水平荷载计算
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水平荷载计算
4.1水平荷载计算总说明
本办公楼采用框架剪力墙结构，采用相应的近似分析方法计算其在水平荷载作用下的内力与位移。因其墙肢之间有连梁，墙肢与框架柱之间有连系梁，应该考虑连梁（连系梁）对剪力墙转动的约束作用，故按框架-剪力墙刚接体系计算，采用协同工作方法得到其内力与侧移。
本结构对应于框架-剪力墙刚接体系的计算简图如下图4.1.1和图4.1.2：
1.柱截面特性计算
柱截面特性计算如下表4.2.3所示：
表4.2.3柱截面特性计算表
楼层号
截面尺寸
( )
混凝土强度等级
( )
( )
( )
7～10
700×700
C35
2～6
700×700
C40
1
700×700
C40
2.梁截面特性计算
在计算横向结构中的梁的线刚度时，除了梁AB5、AB9等一般框架梁之外，还有如梁BE1、BE3、BD5等，在剪力墙和柱之间的梁，综合起连梁的作用和框架梁的作用，对两端相连的墙肢和柱起约束作用，如下图4.2.3所示：
⑴ 为风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）中规定取值,如下图4.2.1所示，迎风面取0.8，背风面取0.5，合计取 。
图4.2.1矩形平面风荷载体型系数（荷载规范）
⑵ 为风压高度变化系数，由荷载规范计算如下表4.2.1所示：
表4.2.1 风压高度变化系数计算表
层号
1
2
3
②：
图4.1.2纵向水平荷载的刚接体系计算简图
总剪力墙代表纵向5榀墙肢的综合；总框架代表6榀框架综合，其中4榀是一根框架柱，1榀是单跨框架，1榀是五跨框架；总连梁代表8列连梁综合，总连梁与总剪力墙刚接的一端，实际上代表了A轴4列梁端和E轴6列梁端共10列梁端与5榀墙肢刚接的综合，总连梁与总框架刚接的一端，实际上代表了A轴4列梁端和E轴2列梁端共6列梁端与6榀框架（或柱）刚接的综合。
4
5
6
7
8
9
10
离地面高度 （m）
3.90
7.50
11.10
14.70
18.30
21.90
25.50
29.10
32.70
36.30
相对高度
0.11
0.21
0.31
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.65
0.65
0.65
0.65
0.71
0.77
0.82
0.87
0.91
0.96
0.03
①：
图4.1.1横向水平荷载的刚接体系计算简图
总剪力墙代表横向8榀墙肢的综合；总框架代表6榀框架综合，其中1、3、11、13轴的每榀是一根框架柱，5、9轴的每榀是单跨框架；总连梁代表6列连梁综合，总连梁与总剪力墙刚接的一端，实际上代表了1、3、5、9、11、13轴6列梁端与6榀墙肢刚接的综合，总连梁与总框架刚接的一端，实际上代表了1、3、5、9、11、13轴6列梁端与6榀框架（或柱）刚接的综合。
0.96
1.00
1.124
39.00
3.60
1.20
131.51
9
32.70
0.91
0.86
1.022
39.00
3.60
3.60
143.42
8
29.10
0.87
0.74
0.936
39.00
3.60
3.60
131.34
7
25.50
0.82
0.67
0.868
39.00
3.60
3.60
121.87
6
21.90
式中： ：峰值因子，取2.5；
：10m高度名义湍流强度，对C类地面粗糙度取0.23；
：脉动风荷载的Βιβλιοθήκη Baidu振分量因子；
：脉动风荷载的背景分量因子。
①脉动风荷载的共振分量因子 按下式计算：
，
：结构第一阶自振频率，一般情况下，框剪结构的基本自振周期按下式计算：
，
:地面粗糙度修正系数，对C类地面粗糙度取0.54
0.09
0.18
0.27
0.38
0.45
0.67
0.74
0.86
1.00
⑶ 为风振系数，荷载规范规定：对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋，以及基本自振周期 大于0.25s的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响，本办公楼结构总高度为36.5 ，高宽比为2.70，故应考虑顺风向风振的影响。在计算 高度处的风振系数 时，对一般竖向悬臂型结构，可仅考虑结构第一振型的影响并按下式计算：
0.77
0.45
0.726
39.00
3.60
3.60
101.86
5
18.30
0.71
0.38
0.652
39.00
3.60
3.60
91.47
4
14.70
0.65
0.27
0.558
