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文檔簡介

1、表16 層間側(cè)移Di層號橫向縱向ViDii=Vi/Dii/hViDii=Vi/Dii/h(kN)(kN/m)(mm)l/x(kN)(kN/m)(mm)l/x61054.31 7.7281E+051.3643 2419 1114.618.6098E+051.2946 2549 51621.14 7.7281E+052.0977 1573 1713.858.6098E+051.9906 1658 42087.93 7.7281E+052.7017 1221 2207.348.6098E+052.5638 1287 32454.70 7.7281E+053.1763 1417 2595.098.60

2、98E+053.0141 1493 22721.44 7.7281E+053.5215 1278 2877.088.6098E+053.3416 1347 12905.02 5.3743E+055.4054 1110 3071.166.2248E+054.9337 1216 3框架側(cè)移驗算由于本工程高寬比小于4,柱軸向變形引起的側(cè)移忽略不計,梁柱彎曲變形引起的層間側(cè)移計算見表16。從結(jié)果看,層間位移均滿足要求。以上結(jié)果匯總于圖7中。地震作用 地震剪力 水平側(cè)移 地震作用 地震剪力 水平側(cè)移橫向 縱向圖7 地震作用、地震剪力與水平側(cè)移4. 框架剪力標準值橫向共有8榀框架,縱向共有4榀框架,由于每

3、榀框架總剛度不同,應(yīng)按照各框架柱在總剛度中的比例將層地震剪力分配至各框架柱。橫向4軸框架的各柱剪力分配計算見表17。表17 橫向6軸框架柱剪力分配層號層剪力層抗側(cè)剛度邊柱1、2中柱1、2ViDiDijVij=vi*dij/diDijVij=vi*Dij/Di(kN)(kN/m)(kN/m)(kN)(kN/m)(kN)61054.31 7.7281E+051.9793E+0427.00 2.6167E+0435.70 51621.14 7.7281E+051.9793E+0441.52 2.6167E+0454.89 42087.93 7.7281E+051.9793E+0453.48 2.61

4、67E+0470.70 32454.70 7.7281E+051.9793E+0462.87 2.6167E+0483.12 22721.44 7.7281E+051.9793E+0469.70 2.6167E+0492.15 12905.02 5.3743E+051.3593E+0473.48 1.5935E+0486.13 7水平地震作用下框架內(nèi)力計算以橫向4軸框架為例,采用D值法進行計算。其計算步驟如下:1根據(jù)柱剪力及反彎點高度計算柱端彎矩柱反彎點距柱下端的高度yh按式(5-2-2)計算,即:yh = (y0+y1+y2+y3)h;柱端彎矩按式(5-2-5)計算。柱下端彎矩:Mb= Vi

5、jyh;柱上端彎矩:Mt=Vij(h-y)h。計算結(jié)果見表18。表18 橫向6軸框架柱柱端彎矩計算層號柱位置柱剪力Vij反彎點相對高度y層高h柱端彎距(kN*m)(kN)Ky0y1y2y3y(m)下端Mb上端Mt6邊柱1、227.0027 1.94710.4000 00.0000 0.0000 0.4000 3.6 38.88 58.33 中柱1、235.6985 3.750.4500 00.0000 0.0000 0.4500 3.6 57.83 70.68 5邊柱1、241.5202 1.94710.4500 00.0000 0.0000 0.4500 3.6 67.26 82.21 中柱

6、1、254.8911 3.750.5000 00.0000 0.0000 0.5000 3.6 98.80 98.80 4邊柱1、253.4755 1.94710.4974 00.0000 0.0000 0.4974 3.6 95.76 96.76 中柱1、270.6964 3.750.5000 00.0000 0.0000 0.5000 3.6 127.25 127.25 3邊柱1、262.8691 1.94710.5000 00.0000 0.0000 0.5000 3.6 113.16 113.16 中柱1、283.1150 3.750.5000 00.0000 0.0000 0.500

