風荷載作用下的內(nèi)力和位移計算

1、1、2、定，迎風面取，背風面取，合計s-000.7(a)正多邊形(包括矩形平面 7060.5 P7-0.50第7章風荷載作用下的內(nèi)力和位移計算由設計任務資料知，該建筑為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構體系，室內(nèi)外高差為基本風壓00.4KN/m2,地面粗糙度為C類，結(jié)構總高度+二(基礎頂面至室內(nèi)地面im)。計算主要承重結(jié)構時，垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，應按下式計算，即wkzszwo因結(jié)構高度H=<30m高寬比+=<,故可取z1.0；s為風荷載體型系數(shù)，本設計按建筑結(jié)構荷載規(guī)范(GB50009-2012)中規(guī)3、z為風壓高度變化系數(shù)，本設計的地面粗糙度類別為C類，按下表選取風壓高度變化系

2、數(shù)表MN.1風壓高度變化系數(shù)用醫(yī)睡固噓降平面高度地面粗播度類別ABCI)廠5】-0&1.00。.650.51LC11.褪I.0O0.650.51151.42I.L3d650.51加】.52LS367t0.51301.671.3電O.88口，51401.79L521.000.6050L891.62LQ0.69601,971.71L2Daw702.051,79U2K0.S02.12L87I.35d919。2.18L931.430,9H11002.232.001.50L04橫向框架在風荷載作用下的計算簡圖6軸線框架的負荷寬度B=(+)/2=。各層樓面處集中風荷載標準值計算如表：層號離地向圖度

3、Z(mzzsW(KN/m2)h下(m)h上(m)FizszW0B(h下+h上)/2(kN)12345根據(jù)表，畫出6軸框架在風荷載作用下的計算簡圖，如圖所示:圖框架在風荷載作用下的計算簡圖位移計算框架梁柱線剛度計算考慮現(xiàn)澆樓板對梁剛度的加強作用，故對6軸線框架（中框架梁）的慣性矩乘以，框架梁的線剛度計算:跨度為的梁(b 義 h=250mrH 600mm:bh32 -120.250 0.631210 3(m4)ibE3L2.87310 9 107.3-43.5 10 KN /m跨度為的梁（bXh=200mm；400mm：ib2。30.2 0.4124.2.1 10-3( m4)E3L2.87310

4、2.13 1041.9 10 KN /m3.3框架柱的線剛度1、底層柱:A、D軸柱:Ic3500 500125.21103 / 4、(m )icEcIcc ch3.0107 5.215.210 343.0 104KN /mB、C軸柱:500Ic500312345.21 10 (m )733.0 105.21 105.23.0410 KN2、上層柱:A、D軸柱:Ic5005003125.21 103 / 4、(m )B、ELc c3.0107 5.2110 33.94.0410 KNC軸柱:Ic3500 5005.21 10123(m4)ELh3.073105.21 103.944.0 10 K

5、N /m框架柱剛度修正系數(shù)仃計算公式見表:側(cè)移剛度D計算I位置L邊柱中柱Kcrq4K_&ST+幾-NK般，工.柱a=底4i2去十%層柱U71Q,7K-_-*0.5+K2+K表表各層柱側(cè)向剛度計算層次柱別KcDjkN/mDijKN/m屋間層:A946744180B12623C12623D9467四A946744180B12623C12623D9467二A946744180B12623C12623D9467二A946744180B12623C12623D9467首層A705630354B8121C8121D7056VjDj風荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算，即有:uj式中Vj-第j層的

6、總剪力標準;Dj第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和;uj第j層的層間側(cè)移。各層樓板標高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和。頂點側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和，即有:UiUjuUj第j層側(cè)移：j1頂點側(cè)移：j1框架在風荷載作用下側(cè)移的計算過程詳見表：表樓面Fj(KN)Vj(KN)Dj(KN/m)Uj(m)h(m)Uj/h5441804441803441802441801303545uUj0.00311j1側(cè)移驗算：由高層建筑混凝土結(jié)構技術規(guī)程(JGJ3-2010)表可知，對于框架結(jié)構，樓層間最大位移與層高之比的限值為1/550=。本框架的層間最大位移與層高之比在底層，其值為<,框架側(cè)移滿足要求。表3

