六层框架结构计算书

==178.1 kN ⑦DAFF

==151.3kN 14

图9 横向框架在重力荷载代表值作用下的计算简图 2.3.4横向框架在恒荷载下作用下的内力计算

用结构力学求解器进行计算

框架梁的截面惯性矩300mm×700m：I=b3h/12=0.008575 4m 抗弯刚度EI=514500 kN.m2 抗拉刚度EA=6300000KN 抗剪刚度GA=2520000KN

框架梁的截面惯性矩300mm×600mm：I=b3h/12=0.0054 4m 抗弯刚度EI=324000kN.m2 抗拉刚度EA=5400000KN 抗剪刚度GA=2160000kN

框架柱的截面惯性矩（500mm×500mm）:I=b3h/120.005214m 抗弯刚度EI=156300kN.m2 抗拉刚度EA=7500000KN 抗剪刚度GA=3000000KN 2.4 2.42.4

2.4横向框架在水平地震作用下的内力和位移的计算

2.4.1重力荷载代表值的计算

结构的自重取楼面上下各半层层高的范围内结构的自重 1）第六层重力荷载代表值的计算 ①女儿墙的自重标准值

G女儿墙=2.5×（36+14.4）×2=202 kN ②第六层屋面板自重标准值

G屋面板=5.02×36.2×14.6=2653.17 kN ③第六层梁的自重标准值

G梁=25×0.3×（0.7-0.12）×5.5×12+25×0.3×（0.7-0.12）×6.7×20+25× 0.3×（0.6-0.12）×1.9×6+25×0.3×（0.6-0.12）×6 × 10=1127.04 kN ④第六层柱的自重标准值

G柱=25×0.5×0.5×（1.8-0.12）×24=252 kN ⑤第六层墙的自重标准值

G墙=0.5×2.5×﹝（3.6-0.7）×5.5×4+（3.6-0.6）×1.9×2-(1.2×1.8) × 2+(3.6-0.7) ×6.7×10-(2.0×1.8) ×2×10﹞+0.5×2.0×﹝(3.6-0.7) × 6.7×9-(1.4×2.1) ×2×9+(3.6-0.7) ×6×8+(3.6-0.6) ×6×9﹞+0.5× 0.45×(1.4×2.1×18+2.0×1.8×20+1.2×1.8×2)=693.7 kN 15⑥屋顶雪荷载标准值 Q雪=0.5×0.3×36.2×14.6=79.28 kN ⑦G4=202+2653.17+1127.04+252+693.7+79.28=5007.19 kN 2）标准层重力荷载代表值

①标准层屋面板自重标准值

G屋面板=4.1×36.2×14.6=2166.93 kN ②标准层梁的自重标准值 G梁=1127.04 kN ③标准层柱的自重标准值

G柱=25×0.5×0.5×（3.6-0.12）×24=522 kN ④标准层墙的自重标准值 G墙=693.7×2=1387.4 kN ⑤楼面活荷载标准值

Q =0.5×（2.0×36×12+2.5×36×2.4）=540 kN

⑥G3=2166.93+1127.04+522+1387.4+540=5743.37 kN 3)第一层重力荷载代表值 ①第一层屋面板自重标准值 G屋面板2166.93kN

②第一层梁的自重标准值 G梁=1127.04 kN ③第一层柱的自重标准值

G柱=25×0.5×0.5×（3.64.6 2

+-0.12）×24=597kN ④第一层墙的自重标准值

G墙=1387.4-2.0×（3.6-0.7）×6.7/2=1367.97 kN ⑤楼面活荷载标准值 Q =540 kN

⑥G1=2166.93+1127.04+597+1367.97+540=5798.94kN 2.4.2 横向框架的水平地震作用及位移

1)框架梁柱的线刚度计算

中框架梁的惯性矩乘以2.0，边框架梁的惯性矩乘以1.5。混凝土的强度等级C30 计 算如下 表6

框架梁的线刚度 框架梁 位置

截面b×h (m2)

