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时间:2020-12-21
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1、毕业设计手算第一讲水平荷载作用下框架内力计算我国有关规范中规定:《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95中规定10层及10层以上的居住建筑和建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JBJ3-2010)中规定:10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。§1基本规定(需要了解的知识)房屋最大适用高度表5.1例题:a.某框架结构,乙类,Ⅲ类场地土,7度(0.15g)设防,23.5m,试确定地震作用计算、抗震措施
2、的抗震等级。(例扬州某中学教室)b.某框架结构,丙类,Ⅲ类场地土,7度(0.15g)设防,23.5m,试确定地震作用计算、抗震措施的抗震等级。(例扬州某大学教室)c.某框架结构,丙类,Ⅱ类场地土,7度(0.15g)设防,23.5m,试确定地震作用计算、抗震措施的抗震等级。(毕业设计)表5.3T→α→F结构基本周期→水平地震影响系数→地震水平作用力§2水平地震作用的计算方法--底部剪力法底部剪力法(适用条件)高度不超过40m的框架(包括填充墙框架),其变形以剪切变形为主,当质量和刚度沿高度分布比较均匀时
3、,可采用底部剪力法计算地震作用。(3-107)(5.4)1.结构的自振周期结构的基本周期可顶点位移法计算2.重力荷载代表值重力荷载代表值=永久荷载+可变荷载的组合值结构和构件永久荷载标准值;结构和构件第i个可变荷载标准值;第i可变荷载的组合值系数;可变荷载组合系数,根据地震时的遇合概率取值,见表。(3.196)3.侧移刚度反弯点法假定柱上下两端均不发生角位移,柱的侧移刚度为d:实际上,上面各节点均有转角,侧移刚度有所降低,考虑到上下梁线刚度及柱端约束条件的影响,修正后的柱侧移刚度D值计算公式为:
4、αC称为柱的侧移刚度修正系数,小于1。它反映了节点转动降低了柱的侧向刚度,而节点转动的大小则取决于梁对节点转动的约束程度。梁线刚度越大,对节点的约束能力越强,节点转动越小,柱的侧向刚度越大。设计用反应谱曲线分为四段:(1)05、地有关,按建筑场地类别和特征周期分区查下表。设计地震分组场地类别ⅠⅡⅢⅣ第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90特征周期值Tg(s)(2)衰减指数(3)调整系数1注意:0时,取0(4)调整系数2注意:0.05时,取0.05(5)水平地震影响系数的最大值为对于阻尼比=0.05,取表中数值水平地震影响系数最大值注:括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。5.结构底部剪力底部剪力式中1──相应于6、结构基本周期的水平地震影响系数;Geq──结构等效总重力荷载(3.107)Geq——结构等效总重力荷载;Gi——集中于质点i的重力荷载代表值;c——等效系数。根据统计结果分析,其大小与结构的基本周期及场地条件有关。因此,多质点体系的等效总重力荷载即为:由于为标准值,所以也为标准值。(3.108)6.质点的地震作用公式的适用条件上述公式的建立基于使用了结构的基本周期和相应的基本振型,对于基本周期较低的结构,计算结果误差较小。因此公式适用于基本周期T1≤1.4Tg的结构。对于周期较长(T1>1.4Tg)时7、,需考虑高振型影响的结构,按上述公式计算的结果,结构顶部的地震剪力偏小,还需进行调整。7.顶部附加地震作用ΔFn调整方法:将结构总地震作用的一部分(ΔFn)作为集中力作用于结构的顶部,再将其余部分(Fek-ΔFn)按倒三角形分配给各质点。顶部附加的集中水平地震作用可表示为δn——顶部附加地震作用系数;ΔFn——顶部附加水平地震作用。δn的确定:对于多层钢筋混凝土和钢结构,根据场地的特征周期Tg及结构的基本周期T1由表3.5确定。7.顶部附加地震作用ΔFn表3.5顶部附加地震作用系数δn调整后的水平地震8、作用计算公式(3.110)8.鞭梢效应1.建筑物突出屋面的小建筑:由于刚度和质量突然变小,地震反应特别强烈,这一现象即所谓的“鞭端效应”。《抗震规范》规定:计算小建筑地震作用效应时,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递。2.附加集中水平地震作用Fn:当建筑物有突出屋面的小建筑时,应将其置于主体建筑的顶层,突出屋面小建筑的地震作用按Fi计算公式计算。FnFnFi+1FiF1GnGi+1GiG1HiH地震作用3Fn+1Gn+1§3框架在水平荷载作用的
5、地有关,按建筑场地类别和特征周期分区查下表。设计地震分组场地类别ⅠⅡⅢⅣ第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90特征周期值Tg(s)(2)衰减指数(3)调整系数1注意:0时,取0(4)调整系数2注意:0.05时,取0.05(5)水平地震影响系数的最大值为对于阻尼比=0.05,取表中数值水平地震影响系数最大值注:括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。5.结构底部剪力底部剪力式中1──相应于
6、结构基本周期的水平地震影响系数;Geq──结构等效总重力荷载(3.107)Geq——结构等效总重力荷载;Gi——集中于质点i的重力荷载代表值;c——等效系数。根据统计结果分析,其大小与结构的基本周期及场地条件有关。因此,多质点体系的等效总重力荷载即为:由于为标准值,所以也为标准值。(3.108)6.质点的地震作用公式的适用条件上述公式的建立基于使用了结构的基本周期和相应的基本振型,对于基本周期较低的结构,计算结果误差较小。因此公式适用于基本周期T1≤1.4Tg的结构。对于周期较长(T1>1.4Tg)时
7、,需考虑高振型影响的结构,按上述公式计算的结果,结构顶部的地震剪力偏小,还需进行调整。7.顶部附加地震作用ΔFn调整方法:将结构总地震作用的一部分(ΔFn)作为集中力作用于结构的顶部,再将其余部分(Fek-ΔFn)按倒三角形分配给各质点。顶部附加的集中水平地震作用可表示为δn——顶部附加地震作用系数;ΔFn——顶部附加水平地震作用。δn的确定:对于多层钢筋混凝土和钢结构,根据场地的特征周期Tg及结构的基本周期T1由表3.5确定。7.顶部附加地震作用ΔFn表3.5顶部附加地震作用系数δn调整后的水平地震
8、作用计算公式(3.110)8.鞭梢效应1.建筑物突出屋面的小建筑:由于刚度和质量突然变小,地震反应特别强烈,这一现象即所谓的“鞭端效应”。《抗震规范》规定:计算小建筑地震作用效应时,宜乘以增大系数3,此增大部分不应往下传递。2.附加集中水平地震作用Fn:当建筑物有突出屋面的小建筑时,应将其置于主体建筑的顶层,突出屋面小建筑的地震作用按Fi计算公式计算。FnFnFi+1FiF1GnGi+1GiG1HiH地震作用3Fn+1Gn+1§3框架在水平荷载作用的
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