H中學實驗樓建筑機構中橫向水平地震作用下框架結構的位移和內(nèi)力計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u4609H中學實驗樓建筑機構中橫向水平地震作用下框架結構的位移和內(nèi)力計算案例 1185171.1橫向框架自振周期的計算 1296591.2水平地震作用及樓層地震剪力的計算 1195721.3多遇地震作用下的彈性層間位移驗算 374521.4水平地震作用下橫向框架內(nèi)力計算 31.1橫向框架自振周期的計算對于結構的質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結構，可用頂點位移法計算其基本自振周期：式中，為考慮非承重墻剛度影響的周期折減系數(shù)，本設計取0.6；是把集中在各樓層處的重力荷載代表值作為該樓層的水平荷載，用彈性方法計算出的結構頂點的假想水平位移(m)。表12為的計算過程。表12頂點假想水平位移計算表樓層（kN）（kN）（kN/m）（mm）（m）515058.7915058.7912597180.010.15414153.4329212.2212597180.020.13314153.4343365.6512597180.030.11214153.4357519.0812597180.050.08113812.7371331.8121671940.030.03結構的橫向基本周期為：1.2水平地震作用及樓層地震剪力的計算本教學樓的高度不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主，故可采用底部剪力法計算水平地震作用。結構等效總重力荷載為：上海市，抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度0.10g，多遇地震下。設計地震分組第二組，Ⅱ類場地，場地特征周期。結構總水平地震作用標準值：因為，所以不考慮頂部附加水平地震作用。各質(zhì)點橫向水平地震作用按下式計算：地震作用下各樓層水平地震層間剪力為：各質(zhì)點的橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算見表13。表13樓層地震剪力質(zhì)點（m）（kN）（kN·m）（kN·m）（kN）（kN）（kN）516.515058.792484707144094294.051528.241528.24413.214153.431868251149.092677.3339.914153.43140119861.823539.1526.614153.4393413574.544113.6913.313812.7345582280.364394.05樓層地震剪力分布見圖3。圖3地震作用下框架結構計算簡圖1.3多遇地震作用下的彈性層間位移驗算多遇地震作用下，橫向框架結構彈性層間位移和頂點位移計算見表14。表14樓層彈性位移驗算表樓層層間剪力（kN）層間剛度（kN/m）層間彈性位移（mm）頂點位移（mm）層高（mm）層間彈性位移角51528.2412597180.010.1533003.622x10-642677.3312597180.020.1333007.027x10-633539.1512597180.030.11330010.432x10-624113.6912597180.050.08330013.836x10-614394.0521671940.030.0333009.974x10-6最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，，滿足抗震規(guī)范規(guī)定角限值。1.4水平地震作用下橫向框架內(nèi)力計算采用D值法，取橫向框架，進行水平地震作用下的的框架內(nèi)力計算。1．確定反彎點高度：框架柱的反彎點高度比由下式確定：式中表示框架柱標準反彎點高度比，表示上下層橫梁線剛度變化時反彎點高度比修正值，和表示上下層高變化時反彎點高度比修正值；橫向框架柱反彎點高度的計算過程見表15。表15框架柱反彎點高度總層數(shù)m樓層n柱部位梁柱線剛度比（m）（m）55中柱1.590.37950000.37953.31.25邊柱0.860.3490000.3491.154中柱1.590.42950000.42951.42邊柱0.860.400000.401.323中柱1.590.47950000.47951.58邊柱0.860.450000.451.492中柱1.590.500000.501.65邊柱0.860.500000.501.651中柱2.190.591—0—0.5911.95邊柱0.860.65—0—0.652.152．框架柱地震剪力并計算柱端彎矩：層柱的地震剪力由下式計算：在地震剪力作用下，上下柱端的彎矩：，橫向框架柱地震剪力及柱端彎矩計算過程見表16。表16框架柱地震剪力及柱端彎矩樓層（kN/m）柱部位（kN/m）（kN）（kN）（m）（kN·m）（kN·m）51259718邊柱1481841528.2417.9770.37953.336.81122.514中柱8851810.7390.34923.07012.36841259718邊柱1481842677.3331.4940.429559.29244.638中柱8851818.8130.4037.25024.83331259718邊柱1481843539.1541.6320.479571.50965.876中柱8851824.8690.4545.13736.93021259718邊柱1481844113.6948.3900.5079.84479.844中柱8851828.9060.5047.69547.69512167194邊柱983774394.0519.9460.59126.92138.901中柱5904411.9710.6513.82725.6793．確定框架梁端彎矩、剪力及柱軸力：節(jié)點左右的梁彎矩計算，計算過程見表17。，梁端彎矩可求梁端剪力和柱軸力，公式如下，過程見表18。表中負號表示軸力為拉力。其中，，表17框架梁端彎矩計算表樓層節(jié)點（kN·m）（kN·m）（kN·m）（kN·m）（kN·m）（kN·m）5層頂邊節(jié)點—3300036.811——36.811中節(jié)點330001600023.070—15.5377.5334層頂邊節(jié)點—3300059.29222.514—81.806中節(jié)點330001600037.25012.36833.41616.2023層頂邊節(jié)點—3300071.50944.638—116.147中節(jié)點330001600045.13724.83347.12322.8472層頂邊節(jié)點—3300079.84465.876—145.720中節(jié)點330001600047.69536.93056.99227.6331層頂邊節(jié)點—3300026.92179.844—106.765中節(jié)點330001600013.82747.69541.43320.089表18框架梁端剪力及柱軸力計算表樓層邊跨梁走道梁柱軸力（m）（kN）（m）（kN）邊柱（kN）中柱（kN）（kN·m）（kN·m）536.81115.5378.1-6.4637.5337.5333.0-5.022-6.463-1.441481.80633.4168.1-14.22516.20216.2023.0-10.801-20.688-3.4243116.14747.1238.1-20.15722.84722.8473.0-15.231-40.844-4.9252145.72056.9928.1-25.02627.63327.6333.0-18.422-65.871-6.6