一榀框架水平风载汇总.docx

1、一榀框架水平风载汇总一榀框架水平风载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。1.1.1 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。1.1.2 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：wk z s zw0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：qk z s zw0

2、A A BHwo -基本风压， w0 0.65kN mz 表示风振系数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 8.2.1 要求，取 z =0.85。h=28.15m30m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。1.1.3 风载计算计算公式 ： qk z s zw0A z s zw0BH ，

3、计算过程如表 6.3。表 6.3 ：层号层高离地高 度54.221.4511.30.780.6562.49.4944.217.2511.30.690.6564.214.6934.213.0511.30.650.6564.213.8424.28.8511.30.650.6564.213.8414.24.6511.30.650.6566.7522.24左风风荷载作用简图如图 6.1：图 6.11.1.4 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：式中： V j 第 j 层在风荷载作用下的总剪力标准值；Dij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 框

4、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 ：式中： y0 标准反弯点高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层数E柱D 柱C柱A柱n=5j=5n=5j=5n=5j=5n=5j=55k=2.43y0=0.42k=2.15y0=0.41k=2.15y0=0.41k=2.43 y0=0.423=1y3 =0.03=1y3 =0.0.3=1y3 =0.03=

5、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=2.43 y0=0.474a1=1y1=0a1=1y1=0a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a2=1y2=0.0a3=1y3=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=2.15

6、y0=0.5k=2.43 y0=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表 6.5 ：虑 y3 修 正2n=5 j=2 k=2.43 y0=0.5 a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1.14 y3=0.0 y=0.5n=5 j=2 k=2.15 y0=0.5 a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1.27 y3=0.0 y=0.5n=5

7、j=2 k=2.15 y0=0.5 a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1.27 y3=0.0 y=0.5n=5 j=2 k=2.43 y0=0.5 a1=1 y1=0a2=1.23 y2=0.0 a3=1 y3=0.0y=0.4201n=5 j=1 k=2.77 y0=0.57 a2=0.875 y2=0 y=0.57n=5 j=1 k=2.46 y0=0.60 a2=1 y2=0 y=0.6n=5 j=1 k=2.46 y0=0.60 a2=1 y2=0 y=0.6n=5 j=1k=2.77 y0=0.57 a2=0.875 y2=0.0y=0.57注： 1、因为 层梁与下层 同

8、，所以不考2、对于虑 y2 修 正3、对于该品框架上 梁的刚度相 虑 y1。最上层，不考 值。最下层，不考 值。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：Vij Dij Vj ij D j风荷载作用下各层柱上下柱端弯矩按下式计算：M ib j V .i j y huijV .i j( 1 y )h风荷载作用下的轴柱端剪力和柱端弯矩计算如表表 6.6 ：6.6层 次柱 别D ijV ij ij V iD ijyMibj Vij .yhMiuj Vij .(1 y)h5E1.9315253970.423.4072108014.705195868D2.8134740340.414.

9、8448022866.971788656C2.8134740340.414.8448022866.971788656A1.9315253970.423.4072108014.7051958684E4.9214208760.479.71488480810.95508287D7.1685776760.4613.8496920716.25833417C7.1685776760.4613.8496920716.25833417A4.9214208760.479.71488480810.955082873E7.7383135520.516.2504584616.25045846D11.271684170

10、.523.6705367623.67053676C11.271684170.523.6705367623.67053676A7.7383135520.516.2504584616.250458462E10.555206230.522.1659330822.16593308D15.374790660.532.2870603932.28706039C15.374790660.532.2870603932.28706039A10.555206230.522.1659330822.165933081E8.8215980780.5724.1358923418.20777843D25.018360780.

11、672.0528790548.0352527C25.018360780.672.0528790548.0352527A8.8215980780.5724.1358923418.20777843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：nN i (Vbl Vbr )ki中跨弯矩： M1 ( M上 M下 ) 1i/ (1i 2i)M 2 (M上 M下 ) 2 i / 1(i 2 i )边跨弯矩： M 1 M上 M下剪

12、 力： Vb M b M b 轴 力：bl梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算如表 6.7 表 6.7 ：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 ）顶层上柱4.7056.9716.9714.705下柱3.4074.8454.8453.4075上柱10.95516.25816.25810.955下柱9.71513.8513.859.7154上柱16.2523.6723.6716.25下柱16.2523.6723.6716.253上柱22.16632.28732.28722.166下柱22.16632.28732.28722.166

13、2上柱26.84437.27337.27326.844下柱35.58455.9155.9135.584框架梁弯矩表层号梁 ED 跨（ KN m ）梁 DC 跨（ KN m ）梁 CA 跨（ KN m ）5M ED =4.705M DC =1.875M AC =4.705M DE =5.096M CD =1.875M CA =5.0964M ED =14.36M DC =5.676M AC =14.36M DE =15.426M CD =5.676M CA =15.4263M ED =25.926M DC =10.093M CA =25.926M DE 27.427MCD =10.093M DE

14、 27.4272M ED =38.416M DC =15.05M CA =38.416M DE =40.905M CD =15.05M DE =40.9051M ED =49.01M DC =18.712M AC =49.01M DE 50.848MCD =18.712M CA 50.848梁端剪力及柱轴力计算表层 号梁 别Mbl（ KN m ）Mbr （ KN m ）Vb （KN）NE（KN）ND （KN）NC（KN）N（A KN ）顶层ED4.7055.096-1.203-1.2030.067-0.0671.203DC1.8751.875-1.136CA5.0964.705-1.2035E

15、D14.36215.426-3.655-4.8580.282-0.2824.858DC5.6765.676-3.44CA15.42614.362-3.6554ED25.92627.427-6.546-11.4040.711-0.71111.404DC10.09310.093-6.117CA27.42725.926-6.5463ED38.41640.905-9.733-21.1371.3231.32321.137DC15.0515.05-9.121CA40.90538.416-9.7332ED49.0150.848-12.253-33.392.235-2.23533.39DC18.71218.712-11.341CA50.84849.01-12.2536.2、图 6.3、图 6.4.注： 1.表中梁端弯矩、剪力均以绕梁端截 面顺时针方向旋转为正；柱轴力以受压为 正。2.表中 M bl 、M br 分别表示同一梁 的左端弯矩及右端弯矩。 经计算风荷载作用下的框架内力图如：图图 6.2 风荷载作用下框架弯矩图 （单位： kN m）（单位： kN m）图 6.2风荷载作用下框架弯矩图图 6.3 风荷载作用下框架柱轴力图 （以受压为正 单位： kN ）图 6.4 风荷载作用下框架柱的剪力图（截面顺时针为正 单位： kN ）