风荷载作用下的内力和位移计算.docx

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0.45m基本风压，地面粗糙度为C类，结构总高度19.8+0.45=20.25m（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

1、因结构高度H=20.25m<30m,高宽比20.25÷18.2=1.11＜1.5,故可取；
2、为风荷载体型系数，本设计按《建筑结构荷载规范》（GB50009--2012）中规定，迎风面取0.8，背风面取0.5，合计=1.3。

3、为风压高度变化系数，本设计的地面粗糙度类别为C类，按下表选取风压高度变化系数。

7.1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=（6.6+6.6）/2=6.6m。
各层楼面处集中风荷载标准值计算如表7.1：

表7.1

层号离地面高度Z（m）
W0(KN/m2)
h下(m)
h上(m)14.650.651.01.30.44.653.99.5428.550.651.01.30.43.93.98.70312.450.651.01.30.43.93.98.70416.350.651.01.30.43.93.98.70520.250.741.01.30.43.91.06.22
根据表7.1，画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图，如图7.2所示：

图7.2框架在风荷载作用下的计算简图

7.2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2.0，框架梁的线刚度计算：
跨度为7.3m的梁（b×h=250mm×600mm）：

跨度为3.3m的梁(b×h=200mm×400mm）：

7.2.1.1框架柱的线刚度
1、底层柱：
A、D轴柱：

B、C轴柱：

2、上层柱：
A、D轴柱：

B、C轴柱：

7.2.1.2侧移刚度D计算
框架柱刚度修正系数计算公式见表7.3:表7.3

表7.4各层柱侧向刚度计算
层次柱别屋面层A0.8750.30946744180B1.350.4012623C1.350.4012623D0.8750.309467四A0.8750.30946744180B1.350.4012623C1.350.4012623D0.8750.309467三A0.8750.30946744180B1.350.4012623C1.350.4012623D0.8750.309467二A0.8750.30946744180B1.350.4012623C1.350.4012623D0.8750.309467首层A1.170.53705630354B1.800.618121C1.800.618121D1.170.537056
风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即有：
式中------第j层的总剪力标准；
--------第j层所有柱的抗侧刚度之和；
--------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：
第j层侧移：顶点侧移：
框架在风荷载作用下侧移的计算过程详见表7.5：表7.5
楼面56.226.22441800.00012293.90.000031548.7014.92441800.00033773.90.000086638.7023.62441800.00053463.90.000137128.7032.32441800.00073163.90.000187619.5441.86303540.00137914.650.0002652
侧移验算：由《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）表3.73可知，对于框架结构，楼层间最大位移与层高之比的限值为1/550=0.0018。本框架的层间最大位移与层高之比在底层，其值为0.0002652<0.0018，框架侧移满足要求。

7.3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

式中-----标准反弯点高度；
-----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7.6。

表7.6
楼层A、D轴边框架柱B、C轴中框架柱

五层=0.875=0.35
=1=0
=1=0
y=0.35+0+0=0.35=1.35=0.37
=1=0
=1=0
y=0.37+0+0=0.37

四层=0.875=0.40
=1=0
=1=0
=1=0
y=0.40+0+0+0=0.40=1.35=0.45
=1=0
=1=0
=1=0
y=0.45+0+