Structural Theory 2 - Structural Analysis of a Two Storey House

TABLE OF CONTENTS Projcet Background Description of the Project Description of the ethod !ti"i#ed Definition of Ter%s !sed in the Project Project P"ans F"oor P"ans E"e(ation P"ans Bea% and Stair Detai"s Structura" P"an

1 Figures of the Fra%ing S,ste%

Structure Fra%ing S,ste% Fra%e ode"s Actua" Fra%es 4  O o%ents

1 1

Fra%es 0ith Sides0a, Pre(ented 4  O o%ents

1

Fra%es Su/jected to 5no0n Trans"ation 674  8 o%ents

1

1

Structura" Ana",sis Structura" Ana",sis Process Deter%ination of Loads Load Distri/ution Ana",sis of Fra%es 0ith Sides0a, Pre(ented Ana",sis of estraining eactions Ca"cuation of Coefficients Ca"cu"ation of Actua" 3a"ues Support eactions and Shear and o%ent Diagra%s

1 1 $ & ' 2 2 .

+ 1 $ & ' -

. * ' 1 * 2 . .

DESC9PT9ON OF T:E PO;ECT

The project is a three store, apart%ent and is a regu"ar structure< The tota" area of the aprt%e 1- % = 1+ %< The The co(ering co(ering of the structu structure re is a roof deck deck 0hich can can a"so ser(e ser(e as %u"tipurp %u"tipurpose ose ha""< ha""< T and and is is +<' +<' % fro fro% % tthe he natu natura ra"" gra grade de "ine "ine<< ei einf nfor orce cedd con concre crete te is the the %ai %ainn %at %ater eria ia"" use usedd for for the the con con perspecti(e (ie0 of the apart%ent is sho0n /e"o0<

The purpose purpose of this project project is to %ake a structura" structura" ana",sis ana",sis of the structure structure created< created< The % deter%ine deter%ine the end end %e%/er %e%/er %o%ent %o%entss and shears shears>> and the the reaction reactionss at the fi=ed suppo supports rts of the the structu structu group uti"i#ed the %o%ent distri/ution %ethod ?D@ app",ing the superposition ?su/stitute@ %ethod<

1

DEF9N9T9ON OF T:E ET:OD !T9L9ED

The The %eth %ethod od used used for for the the ana" ana",s ,sis is of the the 0ho" 0ho"ee stru struct ctur uree fro% fro% star startt to fini finish sh is the the o%e o%ent nt Dist Dist %ethod 0as de(e"oped /, :ard, Cross on 1*&*< This %ethod of ana",#ing /ea%s and fra%es appro=i%ation that %a, /e carried out to an, an, desired degree of accurac,< accurac,< Essentia"",> Essentia"",> the %ethod /egi /egi structure is fi=ed< Then> Then> /, un"ocking and "ocking each joint in succession> the interna" %o%ents %o%ents at th /a"anced unti" the joints ha(e rotated to their fina" or near", fina" positions ?< C< :i//e"er@<

:o0e(er> :o0e(er> ana",#ing a %utistore, structure su/jected to /oht gra(it, and "atera" "oads is %ore the superpo superposition sition %etho %ethodd 0as used used in order order to ana",#e ana",#e the 0ho"e 0ho"e structure< structure< The The first part part 0as pre(enti pre(enti /, putting i%aginar, ro"ers in the f"oor "e(e"s< 9nitia" %e%/er end %o%ents  O that that de(e e(e"op "op in in th this fra fra are co%puted /, the %o%ent4distri/ution %o%ent4distri/ution process> process> and the restraining restraining forces ?s@ at the i%aginar app",ing the euations euations of eui"i/riu%< eui"i/riu%< 9n the second second part of the the ana",sis> the each each oor of the fra% kno0n kno0n a%ount a%ount 67 67 0hi"e 0hi"e the sides0a, sides0a, of of the upper upper oors oors is pre(ente pre(ented< d< The The =ed4end =ed4end %o%ents %o%ents cau cau co%puted and distri/uted to o/tain the %e%/er end %o%ents  8< Gith the %e%/er end end %o%ents %o%ents "ocations "ocations of the the ro""er suppor supports ts are deter%ine deter%inedd fro% the the eui"i/riu eui"i/riu% % euations< euations< The %e%/er %e%/er end end %o%e deter%ined /, superposition of the %o%ents co%puted in the three parts as there 0i"" /e coefficeints so"(ing the euations of superposition of hori#onta" forces at the "ocations of the i%aginar, supports<

