不同跨度不同層數(shù)下,柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響

安徽工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)：土木工程題目：不同跨度不同層數(shù)下，柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響作者姓名：趙飛導(dǎo)師及職稱：干洪教授導(dǎo)師所在單位：機(jī)械與汽車工程學(xué)院2010年6月15日安徽工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書2010屆機(jī)械與汽車工程學(xué)院土木工程專業(yè)學(xué)生姓名：趙飛畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目中文：不同跨度不同層數(shù)下柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響英文：Differentspanunderdifferentlayer,columnframestructureoftheaxialcompressionratio不同跨度不同層高下柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響摘要目前，框架結(jié)構(gòu)在大震下的抗倒塌能力是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障，設(shè)計(jì)當(dāng)中軸壓比是影響抗倒塌能力的主要因素之一。隨著軸壓比的大小，柱子將呈現(xiàn)兩種破壞形態(tài)，即混凝土壓碎而受拉鋼筋并未屈服的小偏心受壓破壞和受拉鋼筋首先屈服具有較好延性的大偏心受壓破壞?？蚣苤目拐鹪O(shè)計(jì)一般應(yīng)控制在大偏心受壓破壞范圍。因此，必須控制軸壓比，所以研究軸壓比對(duì)實(shí)際的建筑工程具有重要的意義。主要研究內(nèi)容如下：（1）研究不同跨度不同層數(shù)下框架結(jié)構(gòu)的變形與受力規(guī)律（2）不同跨度下柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的影響（3）不同層高下柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的影響關(guān)鍵詞：軸壓比，抗倒塌能力，有限元分析Differentspanunderdifferentlayer,columnframestructureoftheaxialcompressionratioAbstractAtpresent,undertheframeworkofcollapsedinfavorofpeople'slifeandpropertysecurityisanimportantguaranteeofpressureratio,designwhenaxisisaffectingtheabilityofoneofthemajorfactors.Withthesizeoftheaxialcompressiveratiowillpresentthetwopillars,thefailurepattern,namelytheconcretecrushedsteelanddidnotyieldlittleeccentricloadingandsteelfirstyieldhasagoodductilityoflargeeccentricloading.Theseismicdesignofframecolumnshouldbecontrolledinlargeeccentricloadingrangeofdestruction.Therefore,tocontroltheaxialcompressionratio,sotheaxialcompressionratioofthepracticalsignificanceofconstructionprojects.First,theresearchofdifferentlayersindifferentspanundertheframeworkofdeformationandstressdistributionruleSecond,underdifferentspancolumnframestructureaxialcompressionratiocollapsedThird,underdifferentaxialcompressionratiotallcolumnframestructurecollapsedKeywords:Theaxialcompressionratio,Resistancetocollapse,FiniteelementanalysisTOC\o"1-5"\h\z目錄第一章緒論1.1選題背景與研究意義61.2研究不同跨度、不同層高下，軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)影響的意義…61.3在不同跨度不同層高下，軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)影響的研究方法…71.1.1軸壓比定義71.1.2軸壓比限值71.1.3影響軸壓比限值的因素81.4具體工作9第二章框架結(jié)構(gòu)工程抗震計(jì)算原理分析102.1有限單元法理論介紹102.2振型分解反應(yīng)譜法122.3結(jié)構(gòu)薄弱層的確定15第三章框架結(jié)構(gòu)工程抗震計(jì)算過程分析193.1結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)參數(shù)193.2利用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)構(gòu)模型水平地震作用20第四章計(jì)算結(jié)果分析364.1不同跨度不同層高下，軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)影響分析364.2附三、六層框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖40第五章結(jié)論與展望415.1從以上分析中得出結(jié)論415.2本文不足之處及改進(jìn)措施415.2.1不足之處415.2.2改進(jìn)措施42\o"CurrentDocument"致謝43參考文獻(xiàn)44緒論1.1引言結(jié)構(gòu)在大震下的抗倒塌能力是人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障。在2008年發(fā)生的汶川特大地震中，雖然經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)震害明顯減輕，但是仍有一些按照規(guī)范設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌破壞并造成嚴(yán)重人員傷亡［7］，除去地震烈度過大這一客觀因素以外，深入研究結(jié)構(gòu)地震倒塌破壞機(jī)理，對(duì)于改進(jìn)和完善我國今后房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，提高抗地震倒塌能力具有重要意義。由于國情國力所限，我國結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防水準(zhǔn)往往偏低，全面提高我國房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防水準(zhǔn)，目前還難以實(shí)現(xiàn)。因此，分析按現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力，發(fā)現(xiàn)其薄弱部位或不良結(jié)構(gòu)體系，并通過合理的概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施以提高其在大震和特大地震下的抗倒塌能力，是目前抗震研究中非常有意義的研究方向。軸壓比是影響柱子破壞形態(tài)和延性的主要因素之一，隨著軸壓比的大小，柱子將呈現(xiàn)兩種破壞形態(tài)，即混凝土壓碎而受拉鋼筋并未屈服的小偏心受壓破壞和受拉鋼筋首先屈服具有較好延性的大偏心受壓破壞?？蚣苤目拐鹪O(shè)計(jì)一般應(yīng)控制在大偏心受壓破壞范圍。因此，必須控制軸壓比，所以研究軸壓比對(duì)實(shí)際的建筑工程具有重要的意義。1.2研究不同跨度不同層高下，柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)影響的意義對(duì)于不同鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)其抗地震倒塌能力的分析，發(fā)現(xiàn)同樣是按照規(guī)范設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，其抗大震和特大地震的倒塌能力有顯著差異，而框架柱軸壓比是影響結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力的關(guān)鍵因素。通過調(diào)整框架柱尺寸，減小框架柱的軸壓比，有效改善了結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力，相關(guān)成果可供改善框架結(jié)構(gòu)抗地震倒塌設(shè)計(jì)參考。通過研究在不同軸壓比的情況下，框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形的影響，找出該結(jié)構(gòu)得薄弱層，對(duì)薄弱結(jié)構(gòu)采取一系列隔震減震措施，以此提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，來達(dá)到高于設(shè)防烈度的“大震”不倒的目標(biāo)。1.3在不同跨度不同層高下，柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)影響的研究方法1.3.1軸壓比定義軸壓比指柱（墻）的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱（墻）的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值（進(jìn)一步理解為：柱（墻）的軸心壓力設(shè)計(jì)值與柱（墻）的軸心抗壓力設(shè)計(jì)值之比值）。