一榀框架水平风载.doc

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。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： 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： -基本风压，表示风振系数 表示风荷载体形系数表示风压高度变化系数 表示迎风面计算面积 表示迎风面宽度 表示迎风面计算高度,根据荷载规范表8.2.1要求，取=0.85。h=28.15m30m风振系数=1.0。风荷载体形系数取值根据规范确定：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 ： ，计算过程如表6.3。表6.3：层号层高离地高度54.221.4511.30.780.6562.49.49 44.217.2511.30.690.6564.214.69 34.213.0511.30.650.6564.213.84 24.28.8511.30.650.6564.213.84 14.24.6511.30.650.6566.7522.24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：第j层在风荷载作用下的总剪力标准值； 第j层在风荷载作用下该层所有柱的抗侧移刚度的总和； 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59.499.4939818.10.0002383344.20.0000567414.6924.1839818.10.0006072624.20.0000540313.8438.0239818.10.0009548424.20.0000790213.8451.8639818.10.0013024234.20.0001000122.2474.133842.90.0024690194.20.0001700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0.000171/550=0.0018,满足要求。1.1.5 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 式中：标准反弯点高度与该层框架柱的比值 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 该层框架因上层层高与该层层高不一致的修正值 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5n=5 j=5k=2.43 y0=0.423=1 =0.0y=0.42n=5 j=5k=2.15 y0=0.413=1 =0.0.y=0.41n=5 j=5k=2.15 y0=0.413=1 =0.0y=0.41n=5 j=5k=2.43 y0=0.423=1 =0.0y=0.424n=5 j=4k=2.43y0=0.47a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.47n=5 j=4k=2.15y0=0.46a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.46n=5 j=4k=2.15y0=0.46a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.46n=5 j=4k=2.43y0=0.47a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.473n=5 j=3k=2.43y0=0.5a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.5n=5 j=3k=2.15y0=0.5a1=1 y2=0a2=1 y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.5n=5 j=3k=2.15y0=0.5a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.5n=5 j=3k=2.43y0=0.5a1=1 y1=0a2=1.23y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.52n=5 j=2k=2.43y0=0.5a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1.14 y3=0.0y=0.5n=5 j=2k=2.15y0=0.5a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1.27y3=0.0y=0.5n=5 j=2k=2.15y0=0.5a1=1 y1=0a2=1 y2=0.0a3=1.27y3=0.0y=0.5n=5 j=2k=2.43y0=0.5a1=1 y1=0a2=1.23y2=0.0a3=1 y3=0.0y=0.4201n=5 j=1k=2.77 y0=0.57a2=0.875 y2=0y=0.57n=5 j=1k=2.46y0=0.60a2=1 y2=0y=0.6n=5 j=1k=2.46y0=0.60a2=1 y2=0y=0.6n=5 j=1k=2.77y0=0.57a2=0.875 y2=0.0y=0.57 表6.5：注：1、因为该品框架上层梁与下层梁的刚度相同，所以不考虑y1。2、对于最上层，不考虑y2修正值。3、对于最下层，不考虑y3修正值。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： 风荷载作用下各层柱上下柱端弯矩按下式计算： 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：层次柱别y5E1.9315253970.423.4072108014.705195868D2.8134740340.414.8448022866.971788656C2.8134740340.414.8448022866.971788656A1.9315253970.423.4072108014.7051958684E4.9214208760.479.71488480810.95508287D7.1685776760.4613.8496920716.25833417C7.1685776760.4613.8496920716.25833417A4.9214208760.479.71488480810.955082873E7.7383135520.516.2504584616.25045846D11.271684170.523.6705367623.67053676C11.271684170.523.6705367623.67053676A7.7383135520.516.2504584616.250458462E10.555206230.522.1659330822.16593308D15.374790660.532.2870603932.28706039C15.374790660.532.2870603932.28706039A10.555206230.522.1659330822.165933081E8.8215980780.5724.1358923418.20777843D25.018360780.672.0528790548.0352527C25.018360780.672.0528790548.0352527A8.8215980780.5724.1358923418.20777843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：中跨弯矩： 边跨弯矩： 剪 力： 轴 力：梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算如表6.7。表6.7：框架柱弯矩表柱号层号中柱E（）中柱D（）中柱C（）边柱A（）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22.16632.28732.28722.1662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（）梁DC跨（）梁CA跨（）5=4.705=1.875=4.705=5.096=1.875=5.0964=14.36=5.676=14.36=15.426=5.676=15.4263=25.926=10.093=25.92627.427=10.09327.4272=38.416=15.05=38.416=40.905=15.05=40.9051=49.01=18.712=49.0150.848=18.71250.848梁端剪力及柱轴力计算表层号梁别（）（）（KN）（KN）（KN）（KN）（KN）顶层ED4.7055.096-1.203-1.2030.067-0.0671.203DC1.8751.875-1.136CA 5.0964.705-1.2035ED14.36215.426-3.655-4.8580.282-0.2824.858DC5.6765.676-3.44CA15.42614.362-3.6554ED25.92627.427-6.546-11.4040.711-0.71111.404DC10.09310.093-6.117CA27.42725.926-6.5463ED38.41640.905-9.733-21.1371.323-1.32321.137DC15.0515.05-9.121CA40.90538.416-9.7332ED49.0150.848-12.253-33.392.235-2.23533.39DC18.71218.712-11.341CA50.84849.01-