3。2。1 横向水平地震作用下框架结构的位移和内力计算
1。横向框架自振周期的计算
本设计质量和刚度沿高度分布比较均匀,可用式3-1计算其基本自振周期,周期折减系数取0。9。表3-12为假想的结构顶点水平位移un的计算过程。un取值时,不考虑突出屋面的屋顶间,取主体结构的顶点位移。
表3-12顶点假想水平位移计算表
楼层 Gi(kN) Vi(kN) ΣD(kN/m) Δu(m) u(m)
6 6983。45 1359。60 229152。72 0。0034 0。00094
5 6991。86 2160。75 325975。14 0。0044 0。00122
4 6132。95 2729。63 263564。40 0。0072 0。00200
3 6132。95 3164。66 282960。24 0。0080 0。00222
2 6481。6 3482。95 298915。02 0。0085 0。00236
1 6712。48 3666。08 207874。86 0。0129 0。00286
结构的横向基本周期为:
T1=0。33+0。00069H2/=0。45S (3-1)
2。横向水平地震作用及楼层剪力的计算
本办公楼的高度近于40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切变形为主,故可采用底部剪力法计算水平地震作用。
结构等效总重力荷载为:
抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0。1g,查表得多遇地震下αmax=0。08;设计地震分组为第二组,Ⅱ类场地,查表得场地特征周期Tg=0。45s。
多遇地震作用下,钢结构阻尼比取0。08,则有
因为Tg<T1=1。357<5Tg=5×0。35=1。75(s),所以
结构水平地震作用标准值为
因为T1=1。357>1。4Tg=1。4×0。35=0。49(s),所以应考虑顶部附加水平地震作用;又Tg=0。35s<0。35s,故顶部附加地震作用系数为
顶部附加水平地震作用(作用在主体结构顶部)为
各质点的横向水平地震作用按下式计算,即
(i=1,2,3···,12) (3-2)
地震作用下各楼层水平地震层间剪力为
(i=1,2,3···,12) (3-3)
各质点的横向水平地震作用及楼层地震剪力计算见表3-13。
各质点水平地震作用分布及楼层地震剪力分布见图3-4、3-5。
3。多遇地震作用下的弹性层间位移计算
多遇地震作用下横向框架结构的弹性层间位移Δui和顶点位移Σui的计算见表3-14。
最大弹性层间位移角发生在第二层其值为1/828<[1/250],符合抗震规范规定的弹性层间位移角限值。