7、0 3.6 149.61 149.61 2邊柱1、269.7008 1.94710.5000 00.0000 -0.0468 0.4532 3.6 113.72 137.20 中柱1、292.1467 3.750.5000 00.0000 0.0000 0.5000 3.6 165.86 165.86 1邊柱1、273.4755 2.43390.5783 00.0000 0.5783 6.0 254.95 185.91 中柱1、286.1349 4.68750.5500 00.0000 0.5500 6.0 284.25 232.56 2計算梁端彎矩及梁剪力利用節(jié)點平衡條件,梁端彎矩按式(5-

8、2-6)計算,梁剪力由梁兩端的彎矩之和除以梁跨度求得。計算結(jié)果見表19。表19 橫向6軸框架梁端彎矩、剪力計算層號654321A軸MCol,A58.33 121.09 164.02 208.92 250.36 299.63 LABMA58.33 121.09 164.02 208.92 250.36 299.63 VAB16.66 27.31 34.73 44.11 34.77 41.62 MB,L19.28 42.72 61.65 75.51 86.04 108.66 B軸MCol,B70.68 156.63 226.05 276.86 315.47 398.42 LBCMB,R51.40

9、113.91 164.40 201.35 229.43 289.76 VBC34.27 75.94 109.60 134.24 152.96 193.17 MC,L51.40 113.91 164.40 201.35 229.43 289.76 C軸MCol,C70.68 156.63 226.05 276.86 315.47 398.42 LCDMC,R19.28 42.72 61.65 75.51 86.04 108.66 VCD10.78 22.75 31.34 39.50 46.72 56.71 MD58.33 121.09 164.02 208.92 250.36 299.63 D軸

10、MCol,D58.33 121.09 164.02 208.92 250.36 299.63 3根據(jù)梁端剪力計算柱軸力邊柱軸力 ;中柱軸力 。計算結(jié)果見表21。表20 橫向6軸框架柱軸力計算層號各梁剪力各柱軸力(受拉為正)VABVBCVCDNANBNCND6 16.66 34.27 10.78 16.66 17.61 -17.61 -16.66 527.31 75.94 22.75 43.97 66.24 -66.24 -43.97 4 34.73 109.60 31.34 78.70 141.11 -141.11 -78.70 344.11 134.24 39.50 122.81 231.2

11、4 -231.24 -122.81 2 34.77 152.96 46.72 157.58 349.42 -349.42 -157.58 1 41.62 193.17 56.71 199.20 500.98 -500.98 -199.20 4繪制內(nèi)力圖左震作用下,橫向4軸框架的內(nèi)力圖見圖8。右震作用下,內(nèi)力相同,方向相反。8 豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算與水平地震作用下相同,取橫向4軸框架進行計算。作用在梁上的豎向荷載按照各自的負荷范圍計算,導(dǎo)算為作用在梁及梁柱節(jié)點上的荷載,荷載值詳見表22。由縱向傳來的作用在梁柱節(jié)點上的豎向荷載值見表23。荷載簡圖如圖9所示,括號內(nèi)為活荷載。表21 橫向6軸框

12、架梁豎向荷載取值層號主梁自重pb傳遞荷載方式板荷載等效寬度板恒載ps板活載qs墻自重pw等效均布恒荷載p等效均布活荷載qAB跨65.28梯形2.812515.89 1.41 21.17 1.41 55.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 45.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 35.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 25.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 15.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 BC跨63.2

13、175三角形1.26.78 0.60 10.00 0.60 53.2175三角形1.24.93 3.00 8.15 3.00 43.2175三角形1.24.93 3.00 8.15 3.00 33.2175三角形1.24.93 3.00 8.15 3.00 23.2175三角形1.24.93 3.00 8.15 3.00 13.2175三角形1.24.93 3.00 8.15 3.00 CD跨65.28梯形2.812515.89 1.41 21.17 1.41 55.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 45.28梯形2.812510.27 5.63 8.32

14、23.87 5.63 35.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 25.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 15.28梯形2.812510.27 5.63 8.3223.87 5.63 表22 橫向6軸框架梁柱節(jié)點處由縱向框架傳來的豎向荷載取值(kN)傳至A、D柱傳至B、C柱層號62516251每根柱自重(kN)34.55 34.55 58.31 23.99 23.99 40.48 縱向框架梁自重(kN)29.21 29.21 29.21 29.21 29.21 29.21 次梁自重(kN)9.08 9.08 9.08 9.

