五层酒店框架结构设计计算书 - 图文

第五章 水平地震作用下的框架变形验算和内力分析

5.1梁线刚度

在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数。 中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0 梁采用C30混凝土，EC=3×104N/MM2

横向框架：边跨梁300×600mm 中跨梁300×300mm

5.1.1 中框架

1*0.3*0.3312中跨：Kb中=2EI/L = ?15000KNm 2.712*3*107**0.3*0.6312边跨：Kb边= 2EI/L=?51428.57KNm 6.3Kb中,Kb边——中跨、边跨梁的线刚度

2*3*107*E,I,L——混凝土弹性模量、梁截面惯性矩、梁长度

5.1.2 边框架

1*0.3*0.3312中跨：Kb中=1.5EI/L= ?11250KNm 2.711.5*3*107**0.3*0.6312边跨：Kb边=1.5EI/L=?38571KNm 6.31.5*3*107*

5.2柱线刚度

柱采用C30混凝土 Ec=3×104N/mm2，各层高度均为3.9米.

柱截面为500mm*500mm.

13*107**0.5412Kc=EI/h=?40064KNm 3.913*107**0.5412Kc首= EI/h= ?31888KNm 4.9Kc——各层柱的线刚度

5.3柱的抗侧移刚度

计算公式如下

一般层： K=

12?Kc?KbK ?? D= 2h2Kc2?K首层： K=

12?Kc?Kb0.5?K ?? D= 2hKc2?K计算过程见表5-1

表5-1柱的抗侧移刚度

柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 种类 数量 h(m) ∑Kb(kNm) Kc(kNm) K 中柱 中框架 边柱 一般层 中柱 边框架 边柱 中柱 中框架 边柱 首层 中柱 边框架 边柱 求∑D：

α D ∑D 16 3.9 132857.1 16 3.9 102857.1 4 3.9 4 3.9 99642 77142 40064 1.658 0.453 14327 229232 40064 1.284 0.391 12357 197705 40064 1.244 0.383 12118 48474 40064 0.963 0.325 10271 41085 31888 2.083 0.633 10083 161322 31888 1.613 0.585 9320 149125 31888 1.562 0.579 9227 36907 31888 1.210 0.533 8489 33956 516496 16 4.9 66428.57 16 4.9 51428.57 4 4.9 4 4.9 49821 38571 381309 ?D/?D=381309.1/516496=0.74>0.7 满足要求

首2

K——梁柱相对线刚度比

?Kb——与柱两端相接的梁的线刚度之和 Kc——柱的线刚度 ?——柱侧移刚度修正系数 D——修正后的柱抗侧移刚度

?D,?D首,?D2——一层柱子的抗侧移刚度总和

5.4水平地震作用分析（采用底部剪力法）

5.4.1框架水平地震作用及水平地震剪力计算

T1=0.22+0.0353HB20.4=0.506 （5-1） 315.96=0.22+0.035*场地Ⅱ类，Tg=0.35S, ?max?0.08, T1﹥1.4Tg=0.49s ?n?0.08T1?0.07=0.08*0.506+0.07=0.11 查得：

?=0.012

??0.05 ??0.9

?2?1.0 ?Tg?1?(T)?2?max?(0.3510.506)0.9*0.08= 0.057 Geq=0.85?G?0.85*54642.315=46445.97 KN FEK??1Geq?0.057*46445.97=2647.42 KN ?Fn??nFEK?0.11*2647.42=291.22 KN FHii?GiF?nEK(1??n)GjHjj?1 nnVi??Fn??Fi > ??Gj i?1j?iT1——结构基本自震周期

H,B——结构的高度、宽度

Tg——建筑结构的特征周期

?max——地震影响系数最大值 ?n——顶部附加地震作用系数

?——建筑结构的阻尼比

?——地震影响系数曲线下降段的衰减指数

5-2）

（5-3）(5-4) （5-5） （5-6） （5-7）

（5-8）（

?2——阻尼调整系数，?2?1?0.05??，当小于0.05时，应取0.05。

0.5?5??1——相应于结构基本自震周期的水平地震影响系数值

Geq——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%

?G——总重力荷载代表值

FEk——结构总水平地震作用标准值

?Fn——顶部附加水平地震作用 Fi——质点i的水平地震作用标准值 Vi——建筑结构在水平地震作用下的层剪力 Gi——集中于质点i的重力荷载代表值 Hi——质点i的计算高度

?——抗震验算时的水平地震剪力系数

表5-2水平地震作用下内力计算

水平地震作用下的剪力计算 Hi Gi 质点 5 4 3 2 1 FEK ?n ?Fn Fi Vi ??Gj ?G j?inGeq ?GH GH iiii(m) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kNm) (kNm) 20.5 11304.35 782.812 1074.03 135.65 231739.1 16.6 10829.99 607.287 1681.32 265.61 179777.8 12.7 10829.99 2647.42 0.11 291.22 464.611 2145.93 395.57 54642.315 46445.97 697516.8 137540.8 8.8 10829.99 321.935 2467.87 525.53 95303.87 4.9 10848.02 179.558 2647.42 655.71 53155.27 5.4.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算：

表5-3水平地震作用下结构层间位移

层数 5 4 3 2 1

Vi (kN) 1074.03 1681.32 2145.93 2467.87 2647.42 hi (m) 3.9 3.9 3.9 3.9 4.9 ?D i?uei?Vi/?Di (m) 0.00208 0.00326 0.00415 0.00478 0.00694 ?uei/hi 1/( ) 1875 1198 939 816 706

(kN/m) 516496 516496 516496 516496 381309.1