To ha(e a /etter /etter understa understandin ndingg of the process> process> figures figures are are presented presented in the the ne=t sectio sectio procedura" and c"ear so"utions aided 0ith f"o0charts<

2

DEF9N9T9ON OF T:E TES !SED 9N T:E PO;ECT 1< F9HED END OENT ?FE@ This refers to a %o%ent at the I0a""J or fi=ed joint of a %e%/er<

a< FE due to Load ?FE G@ These are FEs FEs that that resu"te resu"tedd fro% fro% the "oads "oads acting acting 0ithin 0ithin the %e%/e %e%/err itse"f< itse"f< 9n this proj proj ca"cu"ation of initia" %o%ents of the %e%/ers 0hich are su/jected to gra(it, "oads< /< FE due to sides0a, ?FE 6@ This FE FE is the resu"t resu"t of a sett"e%ent sett"e%ent ?disp"ace% ?disp"ace%ent@ ent@ of a particu"ar particu"ar joint< joint< 9n the proj proj re"eas re"eased ed and and the join jointt 0i"" 0i"" ha(e ha(e a kno0n kno0n tra" tra"ns" ns"ati ation on 67 0hic 0hichh 0i"" 0i"" theref therefore ore ha(e ha(e F assu%ed to ha(e a (a"ue of 1++ ?M for counterc"ock0ise> and 4 for c"ock0ise rotation@ _=(^2)/12 〖 ��〗 �〗

_∆=6∆′/^2 =±100  〖 ��〗 �〗

$< ST9FFNESS FACTO ?k@ 9t is is the the ratio ratio of the f"e=ur f"e=ura" a" rigi rigidit dit,, of a % %e%/ e%/er er to to its its "engt "ength< h< 9t9t is a"so a"so the the a%ount a%ount of % the end end of a /ea% /ea% /, 1 rad< 9f se(era" se(era" %e%/e %e%/ers rs are fi=ed connected connected to a joint> joint> and e then /, the princip"e of superposition> the tota" stiffness factor at the joint is the su% of of the %e%/ers< &< D9ST9B!T9ON FACTO ?DF@ a %o%en s app e o a =e connec e o n > e connec ng %e% ers 0 e resisting %o%ent necessar, to satisf, %o%ent eui"i/riu% at the joint< The fraction supp"i supp"ied ed /, /, the %e%/er %e%/er is ca""e ca""edd distr distri/u i/utio tionn facto factorr< 9t is is eua" eua" ttoo the stiff stiffnes nesss of the the %e %e

'< CAK O3E FACTO ?CO@ 9t represents the fraction fraction of  that is Icarried Icarried o(erJ fro% the pin pin to the 0a""< :ence> in th end fi=ed> the carr,4o(er factor is <-< -< A39TK LOADS These are the "oads that act (ertica"", in the structure< These gra(it, "oads are %ain", 0eight of the %e%/er %e%/er and the structure itse"f> and a"so the "i(e "oad< "oad< These "oads "oads are ref

)< LATEA LOADS

3

the side (ie0 of the structure< The "atera" "oads considered in the project are the 0ind 0hose (a"ue 0as co%puted co%puted using the procedure in NSCP NSCP $+1+

4

t is 1-+ %$ 0ith di%ensions e height of each "e(e" is & % truction of the /ui"ding< The

in target of the project is to re<< To ana",#e the structure>

5

ri/ution ethod ?D@< This is a %ethod of successi(e ns /, assu%ing each joint of e points are distri/uted and

co%picated< 9n "ine 0ith this> ng the sides0a, in the f"oors %e due to the e=terna" "oads supports are e(a"uated /, is a""o0ed to disp"ace /, a ed /, this disp"ace%ent are no0n> the forces ?8s@ at the nts  in the actua" fra%e are hose (a"ues are o/tained /,

ns of the project> as 0e"" as

6

ct> this ter% 0as used in the

ect> i%aginar, ro""ers 0i"" /e < 9n this project> FE 6 is

o%ent ?@ reuired to rotate ch of their far ends is fi=ed> the %e%/er stiffness factors

