非線性動力反應分析

1、目錄第一章 采用底部剪力法分別計算一榀平面和三維整體框架的地震內(nèi)力21.1 底部剪力法計算B軸線一榀平面框架的地震內(nèi)力21.11 重力荷載代表值的計算21.12 框架的側移剛度和基本周期41.13 各樓層的水平地震作用力和剪力71.2 底部剪力法計算三維整體結構時B軸框架的地震內(nèi)力13 1.21 重力荷載代表值的計算13 1.22框架的側移剛度和基本周期15 1.23各樓層的水平地震作用力和剪力171.3三維整體結構與一榀平面框架在地震作用時內(nèi)力對比圖21第二章 采用SAP2000程序計算結構朝X方向的前五階振型和周期242.1沿X方向的前五階振型及其周期28第三章 采用振型分解法計算B軸框架

2、中產(chǎn)生的地震內(nèi)力293.1計算水平地震作用力293.2地震作用下各振型相應的柱子的剪力 313.3地震作用下各振型相應在B軸框架的內(nèi)力 323.4采用平方和開平方求B軸框架的最大的反應 343.5振型分解法和底部剪力法求解三維整體結構時B軸框架的內(nèi)力對比圖 411.1采用底部剪力法計算B軸線一榀平面框架的地震作用和地震內(nèi)力1.11重力荷載代表值的計算,為組合值系數(shù),為活載標準值恒載標準值：本設計無填充墻，混凝土的容重為,為了計算方便，構件的重疊區(qū)的質(zhì)量將被重復計入，板：0.12×25=3 次梁：0.3×0.45×25=3.375主梁：0.3×0.5

3、15;25=3.75 柱子：0.5×0.5×25=6.25剪力墻 0.2×25=5各樓層的恒載：FL1：FL2: FL2=FL3=FL4=FL5=FL6FL7:各樓面活載：各樓面活荷載標準值為2.0，不上人屋面活荷載標準值為0.5，F(xiàn)L1:6×17×2=204FL2=FL3=FL4=FL5=FL6FL7: 6×17×0.5=51樓面的活荷載組合值系數(shù)為0.5，屋面的活荷載組合值系數(shù)0，各質(zhì)點重力荷載代表值：1.12 B軸線框架側移剛度和基本周期的計算B軸線梁柱線剛度計算：有現(xiàn)澆樓面的梁，考慮樓板的作用，兩邊有樓板， ，梁的線

4、剛度層數(shù)梁位置跨度截面砼強度等級 及彈模矩形截面慣矩梁的線剛度67軸線1-2和3-460.003130.0062633900軸線2-350.003130.006263760015軸線1-2和3-460.003130.0062633900軸線2-350.003130.0062640700柱的線剛度層號砼強度等級及彈模截面層高慣性矩柱的線剛度6-73.00.00521521002-53.00.005215210013.750.0052152100B軸線框架的總剛度層數(shù)邊柱D值中柱D值762-51 能量法計算結構的基本周期層號7648.00.00740.2852184.81052.7086877.5

5、0.01700.2778243.77067.7195877.50.03020.2608228.85259.6854877.50.04120.2306202.35246.6623877.50.05220.1894166.19931.4782877.5 0.0633 0.1372120.39316.518 1909.375 0.0739 0.073967.203 4.9665944.8750.28521213.579279.736 1.13各質(zhì)點水平地震作用力和各樓層地震剪力值抗震設防為8度，三類場地，設計地震分組為一組。，故需考慮頂部附加地震作用，各層的地震剪力為 柱的剪力層數(shù)層剪力邊柱D值中柱

6、D值邊柱剪力中柱剪力7107.121.602.768.7219.6633.906190.751.662.849.0035.1860.195261.001.742.247.9657.0573.454317.871.742.247.9669.4889.453361.361.742.247.9678.99101.692391.471.742.247.9685.57110.161408.801.752.278.0488.98115.42反彎點高度層數(shù)邊柱中柱層高修正后邊柱的反彎點高度修正后中柱的反彎點高度73.000.901.1463.001.201.3553.001.351.4143.001.351

7、.4133.001.50 1.5023.001.651.5013.752.632.33柱彎矩的計算：柱彎矩的計公式為，其中，V為該柱對應的剪力，h為該柱反彎點的高度。梁彎矩的計算：梁彎矩的計算如下面兩圖所示：梁剪力的計算：梁剪力的計算公式為：，其中分別為梁左、右兩端的彎矩值。柱軸力的計算：柱軸力的計算如下面兩圖所示：一榀平面B軸框架彎矩圖 一榀平面B軸框架剪力圖 一榀平面B軸框架軸力圖1.2采用底部剪力法計算三榀框架的三維整體結構時，B軸線中產(chǎn)生的地震作用以及地震內(nèi)力1.21重力荷載代表值的計算,為組合值系數(shù),為活載標準值恒載標準值：本設計無填充墻，混凝土的容重為,為了計算方便，不同構件的重疊

