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1、七、水平荷载（风荷载）计算1、设计资料基本风压： ，地面粗糙度类别为C 类。房屋高度2/35.0mKNH=21.9m。2、荷载计算风荷载近似按阶梯形分布，首先应将其简化为作用在框架节点上的节点荷载。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 0kzsz式中 风荷载标准值（ KN/m） ； KW高度 z 处的风振系数，结构高度 H=21.9m30m，故取z Z=1.0；风荷载体型系数，对于矩形截面 =1.3； ss风压高度变化系数（地面粗糙度类别为 C 类） ；z基本风压（KN/m） ；0w风压高度变化系数 可查荷载规范取得。将风荷载换算成作用与框架每层z节点上的集中荷载，计算过程如下表所示
2、。表中 z 为框架节点至室外地面的高度，A 为一榀框架各层节点的受风面积表 4.1层次 zs0wZ0kzszA(m2)PK(kN)=A k6 1.0 1.3 0.35 1.00 0.46 5.85 2.695 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 14.63 5.564 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 16.88 6.413 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.512 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.511 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 24.3 8.2623.45.)2/6.(mA21432. 24 8
3、.65)/6/9( m25 63.145)2/6./9.3( mA2684故风荷载下的计算简图为：图 4.13 风荷载计算简图3. 风荷载下的横向框架内力计算反弯点法3.1 各柱剪力按刚度分配法计算公式为： 1ijijpisjjDV式中， 为该平面框架 i 层总剪力；piV为 i 层第 j 根柱分配到的剪力；ij 为 i 层第 j 根柱的抗侧刚度；ijD为 i 层 s 根柱的抗侧刚度之和。1sijj3.2 各层柱的剪力分配和柱端弯距的计算第六层： V=2.69KNG 柱： 43.176.29KKN/M043.12DH 柱： 59.8.)(KN/M74621.59.J 柱： .0.3)(KKN/
4、M8.42.2DL 柱： 43.176.9 04.26.17243.1DKN/MKN/M8.0.0.24DG 柱剪力： KNV41698.136H 柱剪力： .7J 柱剪力： 0.24.6L 柱剪力： KNV198.130第五层： V=3.34+5.56=8.25KNG 柱： 4.25.6KKN/M7093814.2DH 柱： 8.64.2)(KN/M51.876.J 柱： 87.654.2)1396(KKN/M.872.6DL 柱： 14.25.93 75.09.31284.2DKN/MKN/M6.7.0DG 柱剪力： KNV351286.45H 柱剪力： 7.J 柱剪力： .15L 柱剪力
5、： KNV35.1286.40第四层： V=2.69+5.56+6.41=14.66KNG 柱： 9.0.3KKN/M26.1298.1DH 柱： 35.67)(KN/M94.135.62.2J 柱： .)(KKN/M67.5.2DL 柱： KN/M98.10.3 92.06.31298.1DKN/M72.542.9G 柱剪力： KNV36.17.504H 柱剪力： 90429J 柱剪力： .4L 柱剪力： KNV36.2.147.5904第三层： V=2.69+5.56+6.41+5.51=20.17KNG 柱剪力： .3H 柱剪力： V8461720594J 柱剪力： KN.3L 柱剪力：
6、 372第二层： V=2.69+5.56+6.41+5.51+5.51=25.68KNG 柱剪力： KNV13.468.572.90H 柱剪力： 71J 柱剪力： .52L 柱剪力： KNV13468790第一层： V=2.69+5.56+6.41+5.51+5.51+8.26=33.94KNG 柱： 29.73.16KKN/M04.16327.29.)50(DH 柱： 4.8.259KN/M85.4.7)(2J 柱： 3.7.163KKN/M.163.2)50(2DL 柱： KN/M9.7.1K 04.16327.29.)50(DKN/M78.5.1804G 柱剪力： KNV263.1H 柱
7、剪力： .09.785J 柱剪力： KNV86.1094.378.51L 柱剪力： 213.3 水平风荷载作用下楼层层间位移验算表 4.2层次()iFKN()iV(/)iDKNm()iu()ihm/eiuh6 2.69 2.69 134800 0.012 2600 1/2166665 5.56 8.25 46000 0.073 3900 1/534244 6.41 14.66 57200 0.170 3600 1/211763 5.51 20.17 57200 0.267 3600 1/134832 5.51 25.68 57200 0.363 3600 1/99171 8.26 33.94