ac supp , a por on o e f the tota" resisting %o%ent %/er a"" o(er the su% of the

case of a /ea% 0ith the far

the dead "oad inc"uding the rerence fro% NSCP $+1+<

7

8

FLOO PLANS

O!ND FLOO PLAN

SECOND FLOO PLAN

4

FLOO PLA

T:9D FLOO PLA

OOF DEC5 PLAN

5

S

6

ELE3AT9ON PLANS

FONT 39EG ELE3AT9ON PLAN

7

ELE3AT9ON PL

EA 39EG ELE3AT9

8

NS

N PLAN

9

ELE3AT9ON PLANS

S9DE 39EG ELE3AT9ON PLAN

10

BEAN DETA9L

STA9 DETA9

11

S

S

12

FA9N PLANS

SECOND FLOO 4 OOF BEA FA9N PLAN

13

14

15

ST!CT!E FA9N SKSTE A

B

C

D

1

2

3

The struct structura ura"" fra%i fra%ing ng s,ste% s,ste% of the the pproj roject ect consis consists ts of of fra%e fra%ess na%e" na%e",, North North4So 4South uth ?N4S@ ?N4S@ Dire Directi ction on F Frr 4 4 11

a%es> 0hich are the fra%es

12

> > >

>

4

4

>

> >

N4S D9ET9ON ?A>B>C>D@ FAE ODEL G9T: ;O9NT DES9NAT A

B

C

D

E

F



:

9

;

5

L

E4G D9ET9ON ?1>$>&@ FAE ODEL G9T: ;O9NT DES9NAT9 A

B

C

E

F



9

;

5

13

9ONS

NS

14



N

O

N4S ACT!AL FAE 4  OENTS ∆3

W

P3

A

B

W P2

∆2

W

D

E

W P1

C

F

∆1

W



:

9

;

5

L

E4G ACT!AL FAE 4  OENTS ∆3

W

P3

A

B

W

W

P2

E

F

9

;

D

∆2

W



W

W

P1

C

:

W

5

∆1

L

15

Fra%e e%/er Loads e%/er Def"ection Store, Disp"ace%ent

Fra%e e%/er

Loads

16



N

O

P

N4S FAE G9T: S9DESGAK PE3ENTED 4  O OENTS W

P3

A

B

W

P2

W

D

R2

E

W P1

R3

C

F

W



:

9

;

5

L

R1

E4G FAE G9T: S9DESGAK PE3ENTED 4  O OENTS W

P1

A

B

W

P1

E

W

F

W

P1

9

C

W



W

;

D

R2

:

W

5

R3

R1

L

17

e%/er Def"ection Store, Disp"ace%ent

Fra%e e%/er Loads e%/er Def"ection estraining SupportForce

Fra%e e%/er

18



N

O

P

N4S FAE S!B;ECTED TO 5NOGN TANSLAT9ON 6 17 4 81 O

A

B

C

Q31

Q21

D

E

F

∆1'



:

9

;

5

L

Q11

E4G FAE S!B;ECTED TO 5NOGN TANSLAT9ON 6 17 4 81 O

A

B

C

D

Q31

Q21

E

F



:

∆1'

Q11 19

Loads e%/er Def"ection estraining Support

Force

ENTS

Fra%e e%/er e%/er Def"ection Store, Disp"ace%ent estraining SupportForce

ENTS

Fra%e e%/er e%/er Def"ection Store, Disp"ace%ent estraining Support

Force

20

9

;

5

L



N

O

P

N4S FAE S!B;ECTED TO 5NOGN TANSLAT9ON 6 $7 4 8$ O

A

B

C

Q32

∆2'

D

Q22

F

E



:

9

;

5

L

Q12

E4G FAE S!B;ECTED TO 5NOGN TANSLAT9ON 6 $7 4 8$ O

A

B

C

D

Q32

∆2' Q22

E

F



:

21

ENTS


ENTS

22

Q12

9

;

5

L



N

O

P

N4S FAE S!B;ECTED TO 5NOGN TANSLAT9ON 6 &7 4 8& O ∆3'

A

Q33

C

B

Q23

D

F

E



:

9

;

5

L

Q13

E4G FAE S!B;ECTED TO 5NOGN TANSLAT9ON 6 &7 4 8& O ∆3'

A

B

C

Q33

D

Q23

E

F



:

23


Force

ENTS


ENTS


Force

24

Q13

9

;

