水平作用下框架结构侧移计算

一、横向水平地震作用下框架结构侧移验算

1.横向框架梁的线刚度

在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效线刚度，减小框架侧移。为考虑这一有利作用，，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取05.1I I b =（0I 为梁的截面惯性矩）；对中框架梁取00.2I I b =，计算结果如下表所示：

2.柱的侧移刚度（D 值法）

柱线刚度计算结果如下表：

横向框架柱侧移刚度（D值）计算如下表所示：

3.横向框架自振周期

结构自振周期按顶点位移法计算，将各楼层面处的重力荷载代表值i G 作为水平荷载作用在各楼层标高处，按弹性方法求得结构顶点的假想侧移，并考虑填充墙对框架的影响取折减系数r ψ=0.7，计算结果如下表

s T T T 65.03038.07.07.17.11=⨯⨯==μϕ

4.横向水平地震作用及楼层地震剪力计算

本结构重量和刚度沿高度方向分布比较均匀，高度不超过40m ，变形以剪切变形为主，故水平地震作用采用底部剪力法计算。

底部剪力法是先计算出作用于结构的总水平地震作用，也就是作用于结构底部的剪力，然后将此总水平地震作用按照一定的规则再分配给各个质点。 本设计为洛南县公安局办公楼位于洛南县内，根据设计条件，设防烈度为7，二类场地，设计地震分组为第一组，查表得，g T =0.35s ，max α=0.08。 特征周期值 （单位：s ）

水平地震影响系数最大值max α

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。

（1）结构总水平地震作用标准值EK F 因为 1T =0.65s > g T =0.35s 所以 α=max 21αηγ

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛T T g

=08.00.165.035.09

.0⨯⨯⎪⎭

⎫

⎝⎛=0.0458 537516323785.01

=⨯==∑=n

i i

eq G

c

G KN

2462537510458.0=⨯==eq EK G F α KN （2）顶部附加地震作用n F ∆

因为1T =0.65s >35.04.1⨯=0.495s,所以应考虑附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数122.007.065.008.007.008.016

=+⨯=+=T δ。顶部附加水

平地震作用6F ∆按下式计算： 4.3002462122.066

=⨯==∆EK F F δ KN

（3）各楼层质点的水平地震作用标准值按下式计算：

)

1(66

1

δ-=

∑=EK j j

j i

i i F H

G H G F

（4）各楼层水平地震剪力按下式计算： ∑=∆+=6

1

6i j i

F F V

计算结果如下表所示

各层横向水平地震作用标准值及楼层地震剪力

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图所示：

510.1KN 1335.8KN

417.2KN 1753.0KN

324.2KN 2077.2KN

231.3KN 2308.5KN

153.5KN 2462.0KN

各质点水平地震作用及楼层地震剪力

5.多遇地震作用下的弹性位移验算

在多遇地震作用时，水平地震作用下框架结构的侧移按弹性方法计算，各层

间弹性位移角均应满足位移角限值[

]550/1=e θ的要求，计算结果见下表。 位 移 验 算

二、纵向水平地震作用下框架结构侧移验算

1.纵向框架梁的线刚度

在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效线刚度，减小框架侧移。为考虑这一有利作用，，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取05.1I I b =（0I 为梁的截面惯性矩）；对中框架梁取00.2I I b =，计算结果如下表所示：

2.柱的侧移刚度（D 值法）

柱线刚度计算结果如下表：

纵向向框架柱侧移刚度（D值）计算如下表所示：

3.纵向框架自振周期

结构自振周期按顶点位移法计算，将各楼层面处的重力荷载代表值i G 作为水平荷载作用在各楼层标高处，按弹性方法求得结构顶点的假想侧移，并考虑填充墙对框架的影响取折减系数r ψ=0.7，计算结果如下表

s T T T 71.03521.07.07.17.11=⨯⨯==μϕ

4.横向水平地震作用及楼层地震剪力计算

本结构重量和刚度沿高度方向分布比较均匀，高度不超过40m ，变形以剪切变形为主，故水平地震作用采用底部剪力法计算。

底部剪力法是先计算出作用于结构的总水平地震作用，也就是作用于结构底部的剪力，然后将此总水平地震作用按照一定的规则再分配给各个质点。 本设计为洛南县公安局办公楼位于洛南县内，根据设计条件，设防烈度为7，二类场地，设计地震分组为第一组，查表得，g T =0.35s ，max α=0.08。 （1）结构总水平地震作用标准值EK F 因为 1T =0.71s > g T =0.35s 所以 α

=max 21

αηγ

⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛T T g =08.00.171.035.09

.0⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=0.0423

537516323785.01

=⨯==∑=n

i i

eq G

c

G KN

2274537510423.0=⨯==eq EK G F α KN