39.00
3.60
3.60
78.27
3
11.10
0.65
0.18
0.513
39.00
3.60
3.60
71.96
2
7.50
0.65
0.09
0.468
39.00
3.60
3.60
65.64
1
3.90
0.65
0.03
0.438
39.00
3.90
3.60
63.98
3.风荷载作用下的计算简图
根据表4.2.2，画出横向风荷载作用下结构的计算简图，如下图4.2.2所示：
图4.2.2横向结构在横向风荷载作用下的计算简图(单位：KN)
4.2.1.2横向结构在风荷载作用下的内力及位移计算
图4.2.3墙柱间连梁示意图
与这类连梁相连的柱，在计算柱的D值时，梁的线刚度应取其折算线刚度，即：
， ,
其中： 为考虑剪切变形影响的附加系数； 为剪力不均匀系数，矩形截面取 。
此外，梁截面惯性矩在梁一侧有楼板时乘以1.5，两侧有楼板时乘以2.0。各梁的混凝土强度等级均为C30，截面均为 ，其线刚度计算如下：
：结构阻尼比，取0.05
故： ，
；
②脉动风荷载的背景分量因子 按下式计算：
：结构第一阶振型系数，见表四.2.1
：结构总高度，取36.3m
、 ：系数，取 ，
：脉动风荷载水平方向相关系数，
：脉动风荷载竖直方向相关系数，
故：
③由上得风振系数 为：
由上述过程得，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值 为：
2.各层楼面处集中风荷载标准值计算
4.2风荷载计算
由前述工程设计资料可得，该办公楼为10层框架剪力墙结构，室内外高差0.30 ，基本风压 ，地面粗糙度为C类，结构总高度为36.5 。
4.2.1横向风荷载计算
4.2.1.1风荷载标准值计算
1.垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算
计算主体结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下式计算：
各层楼面处集中风荷载标准值按下式计算：
计算过程见下表4.2.2：
（注：在计算第10层楼面处集中风荷载标准值时，将女儿墙的高度考虑在内，即对于第10层， ，但在结构总高度 中未考虑其高度，仍取为36.3m。）
表4.2.2各层楼面处集中风荷载标准值
层号
离地面高度z(m)
B
(m)
(m)
(m)
(KN)
10
36.30
4.1水平荷载计算总说明
本办公楼采用框架剪力墙结构，采用相应的近似分析方法计算其在水平荷载作用下的内力与位移。因其墙肢之间有连梁，墙肢与框架柱之间有连系梁，应该考虑连梁（连系梁）对剪力墙转动的约束作用，故按框架-剪力墙刚接体系计算，采用协同工作方法得到其内力与侧移。
本结构对应于框架-剪力墙刚接体系的计算简图如下图4.1.1和图4.1.2：
1.柱截面特性计算
柱截面特性计算如下表4.2.3所示：
表4.2.3柱截面特性计算表
楼层号
截面尺寸
( )
混凝土强度等级
( )
( )
( )
7～10
700×700
C35
2～6
700×700
C40
1
700×700
C40
2.梁截面特性计算
在计算横向结构中的梁的线刚度时，除了梁AB5、AB9等一般框架梁之外，还有如梁BE1、BE3、BD5等，在剪力墙和柱之间的梁，综合起连梁的作用和框架梁的作用，对两端相连的墙肢和柱起约束作用，如下图4.2.3所示：
⑴ 为风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）中规定取值,如下图4.2.1所示，迎风面取0.8，背风面取0.5，合计取 。
图4.2.1矩形平面风荷载体型系数（荷载规范）
⑵ 为风压高度变化系数，由荷载规范计算如下表4.2.1所示：
表4.2.1 风压高度变化系数计算表
层号
1
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②：
图4.1.2纵向水平荷载的刚接体系计算简图
总剪力墙代表纵向5榀墙肢的综合；总框架代表6榀框架综合，其中4榀是一根框架柱，1榀是单跨框架，1榀是五跨框架；总连梁代表8列连梁综合，总连梁与总剪力墙刚接的一端，实际上代表了A轴4列梁端和E轴6列梁端共10列梁端与5榀墙肢刚接的综合，总连梁与总框架刚接的一端，实际上代表了A轴4列梁端和E轴2列梁端共6列梁端与6榀框架（或柱）刚接的综合。
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离地面高度 （m）
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相对高度
0.11
0.21
0.31
0.40