15、08 9.08 9.08 樓板恒載(kN)30.76 19.87 19.87 134.94 67.30 67.30 樓板活載(kN)2.72 10.89 10.89 11.94 58.04 58.04 縱向墻重(kN)0.00 65.61 65.61 0.00 45.29 45.29 縱梁傳恒載G(kN)69.05 123.77 123.77 173.23 150.88 150.88 偏心距(m)0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 恒載節(jié)點力偶(kN-m)0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 縱梁傳活載Q(kN)2.72 10.89 10.89 1

16、1.94 58.04 58.04 活載節(jié)點力偶(kN-m)0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 彎矩(kNm) 剪力(kN) 軸力(kN)圖8 橫 向4軸框架內(nèi)力圖圖9 作用在橫向4軸框架上的豎向荷載8.1豎向恒載作用下框架內(nèi)力計算采用二次彎矩分配法。計算步驟如下:1 計算豎向荷載作用下各層梁端固端彎矩(表23)。表23 恒載(活載)作用下橫向6軸框架梁端固端彎矩(kNm)層號M恒M活左端右端左端右端AB跨6-99.23 99.23 -6.61 6.61 45-111.89 111.89 -26.39 26.39 23-111.89 111.89 -26.39 26.39

17、 1-111.89 111.89 -26.39 26.39 BC跨6-4.80 4.80 -0.29 0.29 45-3.91 3.91 -1.44 1.44 23-3.91 3.91 -1.44 1.44 1-3.91 3.91 -1.44 1.44 CD跨6-99.23 99.23 -6.61 6.61 45-111.89 111.89 -26.39 26.39 23-111.89 111.89 -26.39 26.39 1-111.89 111.89 -26.39 26.39 2根據(jù)梁柱線剛度求梁柱轉(zhuǎn)動剛度,并確定各節(jié)點處的分配系數(shù),詳見圖11。其中,Sik為節(jié)點k第i根桿件的轉(zhuǎn)動剛度,

18、SSik為節(jié)點k各桿件的轉(zhuǎn)動剛度之和。桿件的轉(zhuǎn)動剛度的計算方法如下:梁柱節(jié)點處為剛接,當桿件的另一端為剛節(jié)點時,第j根桿件的轉(zhuǎn)動剛度為Sj=4i;當利用結(jié)構(gòu)對稱性而將桿件的另一端取為定向支座時,第j根桿件的轉(zhuǎn)動剛度為Sj=2i,i為桿件的線剛度。3進行彎矩的分配和傳遞,求得各節(jié)點處的桿端彎矩值。需要注意的是,A軸柱外側(cè)的懸臂是靜定結(jié)構(gòu),并不參節(jié)點彎矩的分配和傳遞。具體計算過程見圖11。圖10 用二次彎矩分配法計算豎向恒載作用下框架彎矩4根據(jù)靜力平衡條件計算各梁跨中彎矩。跨中彎矩取荷載實際分布并按兩端簡支的計算值與梁端彎矩疊加求得。跨中最大彎矩并不一定在跨度的中點處,應(yīng)建立平衡方程求解,計算簡圖

19、如圖11。在圖11所示荷載作用下,距離A端x處的跨中彎矩為: (1)對上式求導(dǎo),并令,可求得跨中最大彎矩的位置x如下:圖11 求解梁跨中最大彎矩的位置x (2)代回到式(1)中,即可求得跨中最大彎矩Mxmax。以第4層AB跨為例,l=6.6m,a=1.8m,g1=5.0kN/m,g2=12.78kN/m,MA=-81.50kNm,MB=-38.33kNm,可求得:x=3.667m,Mxmax=31.20 kNm。同理,取x=l/2=3.30m,則由式(1)得跨度中點處的彎矩為M中=30.00 kNm。由以上計算看出,最大彎矩與跨度的中點處彎矩相差不大。因此為簡化計算,近似取跨度中點處的彎矩為跨

