风荷载作用下的内力和位移计算

1、第7章 风荷载作用下的内力和位移计算由设计任务资料知，该建筑为五层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差为基本风压0.4KN /m2，地面粗糙度为C类，结构总高度+=(基础顶面至室内地面1m)。计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算,即Wkz s zWo(GB50009-2012 中规1、因结构高度H=, 77702. 06I, 79U 2K0.胆S02. 121. 87I. 356 91902. 18L 931.430” &81002. 232. 00h 501. 04横向框架在风荷载作用下的计算简图6轴线框架的负荷宽度B= (+) /2=。各层楼面处集中风荷载标准值

2、计算如表：层号离地 面咼 度Z (m)zzsWo(KN/m2)h下(m)h上(m)Fiz s zWB(h下 +h上 )/2 ( kN)12345根据表，画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图，如图所示:2a25Q图 框架在风荷载作用下的计算简图位移计算框架梁柱线刚度计算考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对 6轴线框架(中框架梁)的惯性矩乘 以，框架梁的线刚度计算：跨度为的梁(bx h=250mmX 600mm)：ibbh3120.250 0.6312349 10 (m )EJbL2.8 1079 10 37.343.5 10 KN /m跨度为的梁(bx h=200mmx400mm):32.1 1

3、0-3(m4)0.2 0.412ibEcIbL732.8 102.13 103.341.9 10 KN /m框架柱的线刚度1、底层柱：A、D轴柱:35.21 10 3(m4)500 50012EcIc3.0 107 5.21 10 35.23.0 104KN/mB、C轴柱:500 500312345.21 10 (m )EJch733.0 105.21 105.23.0410 KN2、上层柱:A、D轴柱:Ic5005003125.21 103(m )B、EJc3.0107 5.2110 33.94.0410 KNC轴柱:Ic3500 50012345.21 10 (m )EcIch3.0731

4、05.21 103.944.0 10 KN /m侧移刚度D计算框架柱刚度修正系数a计算公式见表：表I位萱L 边柱中柱Ka丄&+ T： + Tj + i4丄2:If柱/V 2+X底4i2 iTLK - 1 .-层*J石0.5 i K柱7?rr777al+K表 各层柱侧向刚度计算层次柱别KcDij kN/mDq KN /m屋面层A946744180B12623C12623D9467四A946744180B12623C12623D9467三三三A946744180B12623C12623D9467二二二A946744180B12623C12623D9467首层A705630354B8121C8121

5、_D_7056VjUj风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即有：式中Vj第j层的总剪力标准；DijDj第j层所有柱的抗侧刚度之和;uj第j层的层间侧移各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和，即有:UiUjuUj第j层侧移：j 1顶点侧移：j 1框架在风荷载作用下侧移的计算过程详见表：表楼面Fj(KN)Vj(KN )Dy (KN /m)Uj(m)h(m)uj / h5441804441803441802441801303545uUj 0.00311j 1侧移验算：由高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2O10表可知，对于框架结 构，楼层间最大位移

6、与层高之比的限值为 1/550=。本框架的层间最大位移与层高之 比在底层，其值为v,框架侧移满足要求。裘3J3楼展层间最大位移与层高之此的限值1缗构区寒限值框架1/550框架剪力墙.框架孩心筒、板柱-剪力墙1/800 |1亀中筒、剪力墙1/1000 |除框架结鞫外的转换层P1/1000内力计算框架在风荷载作用下的内力计算采用 D值法。计算过程如下:反弯点高度计算反弯点高度比按下式计算，即y y yi y?讨3式中yo -标准反弯点高度；yi-因上、下层梁刚度比变化的修正值;*-因上层层高变化的修正值；%-因下层层高变化的修正值。反弯点高度比的计算列于表。楼层A、D轴边框架柱B、C轴中框架柱K

7、=yo =K =y =1 = 1yi =01= 1y1=0五层3= 1y3 =03= 1y3 =0y=+0+0=y=+0+0=K =:yo =K =:y。=1=1y1 =01=1y1=0四层2 1y2 =02 1y2 =03 =1y =03 =1y =0y=+0+0+0=y=+0+0+0=K =yo =K =:y。=1 =1y =01 =1y1=0三层2 1y =02 1y2 =03 =1y3 =03 =1y =0y=+0+0+0=y=+0+0+0=K =yo =K =y。=1 =1屮=01 =1y1=0二层2 1y2 =02 1y =03 =y3=03 y =0y=+0+0+0=y=+0+0

8、+0=K =yo =K =y =一层1 =1y1 =01 =1y =02 y2 =02 y2=0y=+0+0=y=+0+0=DjVjD,弯矩及剪力计算风荷载作用下的柱端剪力按下式计算，即： 式中Vj 第j层第i柱的层间剪力；Vj -第j层的总剪力标准值；Dij -第j层所有柱的抗侧刚度之和;Dij 一第j层第i柱的抗侧刚度。风荷载作用下的柱端弯矩按下式计算，即Mc上 Vj(1 y)hMe下 Vj yh风荷载作用下的柱端剪力和柱端弯矩计算列于下表。表柱楼层Vj(KN)Dj(KN/m)Di.ij(KN/m)DDjVj(KN)yyh(m)Me上(KN m)M c下(KN m)A轴5946744180

9、4946744180边柱394674418029467441801705630354B轴中柱512623441804126234418031262344180212623441801812130354C轴中柱512623441804126234418031262344180212623441801812130354D轴边柱59467441804946744180394674418029467441801705630354梁端弯矩及剪力计算由节点平衡条件，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和 按左右梁的线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩，进而由梁的平衡条件求出梁端剪 力。风荷载作用

10、下的梁端弯矩按下式计算，即K左K右Mb左 j/右（Mc下Mc 上 j）Mb右 j/ 1 右（ Mc下Mc上 j）中柱：Kb KbKb Kb边柱：M b 总 ij（ M c 下j1Mc 上 j）式中:M b刘、M b右j -表示第j层第i节点左端梁的弯矩和第j层第i节点右端梁的弯矩；K左 k右Kb、Kb -表示第j层第i节点左端梁的线刚度和第j层第i节点右端梁的线刚度；Mc下j勺、M出-表示第j层第i节点上层柱的下部弯矩和第j层第i节点下层柱的上 部弯矩。风荷载作用下的梁端弯矩计算列于表和 梁端弯矩MAB、MDC计算表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和Mab （）柱端弯矩柱端弯矩之和Mdc（）5/4321

11、梁端弯矩 Mba=Mcd、MbcfMcb计算:表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和Kb左（）Kb 右（kN/m）Mba（）Mbc（）54321依据表一表，画出框架在风荷载作用下的弯矩图，如图所示u26.22.1217/：?!1717.67B.4?32旳M帀77771刃31 U怡5 了 / 说217.2 I1?5?图 框架在风荷载作用下的弯矩图（单位：）风荷载作用下的梁端剪力计算见详表楼层Mab( kN/m)Mba(kN/m)Vab=Vba(kN)MBc(kN/m)Mcb(kN/m)Vbc=Vcb(kN)54321依据表，画出框架在风荷载作用下的剪力图，如图所示严-10.50LTQ ?址I)gJ_fV23匸225 Q0AZ7231Aqri王2、4.07TZ9ry9ee95 75龙65JSL49emL 7.65rxi.臥2fNffi7.631.LA