一榀框架水平风载

1、一榀框架水平风载1.1 水平风荷载计算本工程为五层框架（局部六层） ，结构不高，且该结构为比较规整的矩形结构，则刚度均匀，风荷载对结构产生的影响较小，因此可以不考虑空间整体作用。原始设计资料本设计基本风压为： w0=0.65kN/m2，根据任务书知结构离地面高度 h 27.7 0.45 28.15m。建筑所在地为城市，查规范得地面粗糙度类别应为 C 类。荷载计算根据建筑结构荷载规范的有关要求，风荷载标准值，计算公式如下：wkzsz w0为了方便计算，作用在该框架范围内的风荷载可以看成作用在框架节点处的集中荷载。其计算如下：qkzszw0 AABH2wo -基本风压， w00.65kN mz 表

2、示风振系数s 表示风荷载体形系数z 表示风压高度变化系数专业文档供参考，如有帮助请下载。A 表示迎风面计算面积B 表示迎风面宽度H 表示迎风面计算高度 ,根据荷载规范表要求，取z =0.85。h=28.15m 30m 风振系数z =1.0。风荷载体形系数s 取值根据规范确定：高宽比H/B 不大于 4 的矩形、方形、十字行平面建筑取1.3。该榀框架迎风面宽度 B=(6+6)/2=6m。简化计算迎风面计算高度 H 为楼层梁上层的一半与下层的一半，计算底层时应计算至室外地平层。风载计算计算公式： qkzszw0 Azsz w0 BH ，计算过程如表 6.3。表 6.3：层号层高离地高度54.221.

3、4511.30.780.6562.49.4944.217.2511.30.690.6564.214.6934.213.0511.30.650.6564.213.8424.28.8511.30.650.6564.213.8414.24.6511.30.650.6566.7522.24专业文档供参考，如有帮助请下载。左风风荷载作用简图如图6.1：图 6.1风荷载作用下框架侧移计算在风荷载作用下计算框架的层间侧移时按下式进行计算：V jjD ij式中： V j 第 j 层在风荷载作用下的总剪力标准值；专业文档供参考，如有帮助请下载。D ij 第 j 层在风荷载作用下该层所有柱的抗侧移刚度的总和；j

4、框架第 j 层的层间侧移量。框架楼层层间侧移及层高之比的计算过程如下表（表6.4）。表 6.4：层号Fi (kN)V (kN )Dij (kN )j (m)h(m)jhi59.499.4939818.10.0002383344.20.0000567414.6924.1839818.10.0006072624.20.0000540313.8438.0239818.10.0009548424.20.0000790213.8451.8639818.10.0013024234.20.0001000122.2474.133842.90.0024690194.20.0001700式中： y0 标准反弯点高

5、度与该层框架柱的比值y1 该层框架的上下层梁刚度比发生变化时候的反弯点修正值y2 该层框架因上层层高与该层层高不一致的修正值y3 该层框架因下层层高与本层层高不一致时的修正值风载作用下各层框架柱子反弯点高度比的计算过程如如表6.5。根据上表层间最大位移为0.00084m。根据建筑抗震设计规范第五章规定，框架结构中，层间最大位移与该层层高之比的限值为 1/550。本框架的层间最大位为0.00017<1/550=0.0018,满足要求。风荷载作用下内力计算1. 风荷载作用下柱反弯点法高度计算公式如下： yn =y0+y1+y2+y3专业文档供参考，如有帮助请下载。层数E 柱D 柱C 柱A 柱

6、n=5j=5n=5j=5n=5j=5n=5j=5k=2.43y0=0.42k=2.15y0=0.41k=2.15y0=0.41k=2.43y0=0.4253=1y3 =0.03=1y3 =0.0. 3=1y3 =0.0 3=1y3 =0.0y=0.42y=0.41y=0.41y=0.42n=5j=4n=5j=4n=5j=4n=5j=4k=2.43y0=0.47k=2.15y0=0.46k=2.15y0=0.46k=2.43y0=0.474a1=1y1=0a1=1y1=0a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a3=1y3=

7、0.0a3=1y3=0.0a3=1y3=0.0a3=1y3=0.0y=0.47y=0.46y=0.46y=0.47n=5j=3n=5j=3n=5j=3n=5j=3k=2.43y0=0.5k=2.15y0=0.5k=2.15y0=0.5k=2.43y0=0.53a1=1y1=0a1=1y2=0a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1.23 y2=0.0a3=1y3=0.0a3=1y3=0.0a3=1y3=0.0a3=1y3=0.0y=0.5y=0.5y=0.5y=0.5专业文档供参考，如有帮助请下载。n=5j=2n=5j=2n=5j=2

8、n=5j=2k=2.43y0=0.5k=2.15y0=0.5k=2.15y0=0.5k=2.43y0=0.5表 6.5：a1=1y1=0a1=1y1=0a1=1y1=0a1=1y1=02y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1.23 y2=0.0a2=1注： 1、因为a3=1.14y3=0.0a3=1.27 y3=0.0a3=1.27 y3=0.0a3=1y3=0.0层梁与下层y=0.5y=0.5y=0.5y=0.420同，所以不考n=5j=1n=5j=1n=5j=1n=5j=12、对于k=2.77y0=0.57k=2.46y0=0.60k=2.46y0=0.60k=2.7

