混凝土结构抗震设计例题-2010 - 图文

4 3 2 1 3915.04 4345.87 4636.97 4791.03 15699 15699 15699 22355 31548 31548 31548 31885 914220 914220 914220 1066260 67.23 74.63 79.63 100.45 135.1 149.97 160.01 143.27

表4-5 各层柱反弯点计算表

A、D轴线反弯点高度比 层 次 7 6 5 4 3 2 1 y0 0.3 0.4 0.45 y1 0 0 0 y2 0 0 0 0 0 0 0 y3 0 0 0 0 0 0 0 B、C轴线反弯点高度比 ?yi y0 0.45 0.45 0.50 0.50 y1 0 0 0 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 0 0 0 y3 0 0 0 0 0 0 0 ?yi

0.3 0.4 0.45 0.45 0.45 0.45 0.50 0.50 0.50 0.50 0.60 0.45 0 0.50 0 0.53 0 0.70 0 0.50 0.50 0.53 0.50 0.70 0.60 各层柱柱端弯矩和剪力计算： 柱端弯矩见弯矩图所示。 梁端剪力、弯矩、柱轴力计算： 梁端弯矩，剪力：

tMcrMb

MlbMcb

图4.2 节点弯矩图

iib M?lr(Mcb?Mct) （4-5）

ib?iblbibr M?lr(Mcb?Mct) （4-6）

ib?ibrb - 22 -

1l Vbl?Vbr?(Mb?Mbr) （4-7）

l表4-6 梁端弯矩、剪力，柱轴力计算表

边梁 层 次 7 6 5 4 3 2 1

中梁 Vb 19.64 37.34 49.53 62.74 69.05 75.84 73.33 Mbl 81.27 Mbr 81.27 Vb 54.18 柱轴力 边柱 -19.64 中柱 -34.54 Mbl 77.21 130.79 Mbr 40.64 93.24 186.48 186.48 124.32 -56.98 -121.52 216.67 216.67 144.45 -106.51 -216.44 300.61 300.61 200.41 -169.25 -354.11 342.09 342.09 228.06 -238.3 -513.12 371.98 371.98 247.99 -314.14 -685.27 341.01 341.01 227.34 -387.47 -839.28 178.84 118.33 226.16 150.31 243.24 171.04 269.06 185.99 269.46 170.51 注：（1）表中弯矩单位为kN·m，剪力和轴力的单位为kN。

（2）表中力前负号表示拉力，当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应右侧两根为压力。

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图4.3 左地震作用下框架弯矩图 （单位:kN·m）

4.2 风荷载作用下框架内力与位移计算

4.2.1 风荷载标准值

垂直于建筑物表明的风荷载标准值当计算主要承重结构时，按下式来计算：

?k??z?s?z?0 （4-8）

式中 ?0——基本风压值（kN/m2）；

?s——风载体型系数； ?z——风压高度变化系数； ?z——z高度处的风振系数。

由《荷载规范》，重现期为50年的基本风压：?0=0.35kN/m，地面粗糙度为C类。风载体型系数由《荷载规范》第7.3节查得： ?s=0.8（迎风面）和?s=-0.5。 （背风面）。《荷载规范》规定，对于高度大于30m，且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数?z来考虑风压脉动的影响。本设计中，房屋高度小于30m，则不需要考虑风压脉动的影响，取?z=1.0。

将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，公式为：

Pw??0.8?0.5???z??0?A

其中，A为一榀框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取。

顶层

A??1.2?3.6/2??6?18m2

中间层 A?3.6?6?21.6m2

底层 A??3.6/2?3.9/2??6?22.5m2 计算结果如下表：

表4-7 风荷载计算

层次 ?z Z(m) ?z ?0 A(m2) Pw(kN) V(kN) - 24 -

7 6 5 4 3 2 1 1.0 26.25 1.0 22.65 1.0 19.05 1.0 15.45 1.0 11.85 1.0 1.0 8.25 4.65 0.94 0.88 0.82 0.75 0.74 0.74 0.74 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 18 21.6 21.6 21.6 21.6 21.6 22.5 7.70 8.65 8.06 7.37 7.27 7.27 7.58 7.70 16.35 24.41 31.78 39.05 46.32 53.90 4.2.2风荷载作用下的水平位移验算

根据水平荷载，计算层间剪力，再依据层间侧移刚度，计算出各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程如下表：

表4-8 风荷载作用下框架剪力及侧移计算 层 次 VikN 7 6 5 4 3 2 1 ?Di(N?mm) ?uimm uimm 94494 94494 94494 94494 94494 94494 0.08 0.17 0.26 0.34 0.41 0.49 0.57 2.32 2.24 2.07 1.81 1.47 1.06 0.57 himm ?e??uihi 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3900 1/45000 1/21176 1/13846 1/10588 1/8780 1/7347 1/6842 7.70 16.35 24.41 31.78 39.05 46.32 53.90 108480 最大的层间位移出现在第一层，其层间弹性位移角参照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3—2002）表4.6.3：

?emax?11? 满足要求 6842550

4.2.3风荷载作用下框架内力计算

以轴线（2）所对应的框架为例，求出框架层间剪力后，分配的剪力以及该柱上

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