第6课：抗震结构指导书.docVIP

建筑结构抗震设计——小设计 1 横向框架侧移刚度的计算 框架结构内力计算中，由于楼板作为框架梁的翼缘参与工作，使得梁的刚度有所提高，通常采用简化方法进行处理。根据翼缘参与工作的程度，现计算矩形截面梁的惯性矩再乘以不同的增大系数。梁截面惯性矩取值见下表，表中为梁矩形部分的截面惯性矩。横梁线刚度计算详表1，柱线刚度详表2。 表1 横梁线刚度计算表 层次 类别 mm×mm mm4 （mm） (N.mm) 5 - 1 AB BC 3×104 3×104 300×600 250×500 5.4×109 2.6×109 6000 2100 2.7×1010 3.72×1010 4.05×1010 5.58×1010 5.4×1010 7.44×1010 纵梁 3×104 250×400 1.33×109 3.3m 1.21×1010 1.82×1010 2.42×1010 表2 柱线刚度计算表 层次 mm×mm mm4 (N.mm) 2-5 3600 3×104 400×400 2.13×109 1.78×1010 1 4200 3×104 400×400 2.13×109 1.52×1010 根据表1和表2，令上柱的线刚度为1，令i左上柱线刚度=1.0，则其余各杆件相对线刚度计算如下： iAB=5.4/1.78=3； iBC=7.44/1.78=4.2； i底层柱=1.52/1.78=0.85 各梁柱的相对线刚度如图1。 因为该框架结构层数为5层，梁柱线刚度之比大于3，计算时采用简化计算方法——反弯点法，因此柱的侧移刚度按式计算。柱总抗侧移刚度计算详表3。 表3 柱总抗侧移刚度计算表 层次 柱别 楼层柱总刚度 、、、 、、、 线刚度ic（kN·） （kN） （kN） 5 17800 230740×4=922960 4 17800 12/3.62×17800×14=230740 230740×4=922960 3 17800 12/3.62×17800×14=230740 230740×4=922960 3 17800 12/3.62×17800×14=230740 230740×4=922960 2 17800 12/3.62×17800×14=230740 230740×4=922960 1 15200 12/4.22×15200×14=144761 144761×4=579044 2 横向水平作用下框架结构侧移计算 2.1 横向框架自振周期计算 按顶点位移计算框架的自振周期，顶点位移法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化为无限质量悬臂杆件，导出以直杆顶点位移便是基频公式。按式计算周期，考虑非结构墙体影响，周期折减系数取ψT=0.65。此时横向框架顶点位移uT详表4。 表4 横向框架顶点位移uT 层次 （kN） （kN） （kN·） 0.00825 0.18450 4 10410 18020 922960 0.01952 0.17625 3 10410 28430 922960 0.03080 0.15673 2 10410 38840 922960 0.04208 0.12593 1 9710 48550 579044 0.08385 0.08385 层间弹性位移根据公式求得。 0.18450 2.2 横向地震作用计算及楼层地震剪力计算 建筑场地类别III类，地震分组第二组，结构的特征周期Tg=0.55s。设防烈度7度，多遇地震时，水平地震影响系数最大值。 本工程建筑物高度不超过40m ，质量和刚度沿高度变化均匀，变形以剪切变形为主，故采用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按公式即：=0.8548500=41225KN 因为0.1s＜T1＜Tg ， 表5 各层横向地震作用及楼层地震剪力 层数 5 3.6 18.6 7610 141546 0.26 859 859 4 3.6 15 10410 156150 0.29 957 1816 3 3.6 11.4 10410 118674 0.22 726 2542 2 3.6 7.8 10410 81198 0.15 495 3037 1 4.2 4.2 9710 40782 0.08 264 3301 18.6 — 48550 538350 1 3301 — 48550 3301.4 因为1.4=1.40.55s=0.77s =0.474s，所以不考虑顶部附加地震作用。楼层横向地震作用及楼层地震剪力详表5。 根据公式求Fi。 基本周期小于3.5s，结构设防烈度为7度时，楼层最小地震剪力系数λ=0.016。（kN） （kN