某12层综合办公楼,框架-剪力墙结构,主体高度39.9m,属丙内建筑抗震设防烈度为1度,场地类别Ⅱ类,设计地震分组为第一组,基本风压,地面粗糙度为B类工程的建筑平、剖面示意图见图1-1,首层3.6m,层 层高均为3.3m剪力墙门洞高均取2.2m,内、外围护墙墙厚190mm,选用加气混凝土地下室1层,层高4m与上部结构相比,地下室顶板刚度足大,手算时可近似取为上部结构的嵌固端混凝土强度等级选用:梁、板为C30;墙、柱层为C40,层C35楼层梁截面(mm)柱剪力墙厚(mm)混凝土强度等级纵向横向LL1、LL2非框架梁边柱中柱梁、板墙及柱250×450250×700250×400200×400600×600700×700250C30C40250×450250×700250×400200×400500×500600×600250C30C35各种构建的截面尺寸 表1-1由上图可知,横向有6列连梁、8个刚结端(梁与墙的连接端);纵向有8列连梁、8个刚结端;总剪力墙与总框架之间通过连梁和楼板连接,因此,纵、横向均为刚接计算体系由地下室顶板至顶层屋面处,主体结构高度(高出无眠的小楼部分不计入主体高度内)。
一,总框架的抗侧刚度计算 1,框架梁柱的线刚度计算:计算数据如下表所示:框架梁柱的惯性矩及线刚度计算表 表1-2计算对象层数 梁1~1225070083256775301.144.125.06边柱1600600360032.51.089.752~5600600330031.51.0810.316~12500500330031.50.524.97中柱1700700360032.52.0018.062~5700700330031.52.0019.106~12600600330031.51.0810.312,框架柱抗侧刚度计算如图1所示与柱A相同的柱子有10个,同样柱D、E各6个,所以可以求得每层总框架的,又由于抗侧刚度每层不同所以按高度方向取它们的加权平值作为整个框架的抗侧刚度即 每层 (j为层数)总框架的抗侧刚度楼层简图Kα一般柱底层柱K和柱抗侧刚度修正系数α计算公式 表1-3 总框架抗侧刚度计算表 表1-4柱A层数Kh(mm)10.00 4.12 0.00 0.00 9.75 0.423 0.381 34.380 3600123.77 3478.91 2~50.00 4.12 0.00 4.12 10.31 0.400 0.167 18.920 330062.43 1875.38 6~120.00 4.12 0.00 4.12 4.97 0.829 0.293 16.050 330052.96 1588.69 柱D14.12 5.06 0.00 0.00 18.06 0.508 0.402 67.235 3600242.05 2~54.12 5.06 4.12 5.06 19.10 0.481 0.194 40.789 3300134.60 6~124.12 5.06 4.12 5.06 10.31 0.891 0.308 35.004 3300115.51 1854.08 柱E15.06 0.00 0.00 0.00 9.75 0.519 0.405 36.525 3600131.49 2~55.06 0.00 5.06 0.00 10.31 0.491 0.197 22.395 330073.90 6~125.06 0.00 5.06 0.00 4.97 1.018 0.337 18.483 330060.99 二,总剪力墙的等效抗弯刚度 1,剪力墙类型 本题横向剪力墙中W1、W3、W4无洞口为整体墙;W2为小开口整体墙,WF1、WF2为壁式框架。
2,等效抗弯刚度计算W1、W2、W3、W4截面尺寸图如下: 根据截面尺寸图分别求出各剪力墙的、,再根据公式2-1求出各剪力墙的等效抗弯刚度 W1、W2、W3、W4的等效抗弯刚度计算结果如下表 各剪力墙等效抗弯刚度计算表 表2-1层数μ的加权平均数1~532.5131.438 2.125 2.096.785 6.818 6~1231.512.61.438 2.125 2.096.577 1~532.5131.315 11.175 1.6833.579 31.193 6~1231.512.61.196 9.568 1.4728.242 1~532.5132.338 14.535 1.3745.047 45.265 6~1231.512.62.338 14.535 1.3743.661 1~532.5132.356 13.964 1.5643.106 39.957 6~1231.512.62.166 11.967 1.3936.111 由表2-1得总剪力墙的等效抗弯刚度为:三,壁式框架 壁式框架与普通框架计算原理和步骤一样,但要对D值和反弯点高度进行修正。
D值的修正按公下式计算 式中—考虑刚域和剪切变形影响后的柱线刚度; —杆件中段的截面抗弯刚度; —杆件中段长度; l—相邻两墙肢形心线的距离; —考虑剪切变形的刚度折减系数1,壁式框架WF2 梁的线刚度计算表 表3-1层数梁跨剪力墙厚(mm)连梁截面高连梁中段的长度l0(mm)相邻两墙肢形心线之距l(mm)1DA2501400195022255.717 0.718 0.39710.114 45.458 AB2501400195023505.717 0.718 0.39711.917 50.709 BE25014001949.52237.55.717 0.718 0.39710.294 46.006 2~12DA2501100187422252.773 0.587 0.4926.850 30.788 AB2501100187423502.773 0.587 0.4928.071 34.344 BE25011001874.52237.52.773 0.587 0.4926.961 31.109 柱的线刚度计算表 表3-2柱号层数剪力墙厚(mm)柱截面高柱中段的长度层高h(mm)D1250500232536002.604 0.215 0.87532.52.749 7.637 2250500245033002.604 0.204 0.88632.51.832 5.553 3~5250500245033002.604 0.204 0.88632.51.832 5.553 6~12250500245033002.604 0.204 0.88631.51.776 5.382 A1250750232536008.789 0.323 0.76532.58.112 22.533 2250750245033008.789 0.306 0.78332.55.466 16.562 3~5250750245033008.789 0.306 0.78332.55.466 16.562 6~12250750245033008.789 0.306 0.78331.55.297 16.053 B1250750232536008.789 0.323 0.76532.58.112 22.533 2250750245033008.789 0.306 0.78332.55.466 16.562 3~5250750245033008.789 0.306 0.78332.55.466 16.562 6~12250750245033008.789 0.306 0.78331.55.297 16.053 E1250525232536003.015 0.226 0.86432.53.142 8.729 2250525245033003.015 0.214 0.87632.52.097 6.356 3~5250525245033003.015 0.214 0.87632.52.097 6.356 6~12250525245033003.015 0.214 0.87631.52.033 6.160 壁式框架WF2抗侧刚度计算表 。