9、7y0=0.57虑y2 修 正1y2=0a2=1y2=0a2=1y2=0a2=0.875y2=0.0a2=0.8753、对于y=0.57y=0.6y=0.6y=0.57虑y3 修 正柱端弯矩及剪力计算风荷载作用下框架柱的柱端剪力计算公式如下：DijVijD Vj风荷载作用下各层柱上下柱端弯矩按下式计算：MbV .y hMuV . ( 1 y ) hi ji ji ji j风荷载作用下的轴柱端剪力和柱端弯矩计算如表6.6。表 6.6：该品框架上梁的刚度相虑 y1。最上层，不考值。最下层，不考值。专业文档供参考，如有帮助请下载。V ijD ijV i层柱bVij .yhuD ijyVij .(1

10、y)h次别M ijMijE1.9315253970.423.4072108014.7051958685D2.8134740340.414.8448022866.971788656C2.8134740340.414.8448022866.971788656A1.9315253970.423.4072108014.705195868E4.9214208760.479.71488480810.955082874D7.1685776760.4613.8496920716.25833417C7.1685776760.4613.8496920716.25833417A4.9214208760.479.71

11、488480810.95508287E7.7383135520.516.2504584616.250458463D11.271684170.523.6705367623.67053676C11.271684170.523.6705367623.67053676A7.7383135520.516.2504584616.25045846E10.555206230.522.1659330822.165933082D15.374790660.532.2870603932.28706039C15.374790660.532.2870603932.28706039专业文档供参考，如有帮助请下载。A10.5

12、55206230.522.1659330822.16593308E8.8215980780.5724.1358923418.20777843D25.018360780.672.0528790548.03525271C25.018360780.672.0528790548.0352527A8.8215980780.5724.1358923418.20777843注： :表中剪力的量纲为“ KN ”；弯矩的量纲为“ KN.m ”2. 梁端弯矩及剪力、轴力计算根据节点弯矩平衡可求出梁端弯矩。各梁弯矩应按其线刚度之比来分配。求出两端弯矩后根据弯矩与剪力的关系可求出梁的剪力。弯矩计算简图如下：中跨弯矩：

13、M1( MM )i / ( ii )上下112M 2( M上M下 ) 2 i / 1( i 2 i )边跨弯矩：M 1M上M下12n剪力： VbM bM b轴力：(V blV br )N ilki梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算如表6.7。表 6.7：专业文档供参考，如有帮助请下载。框架柱弯矩表柱号中柱 E中柱 D中柱 C边柱 A层号（ KN m ） （ KN m ） （ KN m ） （ KN m ）上柱4.7056.9716.9714.705顶层3.4074.8454.8453.407下柱上柱10.95516.25816.25810.95559.71513.8513.859.715下柱专业文档

14、供参考，如有帮助请下载。上柱16.2523.6723.6716.25416.2523.6723.6716.25下柱上柱22.16632.28732.28722.166322.16632.28732.28722.166下柱上柱26.84437.27337.27326.844235.58455.9155.9135.584下柱框架梁弯矩表层号梁ED跨（KNm ） 梁 DC 跨（ KNm ） 梁 CA 跨（ KNm ）M ED =4.705M DC =1.875M AC =4.7055M DE =5.096M CD =1.875M CA =5.0964M ED =14.36M DC =5.676M A

15、C =14.36M DE =15.426M CD =5.676M CA =15.426M ED =25.926M DC =10.093M CA =25.9263M DE 27.427M CD =10.093M DE 27.4272M ED =38.416M DC =15.05M CA =38.416M DE =40.905M CD =15.05M DE =40.905专业文档供参考，如有帮助请下载。M ED =49.01M DC =18.712M AC =49.011M DE 50.848M CD =18.712M CA 50.848梁端剪力及柱轴力计算表层梁MlMrVbE）NDCA）bbN（

16、KNN（KN ）N（KN号别 （ KN m （ KN m ） （KN ）（KN ）ED4.7055.096-1.203顶DC1.8751.875-1.136-1.2030.067-0.0671.203层CA5.0964.705-1.2035ED14.36215.426-3.655DC5.6765.676-3.44-4.8580.282-0.2824.858CA15.42614.362-3.6554ED25.92627.427-6.546DC10.09310.093-6.117-11.4040.711-0.71111.404CA27.42725.926-6.546专业文档供参考，如有帮助请下载。3ED38.41640.905-9.733-1.表中梁端弯矩、剪力均以绕梁端截DC15.0515.05-9.121-21.1371.3231.323注：21.137CA40.90538.416-9.733面顺时针方向旋转为正；柱轴力以受压为正。2ED49.0150.848-12.2532.表中 M bl 、 M br 分别表示同一梁DC18.71218.712-11.341-33.392.235