框架结构风荷载作用下弯矩计算

4.风荷载作用下的弯矩计算

4. 1 风荷载标准值的计算 kzsz0

其中k——垂直与建筑物单位面积上的风荷载标准值

z——Z高度上的风振系数，因结构高度H=18m<30m，B=14.4m，H/B=1.25<1.5,可取1.0

s——风荷载体型系数 根据建筑物体型查得s=1.3

z——Z高度处的风压高度变化系数，可根据地面粗糙程度C类和各层离地面高度查规范求得

0——基本风压 取 0.45kN/m2

B——迎风面的宽度 B=6m

表4.6.1 集中 风荷载标准值计算 层次 1 2 3 4 5 离地高度 z z 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 s 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 0(KN/m2) k(KN/m2) 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.43 0.43 0.43 0.44 0.48 A(m2) 27.3 21.6 21.6 21.6 21.6 Fk(KN) 11.739 9.288 9.288 9.504 10.368 4.55 0.74 8.15 0.74 11.75 0.74 15.35 0.75 18.95 0.82

等效节点集中风荷载如图：

图4.6.1 风荷载作用下结构计算简图

4. 2 风荷载作用下抗侧移计算

侧移刚度D计算：

底层侧移刚度：（底层柱高=4.55m） A轴柱 B轴柱 C轴柱 D轴柱 Ki ic5.4104(5.44.7)104(5.44.7)1045.41040.76 1.42 1.42 0.76 7.11047.11047.11047.1104c0.5K 2K12iDjkc2c h0.46 0.56 839 表4.6.2底层侧移刚度D

0.56 3046 0.46 131 Dj 2-5层侧移刚度：（标准层高度=3.6m） A轴柱 B轴柱 C轴柱 D轴柱 25.41040.629.0104Ki 2ic25.41042(5.44.7)1042(5.44.7)1040.61.121.1229.010429.010429.0104 0.23 19167 0.36 3 0.36 0.23 167 K 2K12iDjkc2chc Dj 98334 表4.6.3 2-5层侧移刚度D 层次 Fk(KN) Vi(KN) Dj Vi Djhi(m) 层间相对转角 5 4 3 2 1 10.368 9.504 9.288 9.288 11.739 10.368 19.872 29.160 38.448 50.187 98334 98334 98334 98334 839 0.000105 0.000202 0.000297 0.000391 0.000598 3.6 3.6 3.6 3.6 4.55 1/34286 1/17822 1/12121 1/9207 1/7609 表4.6.4 各层间相对转角

侧移验算：层间侧移最大值1/7609＜1/550，满足要求。

4.3风荷载作用下内力计算

求得框架柱侧向刚度后，根据下式可将层间总剪力分配给该层各柱： VjkDjkDk1mVj

jk式中 Vjk———第j层第k柱所分配到的剪力

Djk———第j层第k柱的侧向刚度D值 m———第j层框架柱数

Vj———第j层框架柱所承受的层间总剪力

求得各柱所承受的剪力后，假定除底层柱以外，其余各柱的上下端节点 转角均相

同，即除底层柱以外，其余各层框架柱的反弯点位于高层的中点，对于底层柱则假

定其反弯点位于距支座2/3层高处。则由下式可求得各柱的杆端弯矩。

Mc上Vjk1yh

Mc下Vjkyh

其中柱底至反弯点的高度： yhy0y1y2y3h

y0——均布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比

y1——上下层梁刚度变化修正系数

y2、y3——上下层高度变化修正系数

y0修正后的结果见下表

风荷载作用下A、D轴框架柱剪力和柱端弯矩计算： 层 V(DjkVjk(Dj Djk i 号

DKN)KN)j

5 10.368 98334 19167 0.195 2.021 4 19.872 98334 19167 0.195 3.873 3 29.160 98334 19167 0.195 5.684 2 38.448 98334 19167 0.195 7.494 1 50.187 839 131 0.225 11.317

y 0.30 0.35 0.45 0.50 0.67

Mc上(KNm)

Mc下(KNm)

5.093 9.0 11.2 13.490 16.992 2.183 4.880 9.208 13.490 34.499

风荷载作用下B、C轴框架柱剪力和柱端弯矩计算： 层 DjkVjk(Vi(Djk Dj  号

DKN)KN)j 5 10.368 98334 30000 0.305 3.163 4 19.872 98334 30000 0.305 6.063 3 29.160 98334 30000 0.305 8.6 2 38.448 98334 30000 0.305 11.730 1 50.187 839 23046 0.275 13.777

y

0.356 0.406 0.456 0.500 0.629

表4.6.6 B、C轴框架柱柱端剪力、弯矩

Mc上(KNm)

Mc下(KNm)

7.333 12.9 17.422 21.114 23.256 4.0 8.861 14.604 21.114 39.428