5

L



N

O

P

25

26

STRUCTURAL ANALYSIS PROCESS

DETE9NAT9ON OF LOADS

A"" the "oads in(o"(ed in the project are c such as as dead dead "oad "oad and "i(e "oad "oad are are deter%in deter%inee 0ind "oad and and earthuake earthuake "oad are ca"cu"a uti"i#ed in this part of the pr

LOAD D9ST9B!T9ON

ra(it, ra(it, "oads are then then distri/ute distri/utedd unifor%" unifor%" particu"ar fra%e considering a"" fra%es in the are dist distri/ ri/ute utedd to each each "e(e "e(e"" of the the struct structure ure a particu"ar e=terior joint in the

ANALKS9S OF FAES G9T: S9DESGAK S9DESGAK PE3ENTED PE3E NTED

estraining supports are p"aced in the ?considering the the "atera" "oads "oads in the "eft side These These rest restrai rainin ningg supp support ortss ha(e ha(e rea reactio ctions ns e e the corresponding corresponding "e(e"< 9nitia" %o%ents ?O ?O part<

ANALKS9S OF ESTA9N9N EACT9ONS

After After settin settingg uupp the the euat euation ion ?to /e presen presentt the the (a" (a"ue uess of of rest restra rari rini ning ng reac reactition onss 0ith 0ith each each " on restraining supports due to 81> 8$> and the %o%ent distri/ ri/ution %e

CALC!LAT9ON OF COEFF9C9ENTS

:a(in (ing an an in initia itia"" (a" (a"uue of of th the re restra strain inin ingg su su superposit sition re reactions 0h 0hen ea each "e "e(e" is is re re no0 ca can /e /e ca" ca"cu cu"a "ate tedd< Th There 0i"" 0i"" /e & coe coeffi stor store, e,s> s> and and 0i"" 0i"" /e /e so"(e so"(edd thro throug ughh & eu euat atii

CALC!LAT9ON OF ACT!AL 3AL!ES

!sing the coefficients> initia" (a"ues of forces> re"easing each restraining support> the actua" structure such as %o%ents> %o%ents> shears> reactions reactions store, disp"ace%ents can /e o

18

19

o%puted< ra(it, "oads d< Latera" "oads such as ed< NSCP $+1+ 0as oject<

, to each /ea% in a structure< Latera" "oads d are concentrated to a "e(e"<

right side of the fra%e @ to pre(ent sides0a,< ua" to the "atera" "oad in @ 0i"" /e o/tained in this

ed in the ne=t section@> e(e" re"eased ?reactions &@ are o/tained using thod<

pport> and (a"ues of the "eased> the coefficients ients since there are & ons and & unkno0ns<

> and forces resu"ted in (a"ue of an, force in the > def"ections> and "atera" /tained<

20

21

DEAD LOADS

Co%ponent Cei"ing F"oo "oor Fin Finis ishe hess S"a/

Loads For Second F"oor and Third F"oor Description Good Furring Suspension S,ste% igid 9nsu"ation ?1& %%@ Cera era%ic %ic or uar uarr, r, ti"e ti"e ?$?$- %% %orta ortarr /e /ed@ 1-+ %% thick> $' kN% &

Bea% E=terior Ga""s 9nterior Ga""s Stairs

+<'+ = +<'+ %% $> $' kN%& ?See Bea% Det Concrete asonr, ?$1<$ kN% & Fu"" 1-+ %%@ P"astering ?<$' kPa each side@ P",0ood ?) %% thick each side@ 3o"u%etric Co%putation ?See Stair Detai"

For Stairs 3o"u%e Q 1&<&$ % & Gc Q 1&<&$ = $&<-) Q &1&<.1*$ kN Since the the area contain containing ing the stairs stairs is a square square slab, slab, each beam beam in the slab slab will carry carry 25 Gc?per /ea%@ Q &1&' Q 2.<'-'. kN Gu Q 2.<'-'.- Q 1-<)* kN% For Ga""s !oors an "inow #$enings are not onsiere for Safer om$utations

Co%ponent Cei"ing F"oo "oor Fin Finis ishe hess S"a/

Loads For oof Deck Description Good Furring Suspension S,ste% igid 9nsu"ation ?1& %%@ Cera era%ic %ic or uar uarr, r, ti"e ti"e ?1& ?1& %% %orta ortarr /e /ed@ 1- %% thick ?$' kN% &@