8、區(qū)的質(zhì)量將被重復計入，板：0.12×25=3 次梁：0.3×0.45×25=3.375主梁：0.3×0.5×25=3.75 柱子：0.5×0.5×25=6.25剪力墻 0.2×25=5各樓層的恒載標準值：FL1：FL2: FL2=FL3=FL4=FL5=FL6FL7:活載標準值：各樓面活荷載標準值為2.0，不上人屋面活荷載標準值為0.5，F(xiàn)L1:16×17×2=544FL2=FL3=FL4=FL5=FL6FL7:16×17×0.5=136各樓層重力荷載代表值：樓面的活荷載組合

9、值系數(shù)為0.5，屋面的活荷載組合值系數(shù)0，各面重力荷載代表值，1.22 ABC軸線三榀框架總側移剛度和整個結構基本周期A軸B軸和C軸這三榀框架的性質(zhì)相同，同樣有現(xiàn)澆樓面的梁，考慮樓板的作用，兩邊有樓板， ，ABC三軸的梁柱剛度一樣，三榀框架的總剛度層數(shù)邊柱D值中柱D值762-51能量法計算結構的基本周期層號71654.5000.00630.2523417.43105.3262219.0000.01430.2460545.87134.2952219.0000.02550.2317514.14119.1342219.0000.03480.2062457.5694.3532219.0000.0441

10、0.1714380.3465.1922219.000 0.0534 0.1273282.4835.96 12292.125 0.0739 0.0739169.3912.5215041.6250.25232767.21566.761.23各質(zhì)點水平地震作用力和各樓層地震剪力值抗震設防為8度，三類場地，設計地震分組為一組。，故需考慮頂部附加地震作用，各層的地震作用剪力為 ABC軸線三榀框架柱的剪力層數(shù)層剪力邊柱D值中柱D值邊柱剪力中柱剪力7283.431.602.7626.1617.3429.906507.231.662.8427.0031.1953.355695.221.742.2423.885

11、0.6665.214847.401.742.2423.8861.7579.493963.781.742.2423.8870.2390.4021044.351.742.2423.8876.1097.9611090.591.752.2724.1279.13102.64 ABC軸線三榀框架柱的反彎點高度層數(shù)邊柱中柱層高修正后邊柱的反彎點高修正后中柱的反彎點高度73.000.901.1463.001.201.3553.001.351.4143.001.351.4133.001.501.5023.001.651.5013.752.632.33柱彎矩的計算：柱彎矩的計公式為，其中，V為該柱對應的剪力，h為

12、該柱反彎點的高度。梁彎矩的計算：梁彎矩的計算如下面兩圖所示：梁剪力的計算：梁剪力的計算公式為：，其中分別為梁左、右兩端的彎矩值。柱軸力的計算：柱軸力的計算如下面兩圖所示：1.24 三維整體結構與一榀平面框架在地震作用時內(nèi)力對比圖三維整體結構時B軸框架彎矩圖 一榀平面框架時B軸框架彎矩圖三維整體結構時B軸框架剪力圖 一榀平面框架時B軸框架剪力圖三維整體結構時B軸框架軸力圖 一榀平面框架時B軸框架軸力圖20采用SAP2000計算該結構沿向X方向的前五階振型和相應的周期 材料屬性 框架截面屬性 面截面屬性 荷載模式 1-6層的樓面活荷載（屋面無活荷載） 定義質(zhì)量源 設置分析選項 運行分析2.1沿X方

13、向的前五階振型及其周期沿X方向的前五階振型分別為MODAL1 , MODAL2，MODAL3，MODAL6，MODAL11，相應的振型和周期如下：,，前五階的標準振型如下：,3取電算朝X方向的前三階振型計算結構內(nèi)力3.1計算水平地震作用力由由得：第一振型下在各質(zhì)點水平地震作用力為：第二振型下在各質(zhì)點水平地震作用為力：第三振型下在各質(zhì)點水平地震作用力為：3.2地震作用下各振型下各層的剪力第一振型在地震作用下各層的剪力第二振型在地震作用下各層的剪力第三振型在地震作用下各層的剪力 3.3地震作用下B軸框架在各振型下的內(nèi)力第一振型下的柱的剪力分配層數(shù)層剪力邊柱D值中柱D值邊柱剪中柱剪7160.781.

14、602.7626.169.8316.966365.421.662.8427.0022.4738.445550.221.742.2423.8840.0951.614707.421.742.2423.8851.5566.363830.121.742.2423.8860.4977.872912.061.742.2423.8866.4685.551952.821.752.2724.1269.1389.67第二振型下的柱的剪力分配層數(shù)層剪力邊柱D值中柱D值邊柱剪力中柱剪力7-122.571.602.7626.16-7.50-12.936-218.901.662.8427.00-13.46-23.035-

15、218.901.742.2423.88-15.95-20.534-128.491.742.2423.88-9.36-12.05314.361.742.2423.881.051.352152.771.742.2423.8811.1314.331236.481.752.2724.1217.1622.26第三振型作用下的柱的剪力分配層數(shù)層剪力邊柱D值中柱D值邊柱剪力中柱剪力768.831.602.7626.164.217.26668.831.662.8427.004.237.245-8.531.742.2423.88-0.62-0.804-79.241.742.2423.88-5.77-7.433-