它反映了柱（墻）的受壓情況，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（50011-2001）中6.3.7和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（50010-2002）中11.4.16都對(duì)柱軸壓比規(guī)定了限制，限制柱軸壓比主要是為了控制柱的延性，因?yàn)檩S壓比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破壞呈脆性。u=N/A*fc，u—軸壓比，對(duì)非抗震地區(qū)，u=0.9N一軸力設(shè)計(jì)值A(chǔ)一截面面積fc一混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值《抗規(guī)》表6.3.7中的注釋第一條：可不進(jìn)行地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)，取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值。限制軸壓比主要是為了控制結(jié)構(gòu)的延性，規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見《抗規(guī)》6.3.7和6.4.6，在剪力墻的軸壓比計(jì)算中，軸力取重力荷載代表設(shè)計(jì)值，與柱子的不一樣?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500102002》11.4.16軸壓比N（fcA）指考慮地震作用組合的框架柱和框支柱軸向壓力設(shè)計(jì)值N與柱全截面面積A和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘積之比值對(duì)不進(jìn)行地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值1.3.2軸壓比限值[10]鋼筋混凝土偏心受壓柱的正截面破壞形態(tài)分為大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞，大偏心受壓破壞屬于延性破壞，小偏心破壞屬于脆性破壞。在抗震設(shè)計(jì)中，把柱子設(shè)計(jì)為大偏心受壓破壞狀態(tài)，就是使鋼筋混凝土偏心受壓柱能有較好的抗震性能。在現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中，軸壓比的限值是指柱大小偏心界限破壞時(shí)的軸壓比。限制柱的軸壓比，就是避免地震時(shí)柱子發(fā)生脆性破壞。1.3.3影響軸壓比限值的因素影響軸壓比限值的因素較多，其中主要有箍筋、縱筋和混凝土強(qiáng)度1.3.3.1箍筋的影響箍筋對(duì)混凝土柱的橫向約束不僅可以提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，而且可以提高混凝土的極限壓應(yīng)變。所以，提高配箍筋率，可以增加鋼筋混凝土的延性。研究結(jié)果表明箍筋直徑越粗、間距越小、強(qiáng)度越高、對(duì)混凝土的力學(xué)性能的改善也越顯著，混凝土強(qiáng)度越低，效果越好。箍筋的形式主要有普通鋼箍、螺旋鋼箍和復(fù)合式鋼箍。從受力效果看，復(fù)合封閉式箍筋較好。1.3.3.2縱向鋼筋的影響考慮周邊縱筋作用時(shí)，柱軸壓比的限值隨縱筋配筋率的增大而提高，計(jì)算公式為［1］：L./-.k%-偵h+k-4gJa+私如%-(L333琮L69皿h5十R式中R=AJM為全截面的縱筋配筋率1.3.3.3混凝土強(qiáng)度等級(jí)的影響提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，可以減小柱的軸壓比，但柱的延性會(huì)降低，容易發(fā)生脆性破壞。根據(jù)上述分析，當(dāng)框架柱軸壓比不滿足規(guī)范要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)箍筋和縱筋配置情況，確定是否需要抗震加固。1.4具體工作具體的工作包括以下幾個(gè)部分：（1）首先根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001［1］，采用PKPM軟件設(shè)計(jì)了6個(gè)框架結(jié)構(gòu)模型，利用其可算出各種框架結(jié)構(gòu)模型的軸壓比（2）利用帶濾頻的逆迭代法（stodla法）⑶進(jìn)行特征對(duì)的計(jì)算，求出結(jié)構(gòu)前三階自振頻率和主振型（3）利用結(jié)構(gòu)前三階自振頻率和主振型，根據(jù)振型分解反應(yīng)譜法求出結(jié)構(gòu)模型的水平地震作用（4）將結(jié)構(gòu)模型的水平地震作用帶入計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序，算出各結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)力情況并畫出所有結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)力圖（5）分析各結(jié)構(gòu)模型，找出在強(qiáng)烈地震作用下結(jié)構(gòu)的薄弱層，并研究不同跨度、不同層高下結(jié)構(gòu)破壞情況與柱軸壓比的關(guān)系，（6）通過合理的概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施以提高框架結(jié)構(gòu)在大震和特大地震下的抗破壞能力第二章框架結(jié)構(gòu)工程抗震計(jì)算原理分析2.1有限單元法理論介紹有限單元法是在連續(xù)體上直接進(jìn)行的一種數(shù)值方法，它利用數(shù)學(xué)逼近的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)進(jìn)行模擬。有限單元法的基本思想在于“化整為零”，即將連續(xù)體離散化。2.1.1有限單元法簡介結(jié)構(gòu)理想化的概念結(jié)構(gòu)理想化是一種簡化手段，在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，就是假設(shè)結(jié)構(gòu)為連續(xù)體，理想連接、均勻各向同性的線性結(jié)構(gòu)。經(jīng)過上述理想化以后，即可畫出結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖，其主要特點(diǎn)有：（1）以桿件軸線代替實(shí)際桿線（2）結(jié)構(gòu)連接主要有剛接、鉸接、鏈桿連接等（3）支座可簡化為活動(dòng)鉸支座，固定鉸支座和固定支座等塊傳單元塊傳單元有限單元法的基本思想及含義結(jié)構(gòu)矩陣分析所采用的主要方法為有限單元法，其基本思想是把整個(gè)結(jié)構(gòu)看成是由有限個(gè)單元（桿件，平面，塊體）所組成的集合體，各個(gè)單元有結(jié)點(diǎn)相互連接，這就是結(jié)構(gòu)的離散化，由各個(gè)單元的平衡條件建立單元?jiǎng)偠确匠蹋诶谜w平衡條件，將各單元集合在一起，恢復(fù)為原結(jié)構(gòu)，得到結(jié)構(gòu)的整體平衡方程。結(jié)構(gòu)剛度方程形式為線性代數(shù)方程組，利用矩陣代數(shù)和數(shù)值計(jì)算方法編制成計(jì)算機(jī)程序，上機(jī)求解未知量，由于單元的個(gè)數(shù)有限，故稱其為有限單元法。單元的類型單元的類型主要有桿單元、平面單元及板單元、殼單元、塊體單元（見下圖）。本論文主要研究桿系結(jié)構(gòu)，稱為桿系有限元。由于采用結(jié)點(diǎn)位移為未知量，故稱為有限元位移法。在實(shí)施中，由單元的剛度方程，依各節(jié)點(diǎn)的集約條件，可直接形成剛度方程，其方法稱為直接剛度法。結(jié)構(gòu)的離散化過程此過程就是假想的將它拆開，視為有限個(gè)單桿在其端點(diǎn)聯(lián)結(jié)，可以自然剖分，亦可以細(xì)分，這些單桿稱為單元，連接點(diǎn)就稱為結(jié)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)的離散化過程（平面桿系分析）見本文所建立的各框架結(jié)構(gòu)模型。2.1.2.帶濾頻的逆迭代法（stodla法）［3進(jìn)行特征對(duì)的計(jì)算在多高層結(jié)構(gòu)的工程抗震計(jì)算中，對(duì)于地震荷載的考慮，工程界常因計(jì)算簡單而采用底部剪力法。有資料顯示，即便是在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，底部剪力法與較為精確的振型分解反應(yīng)譜法相比還是有不小的誤差，且結(jié)構(gòu)的柔性愈大，差異愈大。如文「12］列舉了某高35.5米的12層平面框架結(jié)構(gòu)，如按底部剪力法計(jì)算，其底部剪力及彎矩要比振型分解反應(yīng)譜法的計(jì)算結(jié)果約大34%，而在頂部的一、二、三層，則又分別小15%，10%及5%。這類情況應(yīng)當(dāng)引起充分注意。工程中采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算地震力的困難主要在于結(jié)構(gòu)各階頻率和振型的計(jì)算。根據(jù)規(guī)范要求，在一般情況下僅需考慮水平地震作用，即只需計(jì)算各樓層發(fā)生相對(duì)水平位移的各階振型。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)而言，若簡化為剪切型框架（假定橫梁剛度為無窮大，且梁柱的軸向剛度不考慮，僅發(fā)生各樓層的相對(duì)位移）進(jìn)行處理，振型分析還是相對(duì)簡單的，但有較大的誤差，如文（12〕列舉某一三層單跨框架，梁柱線剛度比頂層為1.14，其它層為1.406，采用剪切型框架進(jìn)行近似計(jì)算，第一頻率誤差競(jìng)高達(dá)26.4%。若計(jì)及梁柱的全部剛度，則動(dòng)力自由度將會(huì)由3個(gè)增至18個(gè)，對(duì)具有m個(gè)自由結(jié)點(diǎn)的多層多跨框架而言，其動(dòng)力自由度數(shù)為3m個(gè)。動(dòng)力自由度的激增不僅在算法，計(jì)算機(jī)內(nèi)存等方面給動(dòng)力特征計(jì)算帶來巨大困難，對(duì)工程計(jì)算而言也無此必要，因?yàn)橹挥懈鳂菍酉鄬?duì)平動(dòng)的前幾階振型才是計(jì)算地震力所需要的。因此，對(duì)于框架結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算，一般將其簡化為各棉抗側(cè)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，并以盡可能方便工程實(shí)用計(jì)算為原則。