20、中最大彎矩。由此得到豎向恒載下的彎矩圖,如圖12。圖12 豎向恒載作用下框架彎矩圖5根據(jù)各梁、柱彎矩計算各梁、柱的剪力。梁柱剪力按照平衡條件進行計算,結(jié)果見表24及表25。6柱軸力計算柱軸力按節(jié)點處平衡條件進行計算,如圖13。柱頂截面軸力:圖13 柱剪力計算簡圖 (3a)柱底截面軸力: (3b)式中 gi各層柱自重;Gi各層由縱向框架傳來的豎向荷載;VL、VR分別為節(jié)點左側(cè)、右側(cè)梁剪力;列表計算,結(jié)果見表26。8.2豎向活載作用下框架內(nèi)力計算豎向活載作用下,框架內(nèi)力計算方法與恒載作用時相同,為簡化計算,只考慮活載在各跨滿布時的情況,內(nèi)力組合時將支座最大彎矩和跨中最大彎矩乘以放大系數(shù)1.1,以考

21、慮活載的不利布置的影響。計算結(jié)果見表27表29及圖14。表24 恒載作用下梁剪力計算層號654321AB跨左端彎矩 MAB-70.42-102.88-100.79-100.79-101.23-92.55右端彎矩 MBA-71.18-87.93-87.74-87.74-87.81-83.53VM= (MBA -MAB )/ l-0.101.991.741.741.791.20VGb=1/2ql79.3989.5189.5189.5189.5189.51V左= VM + VGb (kN )79.2991.5191.2591.2591.3090.71V左= VM VGb (kN )-79.49-87

22、.52-87.77-87.77-87.72-88.31BC跨左端彎矩 MBC-35.08-25.69-25.87-25.87-25.81-30.58右端彎矩 MCB-35.08-25.69-25.87-25.87-25.81-30.58VM=(MCB - MBC )/ l0.000.000.000.000.000.00VGb12.009.789.789.789.789.78V左= VM + VGb (kN )12.009.789.789.789.789.78V左= VM VGb (kN )-12.00-9.78-9.78-9.78-9.78-9.78CD跨左端彎矩 MCD-71.18-87.9

23、3-87.74-87.74-87.81-83.53右端彎矩 MDC-70.42-102.88-100.79-100.79-101.23-92.55VM=(MDC - MCD )/ l0.10-1.99-1.74-1.74-1.79-1.20VGb79.3989.5189.5189.5189.5189.51V左= VM + VGb (kN )79.4987.5287.7787.7787.7288.31V左= VM VGb (kN )-79.29-91.51-91.25-91.25-91.30-90.71注:V0為各跨梁在兩端簡支條件下的剪力,梁端剪力V及V0以使結(jié)點順時針轉(zhuǎn)動為正。表25恒載作用

24、下柱端剪力計算層號654321A軸上端彎矩 Mt70.42 48.16 50.39 50.39 51.31 32.67 下端彎矩 Mb54.72 50.39 50.39 49.92 59.88 16.33 V=(Mt+ Mb)/ h34.76 27.38 28.00 27.87 30.89 10.89 B軸上端彎矩 Mt-36.10 -30.84 -30.94 -30.94 -31.10 -19.54 下端彎矩 Mb-31.39 -30.94 -30.94 -30.90 -33.42 -9.77 V=(Mt+ Mb)/ h-18.75 -17.16 -17.19 -17.18 -17.92 -

25、6.51 C軸上端彎矩 Mt36.10 30.84 30.94 30.94 31.10 19.54 下端彎矩 Mb31.39 30.94 30.94 30.90 33.42 9.77 V=(Mt+ Mb)/ h18.75 17.16 17.19 17.18 17.92 6.51 D軸上端彎矩 Mt-70.42 -48.16 -50.39 -50.39 -51.31 -32.67 下端彎矩 Mb-54.72 -50.39 -50.39 -49.92 -59.88 -16.33 V=(Mt+ Mb)/ h-34.76 -27.38 -28.00 -27.87 -30.89 -10.89 注:柱端剪

