学生宿舍楼建筑结构设计

西京学院本科毕业设计（论文） 3.5横向框架自震周期

抗震设计地震分组为第一组，Ⅱ类场地，本框架结构的特征周期Tg?0.35s，设防烈度为7度抗震，按顶点位移计算框架的自震周期，先求出顶点的水平位移

?T，公式：T1?1.7?0?i1，计算框架的基本周期，?0周期折减系数0.7，?i为假想位移。

表3.5横向框架考虑的顶点位移

层次 Gj（KN） ?GjDi（KNm） 层间相对位移 （m） ?i（KN） ?G/Di 5 4 3 2 1 7111.48 8485.78 8485.78 8485.78 8811.78 7111.48 15597.3 24083.04 32568.82 1039296 1039296 1039296 1039296 0.007 0.020 0.023 0.030 0.086 0.166 0.159 0.139 0.116 0.086 41380.6 481467 T1?1.7?0.70.166=0.48S 水平地震作用及楼层地震剪力计算

场地类别为Ⅱ类,7度设防烈度时,结构的特征周期Tg=0.35s和水平地震影响系数?max=0.12

因为T1=0.48s＜１.４Tg＝１.４×０.３５＝0.49s，故不考虑顶部附加地震作用.

。 FEK??1Geq（多质点应取总重力荷载代表值的85%）

FEK?(

TgT1)?max?0.85?Gi=（

ri?150.350.9)×0.12×0.85×41380.6=4336.26kN 0.4817

西京学院本科毕业设计（论文） 表3.6各项质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表（单位：kN）

层次 5 4 3 2 1 h（im）3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 Gi Hi(m) GiHi GiHi/?GiHi j?15Fi（kN） Vi(kN) 7111.48 18.95 134762.5 8485.78 15.35 130256.7 8485.78 11.75 8485.78 8811.78 8.15 4.55 99707.9 69159.1 40092.2 0.23 0.19 0.15 0.10 0.06 1172.2 1049.1 800.8 600.6 360.4 1172.2 2226.3 3027.1 3627.7 3988.1 注）：1.表中Fi=

GiHi?GHij?15FEK；２.Ｇi单位为kN；

i各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布见下图：

图3.3水平地震作用和层间剪力示意图 单位（kN）

3.6水平地震作用下的位移验算

弹性变形验算，为防止框架结构中的非结构构件再多与地震作用（或风荷载）下出现过重破坏，应限制房屋的层间位移（按弹性方法计算）

表3.7水平地震作用下的位移计算

18

西京学院本科毕业设计（论文） 层数 5 4 3 2 1 层间剪力 层间刚度 Vi/Di 层高 层间位移角限值 Vi（KN） Di（KN/m）1177.2 2226.3 3027.1 3627.7 3988.1 1039296 1039296 1039296 1039296 481467 0.0012 0.0021 0.0030 0.0034 0.0083 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 ?c??ui/hi 0.00033 0.00060 0.00081 0.00097 0.0018 附：抗震变形验算查表得钢筋混凝土框架弹性层间位移角限制??c??1/550，根据验算层间最大位移角发生在第二次层0.0018＜1/550，满足要求。

水平地震作用下，横向框架内力计算 3.6.1水平地震作用下，横向框架的内力计算 横向框架柱端弯矩及剪力计算：

选一榀框架进行柱端弯矩剪力计算，用D值法计算，求得第i层的层间剪力

Vi以及该层柱上下端弯矩Miju Mijb分别按下式计算

DijV?V Mb?V?yh Mu?V?(1?y)h ijiijijijijs?Dijj?1y?y0?y1?y2?y3

Dij?为i层j柱的侧移刚度 h?该层柱的计算高度 y?框架柱的反弯点高度比 y0?框架柱的标准反弯点高度比

y1?为上、下层梁线刚度变化时的反弯点高度比的修正值 y2、y3?为上、下层层高变化时的反弯点高度比的修正值

bu Mij、Mij?柱的下、上端弯矩

19

西京学院本科毕业设计（论文） 3.6.2水平地震作用下框架边柱剪力和柱端弯矩标准值

表3.8水平地震作用下框架边柱剪力和柱端弯矩标准值 层数 hi 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 Vi ?Dij 边柱 Dij Vij K y b Mnu Mn5 4 3 2 1

1177.2 538222 1065 23.296 0.35 0.32 0.32 0.32 0.55 0.225 20.44 0.21 0.21 0.21 0.30 32.91 44.75 53.62 70.41 123.8 168.34 201.72 2226.3 646390 12639 43.53 3027.1 646390 12639 59.19 3627.7 646390 12639 70.93 3988.1 524880 11595 88.1 140.08 326.85 表3.9水平地震作用下框架中柱剪力和柱端弯矩标准值 层数 hi 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 Vi ?Dij 中柱 Dij Vij K y 0,21 0.21 0.21 0.21 0.30 b Mnu Mn5 4 3 2 1

1177.2 538222 19861 35.72 2226.3 646390 19861 68.41 3027.1 646390 19861 93.01 0.56 0.56 0.56 31.34 51.72 70.32 84.26 107.96 194.56 264.52 316.99 3627.7 646390 19861 111.46 0.56 3988.1 524880 13857 105.29 0.95 167.41 390.63 3.6.3水平地震作用下梁端弯矩，剪力以及柱轴力计算 梁端弯矩、剪力及柱轴力按下式计算：

梁端弯矩按公式：M?r Mb?lbliblrib?ibriblib(Mib?1,j?Miu,j)

?irb(Mib?1,j?Miu,j) 20