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顶部附加地震作用系数δn

δn=0.08·T1+0.01=0.08×0.57+0.01=0.0556 ?F5?0.0556?1479.12?109.350kN 各质点的水平地震作用按公式Fi=1479.12?具体计算结果由表10体现

表10 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算

层次 5 4 3 2 1 Hi/m 21.7 18.7 15.4 12.1 8.8 5.05 Gi/KN 1731.770 6948.247 7352.141 7352.141 7352.141 8946.071 GiHi/KN 37579.41 129932.22 113222.97 88960.91 64698.84 45177.66 0.078 0.271 0.236 0.186 0.135 0.094 Fi/KN 115.4 400.9 349.1 275.1 199.7 139.0 Vi/KN 115.4 516.3 910.4 1185.5 1385.2 1524.2 GiHi计算

?GjHj各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图见图6 （a）水平地震作用分布 （b）层间剪力分布

图6 横向水平地震作用及楼层地震剪力

5.1.3 水平地震作用下位移计算

水平地震作用下框架结构层间位移??i和顶点位移?i分别 按??ui??Vin?Diji?1和V????u?计算。计算结果见表11

i?1kn表11 横向水平作用下的位移验算

层 次 5 4 3 2 1 Vi/KN 516.3 910.4 1185.5 1385.2 1524.2 ?Di?ui（N/mm） 483000 483000 483000 482504 614208 /mm ui/mm 10.75 9.68 7.8 5.35 2.48 Hi/mm 3300 3300 3300 3300 5050 0.000324 0.000567 0.000742 0.000870 0.000491 1.07 1.88 2.45 2.87 2.48 由表11可知，最大层间弹性位移角发生在第二层，其值为0.000870<1/550，满足1??u??ue???e?h的要求，其中???，查表可得，（《土木工程专业毕业设计指导》）。

?h?5505.1.4 水平地震作用下框架内力计算

表12 各层柱端弯矩及剪力计算

层次 hi /m Vi /kN 516.3 910.4 ΣDij N·m 483000 483000 Di1 8030 Vi1 边 柱 y 8.81 Di2 Vi2 中 柱 y 79.19 5 3.3 4 3.3 8.58 0.335 0.25 26.43 27550 38.87 27550 43.38 27550 41.55 36550 36.92 1.175 0.35 42.64 8030 15.13 0.335 0.35 20.93 8030 19.71 0.335 0.45 35.49 6940 23.03 0.343 0.55 50.78 62.14 1.175 0.45 92.28 112.78 81.94 1.175 0.45 121.68 148.72 95.51 0.822 0.5 158.25 158.25 3 3.3 1185.5 483000 2 3.3 1385.2 482504 1.175 0.65 327.18 176.18 1 4.75 1524.2 614208 23360 25.34 0.244 0.85 124.80 22.02 27550 105.97 注:表中M的量纲为kN·m,V量纲为kN

以图2中④轴线横向框架内力计算为例进行计算，框架柱端剪力及弯矩分别按式

Vij?Dij?Dj?1n和

ijMij?VijyhMij?Vij?1?y?hub计算，各柱反弯点高度y按式y=y0+y1+y2+y3确定。其中yn

由表可查得。具体计算结果见表12。梁端弯矩、剪力及轴力分别用下式计算，具体结果由表13体现。

Mb?Mb?rlibllrib?ibibrr?M?Mbi?1,j?Mij?Miju??bi?1junMb?Mblr、V?和Ni??Vb?Vblk?1lr??

kib?ibl13 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算

层 次 5 4 3 2 1 26.43 39.68 64.31 77.04 32.80 边 梁 l 11.59 6.9 26.76 6.9 36.09 6.9 43.14 6.9 40.77 6.9 Vb 6.34 11.07 16.73 20.03 18.93 44.45 87.04 走 道 梁 l 34.74 2.7 68.38 2.7 V 33.10 64.76 100.42 116.64 139.35 柱 轴 力 边柱N -6.34 -17.41 -34.41 -54.44 -73.37 中柱N -26.76 -80.45 -164.14 -260.75 -381.17 134.96 106.04 2.7 156.76 123.17 2.7 187.28 147.15 2.7 注:1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震时，左侧两根柱为拉力,对应的右侧两根柱为压力。 2)表中单位为kN·m，V单位N，l的单位为m。

水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图见图7.