鑒于框架結(jié)構(gòu)的靜力分析工程上多采用有限單元法，故在本文的動(dòng)力有限元分析中，單元?jiǎng)偠染仃嚺c靜力分析一致，質(zhì)量矩陣由集中質(zhì)量法形成。根據(jù)抗側(cè)力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用一種簡單快捷的凝聚技術(shù)形成結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度矩陣，可避免復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，節(jié)省大量內(nèi)存，并采用帶濾頻的逆迭代法(stodla法)⑶進(jìn)行特征對(duì)的計(jì)算，可滿意地求出結(jié)構(gòu)前幾階自振頻率和主振型，并大大減少了迭代計(jì)算量，因而具有較高的工程實(shí)用價(jià)值。g2.2振型分解反應(yīng)譜法作用于i質(zhì)點(diǎn)上的力有g(shù)=m(x，i+xg)=kxcx++ci2ki2,x2x2+-+?-??c?'七xinn+2ij=1cij.xj+2j=1kxTOC\o"1-5"\h\z慣性力：Ii彈性恢復(fù)力：s一一-i阻尼力：R=i運(yùn)動(dòng)方程：..mxii=1,2,…NEmKx}+LKt}+CkKx}=—Em]{l}x(t)g設(shè)：(x(t)}=義{X}D(t)代入運(yùn)動(dòng)方程:TOC\o"1-5"\h\zm12(X}D(t))+L(X}D(t)+\k12(X}D(t))=—\m]{i}x(t)iiiiiigi=1i=1i=1方程兩端左乘：X}tj(xh\m}2(x}D(t))+(xh\c](2(x}D(t))+jiijiii=1i=1+(Xh\k](2(X}D(t))=—(Xh\m](i}x(t)i=1(xhIm]{x}D(t)+(xh\c](x}D(t)+(xhIk](x}d(t)=jjjjjjjjjTOC\o"1-5"\h\z=—(Xh\m](i}x(t)jg(Xh\m]{X}D(t)+(xh\c](x}D(t)+(xh\k](x}d(t)=jjjjjjjjj=—(Xh\m](i}x(t)jgM*D(t)+C*D+K*D(t)=—(Xh\m]{i}x(t)jjjjjjjg