L93E LOADS For A"" Le(e"s Description

Occupanc, Basid F"oor Area

19

Decks

20

Load ?kPa@ +<1$ +<+' 1<1+ &<)+

i"s@ $<*2 +<'. +<+) @

(1/4) of the Loa

Load ?kPa@ +<1$ +<+' +<22 &<)+

Load ?kPa@ 1<*

21

1<*

22

G9ND LOADS i(en Data 3 ?kph@ 5d

+<.-

9%portance Factor

9 0

1

Topographic Factor

5#t

ust Effect Factor Enc"osure C"assification



1 +<.-

Basic Gind Speed Directiona"it, Factor

$++

Enc"osed

9nterna" Pressure Coefficient

Cpi

E=terna" Pressure Coefficient

Cp

+<.

#g

&)2

Other Factors

α

For%u"a to /e used

 _=2.01(/_ )^(2⁄ ∝)

3e"ocit, 3e"ocit, Pressure Coefficient 3e"ocit, 3e"ocit, Pressure _ =47.3 〖10 〗^(−6) _ _ _ ^2 _ Design Gind Pressure

=_−_ =_−_ (_ (_ )

Ca"cu"ation for Gind0ard Pressures For Second Le(e" # Q &> # R '<5#  P1 P$

+<-2$+<*$+)

kPa

+<'$'+

kPa

+<.$.+

kPa

+<)$1+<***-

kPa

+<'222

kPa

+<..12

kPa

For Third Le(e" # Q )> # R '<5#  P1 P$

20

G9ND LOADS For oof # Q *> # R '<5#  P1

+<)*2. 1<1$$&

kPa

+<-)11

kPa

P$

+<*)-1

kPa

Le(e"

#

5#

 ?kPa@

P1 ?kPa@

oof &rd $nd

* ) &

+<)*. +<)$$ +<-2$

1<1$$ +<*** +<*$1

+<-)1 +<'2. +<'$'

Consider P 0ith reater 3a"ue

21

22

P$ ?kPa@ +<*)+<..$ +<.$.

23

EAT:8!A5E LOADS i(en Data Occupanc, Categor, Seis%ic 9%portance Factor> 9 Soi" Profi"e T,pe Seis%ic one Factor>  Seis%ic Source T,pe Near Source Factors Seis%ic Coefficient

Na N( Ca C(

Fra%ing S,ste% Nu%erica" Coefficient> 

Standard 1 SD +<' C 1 1 +<'' +<)' SF .<-

Tota" Seis%ic Geight Co"u%ns G Q $' = +<'+ = +<'+ = 2<- =1$ G Q &'-<)+ kN Bea%s G Q $' = +<' = +<' = - = -1 G Q *2*<$ kN S"a/ G Q $' = +<1- = ?1+ = 1- = &@ G Q 1)$+ kN Cei"ing and F"oor Finishes G Q ?<1$ M <+' M 1<1@ = ?1+ = 1- = &@ G Q -)2 kN E=terior Ga""s G Q ?$<*2 M +<'.@ = ?$+ M &+@ = * G Q 1--$<. kN 9nterior Ga""s G Q <+) = ?&$ = &@ G Q -<2) kN Stairs G Q &1&<.1*$ kN TOTAL TOTAL GE9:T GE9: T G Q &'-<) M *2*<$ M 1)$+ M -)2 M 1--$<. M -<2) M &1&<.1*$ 0 Q -&.'<12*$ -&.'<12*$

22

EAT:8!A5E LOADS Structure Period  =_ (ℎ_& )^(3 )^(3⁄4 ⁄4))  =0.0731(9)^(3⁄4) =0.0731(9)^(3⁄4)  =0.37984 =0.37984

Design Base Shear  =(_ (_ )/ /  =0.64(1)/(8.5)(0.37984) (5384.1792)=1067.28 (5384.1792)=1067.28  =(2.!_" !_" )/  =2.5(0.44)(1)/((8.5) 2.5(0.44)(1)/((8.5) ) (5384.1792)=696. (5384.1792)=696.78 78

 =0.1#_"  = 0.11(0.64)(1)(5384.1792)=379.05 $% 〗 _  )/  =0.8(0.4)(1)(1)/8.5 =0.8(0.4)(1)(1)/8.5 (5384.1792)=202.70 (5384.1792)=202.70

3ertica" 3ertica" Distri/ution of Force 3Q Ft Q

oof &rd $nd Tota"

)*)<. + h * ) &

kN kN G 1+2)<.' $1-&<)2 $1-&<)2 -&.'<1.

