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1、安徽工业大学 毕业设计(论文)计算书第四章 水平地震作用计算4.1 各楼层重力荷载代表值4.1.1 各楼层重力荷载代表值计算顶层重力荷载代表值：屋面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙自重其他楼层重力荷载代表值：楼面恒载+50%屋面均布活载+纵横梁自重+楼面上下层柱自重+纵横墙自重柱及纵横墙自重：内柱自重：500500结构重： 250.500.50=6.25 kN/m抹灰层： 1 70.010.504=0.34 kN/m小计： 6.59 kN/m外柱自重：400600结构重： 250.400.60=6.00 kN/m抹灰层： 170.01（0.40+0.60）4=0.34
2、kN/m小计： 6.34 kN/m1） 顶层重力荷载代表值：柱：6.593.9/2(17+17)+6.343.9/2(17+17)=857.26 kN屋盖：(16.2+0.6) (67.15+0.4)4.86=5515.32 kN梁：2.094.8050+2.093.907+2.092.708+2.095.405+4.0911.402+4.091316.24.0917.22=1755.53 kN900高女儿墙：2.64(67.15+0.4+16.2+0.6)2=425.12 kN内外墙：2.6467.152(3.90-0.40)+16.22(3.90-0.60)+2.486.90(3.90-0
3、.60)23+2.484.8(3.90-0.40)18+3.9(3.90-0.40)2+2.7(3.90-0.40)4+5.4(3.90-0.40)1=3780.27 kN1/23780.27=1890.14 kN2.4m楼梯间：2.646.90（2.40-0.30）+3.90（2.40-0.30）22+6.252.44+6.342.404+4.863.906.902=621.93 kN屋面可变荷载：0.5016.2067.152.0=1087.83 kNG5=857.26+5515.32+1755.53+425.12+613.48+1890.14+1087.83=12145 kN突出部分：4
4、25.12+621.93=1039 kN2） 2-4层：柱：6.593.9(17+17)+6.343.9(17+17)=1714.52kN屋盖：(16.2+0.6) (67.15+0.4)3.89=5515.32 kN梁：2.094.8050+2.093.907+2.092.708+2.095.405+4.0911.402+4.091316.24.0917.22=1755.53 kN内外墙：2.6467.152(3.90-0.40)+16.22(3.90-0.60)+2.486.90(3.90-0.60)4.823+2.484.8(3.90-0.40)18+2.483.9(3.90-0.40)
5、 +2.7(3.90-0.40)4+5.4(3.90-0.40)1=1757.07kN1/21757.07=878.54kN屋面可变荷载：0.5016.2067.152.0=1087.83 kNG4= G3= G2=1714.52+4414.52+1755.53+1607.79+1128.12=12145 kN3）1层：柱：6.594.9(17+17)+6.344.9(17+17)=2154.14kN屋盖：(16.2+0.6) (67.15+0.4)3.89=5515.32 kN梁：2.094.8050+2.093.907+2.092.708+2.095.405+4.0911.402+4.09
6、1316.24.0917.22=1755.53 kN内外墙：2.6467.152(3.90-0.40)+16.22(3.90-0.60)+2.48(3.90-0.60)16+2.484.8(3.90-0.40)18+3.9(3.90-0.40)2+2.7(3.90-0.40)4+5.4(3.90-0.40)1=1757.07 kN1/21757.07=878.54 kN基础梁：2504002.0967.154+2.0916.217=1136.96 kN雨蓬：253.140.202+3.89（2.4+5.4）2+170.100.403.143.90=76.08 kNG1=2154.14+4414
7、.53+1755.53+878.54+1136.96+76.08+1128.12=11543.90 kN4.1.2集中于各楼层标高处重力荷载代表值集中于各楼层标高处重力荷载代表值如下页图（图4-1）所示图4-1 集中于各楼层标高处重力荷载代表值（单位：kN）第 60 页 共133 页 4.2水平地震作用下框架侧移计算4.2.1 梁柱线刚度计算采用D值法计算框架刚度，其中现浇框架惯性矩中间跨取I=2I0，边框架取I=1.5I0，柱混凝土等级为C30：Ec=3.0104N/2 I0=1/12bh3，梁混凝土等级为C25：Ec=3.0104N/2。表4-1 梁线刚度计算：混凝土强度等级截面尺寸（bh
8、）（mm2）跨度L（m）截面惯性矩I0(4)边框架中框架I(4)i= EcI/L(104)kN.mI(4)i= EcI/L(104)kN.m横向框架梁（AB）C253006006.905.41098.11093.2910.81094.38走道梁（BC）C253006002.405.41098.11099.4510.810912.6表4-2 柱线刚度计算：层数计算长度（m）Ec(N/2）bh(mm2)I(4)i= EcI/L (104)kN.m14.93.01045005005.211093.194006007.201094.41253.93.01045005005.211094.0140060