m*={x*m]{x}「一j振型廣義質(zhì)量K*={Xh\k]{x}J振型廣義剛度jjjC*={x}tL]{x}---J振型廣義阻尼系數(shù)jjj??D(t)+jC*jM*jK*...D+j??D(t)+jC*jM*jK*...D+jD(t)=j-{xhM]{/}./M*./由于：KD(t)+2&oD+o2D(t)=JJJJJJ-{xhM]{z}{xhM]{x}*g"){xhM]{z}{x}^\m]{x}jJ乙mx-i=iy.乙mx2jj卜jiI第J振型第I質(zhì)點(diǎn)位移i=1D(t)+2&oD+o2D(t)=-7x(t)jjjjjjjgL(t)}=寸{X}D(t)i=1W1乙xD(t)j=1這樣原來運(yùn)動(dòng)的微分方程分解為n個(gè)廣義坐標(biāo)的獨(dú)立微分方程如何解J振型對(duì)應(yīng)的廣義坐標(biāo)方程D(t)+2&oD+o2D(t)=-7x(t)jjjjjjjg對(duì)于單自由度體系：x+2&ox+o2x=一x(t)gx(t)=一j'x(t)e-&o(t-T)sino(t-t)dtoogd對(duì)于J振型折算體系：△(t)=一Jx(t)e-&oj(t-t)sino(t-t)dtjo0gjjD(t)=-7jjtx(t)e-&joj(t-t)sino(t-t)dt=7△(t)j=1,2,…Njo0gjJJI質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于基底的位移與加速度為：甲乙x甲乙x7△(t)j=1w1x(t)=乙ij=1x7△(t)jijjI質(zhì)點(diǎn)T時(shí)刻的水平地震作用：F(t)=m[無(t)+無(t)]=m￡[xyA(t)+yxx(t)]ijjjjjigj=1=￡Fn(t)=1xy.x'(t)]其中：F.(t)=m[x.y——xy.x'(t)]所以：第J振型I質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式為:F=axyGa:—8相應(yīng)于J振型自振周期的地震影響系數(shù)x?—J振型I質(zhì)點(diǎn)的水平相對(duì)位移y—J振型的振型參與系數(shù)G.—I質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值振型組合規(guī)則：平方和開方法，S=沒S2j振型分解反應(yīng)譜法步驟：j=1CD進(jìn)行振型分析，求出結(jié)構(gòu)的自振周期，振型和振型參與系數(shù)由地震影響系數(shù)譜曲線確定多自由度體系J振型質(zhì)點(diǎn)I的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算J振型地震作用標(biāo)準(zhǔn)值下的效應(yīng)，可按靜力方法計(jì)算地震作用效應(yīng)，包括:軸力，彎矩，剪力和變形等按振型最大值組合規(guī)則計(jì)算體系水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)2.3.結(jié)構(gòu)薄弱層(17)的確定1.薄弱層位置所謂結(jié)構(gòu)薄弱層是指結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下，首先進(jìn)入屈服并發(fā)展彈塑性變形，產(chǎn)生變形集中現(xiàn)象的那一樓層.。通常與層屈服強(qiáng)度系數(shù)及其沿高度方向的分布均勻性有關(guān)._Vrk￡v—賓(1)其中：匕士為結(jié)構(gòu)層實(shí)際抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值'二為樓層在大震下的彈性的力.對(duì)于一般框架結(jié)構(gòu)，同層各柱延性條件相近，層屈服強(qiáng)度可取同層各柱抗剪屈服強(qiáng)度之和M=￡眨（2）層屈服強(qiáng)度系數(shù)沿高度方向的均勻性指E⑴7^-0.8EweI-0.8-E-E二0.8（3）否則是不均勻的.直接動(dòng)力法指出結(jié)構(gòu)薄弱層發(fā)生在：（1）當(dāng)均勻分布時(shí)在底層；（2）當(dāng)不均勻分布時(shí)在最小值層.梁柱屈服彎矩2.1梁端屈服彎矩TOC\o"1-5"\h\z\1=工f上X（［］：,一志/〔：技.寫上七（4）2.2承壓柱的屈服強(qiáng)度當(dāng)住0.5】局二：時(shí)：Nx二m（5）當(dāng)N>0.5土成-:時(shí)：X二二］■一3蕓永童二：（6）土=三切￡—f—上上（沒―％-^三一?）（7）使用該式應(yīng)注意兩個(gè)問題：若計(jì)算中發(fā)現(xiàn):<0,說明軸力N過大，宜加人柱截面尺寸，增加縱筋配置量土效果不明顯。公式(7)的分段適用條件有時(shí)會(huì)出現(xiàn)矛盾，計(jì)算中如果X=>0.5，按理應(yīng)使用式(6)計(jì)算x值，然而有時(shí)又出現(xiàn)負(fù)值，井使Mc也出現(xiàn)負(fù)值，為此還應(yīng)以式(5)去確定x。2.3受拉柱屈服強(qiáng)度框架在水平荷載(風(fēng)或地震)下，使框架邊柱一側(cè)受壓另一側(cè)受拉.規(guī)范沒有指出這一情況的屈服強(qiáng)度計(jì)算公式，下面給予補(bǔ)充.偏心受拉構(gòu)件在屈服狀態(tài)下，受拉鋼筋及受壓鋼筋均屈服，在小偏拉狀態(tài)下混凝土裂縫貫穿整個(gè)截面，大偏壓狀態(tài)也僅有一小部分區(qū)域使混凝土受壓，為簡化計(jì)算，不計(jì)這一小部分混凝土的作用，即不區(qū)分大小偏心受拉，對(duì)受拉鋼筋合力點(diǎn)取矩，為Me".4hN—0.叫卜板h同理，對(duì)受壓鋼筋取矩，得Mc^0.8fykAsh-0.4hN層屈服剪力一般來講，層屈服剪力與外載分布形式有關(guān)，不是唯一的確定值，何況地震又是一種隨機(jī)作用.遠(yuǎn)非典型破壞機(jī)制(S或O機(jī)制)所能描述，有些桿件甚至不出現(xiàn)塑性鉸.正確評(píng)價(jià)層屈服剪力是個(gè)十分復(fù)雜的問題，算法很多，但文獻(xiàn)(3)就幾種常用算法進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)不同計(jì)算方法對(duì)頂層位移誤差影響基本相同，對(duì)層屈服強(qiáng)度影響也不大，而以實(shí)用算法效果為最好.工程上考慮在大震下震害多發(fā)生在薄弱層這一事實(shí)，便可推論結(jié)構(gòu)層達(dá)到破壞機(jī)制，并以結(jié)構(gòu)達(dá)到破壞機(jī)制去估算層屈服剪力.通常從底層開始逐層枚舉，同層各柱則根據(jù)實(shí)際配筋和結(jié)點(diǎn)平衡關(guān)系判—斷屬于弱柱型還是屬于弱梁型，最后確定柱端所采用的屈服彎矩值.3.1弱柱型弱梁型只有柱端出現(xiàn)塑性鉸，層屈服剪力為：其中:Mc是柱端按實(shí)配鋼筋以式(7)計(jì)算出的屈服彎矩;h。為柱凈高.3.2弱梁型