0.50
0.60
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0.80
0.90
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0.65
0.65
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0.71
0.77
0.82
0.87
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0.03
①：
图4.1.1横向水平荷载的刚接体系计算简图
总剪力墙代表横向8榀墙肢的综合；总框架代表6榀框架综合，其中1、3、11、13轴的每榀是一根框架柱，5、9轴的每榀是单跨框架；总连梁代表6列连梁综合，总连梁与总剪力墙刚接的一端，实际上代表了1、3、5、9、11、13轴6列梁端与6榀墙肢刚接的综合，总连梁与总框架刚接的一端，实际上代表了1、3、5、9、11、13轴6列梁端与6榀框架（或柱）刚接的综合。
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式中： ：峰值因子，取2.5；
：10m高度名义湍流强度，对C类地面粗糙度取0.23；
：脉动风荷载的Βιβλιοθήκη Baidu振分量因子；
：脉动风荷载的背景分量因子。
①脉动风荷载的共振分量因子 按下式计算：
，
：结构第一阶自振频率，一般情况下，框剪结构的基本自振周期按下式计算：
，
:地面粗糙度修正系数，对C类地面粗糙度取0.54
0.09
0.18
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0.45
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⑶ 为风振系数，荷载规范规定：对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋，以及基本自振周期 大于0.25s的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响，本办公楼结构总高度为36.5 ，高宽比为2.70，故应考虑顺风向风振的影响。在计算 高度处的风振系数 时，对一般竖向悬臂型结构，可仅考虑结构第一振型的影响并按下式计算：
0.77
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63.98
3.风荷载作用下的计算简图
根据表4.2.2，画出横向风荷载作用下结构的计算简图，如下图4.2.2所示：
图4.2.2横向结构在横向风荷载作用下的计算简图(单位：KN)
4.2.1.2横向结构在风荷载作用下的内力及位移计算
图4.2.3墙柱间连梁示意图
与这类连梁相连的柱，在计算柱的D值时，梁的线刚度应取其折算线刚度，即：
， ,
其中： 为考虑剪切变形影响的附加系数； 为剪力不均匀系数，矩形截面取 。
此外，梁截面惯性矩在梁一侧有楼板时乘以1.5，两侧有楼板时乘以2.0。各梁的混凝土强度等级均为C30，截面均为 ，其线刚度计算如下：
：结构阻尼比，取0.05
故： ，
；
②脉动风荷载的背景分量因子 按下式计算：
：结构第一阶振型系数，见表四.2.1
：结构总高度，取36.3m
、 ：系数，取 ，
：脉动风荷载水平方向相关系数，
：脉动风荷载竖直方向相关系数，
故：
③由上得风振系数 为：
由上述过程得，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值 为：
2.各层楼面处集中风荷载标准值计算
4.2风荷载计算
由前述工程设计资料可得，该办公楼为10层框架剪力墙结构，室内外高差0.30 ，基本风压 ，地面粗糙度为C类，结构总高度为36.5 。
4.2.1横向风荷载计算
4.2.1.1风荷载标准值计算
1.垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算
计算主体结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下式计算：
各层楼面处集中风荷载标准值按下式计算：
计算过程见下表4.2.2：
（注：在计算第10层楼面处集中风荷载标准值时，将女儿墙的高度考虑在内，即对于第10层， ，但在结构总高度 中未考虑其高度，仍取为36.3m。）
表4.2.2各层楼面处集中风荷载标准值
层号
离地面高度z(m)
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