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 0k z s z ϖβμμϖ=

其中k ϖ——垂直与建筑物单位面积上的风荷载标准值

z β——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 μ——风荷载体型系数 根据建筑物体型查得s μ=1.3

z μ——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

0ϖ——基本风压 取 0.45kN/m 2

B ——迎风面的宽度 B=6m

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：

A 轴柱

B 轴柱

C 轴柱

D 轴柱

c

i K i =

∑

445.4100.767.110⨯=⨯ 44(5.4 4.7)10 1.427.110+⨯=⨯ 44(5.4 4.7)10 1.427.110+⨯=⨯ 4

4

5.4100.767.110⨯=⨯

0.52c K K α+=

+ 0.46 0.56 0.56 0.46 212c jk c i

D h

α=

18931

23046

23046

18931

j

D

∑

83954

表4.6.2底层侧移刚度D

表4.6.3 2-5层侧移刚度D

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： 1

jk

jk j m

jk

k D V V D

==

∑

式中 jk V ———第j 层第k 柱所分配到的剪力

jk D ———第j 层第k 柱的侧向刚度D 值 m ———第j 层框架柱数

j V ———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。

()1jk c M V y h =-⋅上

c jk M V yh =下

其中柱底至反弯点的高度： ()0123yh y y y y h =+++

0y ——均布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比

1y ——上下层梁刚度变化修正系数

2y 、3y ——上下层高度变化修正系数

0y 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 号

()i V KN j D ∑ jk D

jk j

D D ∑()jk V KN y ()

c M K N m ⋅上()

c M K N m ⋅下5 10.368 98334 19167 0.195 2.021 0.30 5.093 2.183 4 19.872 98334 19167 0.195 3.873 0.35 9.064 4.880 3 29.160 98334 19167 0.195 5.684 0.45 11.254 9.208 2 38.448 98334 19167 0.195 7.494 0.50 13.490 13.490 1 50.187 83954 18931 0.225 11.317

0.67

16.992 34.499

风荷载作用下B 、C 轴框架柱剪力和柱端弯矩计算： 层 号

()i V KN j D ∑ jk D jk j

D D ∑()jk V KN y

()

c M K N m ⋅上()

c M K N m ⋅下5 10.368 98334 30000 0.305 3.163 0.356 7.333 4.054 4 19.872 98334 30000 0.305 6.063 0.406 12.964 8.861 3 29.160 98334 30000 0.305 8.896 0.456 17.422 14.604 2 38.448 98334 30000 0.305 11.730 0.500 21.114 21.114 1 50.187 83954 23046 0.275 13.777

0.629

23.256 39.428

表4.6.6 B 、C 轴框架柱柱端剪力、弯矩