梁端先出現(xiàn)塑性鉸，當(dāng)結(jié)點(diǎn)兩側(cè)均出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，其屈服力矩按式（4）計(jì)算結(jié)果之和分別是習(xí)及習(xí)相應(yīng)分配給柱的力矩是祁-iK罕MW"’（11）kl=-—K__-……Wi）fK⑴十K（」2）若分配力矩大于屈服力矩，即頃,）（13）則本層柱先出現(xiàn)塑性鉸，這時(shí)取作本層柱的屈服彎矩是合乎情理的如果分配力矩小于屈服力矩，即(14)(14)則梁端先出現(xiàn)塑性鉸，緊接著還要判斷下一步是本層柱還是相鄰層柱出現(xiàn)塑性鉸.這時(shí)可根據(jù)結(jié)點(diǎn)上下柱端彎矩與其線剛度呈比例分配的原則，一再求出柱端分配彎矩(J5)(16)如圖lc所示，比較如圖lc所示，比較M故與.M戒若表示本層柱頂端比上層柱先出現(xiàn)塑性較，故取M』，）作豈屈服彎矩.相反，虱尸）＜My）則表示上匡柱比本層柱端先出現(xiàn)塑性鉉，這時(shí)要取商七作為本層隹的屈服鸞笙值.??同理，對(duì)于本層柱的下端，若&法瓦偵、〉.若行沒T）取廊f作屈服彎矩.混合型有一端先出現(xiàn)塑性鉸，而另一端梁則先出現(xiàn)塑性鉸，這時(shí)如圖1d及e所示可分成兩種情況，圖1d上端為弱梁型，下端為弱柱型，圖le土端為弱柱型，下端為弱粱型薄弱層彈塑性側(cè)移驗(yàn)算抗震規(guī)范修定稿〔2）給出下列結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行薄弱層的彈塑性變形驗(yàn)算:1.7度III、W類場(chǎng)地和8度、9度設(shè)防，樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)<0.5的框架結(jié)構(gòu);2.甲類建筑中有特殊要求的延性結(jié)構(gòu)。彈朔性側(cè)移限制條件為:(17)△u=<—h(17)Upp?e50其中土；為結(jié)構(gòu)在大震作用下的層間彈性剪切位移上為彈塑性位移增大系數(shù)第三章框架結(jié)構(gòu)工程抗震計(jì)算過程分析3.1結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)參數(shù)本文根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-200H12］采用PKPM軟件設(shè)計(jì)了6個(gè)框架結(jié)構(gòu)模型，場(chǎng)地類別為II類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，建筑類別為丙類，設(shè)防烈度為7度?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的各跨跨度相等，各層層高相等，縱向柱距為6m。梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，梁、柱的縱向受力鋼筋為HRB335級(jí)，箍筋為HPB235級(jí)，材料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值。樓面、屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值均取為36.0kN/m，活載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4kN/m。6個(gè)結(jié)構(gòu)方案的詳細(xì)參數(shù)見表1。由于結(jié)構(gòu)平面規(guī)則，分析時(shí)取一棉平面框架建立模型，樓層重量按（1.0恒載+0.5活載）折算，并參照PKPM程序荷載導(dǎo)出結(jié)果等效為梁上均布荷載和柱頂集中荷載。分析模型只考慮了框架梁柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，暫未考慮樓板和隔墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。表1各結(jié)構(gòu)方案詳細(xì)參數(shù)模型層高層數(shù)跨度結(jié)構(gòu)總高抗震柱混凝土柱截面尺寸梁截面尺寸最大設(shè)計(jì)編號(hào)(m)(m)(m)等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)(mmXmm)(mmXmm)軸壓比12.8348.4三C30400X400300X5500.3122.8368.4三C30400X400300X5500.4432.8388.4三C30400X400300X5500.5842.86416.8三C30550X550300X5500.3352.86616.8三C30550X550300X5500.4762.86816.8三C30550X550300X5500.62結(jié)構(gòu)最大設(shè)計(jì)軸壓比（底層中柱的設(shè)計(jì)軸壓比，本文中采用PKPM軟件的計(jì)算值，即組合的柱軸壓力設(shè)計(jì)值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值），其中：現(xiàn)行抗震規(guī)范6.3.7條規(guī)定的軸壓比上限值（本文中抗震等級(jí)為二級(jí)的框架軸壓比上限值為0.8,抗震等級(jí)為三級(jí)的框架軸壓比上限值為0.9）

3.2利用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)構(gòu)模型水平地震作用3.2.1三層框架結(jié)構(gòu)，層高2.8M,三跨，跨度4M,抗震等級(jí)為三級(jí)，柱截面尺寸為400X400(mmXmm)，梁截面尺寸為300X550(mmXmm)，抗震設(shè)防烈度為7度，樓面及屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為36.0KN/M,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4KN/M結(jié)構(gòu)模型如下圖：(300X550)[300X550(300X550)[300X550)(300X550)wxoow(300X550(300X550(300X550:二:擊(300X550)(300X550)(300X550)Go00(300X550)(300X550)(300X550)Go00sGo00s4000Jt40004000-1-2000—-77/77?77m77^77解：結(jié)構(gòu)的阻尼比為：0.05單層柱自重：0.4X0.4X2.8X25X4=44.8KN單層梁自重：0.3X0.55X4X25X3=49.5KN梁上恒載：36X4X3=432KN梁上活載：14.4X4X3=172.8KN各層重力荷載代表值：G344.8：2+49.5+432+172.8=676.7KNG]=G2=44.8+49.5+432+172.8=699.1KN(注意，實(shí)際工程中屋面活荷載不應(yīng)計(jì)入)通過計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序得出該結(jié)構(gòu)自振周期和振型：'X〕'0.4484131'‘X'‘-1.2157566'‘X'‘1.6791276'“11“21“31JX12"=10.8059025\1X22"=1-0.5113866\1X32"=1-2.122324>XI1QJ、1.0000000XIQQJ、1.00000000XI￥J1.0000000,T1=0.1733341(S),T2=0.0621104(S),T3=0.0432074(S)