弹性模量Ec （kN/m2） 跨度L （m） 截面惯性 矩I0(m4)

Ib=1.5I0(边跨)

Ib=2.0I0(中跨)

Kbi=EcIb/L (kN/m)

边框 0.3×0.7 3×107 6.0 0.008575 0.01286 64300

架梁 0.3×0.6 3×107 2.4 0.0054 0.0081 101250 中框 0.3×0.7 3×107 6.0 0.008575

0.01715 85750 架梁 0.3×0.6 3×107 2.4 0.0054 0.0108 135000 162）框架柱的线刚度计算 混凝土的强度等级C30

表7 框架柱的线刚度 框架柱 位置

截面b×h (m2)

弹性模量Ec （kN/m2） 高度L （m） 截面惯性 矩I0(m4) KC=ECIC/L (kN/m)

二-六层 0.5×0.5 3×107 3.6 0.00521 43420 一层 0.5×0.5 3×107 4.6 0.00521 33980 3）侧移刚度D计算

表8 侧移刚度D计算

楼层 KC 一般层：K=∑Kbi/2×Kc

底层：K=∑Kbi/Kc 一般层：a=K/(2+k) 底层：(0.5+K)/(2+k) D=12×a×Kc/h2 (kN/m) 根 数 二 - 六 层

A、D轴边框边柱 43420 1.481 0.425 17087 4 A、D轴中框边柱 43420 1.975 0.497 19981 8 B、C轴边框中柱 43420 3.813 0.656 26374 4 B、C轴中框中柱 43420 5.084 0.718 28866 8 ∑D=564620 一 层

A、D轴边框边柱 33980 1.892 0.615 11851 4 A、D轴中框边柱 33980 2.524 0.668 12873 8 B、C轴边框中柱 33980 4.872 0.782 15069 4 B、C轴中框中柱 33980 6.496 0.823 15859 8 ∑D=337536 4）结构基本自震周期的计算 采用假想顶点位移计算结构的基本自震周期 假想的顶点位移计算

表9 假想的顶点位移计算 楼层 ()iGkN ()iGkN∑ D∑ ()iiuGDm ?=∑∑ iu 6 5007.19 5007.19 564620 0.0089 0.1231 3-5 5743..7 10750.56 564620 0.019 0.1142 2 5743.37 16493.93 564620 0.0292 0.0952 1 5798.94 22292.87 337536 0.066 0.066 按公式1T1.7u TT ψ=计算基本周期1T

，其中Tu量纲为m，取T ψ=0.7，则代入数据的： 171T

=0.418(s)

5）横向水平地震作用力的计算

因为此设计的质量和刚度沿高度分布比较均匀，且高度不超过40M，以剪切变形为主， 所以采用底部剪力法计算横向水平地震作用 地震影响系数

场地基本烈度为8度，地震分组为第一组，建筑场地为II类，结构的基本自振周期为1T =0.45s，查表得maxα=0.08，gT=0.35s,因为gT≤1T=0.45≤5gT 则地震影响系数为： 式中

γ--曲线下降段的衰减指数，自特征周期至5倍特征周期区段，衰减指数应取0.9。 η2--阻尼调整系数，当建筑结构的阻1尼比按有关规定等于0.05时，η2取为1.0 所以α1=（0.35/0.45）0.9×0.08=0.0682

T1=0.45＜1.4Tg=0.49 所以不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响 Fek=

αGeq=0.0682×0.85×22292.87=1292.32kN Q1T< 1.4gT ∴nδ=0 ∑iiHG=5798.94×4.6+5743.37×8.2+ 5743.37×11.8+5007.19×15.4=218653.25

则, 1F=ek iiF HG HG∑1

1= 5798.944.6 218653.25

×=157.66 kN 2F=ek iiF HG HG∑2

2= 5743.378.2 218653.25

×=278.35 kN 3F=ek iiF HG HG∑3

3= 5743.3711.8

218653.25×=400.56 kN 4F=ek