Gh= *)*1<-$ 1$*$$<+& )')1<+$ $*+2'<-2

GhTG= +<&& +<'' +<$$ 1<++

F= $&$<$2 &+*<)* 1-'<.' )*)<.+

23

24

GOVERNS

25

A39TK LOAD D9ST9B!T9ON TO BEAS

 _=(('&)**)+",)-*. )(25)(1⁄4))/_,'" ))-'" +((∗.15∗24)+())/_,'" )+"0

0here> Cei"ing> FF> S"a/> BFA> Bea%> EG> 9G> and Stairs are "oads in kPa ?e=cept /ea%s> in k $- is the s"a/ area< 1' is the percentage of each /ea% in the s"a/ $' is the unit 0eight of concrete in kN%& L/ea% Q -%

&'or nterior nterior 'rames 'rames,, the eams eams will will arry arry Loas Loas on on *ach *ach Sie Sie (Large (Large +ossib +ossibility ility of Lo

A39TK LOAD D9ST9B!T9ON FO N4S FAES A U D

BEA AB BC DE EF : :9

Cei"ing +<1) +<1) +<1) +<1) +<1) +<1)

FF 1<1+ 1<1+ 1<1+ 1<1+ 1<1+ 1<1+

Dead S"a/ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+

Bea% $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<..

1$<+-

1$<+*

$2<2.

EG ?+<1-%%@ +<++ +<++ &<'&<'&<'&<'-

A39TK LOAD D9ST9B!T9ON FO N4S FAES B U C S"a/ Area ?-=%$@ AB BC DE EF : :9

Cei"ing> FF 1<$) 1<$) 1<$) 1<$) 1<$) 1<$)

S"a/ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+

Dead Bea% $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<..

Stairs +<++ +<++ +<++ 1-<)* +<++ 1-<)*

9G ?+<1-%%@ +<++ +<++ +<+) +<+) +<+) +<+)

24

A39TK LOAD D9ST9B!T9ON FO

%@ %

S"a/ Area ?-=%$@ AB

Cei"ing> FF 1<$)

S"a/ &<)+

Dead Bea% $<..

BC

1<$)

&<)+

$<..

+

CD EF F :

1<$) 1<$) 1<$) 1<$)

&<)+ &<)+ &<)+ &<)+

$<.. $<.. $<.. $<..

+ + 1-<)* +

9;

1<$)

&<)+

$<..

+

;5

1<$)

&<)+

$<..

1-<)*

5L

1<$)

&<)+

$<..

+

Stairs +

s eing wice)

A39TK LOAD D9ST9B!T9ON FO 1$<+-

Li(e BFADeck 1 <* 1 <* 1 <* 1 <* 1 <* 1 <*

GT ?kN%@ 11<&& 11<&& 1&<22 1&<22 1&<22 1&<22

S"a/ Area ?-=%$@ AB BC CD EF F : 9; ;5 5L

Cei"ing> FF 1<$) 1<$) 1<$) 1<$) 1<$) 1<$) 1<$) 1<$) 1<$)

S"a/ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+

1$<+* Dead Bea% $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<..

$2<2. Stairs + + + + 1-<)* + + 1-<)* +

LOAD D9ST9B!T9ON FO E4G

Li(e BFADeck 1<*+ 1<*+ 1<*+ 1<*+ 1<*+ 1<*+

GT ?kN%@ $'<1+ $'<1+ $'<1. &*<.2 $'<1. &*<.2

S"a/ Area ?-=%$@ AB BC CD EF F : 9;

Cei"ing +<1) +<1) +<1) +<1) +<1) +<1) +<1)

FF 1<1+ 1<1+ 1<1+ 1<1+ 1<1+ 1<1+ 1<1+

Dead S"a/ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+ &<)+

Bea% $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<.. $<..

25

4G FAE 1

LATEAL LOAD D9ST9B!

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Li(e BFADeck 1<*

+<++

1<*

1$<+-

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#

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& &

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GT ?kN%@ 1$<+-

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4G FAE $

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Li(e BFADeck 1<* 1<* 1<* 1<* 1<* 1<* 1<* 1<* 1<*

GT ?kN%@ $'<1+ $'<1+ $'<1+ $'<1. &*<.2 $'<1. $'<1. &*<.2 $'<1.