第一振型:a=0..08由于0.1s<T1第一振型:a=0..08由于0.1s<T1<T則

gi1ii1ii=1i=1699.1x(0.4484+0.8059)+676.7x1.000=1.222699.1x0.44842+699.1x0.80592+676.7x12水平地震作用:F=0.08x1.222x0.4484x699.1=30.64kNF2=0.08x1.222x0.8059x699.1=50.07kNF13=0.08x1.222x1.000x676.7=66.15kN第二振型：T2=0.0621104(S)V0.1(S)，呈線性關(guān)系，故a=0.04962￡mx2y2=f-~-=-0.28￡mx2i2i=1F=0.0496x(—0.28)x(-1.2157)x699.1=11.8kN21F22=0.0496x(—0.28)x(—0.5113)x699.1=4.96kNF=0.0496x(—0.28)x(1.000)x676.7=—9.398kN第三振型：T3=0.0432074(S)V0.1(S)呈線性關(guān)系，故a=0.03456y=￡mx/￡mx2=0.。56733i3ii3ii=1i=1F31=0.03456x0.0567x1.679x699.1=2.3kNF32=0.03456x0.0567x(-2.1223)x699.1=-2.8kNF33=0.03456x0.0567x1.000x676.7=1.3kN第一、第二、第三振型剪力圖:框架層間剪力圖(kn)：~~卜13振型66.8116.3147.043.2.2三層框架結(jié)構(gòu)，層高2.8M，三跨，跨度4M,抗震等級(jí)為三級(jí)，柱截面尺寸為400X400(mmXmm)，梁截面尺寸為300X550(mmXmm)，抗震設(shè)防烈度為7度，樓面及屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為36.0KN/M,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4KN/M結(jié)構(gòu)模型如下圖:(300X550)(300X550)(300X550)Go00sGo00sg00(300X550(300X550(300X550(300X550)(300X550)(300X550)77m77777?600060006000600018000單層柱自重：0.4X0.4X2.8X25X4=44.8KN單層梁自重：0.3X0.55X6X25X3=74.25KN梁上恒載：36X6X3=648KN梁上活載：14.4X6X3=259.2KN各層重力荷載代表值：G344.8：2+74.25+648+259.2=1003.85KNG1G244.8+74.25+648+259.2=1026.25KN通過計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序得出該結(jié)構(gòu)自振周期和振型：T1=0.2100257(S),T2=0.0751651(S),T3=0.0522017(S)riii{X12卜—1'0.4473345'0.804632911卜1X21X221j"—1‘-1.2255742'-0.5250449II*1X31X321j"—11.7168867'-2.1610950*X1.0000000X1.00000000X1.0000000I13"I23"I33"結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和振型圖:由于0.1s<T1<T

g=0.08貝U：a由于0.1s<T1<T

g=0.081i1ii=1i=1水平地震作用:mx2=1.22079F11=0.08x1.22X0.4484X1026.25=44.91kNF12=0.08x1.22x0.8059x1026.25=80.72kNF13=0.08x1.22x1.000x1003.85=97.97kNF11=0.08x1.22a2=0.06mx2iY=-~-=-0.28027Vmx2i2ii=1F=0.06x(—0.28)x(-1.22557)x1026.25=21.02kN21F=0.06x(—0.28)x(—0.5250449)x1026.25=9.04kN22F33=0.06x(—0.28)x(1.000)x1003.25=—16.85kN第三振型：T3=0.0522017(S)V0.1(S)，呈線性關(guān)系，故mx2=0.062i3ia=mx2=0.062i3i3i3ii=1i=1水平地震作用:F1=0.0416x0.062x1.71688x1026.25=4.54kNF32=0.0416x0.062x(-0.5250)x1026.25=-1.389kNF=0.0416x0.062x1.000x1003.85=2.589kN第一、第二、第三振型剪力圖：3振里框架層間剪力圖（KN）：97.97178.69223.6