9、07.201095.544.2.2 框架柱侧移刚度计算表4-3 框架柱侧移刚度层号混凝土强度等级断面bh层高m惯性矩Ic(10-3)m4线刚度(104kN.m) (kN/m)A轴边框架边柱25C300.40.63.97.205.410.22899651C300.40.64.97.204.410.45510029A轴边框架中柱25C300.40.63.97.205.410.283123691C300.40.64.97.204.410.49810976B轴中框架边柱25C300.50.53.95.214.010.614194251C300.50.54.95.213.190.90014349B轴中框
10、架中柱25C300.50.53.95.214.010.679214821C300.50.54.95.213.190.785125164.2.3 框架总刚度 表4-4 框架总刚度层号边框架边柱边框架中柱中框架边柱中框架中柱2-599654=398601236930=371070194254=777002148230=64446011330901100294=4011610097630=329280143494=573961251630=3754808022724.2.4 自振周期计算按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数=0.6，计算公式为 ，式中为顶点位移（以m为单位
11、），按D值法计算，见下表表4-5 自振周期层号Gi(KN)GiDi5121451214511330900.01070.17834106202276511330900.02010.15763106203338511330900.02950.13752106204400511330900.03880.1080111544555498022720.06920.06924.2.5 多遇地震影响时的横向水平地震作用计算：主体结构总刚度为20.5m，且楼房的质量和刚度沿刚度分布较均匀，可采用底部剪力法计算水平地震作用 由设计资料可知，该地区抗震设防烈度为7（0.1g）度，按二类场地第二设计地震分组，查建筑
12、抗震设计规范GB500112001知，结构特征周期Tg=0.40s,水平地震影响系数最大值，不须考虑顶点附加地震作用。取阻尼比，阻尼调整系数，衰减指数r=0.9，T1Tg则多遇地震下水平地震作用标准值：质点地震作用：则多遇地震影响时的横向水平地震及楼层地震剪力标准值计算列于下表表4-6 横向水平地震及楼层地震剪力标准值层号Hi(m)Gi(KN)Hi(m)Gi Hi(kN.m)624103922.9237930.0334181.4544.25391110620.52276730.31951734.91916.34391062016.61762920.24741343.43259.73391062
13、012.71348740.18931027.94287.6239106208.8934560.1311711.94999.5149115444.9565660.0794431.15430.655549712654注：（1）、只加入主体部分及为第五层；（2）、突出屋面部分，剪力为，其中=3，扩大部分不往下传递。横向框架各层水平地震作用和地震剪力见下页图4-2，4-3：图4-2 水平地震作用（单位：kN） 图4-3 地震剪力图（单位：kN）4.2.6 横向框架抗震变形验算：多遇地震作用下层间弹性位移验算列于下表：表4-7 层间弹性位移层号层间剪力Vi(KN)层间刚度Di(kN.m)层间位移Vi/D
14、i(m)层高hi(m)层间相对弹性转角51916.311330900.00173.91/229443259.711330900.00293.91/134534287.611330900.00383.91/102624999.511330900.00443.91/88615430.68022720.00684.91/721则层间弹性相对转角满足要求。4.3 地震作用下框架的内力计算：4.3.1 本设计取横向框架中框架轴计算：框架结构在水平地震作用下的内力计算采用D值法，具体计算过程见下表表4-8 D值法计算横向水平地震作用下的柱内力层号层高层间剪力Vi(KN)边柱（kN/m）D(kN/m)D/V
15、im(KN)kyMt(kN.m)Mb(kN.m)53.91916.31133090123690.01121.080.790.3057.5524.6643.93259.71133090123690.01135.860.790.4083.9155.9433.94287.61133090123690.01147.160.790.45101.1682.7723.94999.51133090123690.01154.990.790.50107.23107.2314.95430.6802272109760.01476.030.990.65130.39242.16层号层高层间剪力Vi(KN)中间柱（kN/m
16、）D(kN/m)D/Vim(KN)kyMt(kN.m)Mb(kN.m)53.91916.31133090214820.01936.410.450.3078.1063.9043.93259.71133090214820.01961.930.790.50120.76120.7633.94287.61133090214820.01981.460.790.50158.85158.8523.94999.51133090214820.01994.990.790.50185.23185.2314.95430.6802272125160.01686.890.990.55191.59234.17注：本设计中梁线
17、刚度相同，层高也没有发生变化，故反弯点高度不须进行修正。表4-9 梁端水平地震作用弯矩标准值边柱处中柱处层号（kN/m）557.5557.5578.100.25820.150.74257.954108.57108.57184.660.25847.640.742137.023157.10157.10279.610.25872.140.742207.472190.00190.00344.080.25888.770.742255.311237.62237.62376.820.25897.220.742279.604.3.2地震作用下的内力力图见下页图：弯矩图（单位：kN.m） 轴力图（单位：kN）（以拉为正） 图4-4 右边地震作用下框架内力