AE 1

EG ?+<1-%%@ +<++ +<++ +<++ &<'&<'&<'&<'-

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1)1<+-Li(e BFADeck 1<*+ 1<* 1<* 1<* 1<* 1<* 1<*

GT ?kN%@ 11<&& 11<&& 11<&& 1&<22 1&<22 1&<22 1&<22

26

9ON TO ;O9NTS OF N4S FAES A U D

 ?kPa@

P ?kPa@

1<1$$ +<*** +<*$1

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Area

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P ?kN@

P ?kN@

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&rd $nd

ns

11<&&

1&<22

1&<22

1&<22

1&<22

27

EAL LOAD D9ST9B!T9ON TO ;O9NTS OF N4S FAES B U C

Gind 5#

# * ) &

 ?kPa@

P ?kPa@

+<)*. 1<1$$ +<)$$ +<*** +<-2$ +<*$1 Tri/utar, Tri/utar, Di%ensions

+<*)+<..$ +<.$.

Seis%ic

TOTAL

:eight

Gidth

Area

P ?kN@

P ?kN@

P ?kN@

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2 <-

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28

LATEAL LOAD D9ST9B!T9ON TO ;O9NTS OF E4G FAES 1

Gind 5#

Le(e"

#

 ?kPa@

oof &rd $nd

* ) &

Le(e"

:eight

Gidth

Area

P ?kN@

P ?kN@

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$<$<-

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+<)*. 1<1$$ +<)$$ +<*** +<-2$ +<*$1 Tri/utar, Di%ensions

FAE 1

P ?kPa@ +<*)+<..$ +<.$.

Seis%ic

FAE &

29

&

LATEAL LOAD D9ST9B!T9ON TO ;

Gind 5#

Le(e"

#

oof &rd $nd

* ) &

P ?kN@

Le(e"

:eight

Gidth

Area

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oof

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-

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& &

-

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TOTAL

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$'<

$&*<-+-

$'<1.

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$'<1.

&*<

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30

9NTS OF E4G FAES $

S!AK OF F9HE

P ?kPa@ +<*)+<..$ +<.$.

Seis%ic

TOTAL FE FO N4S FA e%/er AUD

P ?kN@

P ?kN@

P ?kN@

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2<$&*

$&$<$2

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DE

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ED

'&<+&

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'&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+&

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$'<1.

<. 2

$'<1.

31

END OENTS ?FE@ D!E TO GE9:T ON BEAS

〖 ��〗 �〗_=(^2)/12

ES

FE FO E4G FAES 1 $

BUC

e%/er

&

2-<&1

AB

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2-<&1

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2-<&1

BA

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2-<&1

&-<'1

2-<&1 2-<&1

BC CB

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CD

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2-<&1

&-<'1

2-<-.

DC

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2-<&1

&-<'1

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2-<-. 2-<-. 1$'<)1 1$'<)1 2-<-. 2-<-. 2-<-. 2-<-. 1$'<)1 1$'<)1 2-<-. 2-<-.

'&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+& '&<+&

32

33

;5 5L

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1<1+ 1<1+

&<)+ &<)+

$<.. $<..

34

&<'&<'-

1<* 1<*

1&<22 1&<22

35

36

37

38

39

40

41

S:EA AND OENT D9AAS AND S!PPOT EACT9ONS

S:EA D9AA

OENT

S!PPOT EACT9ONS

88

S:EA S:EA AND OEN OENT T D9AA D9AAS S AN

S:EA D9AA

D9AA

S!PPOT EACT9

89


S:EA AN S:EA D9AA

OENT D9AA

ONS

90

D OENT D9AAS AND S!PPOT EACT9ONS 



91

S:EA AND OENT D9AAS AND S!PPOT EACT9ONS S:EA D9AA



92

S:EA AND OENT D9AAS AND S!PPOT  S:EA D9AA




93

EACT9ONS

ENT D9AA

94

CALC!LAT9ON CALC!LAT9ON OF S!PEPOS9T9ON S:EAS AND ESTA9N9N EACT9ONS

 _31=_1.)_- +_

Sa%p"e for N4S Fra%e e%/er AD AD

3DA

3F

3EB

3DA

3AD

DA

39F

3:E

3D

 _21=_1)_4 +_*

 _1.= _1.=_ _.1 .1=(2_. (2_.1) 1)2_ 2_1. 1.)/

&Same goes for other restraining forces an other frames

3L9

35:

3;

72

 _11=_5)_4 +_−

Ca"cu"ation of Superposition 3ertica" 3ertica" e%/er Shear and estraining Forces ?8@

For N4S Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 17 Le ( e"

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&rd ?$@

e%/er

o%ent

AD DA BE EB CF FC D D E: :E F9 9F ; ;

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Shear

For N4S Fra%e Su/jected to 5no 81 ?kN@

L e( e "

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oof ?&@

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&rd ?$@

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e%/er

 o% e n t

AD DA BE EB CF FC D D E: :E F9 9F ; ;

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 _11=_5)_4 +_−


For N4S Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 17 Le ( e"

oof ?&@

&rd ?$@

$nd ?1@

e%/er

o%ent

AD DA BE EB CF FC D D E: :E F9 9F ; ; :5 5: 9L L9

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For N4S Fra%e Su/jected to 5no 81 ?kN@

Shear

L e( e "

e%/er

 o% e n t


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$nd ?1@

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73


For N4S Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 &7 L e( e "

oof ?&@

&rd ?$@

e%/er

o%ent

AD DA BE EB CF FC D D E: :E F9 9F ;

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For N4S Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 &7 L e( e "

e%/er

o%ent


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74

Ca"cu"ation of 3ertica" 3ertica" e%/er Shear and estraining Forces ?8@

For E4G Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 17 Le ( e"

oof ?&@

e%/er

o%ent

AE EA BF FB C C D: :D E9 9E F; ;F

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Shear

For E4G Fra%e Su/jected to 5no 81 ?kN@

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AE EA BF FB C C D: :D E9 9E F; ;F

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Ca"cu"ation of 3ertica" 3ertica" e%/er Shear and estraining Forces ?8@

For E4G Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 17 Le ( e"

oof ?&@

&rd ?$@

$nd ?1@

e%/er

o%ent

AE EA BF FB C C D: :D E9 9E F; ;F 5 5 :L L: 9 9 ;N N; 5O

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For E4G Fra%e Su/jected to 5no 81 ?kN@

Shear

L e( e "

e%/er

 o% e n t

AE EA BF FB C C D: :D E9 9E F; ;F 5 5 :L L: 9 9 ;N N; 5O

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75

O5 LP PL

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<

O5 LP PL

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Ca"cu"ation of 3ertica" e%/er Shear and estraining Forces ?8@

For E4G Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 &7 L e( e "

oof ?&@

e%/er

o%ent

AE EA BF FB C C D: :D E9 9E F;

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O5 LP PL

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<

O5 LP PL

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41$<2' 4&'<)* 412<&'

Ca"cu"ation of 3ertica" e%/er Shear and estraining Forces ?8@

For E4G Fra%e Su/jected to 5no0n Trans"ation 6 &7 L e( e "

oof ?&@

&rd ?$@

e%/er

o%ent

AE EA BF FB C C D: :D E9 9E F; ;F 5 5 :L L: 9 9 ;N N;

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S hea r

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76

5O O5 LP PL

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5O O5 LP PL

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77

8&1

C



8&1 8$1

 _31

8&1

8&1

C



8&1 8$1

 _31

8&1 8$1 811

78

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41*<.. $&<-+ $2<$' $&<-+ 4.<).

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79

80


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4$)1<)1 ?811

81

4 < 412<&'

4 < 412<&'

82

83

CALC!LAT9ON OF COEFF9C9ENTS FO N4S FAES

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oof ?&@

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CALC!LAT9ON OF COEFF9C9ENTS FO N4S FAES

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CALC!LAT9ON OF COEFF9C9ENTS FO E4G FAES

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For N4S Fra%es


For the second second part> the superposit superposition ion coefficien coefficients ts are ca"cu"ated ca"cu"ated through through %o%ent %o%ent distri/uti distri/uti The fi=ed V end %o%ents due to sides0a, are a"" M1++ kN% for counter c"ock0ise> and 41++ kN% figures /e"o0 sho0 the superposition reactions and their resu"ting disp"ace%ents< The figures superposition<

For N4S Fra%es

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52

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Structural Theory 2 - Structural Analysis of a Two Storey House

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