3.2.3三層框架結(jié)構(gòu)，層高2.8M，三跨，跨度8M,抗震等級(jí)為三級(jí)，柱截面尺寸為400X400(mmXmm)，梁截面尺寸為300X550(mmXmm)，抗震設(shè)防烈度為7度，樓面及屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為36.0KN/M,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4KN/M解：結(jié)構(gòu)模型如下圖：(300X550(300X550(300X550(300X550(300X550(300X550WXCIOW(300X550)(300X550)(300X550)WXCIOW(300X550)(300X550)(300X550)8000一L8000L8000F24000r單層柱自重：0.4X0.4X2.8X25X4=44.8KN單層梁自重：0.3X0.55X8X25X3=99KN梁上恒載：36X8X3=864KN梁上活載：14.4X8X3=345.6KN各層重力荷載代表值：G344.8：2+99+964+345.6=1331KNG]_G2_44.8+99+964+345.6=1353.4KN通過計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序得出該結(jié)構(gòu)自振周期和振型：iii{X12"=1'0.4467860'0.8039871卜1[X21:X22"=1'-1.2306718'-0.5320698*1[X311X32*=1'1.7363718'-2.1810879*X1.0000000X1.00000000X1.0000000I13"偵23J133"T1=0.2412049(S),T2=0.0862679(S),T3=0.0598613(S)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和振型圖:第一振型：由于0.1s<T1<Tg貝0：a1=n2a=0.08y=￡mx/￡mx2=1.2211i1ii1ii=1i=1水平地震作用：Fn=0.08x1.221x0.4467x1353.4=59.05kNF=0.08x1.221x0.8039x1353.4=106.27kN12F]3=0.08X1.221X1.0000X1331=130.01kN第二振型：T2=0.0862679(S)V0.1(S),呈線性關(guān)系，故a2=0.0688T=t=-0.2796F21=0.0688x(—0.2796)x(-1.2306)x1353.4=31.66kNF22=0.0688x(—0.2796)x(—0.5320)x1353.4=13.6kNF23=0.0688x(-0.2796)x(1.000000)x1331=-25.3kN第三振型：T3=0.0598613(S)V0.1(S)，呈線性關(guān)系，故a3=0.0478y=￡mx/￡mx2=00611F=0.0478x0.0611x1.7363x1353.4=6.86kN3i3ii3i'31i=1i=1F=0.047832X0.0611X(-2.1810)x1353.4=-8.62kNF33=0.0478X0.0611X1.000X1331=3.887kN|3振型框架層間剪力圖(KN)：130.01236.28295.333.2.4六層框架結(jié)構(gòu)，層高2.8M，三跨，跨度4M，抗震等級(jí)為三級(jí)，柱截面尺寸為550X550(mmXmm)，梁截面尺寸為300X550(mmXmm)，抗震設(shè)防烈度為7度，樓面及屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為36.0KN/M,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4KN/M解：結(jié)構(gòu)模型如下圖：15001550)(5001550)(5001550)(務(wù)羽三-一=lns=g四(3001550;13001550：15001550;MlnsmM3001550)(3WL5S0)(3001550)(nusm-n=lnsug49300155D)(3MI550)(300155D)15001550;=lnSIMgJ(5001550/(S3CM43I500E50;5001550)(5001550)(5001550)4i]i]i]切QULZ■]!]■]單層柱自重：0.55X0.55X2.8X25X4=84.7KN單層梁自重：0.3X0.55X4X25X3=49.5KN梁上恒載：36X4X3=432KN梁上活載：14.4X4X3=172.8KNUN。各層重力荷載代表值：G684.7：2+49.5+432+172.8=696.5KNGi=?=七84.7+49.5+432+172.8=739如通過計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序得出該結(jié)構(gòu)自振周期和振型:T1=0.2741504(S),T2=0.0932958(S),T3=0.0583615(S)〔X〕'0.2433476'「X'-0.7041250''X'1.09171020'11X21X31X120.472223722-1.0464862320.750009201X13110.673018511X2311-0.8513807X33-0.5762963^X14卜一10.8337933"1X24卜一1-0.2192656*1X34*-1*-1.1465466X150.9449903X250.52520180X35-0.2129134X1.0000000X1.00000000X1.0000000116」、/26)、/36)、/結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和振型圖:1.0001.0001.0000.2129-k1465-0.57627500L09171第一振型：由于0.1s1〈氣y=乙mx/乙mx2=1.2584iiiiiiii=iii=i水平地震作用:F=0.08xi.2584x0.2433x739=i8.ikNiiF=0.08xi.2584x0.4722x739=35.ikNi2F=0.08xi.2584x0.6730x739=50.03kNi3F=0.08xi.2584x0.8337x739=6i.98kNi4F=0.08xi.2584x0.9449x739=70.24kNi5七6=0.08xi.2584xi.000x696.6=70.08kN第二振型：T2=0.0932958(S)V0.1(S),呈線性關(guān)系，故a=0.07442Em’x2y2=一-~-=—0.3790Emx2,i=i水平地震作用：f=0.0744x(—0.379)x(—0.704i)x739=i4.59kNF22=0.0744x(—0.379)x(—i.0464)x739=2i.6kNF23=0.0744x(-0.379)x(-0.8513)x739=17.6kNF24=0.0744x(—0.379)x(—0.2192)x739=4.54kNF=0.0744x(-0.379)x0.52520x739=-10.77kN25F26=0.0744x(-0.379)x1.00000x696.65=-19.5kN第三振型：T3=0.0583615(S)V0.1(S),呈線性關(guān)系，故V.Va=0.0464Y=乙mx/乙mx2=0.19433i3ii3ii=1i=1水平地震作用：F31=0.0464x0.194x1.091x739=7.188kNF=0.0464x0.194x0.750x739=4.946kN32F=0.0464x0.194x(-0.576)x739=-3.83kNF=0.0464x0.194x(-1.146)x739=-7.62kN34F=0.0464x0.194x(-0.212)x739=-1.41kNF=0.0464x0.194x1.0000x696.65=6.27kN框架層間剪力圖(KN)：70.08140.32202,3252.3287.43305.533.2.5六層框架結(jié)構(gòu)，層高2.8M，三跨，跨度6M,抗震等級(jí)為三級(jí)，柱截面尺寸為550X550(mmXmm)，梁截面尺寸為300X550(mmXmm)，抗震設(shè)防烈度為7度，樓面及屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為36.0KN/M,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4KN/M解：結(jié)構(gòu)模型如下圖:=如SM4313001550)(3001550)(3001550;=lnE=g四(5001550}=U1ESJS13001550?15001550：'=lnE=g四5001550)(5001550)(5001530)=qs=-M300E50)(3WI55D)(3001550)15001550：=lnc=uz與(3001550?15001550：=lnc=uz與(3001550)(3001550)(3001550)=lnEsJS=u:s=:m=lnE=g四60。。］6。0?！?00018000單層柱自重：0.55X0.55X2.8X25X4=84.7KN單層梁自重：0.3X0.55X6X25X3=74.25KN梁上恒載：36X6X3=648KN梁上活載：14.4X6X3=259.2KN各層重力荷載代表值：G84.7：2+74.25+648+259.2=1023.8KN6=G]_G584.7+74.25+648+259.2=1066.15KN通過計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序得出該結(jié)構(gòu)自振周期和振型：T1=0.3284063(S),T2=0.1117244(S),T3=0.0698480(S)1X〕i0.2426603'1Xi-0.7056144'1X1.1043050'_11X21X31X120.470988322-1.0509445320.765931101X13110.6714992X2311-0.8598576X33-0.5729129^X14卜一10.8323525>1X24r-1-0.2301375r1X34r-1r-1.1639075X150.9440509X250.51678670X35-0.2358812X1.0000000X1.00000000X1.0000000116」、/26)、/36)、/結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和振型圖:1.0001.0001.0001=na=0.08第一振型：由于0.1s<T1<Tgy=￡mx/￡mx1i1iii=1i=1水平地震作用：《=L2580F11=0.08x1.2580x0.2426x1066.15=26.03kNF2=0.08x1.2580x0.4709x1066.15=50.50kNI#=0.08x1.2580x0.6714x1066.15=72.01kNF14=0.08x1.2580x0.8323x1066.15=89.26kNF=0.08x1.2580x0.9440x1066.15=101.24kNF16=0.08x1.2580x1.0000x1023.8=107.25kN

第二振型及第三振型計(jì)算方法類同，在此省略?？蚣軐娱g剪力圖（KN）:107.25208.49297.75369.76420.26446.29單層梁自重：0.3X0.55X8X25X3=99KN3.2.6六層框架結(jié)構(gòu)，層高2.8M，三跨，跨度8M,抗震等級(jí)為三級(jí)，柱截面尺寸為550X550(mmXmm)，梁截面尺寸為300X550(mmXmm)，抗震設(shè)防烈度為7度，樓面及屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為36.0KN/M,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4KN/M單層梁自重：0.3X0.55X8X25X3=99KN解：結(jié)構(gòu)模型如下圖:{S0OL550J{3001550}{3001530)(3001550){3001550}{3001530)(3001550){3001550}倡仲15密：(3001550){SOOI5SOJ{3001530)(3001550){3001550}{3001530)(3001550){3001550}Rcccc八八八!24000單層柱自重：0.55X0.55X2.8X25X4=84.7KN單層柱自重：梁上恒載：36X8X3=864KN梁上活載：14.4X8X3=345.6KN各層重力荷載代表值:G6=84.7：2+99+864+345.6=1350.95KNGi=?=G5=84.7+99+864+345.6=1393.3KN通過計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序得出該結(jié)構(gòu)自振周期和振型:

fX]f0.2422905'fXf-0.7064793'fX‘1.11132960'_11X21X31X120.470323622-1.0534389320.774688701X1310.670681611X2311-0.8645053X33-0.5711558^X14*=10.8315770*1X24*=1-0.2360395*1X34*=1*-1.1734392X150.9435450X250.51224010X35-0.2483498X1.0000000X、1.00000000X、1.0000000,結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖和振型圖:26)36)T2=0.1275177(S),T3=0.0796949(S)T1=0.3748974(S),1.0001.0001.000第一振型：由于0.1s<T1<Tg貝U：a=門1.0001.0001.000第一振型：由于0.1s<T1<Tg貝U：a=門a=0.08y=￡mx/￡mx2=1.25811i1ii1ii=1i=1水平地震作用：F]]=0.08x1.2581x0.2422x1393.3=33.9kNF=0.08x1.2581x0.4703x1393.3=65.9kN12F13=0.08x1.2581x0.6706x1393.3=93.9kNF14=0.08x1.2581x0.8315x1393.3=116.5kN135.9268.1F15=0.08x1.2581x0.9435x1393.3=132.2kN384.6F=0.08x1.2581x1.0000x1350.95

第二振型及第三振型計(jì)算方法類同，=135.9kN在此省略。478,5框架層間剪力圖:544.4一578.34.1在不同跨度不同層高情況下，柱軸壓比對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響分析6個(gè)框架結(jié)構(gòu)，場(chǎng)地類別為II類場(chǎng)地，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，建筑類別為丙類，設(shè)防烈度為7度?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的各跨跨度相等，各層層高相等，縱向柱距為6m。梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，梁、柱的縱向受力鋼筋為HRB335級(jí)，箍筋為HPB235級(jí)，材料強(qiáng)度取標(biāo)準(zhǔn)值。樓面、屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值均取為36.0kN/m，活載標(biāo)準(zhǔn)值為14.4kN/m。本文計(jì)算模型采用三層框架結(jié)構(gòu)和六層框架結(jié)構(gòu)，對(duì)其在跨度分別為4M,6M,8M情況下，通過計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)程序求出各結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并畫出所有模型內(nèi)力圖，其中各模型通過PKPM軟件求出模型柱軸壓比，對(duì)此加以分析。根據(jù)上面給定數(shù)值，知該框架結(jié)構(gòu)屬于等截面規(guī)則框架，必為均勻分布，薄弱層發(fā)生在底層，下面僅就這一結(jié)構(gòu)層進(jìn)行核算：框架在垂直荷載及水平地震作用下產(chǎn)生的內(nèi)力（標(biāo)準(zhǔn)值）如下圖，根據(jù)柱實(shí)配鋼筋求出各柱端屈服彎矩，列表如下：1.三層框架結(jié)構(gòu)，跨度4M，u=0.31：底層柱M值在地震作用和垂直荷載作用下彎矩值M1（KN.M）柱端屈服彎矩M2（KN.M）9柱（柱頂-）柱底）76.559118.883218.00010柱（柱頂-）柱底）108.012138.698238.81511柱（柱頂-）柱底）113.726135.312238.85612柱（柱頂-）柱底）98.263126.958235.4502.三層框架結(jié)構(gòu)，跨度6M,u=0.44：底層柱M值在地震作用和垂直荷載作用下彎矩值M1（KN.M）柱端屈服彎矩M2（KN.M）9柱（柱頂-）柱底）91.775183.489234.97210柱（柱頂-）柱底）174.529220.645239.86311柱（柱頂-）柱底）162.876212.138239.78012柱（柱頂-）柱底）150.572204.703152.8903.三層框架結(jié)構(gòu)，跨度8M,u=0.58:

底層柱M值在地震作用和垂直荷載作用下彎矩值M1（KN.M）柱端屈服彎矩M2（KN.M）9柱（柱頂-）柱底）92.586245.188137.03910柱（柱頂-）柱底）233.593303.574271.68011柱（柱頂-）柱底）203.489289.119237.80012柱（柱頂-）柱底）206.402288.586239.6464.六層框架結(jié)構(gòu)，跨度4M,u=0.33:底層柱M值在地震作用和垂直荷載作用下彎矩值M1（KN.M）柱端屈服彎矩M2（KN.M）21柱（柱頂-）柱底）335.781457.037197.01222柱（柱頂-）柱底）455.429512.091238.14023柱（柱頂-）柱底）451.268506.703238.38024柱（柱頂-）柱底）350.039454.023229.5285.六層框架結(jié)構(gòu)，跨度6M,u=0.47：底層柱M值在地震作用和垂直荷載作用下彎矩值M1（KN.M）柱端屈服彎矩M2（KN.M）21柱（柱頂-）柱底）462.988696.640218.10022柱（柱頂-）柱底）659.095784.449238.81523柱（柱頂-）柱底）643.638769.560238.85624柱（柱頂-）柱底）479.882683.188153.4506.六層框架結(jié)構(gòu)，跨度8M,u=0.62：底層柱M值在地震作用和垂直荷載作用下彎矩值M1（KN.M）柱端屈服彎矩M2（KN.M）21柱（柱頂-）柱底）564.967936.043136.02022柱（柱頂-）柱底）830.0111051.140238.81523柱（柱頂-）柱底）804.1581026.032238.80624柱（柱頂-）柱底）575.237903.853235.4504.2附：三，六層框架結(jié)構(gòu)M圖三層框架，層高2.8M,跨度4M，M圖（KN.M）

三層框架，層高2.8M，跨度6M，M圖（KN.M）183,489三層框架，景高2.8崎1跨度8M，M圖（KN.削）六層框架層高2.8M，跨度4MM圖（KN.M）457.057.41285.39229.51955.53157.+12架，層忌KN.M)7.23；沮4死紂20.79+7.472(l3m3?g.29.5192140224.80135Q.039.26417.31G560.55L￡.09i506.703454.023圖9.721」97.213六層+.656245.021185.1S.&16529.36830-2134.889口5，淄切2.8M，8948.84M0.425164.175E30.2100.93S6.6E4194.390￡19.957六層框架，層高2.8M，跨度6MM圖（KN.M）342.2165.66965.669122.559