7、,工3樓層層間最大位移與層高之比的限值)結(jié)構體系限值框架1/550框架剪力墻.框架-核心筒、板柱-剪力墻1/8001篙中筒，剪力墻1/1000除框架結(jié)構外的轉(zhuǎn)換層P1/1000內(nèi)力計算框架在風荷載作用下的內(nèi)力計算采用D值法。計算過程如下:反彎點高度計算反彎點高度比按下式計算，即yv。yiy2V3式中y0-標準反彎點高度；y1-因上、下層梁剛度比變化的修正值;y2-因上層層高變化的修正值；y3-因下層層高變化的修正值。反彎點高度比的計算列于表。樓層AD軸邊框架柱B、C軸中框架柱K=yo=K=Vo=1=1Vi=oi=1y1=0五層3=1y3=03=1y3=0y=+0+0=y=+0+0=K=Vo=k

8、=y0=i=1yi=。1=1y1=0四層2=1y2=02=1y2=0=1y=03y3=1y=03y3y=+0+0+0=y=+0+0+0=K=Vo=K=Vo=i=1yi=01=1y1=0三層2=1y2=02=1y2=03=1y3=03=1y3=0y=+0+0+0=y=+0+0+0=K=Vo=K=y0=1=1y1=01=1y1=0二層=1y=02y22=1y2=0=y=03y33=y3=0y=+0+0+0=y=+0+0+0=K=Vo=K=Vo=一層1=1y1=0=1y=01y12=y2=02=y2=0y=+0+0=y=+0+0=彎矩及剪力計算風荷載作用下的柱端剪力按下式計算，即:VijD jVjD

9、ij j式中Vij-第j層第i柱的層間剪力;Vj-第j層的總剪力標準值;Dij第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和;Dij-第j層第i柱的抗側(cè)剛度。風荷載作用下的柱端彎矩按下式計算，即M讓Vij(1y)hMc下Vijyh風荷載作用下的柱端剪力和柱端彎矩計算列于下表。表柱樓層Vj(KNDij(KN/m)Dij(KN/mD-ijD-ijVVij(KN)yyh(m)M讓(KNm)Mc下(KNm)A軸59467441804946744180邊3946744180柱29467441801705630354B5126234418041262344180軸31262344180中21262344180柱1812130

10、354C5126234418041262344180軸31262344180中21262344180柱1812130354D59467441804946744180軸3946744180邊2946744180柱1705630354梁端彎矩及剪力計算由節(jié)點平衡條件，梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，將節(jié)點左右梁端彎矩之和按左右梁的線剛度比例分配，可求出各梁端彎矩，進而由梁的平衡條件求出梁端剪力。風荷載作用下的梁端彎矩按下式計算，即.KbKbMb左ijTTU/右（Mc下j1Mc±j）Mb右ij左b右（Mc下j1Mc上j）中柱.KbKbKbKb邊柱：Mb總ij（McTj1Mc上j）式中：Mb左

11、ij、“跖匚-表示第上層第i節(jié)點左端梁的彎矩和第j層第i節(jié)點右端梁的彎矩；K左/右一r.、r、,、一r,、r、,Kb、Kb表示第j層第i節(jié)點左端梁的線剛度和第j層第i節(jié)點右端梁的線剛度；McTj1、“，上j表示第j層第i節(jié)點上層柱的下部彎矩和第j層第i節(jié)點下層柱的上部彎矩。風荷載作用下的梁端彎矩計算列于表和梁端彎矩"AB、MDC計算表樓層柱端彎矩柱端彎矩之和MAb()柱端彎矩柱端彎矩之和IUc()5/4321梁端彎矩M/=Md、Mc=MCb計算:表樓層柱端彎矩柱端彎矩之和Kb左()Kb右(kN/m)MBa()Mbc()54131211依據(jù)表一表，畫出框架在風荷載作用下的彎矩圖，如圖所示子22 *8管.”型4多/Wtmr7777圖 框架在風荷載作用下的彎矩圖（單位：）風荷載作用下的梁端剪力計算見詳表表樓層MAb(kN/m)MBa(kN/m)Na=ba(kN)MBc(kN/m)MCb(kN/m)VbC=V；b(kN)54321依據(jù)表，畫出框架在風荷載作用下的剪力圖，如圖所示zG-4.0745Se0e5 75©©ri6e©o763©7WWrVl72