8、57800 0.502 4600 1/9163最大层间弹性位移角 =1/91631/550，满足规范要求。e3.4 风荷载框架内力计算近似取上部各层柱子的反弯点在柱子中点，因为底层柱的底端为固定端，底层反弯点设在 处。123h根据各柱分配到的剪力及反弯点位置 yh 计算第 i 层第 j 个柱端弯矩上端弯矩： M =V h（1-y） 下端弯矩： M = V hytij bijij各柱柱端弯距见下表：（单位：KNm）表 4.3层次 端点 G 柱 H 柱 J 柱 L 柱上 0.411.3=0.530.941.3=1.220.941.3=1.220.411.3=0.536下 0.411.3=0.530
9、.941.3=1.220.941.3=1.220.411.3=0.53上 1.351.95=2.632.781.95=5.422.781.95=5.421.351.95=2.635下 1.351.95=2.632.781.95=5.422.781.95=5.421.351.95=2.63上 2.361.8=4.254.901.8=8.824.901.8=8.822.361.8=4.254下 2.361.8=4.254.901.8=8.824.901.8=8.822.361.8=4.25上 3.241.8=5.836.841.8=12.316.841.8=12.313.241.8=5.833下
10、3.241.8=5.836.841.8=12.316.841.8=12.313.241.8=5.83上 4.131.8=7.438.711.8=15.688.711.8=15.684.131.8=7.432下 4.131.8=7.438.711.8=15.688.711.8=15.684.131.8=7.43上 6.121.2=7.3410.861.2=13.0310.861.2=13.036.121.2=7.341下 6.122.4=14.6910.862.4=26.0610.862.4=26.066.122.4=14.69当计算出了框架在水平力作用下的柱端弯矩值后，求梁端弯矩时，由柱端弯矩
11、，并根据节点平衡来求。对于边跨梁端弯矩：M =M +Mbitjbji,1对于中跨，由于梁的端弯矩与梁底线刚度成正比，因此，M =（M +M ） M =（M +M ）lbitijbj,1rblirbitijbj,1rblitijlbirbilbiMrbiMbi+1j， 表 4.4GH 跨 HJ 跨 JL 跨层次左端 右端 左端 右端 左端 右端60.53 28.05.13961.22-0.28= 0.941.22-0.28= 0.9428.05.13960.5350.53+2.63=3.16 51.396.)4(1.22+5.42-1.51=5.131.22+5.42-1.51=5.13 51.
12、396.)4(0.53+2.63=3.1642.63+4.25=6.88 23.96.)84(5.42+8.82-3.23=11.015.42+8.82-3.23=11.01 23.96.)84(2.63+4.25=6.8834.25+5.83=10.08 79.4516.)8(8.82+12.31-4.79=16.348.82+12.31-4.79=16.34 79.4516.)8(4.25+5.83=10.0825.83+7.43=13.26 35.61.)82(12.31+15.68-6.35=21.6412.31+15.68-6.35=21.64 35.61.)82(5.83+7.43
13、=13.261 7.43+7.34=14.77 51.69.)08(15.68+13.03-6.51=22.215.68+13.03-6.51=22.2 51.69.)08(7.43+7.34=14.77 图 4.14 左风荷载弯矩图（单位：KNm）剪力计算表 4.5梁 柱层次 GH 跨 HJ 跨 JL 跨G H J L6(0.53+0.28）/7.8= 0.10（0.94+0.94）/2.4=0.78(0.53+0.28）/7.8= 0.100.532/2.6=0.411.222/2.6=0.941.222/2.6=0.940.532/2.6=0.415（3.16+1.51）/7.8= 0.
14、60（5.13+5.13）/2.4=4.28（3.16+1.51）/7.8= 0.602.632/3.9=1.355.422/3.9=2.785.422/3.9=2.782.632/3.9=1.354（6.88+3.23）/7.8=1.30（11.01+11.01）/2.4=9.16（6.88+3.23）/7.8=1.304.252/3.6=2.368.822/3.6=4.908.822/3.6=4.904.252/3.6=2.363（10.08+4.79）/7.8=1.91（16.34+16.34）/2.4=13.62（10.08+4.79）/7.8=1.915.832/3.6=3.2412.312/3.6=6.8412.312/3.6=6.845.832/3.6=3.242（13.26+6.35）/7.8=2.51（21.64+21.64）/2.4=18.03（13.26+6.35）/7.8=2.517.432/3.6=4.1315.682/3.6=8.7115.682/3.6=8.717.432/3.6=4.131（14.77+6.51）/7.8=2