16、71.861.742.2423.88-5.24-6.7426.511.742.2423.880.470.61181.461.752.2724.125.917.673.4采用平方和開方的方法（SRSS）估計體系的最大反應通過隨機振動理論，采用平方和開方的方法（SRSS）估計體系最大反應可獲得較好的結果 ，即 。 柱的剪力樓層第一振型第二振型第三振型SRSS法邊柱9.83 -7.50 4.21 13.06 中柱16.96 -12.93 7.26 22.53 邊柱22.47-13.46 4.23 26.53 中柱38.44 -23.03 7.24 45.39 邊柱40.09 -15.95 -0.62

17、 43.15 中柱51.61 -20.53 -0.80 55.55 邊柱51.55 -9.36 -5.77 52.71 中柱66.36 -12.05 -7.43 67.85 邊柱60.49 1.05 -5.24 60.73 中柱77.87 1.35 -6.74 78.17 邊柱66.46 11.13 0.47 67.39 中柱85.55 14.33 0.61 86.74 邊柱69.13 17.16 5.91 71.47 中柱89.67 22.26 7.67 92.71 柱端彎矩振型樓層第一振型第二振型第三振型SRSS疊加邊柱下端8.85 -6.75 3.79 11.76 上端20.64 -15

18、.75 8.84 27.43 中柱下端19.33 -14.74 8.28 25.68 上端31.55 -24.05 13.50 41.91 邊柱下端26.96 -16.15 5.08 31.84 上端40.45 -24.23 7.61 47.76 中柱下端51.89 -31.09 9.77 61.27 上端63.43 -38.00 11.95 74.90 邊柱下端54.12-21.53 -0.84 58.25 上端66.15 -26.32 -1.02 71.20 中柱下端72.77-28.95 -1.13 78.33 上端82.06 -32.64 -1.27 88.32 邊柱下端69.59-1

19、2.64 -7.79 71.16 上端85.06 -15.44 -9.52 86.97 中柱下端93.57 -16.99 -10.48 95.68上端105.51 -19.16 -11.81 107.88 邊柱下端90.74 1.58 -7.86 91.09 上端90.74 1.58 -7.86 91.09 中柱下端116.81 2.03 -10.11 117.26 上端116.812.03 -10.11 117.26 邊柱下端109.66 18.36 0.78111.19 上端89.72 15.03 0.63 90.97 中柱下端128.33 21.50 0.92 130.12 上端128.

20、33 21.50 0.92 130.12邊柱下端181.81 45.13 15.54 187.97 上端77.43 19.22 6.62 80.05 中柱下端208.93 51.87 17.87 216.01 上端127.33 31.61 10.89 131.65 梁的剪力 振型樓層 第一振型第二振型第三振型SRSS法邊梁5.83 -4.45 2.50 7.75 中梁6.88 -5.25 2.94 9.14 邊梁14.49 -9.16 3.43 17.48 中梁18.06 -11.51 4.41 21.87 邊梁24.17 -11.91 1.32 26.98 中梁29.22 -13.90 1.

21、86 32.41 邊梁36.20 -9.81 -2.71 37.60 中梁38.90 -10.50 -2.82 40.39 邊梁42.66 -2.98 -4.17 42.97 中梁45.90 -3.26 -4.49 46.23 邊梁48.65 4.55 -1.90 48.90 中梁53.48 5.13 -2.00 53.76 邊梁50.55 10.29 2.13 51.63 中梁55.78 11.59 2.58 57.03 柱的軸力 振型樓層第一振型第二振型第三振型SRSS疊加邊柱5.83 -4.45 2.50 7.75 中柱1.05 -0.8 0.44 1.39 邊柱21.57 -13.61

22、 5.93 26.19 中柱0.36 -3.15 1.42 3.47 邊柱45.74 -25.52 7.25 52.88 中柱5.41 -5.14 1.96 7.72 邊柱81.94 -35.33 4.54 89.35 中柱8.11 -5.83 1.85 10.16 邊柱124.60 -40.01 0.37 130.87 中柱11.35 -6.11 1.53 12.98 邊柱173.25 -35.46 -1.53176.85 中柱16.18 -5.53 1.43 17.16 邊柱223.80 -25.17 0.6 225.21 中柱21.41 -4.23 1.88 21.90 梁端彎矩樓層 振

23、型樓層第一振型第二振型第三振型SRSS疊加邊梁左端20.64 -15.75 8.84 27.43 右端14.34 -10.93 6.14 19.05 中梁端部17.21 -13.12 7.36 22.86 邊梁左端49.30 -30.98 11.40 59.33 右端37.62 -23.97 9.20 45.55 中梁端部45.14 -28.77 11.03 54.65 邊梁左端93.11 -42.47 4.06 102.42 右端60.89 -28.97 3.86 67.54 中梁端部73.06 -34.76 4.64 81.04 邊梁左端139.18 -36.97 -10.36 144.38 右端81.04 -21.87 -5.88 84.14 中梁端部97.24 -