办公楼毕业设计计算书 - 图文

安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）

根据梁柱线刚度比的不同，图2.1中的柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。框架柱的侧移刚度D值见表2-4~表2-6。

表2-4 中框架柱侧移刚度D值 (N/mm)

边柱 (10根) 层次 K 中柱 (10根) ?c 0.41 0.40

Di1 23628 29349 K ?c 0.33 0.23 Di2 19360 16876 ∑Di 429880 462250 1 2～5 0.55 1.35 0.24 0.60 边柱 (4根) 层次 K 中柱 (4根) ?c 0.38 0.34 Di1 22294 24947 K ?c 0.32 0.19 Di2 18774 13941 ∑Di 164272 155552 1 2～5 0.41 1.01 0.19 0.47 表2-5 边框架柱侧移刚度D值 (N/mm)

将上述不同情况下同层框架柱的侧移刚度相加，得框架各层层间侧移刚度，见表2-6。

表2-6 横向框架层间侧移刚度 (N/mm)

层次 1 594152 2 617802 3 617802 4 617802 5 617802 ?D i框架各层的?Di应沿高度均匀分布，如果不满足要求，则应调整梁、柱截面尺寸或材料强度，重新计算?Di，直至满足为止。由上表可见，?D1/?D2=0.96>0.7，该框架为规则框架。

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3 水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算

3.1横向自振周期计算

运用顶点位移法来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，基本自振周期可按下式（3-1）来计算：

T1?1.7?TuT （3-1）

式中，uT——计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移，即假想把 集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移；

?T——结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7。

故先计算结构顶点的侧移，计算过程如下表3-1。

表3-1 结构顶点的侧移计算

层次 5 4 3 2 1 Gi/kN 7902.696 8920.598 8920.598 8920.598 9017.695 VGi/kN 7902.696 16823.294 25743.892 34664.49 43682.165 ∑Di/（N/mm） 594152 594152 594152 594152 617802 ?ui/mm 13.3 28.3 43.3 58.3 73.5 ui/mm 216.7 203.4 175.1 131.8 73.5 由上表计算基本周期T1?1.7?0.7?0.0.2167?0.554s

3.2 多遇水平地震作用及楼层地震剪力的计算

该建筑结构高度远小于40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。

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首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力FEK。

FEk??1Geq （3-2）

式中， ?1——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；

Geq——结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的85％；

淮南地区特征分区为一区，又场地类别为Ⅱ类，查规范得特征周期

Tg?0.35s （3-3）

建筑结构阻尼比?＝0.05，查表得，水平地震影响系数最大值?max?0.08。 Geq?0.85?Gi?0.85?43682.165?37129.84kN （3-4）

?1?(TgT1)0.9?max?(0.350.9)?0.08?0.053 （3-5） 0.554 FEk??1Geq?0.053?37129.84?1967.88kN （3-6）

因1.4Tg?1.4?0.35?0.49s?T1?0.554s,所以需考虑顶部附加水平地震作用。 顶部附加地震作用系数：δn=0.08?0.554+0.07=0.114 顶部附加水平地震：△Fn=0.114?1967.88=224.97kN 水平地震作用为：

Fi?FEKGiHIGiHi?1743.54? （3-7）

GHGH?jj?jjn具体计算过程如下表，各楼层的地震剪力按 Vi??Fk来计算，一并列入表3-2中，

k?1表3-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表

层次 5 4 3 2 Hi/m Gi/kN GiHI/kN?m GiHi ?GjHjFi/kN 20.45 16.55 12.65 8.75 7902.696 8920.598 8920.598 8920.598 161610.13 147635.90 112845.56 78055.23 0.30 0.27 0.21 0.14 523.06 470.76 366.14 244.10 13

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1 4.85 9017.695 43735.82 0.08 139.48 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿高度分布见下图3.1所示：

F5=523.06 kN F4=470.76kN F3=366.14 kN F2=244.10kN F1=139.48 kN V5=523.06 kN

V4=993.82 kN

V3=1359.96kN

V2=1604.06kN

V1=1743.54kN

（a）水平地震作用分布 （b）层间剪力分布

图3.1 横向水平地震作用及层间地震剪力

3.3 多遇水平地震作用下的位移验算

用D值法来验算

在多遇地震作用下，根据弹性方法，框架结构第i层的层间剪力Vi、层间位移?ui及结构顶点位移u分别按式（3-8）、（3-9）、（3-10）来计算：

Vi??Fkk?in （3-8）

s

(?u)/Diji?Vi?j?1 （3-9）

u??(?u)kk?1n （3-10）

《抗震规范规定》按式子 来计算的框架各层层间位移应满足下列（3-11）式

?u???e?h （3-11）

式中，??e? ——为弹性层间位移角限值，对于钢筋混凝土框架，??e?=1/550。

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