5.2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算

5.2.1 风荷载标准值

风荷载标准值按式?k??z?s?z?o，基本风压?o=0.45kN·m2。由《荷载规范》查得

?s?0.8（迎风面）和?s??0.5（背风面），C类场地，H/B=18.1/54.6=0.332查表得

??0.42、T1=0.76S，?oT12?0.45?0.762?0.318 kN·S2·m2，由表查得??1.28

由式：?z?1?1.28?0.42?z?Hi H仍取图2中的④轴线横向框架，其负载宽度为8.25m。由式?k??z?s?z?o得，沿房屋高度的分布风荷载标准值：q(z)?8.25?0.45?z?z?s?4.5375?z?z?s

根据各楼层标高处的高度Hi由表查取?z，代入上式可得各楼层标高处的q(z)。见表14；q(z)沿高度的分布见图8(a)

图7 左地震作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图

（a）风荷载沿房屋高度的分布（单位：kN） （b）等效结点集中风荷载（单位：kN）

图8 框架上的风荷载

《荷载规范》规定对于对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数?z来考虑分压脉动的影响，由于在本设计中房屋高度18.1＜30m，但H/B=18.1/14.4=1.27<1.5，因此该房屋不考虑风压脉动的影响。

6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算

6.1 横向框架内力计算

6.1.1 计算单元

图

图10 横向框架计算单元

取④轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.8m，如图10所示，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载，如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁 和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。 由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。

6.1.2 荷载计算

在图11中q1,q1'中代表横梁自重为均布荷载形式，对于第5层

q1?3.94kN·m-1 q1'?3.15kN·m-1

'q2和q2分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图8所示几何关

系可得

'q2=5.15×3.9=20.085kN·m q2=5.15×2.7=13.905kN·m

-1

-1

P1和P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等

的重力荷载，计算如下

图11 各层梁上作用的荷载

P1=[(3.9×2.3×0.5)×2+

2.3?6.9×2]×5.15+6.43×7.8+3.54 26.9+4.84×1.2×7.8=201.25kN 22.3?6.93.9?2.7P2=[(3.9×2.3×0.5)×2+×2+(×1.35×2）]

226.9×5.15+6.431×7.8+3.54×=201.829kN

20.55?0.3集中力 M1?Pe?201.25??25.16kN·m 112×

对于2～4层

q1=12.15kN·m-1 q1'=4.594kN·m-1

'q2=14.04kN·m-1 q2=9.72kN·m-1

P1 =(3.9×1.95+9.9/2×1.95) ×3.6+6.431×7.8+5.513×6.9/2+3.29

×[7.15×（3.3-0.8）-1.5×2.4×2]+0.45×1.5×2.4×2=198.827 kN

P2 =（3.9×2.3+9.9/2×1.95+（3.9+2.55）/2×1.35×2）×3.6

+6.431×7.8+5.513×6.9/2+2.2×（3.3-0.8）×（7.8-0.65）=201.97kN M1?P1e1?198.827?对于第1层

q1=4.59+2.8×4.28=16.574kN·m-1 q1'=3.68kN·m-1

'q2=3.6×3.9=14.04 kN·m-1 q2=3.6×2.4=7.92 kN·m-1

0.6?0.35?24.85kN·m 2P1 =（3.9×2×2）×3.6+7.35×7.8+3.54×3+4.4×（6.6×3-1.5×2×2）+0.4×1.5

×2×2=183.1KN

P2 = (3.9×3.9+6×1.2)×3.3+7.35×7.8+3.54×3+4.28×3×(7.8-0.6)

=235.635 kN

M1?P1e1?183.1?0.175?32.04kN·m 活荷载作用下各框架的荷载分布如图12

图12 各层梁上作用的活荷

对于5层

'q2=3.9×2=7.8kN·m q2=2.4×2=4.8kN·m

-1

-1

P1 =[3.9×2+3.9×2] ×2=31.2 kN

P2 =[3.9×2×2+6×1.2] ×2=45.6 kN

M1?P1e1=31.2×(0.5-0.3)/2=3.12kN·m

同理,在屋面雪荷载作用下

'q2=0.78 kN·m q2=0.48 kN·m

-1

-1

P1 =3.12 kN

P2 =4.56 kN

M1?P1e1=3.12×0.1==0.312kN·m

对于2～4层

'q2=7.8 kN·m-1 q2=5.4 kN·m-1

P1 =34.52 kN P2 =51.93 kN

M1?P1e1=34.52×(0.6-0.35)/2=4.315 kN·m

对于1层

'q2=7.8 kN·m-1 q2=4.8 kN·m-1

P1 =31.2 kN P2 =45.6 kN M1?P1e1=31.2×(0.6-0.3)/2=4.68kN·m

将以上结果汇总，见表18和表19。

表18 横向框架恒荷载汇总表

层 次 5 2～4 1 kN·m-1 3.94 12.15 16.574 kN·m-1 3.15 3.15 3.68 kN·m-1 20.085 12.87 kN·m-1 13.905 9.72 kN 201.25 183.70 kN 207.829 176.21 235.635 kN·m 25.16 22.96 32.04 12.87 9.72 183.1 表19 横向框架活载汇总表 kN 31.2(3.12) 31.2 31.2 kN 45.6(4.56) 45.6 45.6 层 次 5 2～4 1 kN·m-1 7.8(0.78) 7.8 7.8 kN·m-1 4.8(0.48) 4.8 4.8 kN·m 3.12(0.312) 3.12 4.68