jié)點：則第一層中柱Z2上端截面調(diào)整后的組合彎矩設(shè)計值為： QUOTE N.m2柱端組合剪力設(shè)計值柱上下端截面組合剪力設(shè)計值調(diào)整時，對于二級框架構(gòu)

20、造，柱剪力增大系數(shù)取 QUOTE 。3節(jié)點核心區(qū)組合剪力設(shè)計值二級框架，強節(jié)點系數(shù) QUOTE 。同理可得其他柱端節(jié)點處的彎矩調(diào)整值、組合剪力設(shè)計值及節(jié)點核心區(qū)組合剪力設(shè)計值，如表13所示。表13 中框架柱端彎矩逆時針方向調(diào)整柱樓層V/KNZ2266.8354.6163.32.10100.2482.9672.17139.51165.9975.62106.315.8454.61100.25113.4377.70260.55Z1267.4252.03063.3094.9577.8368.06135.03157.6665.720111.6950.0389.798.5868.47238.26注： QU

21、OTE 表中柱端彎矩已經(jīng)折算到節(jié)點邊緣。 QUOTE 表示所求柱端彎矩節(jié)點處的另一個柱端彎矩。二層柱 QUOTE 。表14 中框架柱端彎矩順時針方向調(diào)整柱樓層V/KNZ225.810.53-19.152.1025.580.4410.2536.37134.3257.053.3815.840.5328.3985.5841.4441.0Z128.1014.550-19.15028.7319.3118.9240.85119.6149.41020.9714.5518.0674.1233.5244.73八、截面抗震承載力驗算以下以第一層大梁和第一層Z2柱為例計算?；炷罜30： QUOTE ， QUOTE

22、 ；C35： QUOTE ， QUOTE 。1框架梁截面抗震承載力1梁正截面抗彎承載力計算梁端在地震反復(fù)作用下受彎承載力應(yīng)滿足以下要求：在正彎矩下： QUOTE 在負彎矩下： QUOTE 梁左端下部配筋：考慮到為了滿足梁配筋的構(gòu)造要求，選配4 14， QUOTE 。梁左端上部配筋：由于 QUOTE ，則為了滿足梁配筋的構(gòu)造要求，選配4 16， QUOTE 。驗算二級框架抗震要求：即均滿足要求。同理結(jié)合表12中數(shù)據(jù)可求出其它梁端配筋，如表15所示。表15 中框架梁抗彎承載力計算樓層理論值( QUOTE )實配2大梁左上04C14(615 QUOTE )0.030.735滿足左下18.74C12(

23、452 QUOTE )右上04C14(615 QUOTE )0.030.735右下04C12(452 QUOTE )跨中264.24C12(452 QUOTE )0.030.735走道梁左上04C14(615 QUOTE )0.030.735左下27.04C12(452 QUOTE )右上04C14(615 QUOTE )0.030.735右下27.04C12(452 QUOTE )跨中15.14C12(452 QUOTE )0.030.7351大梁左上04C14(615 QUOTE )0.040.735左下104.34C12(452 QUOTE )右上04C14(615 QUOTE )0.0

24、40.735右下43.74C12(452 QUOTE )跨中280.34C12(452 QUOTE )0.040.735走道梁左上04C14(615 QUOTE )0.040.735左下116.24C12(452 QUOTE )右上04C14(615 QUOTE )0.040.735右下116.24C12(452 QUOTE )跨中37.24C12(452 QUOTE )0.040.735注： QUOTE 。由表可得以上截面抗震承載力驗算均滿足要求。2斜截面承載力驗算檢驗梁截面尺寸：滿足截面尺寸要求。由斜截面承載力公式可得：由二級抗震等級要求，箍筋直徑，箍筋間距 QUOTE ，取雙肢箍B101

25、50。同理可求得其它斜截面承載力驗算，如表16所示。表16 中框架梁斜截面承載力驗算樓層梁 QUOTE /KN QUOTE /KN/ QUOTE 配箍2大梁80.17513.12KN滿足0B10150走道梁43.8302.82KN滿足0B101501大梁108.98471.06KN滿足0B10150走道梁65.95302.82KN滿足0.4 QUOTE B101502框架柱截面抗震承載力以柱Z2截面為例。1軸力組合設(shè)計值和軸壓比驗算柱軸力組合驗算：(與柱端順時針方向彎矩對應(yīng))(與柱端順時針方向彎矩對應(yīng))最大軸壓比驗算：滿足要求。2正截面承載力計算取柱端彎矩逆時針方向為例。柱為雙曲率彎曲， QU