26、力V以使結(jié)點順時針轉(zhuǎn)動為正。表26 恒載作用下柱軸力計算層號654321柱自重34.55 34.55 34.55 34.55 34.55 58.31 A軸節(jié)點右端剪力 VL79.29 91.51 91.25 91.25 91.30 90.71 縱向框架豎荷載 G69.05 123.77 123.77 123.77 123.77 123.77 柱頂軸力 Ni148.34 398.17 647.74 897.31 1146.93 1395.96 柱底軸力 Ni182.89 432.72 682.29 931.86 1181.48 1454.27 B軸節(jié)點左端剪力 VL-79.49 -87.52 -

27、87.77 -87.77 -87.72 -88.31 節(jié)點右端剪力 VR12.00 9.78 9.78 9.78 9.78 9.78 縱向框架豎荷載 G173.23 150.88 150.88 150.88 150.88 150.88 柱頂軸力 Ni264.72 547.45 830.43 1113.41 1396.34 1679.86 柱底軸力 Ni299.27 582.00 864.98 1147.96 1430.89 1738.17 C軸節(jié)點左端剪力 VL-12.00 -9.78 -9.78 -9.78 -9.78 -9.78 節(jié)點右端剪力 VR79.49 87.52 87.77 87.

28、77 87.72 88.31 縱向框架豎荷載 G173.23 150.88 150.88 150.88 150.88 150.88 柱頂軸力 Ni264.72 547.45 830.43 1113.41 1396.34 1679.86 柱底軸力 Ni299.27 582.00 864.98 1147.96 1430.89 1738.17 D軸節(jié)點右端剪力 VL-79.29 -91.51 -91.25 -91.25 -91.30 -90.71 縱向框架豎荷載 G69.05 123.77 123.77 123.77 123.77 123.77 柱頂軸力 Ni148.34 398.17 647.74

29、 897.31 1146.93 1395.96 柱底軸力 Ni182.89 432.72 682.29 931.86 1181.48 1454.27 表27 活載作用下梁剪力計算層號654321AB跨左端彎矩 MAB-6.25-22.82-23.71-23.71-23.82-21.77右端彎矩 MBA-5.36-20.36-20.87-20.87-20.88-19.90VM= (MBA -MAB )/ l0.120.330.380.380.390.25VGb=1/2ql5.2721.0921.0921.1121.1121.11V左= VM + VGb (kN )5.3921.4221.4721

30、.4921.5021.36V左= VM VGb (kN )-5.15-20.77-20.71-20.73-20.72-20.86BC跨左端彎矩 MBC-1.73-7.01-6.54-6.54-6.53-7.63右端彎矩 MCB-1.73-7.01-6.54-6.54-6.53-7.63VM=(MCB - MBC )/ l0.000.000.000.000.000.00VGb0.723.603.603.603.603.60V左= VM + VGb (kN )0.723.603.603.603.603.60V左= VM VGb (kN )-0.72-3.60-3.60-3.60-3.60-3.60

31、CD跨左端彎矩 MCD-6.25-22.82-23.71-23.71-23.82-21.77右端彎矩 MDC-5.36-20.36-20.87-20.87-20.88-19.90VM=(MDC - MCD )/ l-0.12-0.33-0.38-0.38-0.39-0.25VGb5.2721.0921.0921.1121.1121.11V左= VM + VGb (kN )5.1520.7720.7120.7320.7220.86V左= VM VGb (kN )-5.39-21.42-21.47-21.49-21.50-21.36注:V0為各跨梁在兩端簡支條件下的剪力,梁端剪力V及V0以使結(jié)點順時針轉(zhuǎn)動為正。表28活載作用下柱端剪力計算層號654321A軸上端彎矩 Mt6.25 12.80 11.86 11.86 12.07 7.68 下端彎矩 Mb10.02 11.86 11.86 11.74 14.09 3.84 V=(Mt+ Mb)/ h4.52 6.

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