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1、第 7 章 风荷载作用下的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，室外高差为 0.45m基本风压O = 0.4KN/m2，地面粗糙度为C类，结构总高度19.8+0.45=20.25m(基0础顶面至室地面 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W =卩卩卩Wk z s z o1、因结构高度 H=20.25m30m，高宽比 20.25一18.2=1.11V1.5，故可取 0 = 1.0 ；z2卩为风荷载体型系数，本设计按建筑结构荷载规(GB500092012)中规定,2、s迎风面取0.8，背风面取0.5，合计卩=1.3。s(a)正
2、多边形(包描矩形平面3卩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 z度变化系数。衆&2 1 风压髙境覺化蕪数压平聞爲眶肮面粗档度类別AB匚L；15沁3010出 丸718()ICX;1. 091. 28 1”仁 .k 671. 791. S91. D7 沢皿2. J2 2一 1A1. 001. -JO1- U” S3L. 39L曲1. 521- 7：1. ?&1*叙1-汨2. 00:65:.65：1. 71U.昭1. i：C1. 10I. 20.2&1. :S61 - 431. ：0匚51 l；. 51 二 5 1. 5 U, b LfiC :：.59 :：.77 J.
3、j.耳 L0- S8i. 047.1 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)zpzsW (KN/0m2)h下(m)h上(m)F 二卩 R R w B (h + h )/2 ( kN )iz s z 0下上14.650.651.01.30.44.653.99.5428.550.651.01.30.43.93.98.70312.450.651.01.30.43.93.98.70416.350.651.01.0.43.93.98.703520.250.741.
4、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：20,250图 7.2 框架在风荷载作用下的计算简图7.2 位移计算7.2.1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(bXh=250mmX600mm)：bh3120.250 x O.6312=9 x10-3(m 4). El2.8 x 107 x 9 x 10 -3i = =b L7.3=3.5x104KN /m跨度为 3.3m 的梁(bXh=200mmX400mm)：比=2x O2x
5、43 = 2.1x 10(m4)12 12EIcbL2.8 x 107 x 2.13 x 10-333=1.9x104KN /m7.2.1.1 框架柱的线刚度1、底层柱：A、D轴柱：500 x 50031=5.21x10-3(m4)EIi = ch3.0x 107 x5.21x 10-352= 3.0 x 104 KN / mB、C轴柱:500 x 50031=5.21x10-3(m4)EIi = ch3.0x 107 x5.21x 10-352= 3.0 x 104 KN / m2、上层柱：A、D轴柱:500 x 500312=5.21x 10-3（m 4）EIi = ccch3.0x 10
6、7 x5.21x 10-339=4.0x104KN /m=EL = 3.0x107 x521x10-3 = 4.0x 104KN/m hB、C 轴柱：I = 500 x 5003 = 5.21x 10-3（m4） c 123.9i c7.2.1.2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位萱边柱中柱KA+ 冬 + b +般hh柱 2 + K底AhK-宀层k o込+ K柱77TiT-Lt 2+K表7.4 各层柱侧向刚度计算层次柱别KacD（kN/m） ij工 D（KN / m）ij屋面层A0.8750.30946744180B1.350.4012623C1.350.40126
7、23D0.8750.309467四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工Dij第 j 层所有柱的抗侧刚度之和；VAu j 风荷载作用下框架的层间侧移
8、可按下式计算，即有：j工Dij式中 Vj 第 j 层的总剪力标准j 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：u E Auu g Au第j层侧移：i ji j顶点侧移：j-i j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F (KN)jV (KN)jE D (KN / m) ijAu (m)jh(m)Au / h j56.226.22441800.00012293.90.000031548.7014.92441800.00033773.90.000086638.7023.62441800.00053463.
9、90.000137128.7032.32441800.00073163.90.000187619.5441.86303540.00137914.650.0002652u = Au = 0.00311jj=i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0.00026520.0018，框架侧移满足要求。表X7.3楼层层间最大位移与层高之比的限值结构体系Aw/A限佰框架1/550框架剪力墙*抿架，核心筒、板柱剪力墙1/800筒中筒、剪力墙1/1000
10、除框架结构外的转换层1/10007.3 力计算框架在风荷载作用下的力计算采用D值法。计算过程如下:7.3.1反弯点高度计算反弯点高度比按下式计算，即式中y0标准反弯点高度；y1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K =0.875y =0.35K =1.35y =0.3700a = 11y =01a = 11y =01五层a = 1y =0a = 1y =03333y=0.35+0+0=0.35y=0.37+0+0=0.37k =0.875y =0.40K =1.35y =0.4
11、500a = 11y =01a = 11y =01四层a = 1y =02a = 1y =0222a = 1y =0a = 1y =03333y=0.40+0+0+0=0.40y=0.45+0+0+0=0.45K =0.875y =0.450K =1.35y =0.470a = 11y =01a = 11y =01三层a = 1y =02a = 1y =0222a = 13y =03a = 13y =03y=0.45+0+0+0=0.45y=0.47+0+0+0=0.47K =0.875y =0.500K =1.35y =0.500a = 11y =01a = 11y =01二层a = 1y =02a = 1y =0222a = 1-333y =03a = 1333y =03y=0.50+0+0+0=0.50y=0.50+0+0+0=0.50K =1.17y =0.650K =1.80y =0.650一层a = 11y =01a = 11y =01a = 0.75y =02a = 0.75y =0222y=0.65+0+0=0.65y=0.65+0+0=0.657.3.2 弯矩及剪力计算风荷载作用下的柱端剪力按下式计算，即：DV = i ij 工 D j ij式中Vj第j层第i柱的层间剪力;-第j层的总剪力标准值;2 Dij第j层所有柱的抗侧刚度之