26、OTE 彎矩比： QUOTE 軸壓比： QUOTE 柱偏心方向的回轉(zhuǎn)半徑： QUOTE 又 QUOTE 由混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)可知：此時可不考慮感覺自身撓曲變形的影響。同理可得其它柱截面的抗彎承載力，如表17和表18所示。表17 中框架柱截面軸力組合及軸壓比驗算軸力組合柱NE/KNNGE/KN1.3 NE +1.2 NGE/KN-1.3 NE +1.2 NGE/KNNc/(Afc)0.75二層Z23.94121.8151.282141.038滿足Z16.357294.65578.145滿足一層Z28.58228.04284.802262.494滿足Z120.74146.81203.134149.2

27、1滿足表18 中框架柱端彎矩順時針方向調(diào)整時正截面承載力計算軸力組合柱M1/KN.mM2/KN.m QUOTE 0.8%二層Z20.535.810.09滿足25滿足58大偏壓-1524C18(1018mm2)滿足Z18.114.550.56滿足25滿足174大偏壓-234C18(1018mm2)滿足一層Z234.3257.050.60滿足27滿足221大偏壓204C18(1018mm2)滿足Z119.6149.410.40滿足27滿足263大偏壓724C18(1018mm2)滿足注：為了便于排版，用表格中 QUOTE 表示式 QUOTE 。當 QUOTE ,取 QUOTE ，。表19 中框架柱

28、端彎矩逆時針方向調(diào)整時正截面承載力計算軸力組合柱M1/KN.mM2/KN.m QUOTE 0.8%二層Z254.6166.830.82滿足25滿足462大偏壓2524C18(1018mm2)滿足Z152.0367.420.77滿足25滿足733大偏壓3274C18(1018mm2)滿足一層Z265.9975.620.87滿足27滿足286大偏壓1434C18(1018mm2)滿足Z157.6665.720.88滿足27滿足344大偏壓1804C18(1018mm2)滿足則柱截面四周均選配4C18，總配筋12C18， QUOTE ， QUOTE ，滿足要求。3)斜截面抗剪承載力驗算柱截面尺寸驗算

29、：則所有柱截面滿足要求。柱截面抗剪承載力驗算：假設(shè)選10A100復(fù)合箍，則箍筋直徑dA8,箍筋間距s QUOTE 100mm及8d(縱筋直徑)，體積配箍率 QUOTE ，均滿足二級抗震等級柱加密區(qū)的箍筋構(gòu)造要求。而且箍筋肢距不大于200mm，對縱筋的約束要求也滿足。對非加密區(qū)的配筋僅改為10A200復(fù)合箍筋即滿足抗震構(gòu)造要求，此時：一層： QUOTE 二層： QUOTE 取 QUOTE 。則柱截面抗剪承載力驗算滿足要求。3節(jié)點核心區(qū)驗算由于梁寬 QUOTE ，取 QUOTE 。而且節(jié)點四側(cè)各梁截面寬度小于該側(cè)柱截面寬度的1/2，正交方向的縱向框架梁高度不小于本橫向框架梁高度 QUOTE 的3/

30、4，取穿插梁約束影響系數(shù) QUOTE 。節(jié)點核心區(qū)配箍與柱端配箍一樣。截面尺寸驗算：滿足要求。節(jié)點作用的軸力：抗震承載力驗算：則節(jié)點核心區(qū)抗震滿足要求。九、罕遇地震作用下變形計算由于該構(gòu)造為8度設(shè)防的鋼筋混凝土框架構(gòu)造，應(yīng)進展高于本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震作用下薄弱層部位的抗震變形。采用簡化方法驗算。1、各層梁端、柱端基線抗彎承載力按實際配筋計算各層梁端、柱端基線抗彎承載力。梁的上下配筋不一樣，順時針和逆時針的屈服彎矩不同，因此有兩個不同的屈服彎矩。對于一層大梁：梁左端：上部： QUOTE 下部： QUOTE 梁右端：上部： QUOTE 下部： QUOTE 對于二層大梁：梁左端：上部： QU

31、OTE 下部： QUOTE 梁右端：上部： QUOTE 下部： QUOTE 對于第一層柱端彎矩：各層梁及柱端屈服彎矩的計算結(jié)果如圖5所示。2、確定各節(jié)點的失效機制及單柱屈服剪力各梁端與柱端的屈服彎矩后，根據(jù)節(jié)點處梁、柱屈服彎矩的數(shù)量關(guān)系，先判別預(yù)期的塑性鉸位置，并確定柱端有效受彎承載力和各單柱屈服剪力。結(jié)果如圖5所示。3、計算各樓層的屈服剪力及樓層屈服強度系數(shù) QUOTE 1)樓層的屈服剪力計算2罕遇地震下樓層彈性地震剪力計算。采用罕遇地震水平影響系數(shù)最大值，可按計算多遇地震下樓層彈性地震剪力的方法求得罕遇地震下樓層彈性地震剪力。構(gòu)造自振周期計算時不考慮周期折減系數(shù)。3樓層屈服強度系數(shù)的計算各樓層的屈服剪力、罕遇地震下樓層剪力及樓層屈服強度