風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力和位移計算

第7章風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力和位移計算由設(shè)計任務(wù)資料知，該建筑為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，室內(nèi)外高差為基本風(fēng)壓W二0.4KN/m2，地面粗糙度為C類，結(jié)構(gòu)總高度+二(基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)地面01m)。計算主要承重結(jié)構(gòu)時，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計算，即W=卩卩卩W

kzszo1、 因結(jié)構(gòu)咼度H=<30m，咼寬比三=<,故可取0=1.0;z2卩為風(fēng)荷載體型系數(shù)，本設(shè)計按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009--2012)中規(guī)2、 s定，迎風(fēng)面取，背風(fēng)面取，合計卩=。s3卩為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，本設(shè)計的地面粗糙度類別為C類，按下表選取風(fēng)壓高z度變化系數(shù)。橫向框架在風(fēng)荷載作用下的計算簡圖6軸線框架的負(fù)荷寬度B=(+)/2=。各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算如表：表層號離地面咼度Z(m)z0zsW(KN/0m2)h下(m)h上(m)F=0RRwB(h+h)/2(kN)i zsz0 下 上12

根據(jù)表，畫出6軸框架在風(fēng)荷載作用下的計算簡圖，如圖所示圖框架在風(fēng)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(bXh=250mmX600mm)：bh3120.250x0.6bh3120.250x0.6312=9x10-3（m4）EI c―bL2.8x107x9x10-373=3.5x104KN/m跨度為的梁(bXh=200mmX400mm)：I=2xbh3I=2xbh312=2x0.2x0.43=2.1x10-（3m4）EI=—^-bL=1.9x104KN/m2.8EI=—^-bL=1.9x104KN/m33框架柱的線剛度1、底層柱：A、D軸柱:500x5003500x500312=5.21x10-3（m4）EIi=EIi=—^-cch3.0x107x5.21x10-352=3.0x104KN/mB、C軸柱:500x50031^500x50031^=5.21x10-3（m4）El—c~~c

h3.0x107x5.21x10-352=3.0x104KN/m2、上層柱:A、D軸柱:500x50031^500x50031^=5.21x10-3（m4）EI—c~~c

h3.0x107x5.21x10-339=4.0x104KN/mB、C軸柱：I=500x5003=5.21x10-3（m4）c12EIi=EIi=—^-c

ch3.0x107x5.21x10-339=4.0x104KN/m側(cè)移剛度D計算框架柱剛度修正系數(shù)「計算公式見表： 表表各層柱側(cè)向剛度計算層次柱別KacD（kN/m）ijYD（KN/m）ij屋面層A946744180B12623

C12623D9467四A946744180B12623C12623D9467A946744180B12623C12623D9467A946744180B12623C12623D9467首層A705630354B8121C8121D7056VAu= /—風(fēng)荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算，即有：j工Dij式中Vj 第j層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)2D2Dij第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和；j 第j層的層間側(cè)移。各層樓板標(biāo)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：u Au Au第j層側(cè)移：’j=1u=2Au頂點側(cè)移： j=1框架在風(fēng)荷載作用下側(cè)移的計算過程詳見表：樓面F(KN)jV(KN)j工D(KN/m)ijAu(m)jh(m)Au/hj544180444180344180244180130354u=丈Au二0.00311jj=1側(cè)移驗算：由《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)表可知，對于框架結(jié)構(gòu)，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。內(nèi)力計算框架在風(fēng)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，即式中 y0 標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度；y1 因上、下層梁剛度比變化的修正值；因上層層高變化的修正值；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A、D軸邊框架柱B、C軸中框架柱K二yo—K二叮a—1y—01a—1y=011i五層a—1y—03a—1y=0333y-+0+0-y—+0+0—K—yo—K二叮a—1y—01a—1y=011i四層a1y—02a1y—0222a—1y—03a—1y—0333y-+0+0+0-y—+0+0+0-K—托—K二叮a—1y—01a—1y—01ii三層a1y—02a1y—0222a—1y—03a—1y—0333y-+0+0+0-y—+0+0+0—

K二托=K二托=K= yo=c= 1=0a=1=0ayayiiii二層a=1=0a=1=0ayay2222二=0==0ayay3333y=+0+0+0二y=+0+0+0二K二y二K= y0=00一層a=1y=0a=1y=01i1i二=0==0aya y2222y=+0+0=y=+0+0=彎矩及剪力計算風(fēng)荷載作用下的柱端剪力按下式計算，即：DV..=v

j乙書VDjij式中Vj 第j層第i柱的層間剪力;Vj――第j層的總剪力標(biāo)準(zhǔn)值;Dij——第j層所有柱的抗側(cè)剛度之和;Dj 第j層第i柱的抗側(cè)剛度。風(fēng)荷載作用下的柱端彎矩按下式計算，即M=V(1-y)hc上jM=VyhC下 j風(fēng)荷載作用下的柱端剪力和柱端彎矩計算列于下表。柱樓層Vj(KN)Dij(KN/m)YDij(KN/m)D匸 j工DijVij(KN)yyh(m)Mc上(KN-m)Mc下(KN-m)A軸59467441804946744180軸邊柱39467441802946744180柱1705630354B軸5126234418041262344180軸中3126234418021262344180柱1812130354C軸5126234418041262344180軸中3126234418021262344180柱1812130354D軸邊柱5946744180494674418039467441802946744180

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(jìn)而由梁的平衡條件求出梁端剪力。風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩按下式計算，即 b——（M +M）K左+K右 c下j+i c上上bbK右 b K左+K右bbM+M）c下下+1 c上jK右 b K左+K右bbM+M）c下下+1 c上j式中：Mb”Mb￡j—表示第j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、K右—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；Mc下j+1、Mc上表示第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(fēng)荷載作用下的梁端彎矩計算列于表和梁端彎矩mab、mdc計算表樓層柱端彎矩柱端彎矩之和M（）AB柱端彎矩柱端彎矩之和M（）DC5//432

1梁端彎矩M=M、M=M計算：BACDBCCB樓層柱端彎矩柱端彎矩之和K左（）K右（kN/m）M（）BAM（）BC54321依據(jù)表—表，畫出框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩圖，如圖所示。圖框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩圖（單位：）風(fēng)荷載作用下的