任卫国风荷载设计书完整版.docVIP

第三章 风荷载作用下的框架计算 §3.1 风荷载计算和侧移验算 §3.1.1风荷载计算 为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载代替。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值： 式中，——基本风压，应按《荷载规范》给出的50年一遇的风压采用，但不得小于0.3kN/㎡。对于洛阳地区，=0.40kN/㎡； ——风压高度变化系数，地面粗糙度为B类； ——风荷载体型系数，根据建筑物体型，查得其值为1.3； ——风振系数，基本周期对于钢筋混凝土框架结构可用T1=0.08n（n是建筑层数）估算，大约为0.64s0.25s，应考虑风压脉动对于结构发生的顺风向风振的影响，； hi——下层柱高； hj——上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的2倍； B——迎风面的宽度，B=6m。 风振系数： ——脉动增大系数； ——脉动影响系数； ——第一振型系数。 对于框架结构可按下式计算其基本自振周期： T1=0.25+0.53×10-3H2/=0.25+0.53×10-3×17.852/=0.30s，计算时，取H=17.85m。查表得，。 对低层建筑物，以剪切变形为主 则 计算过程见下表3-1。 表3-1 集中风荷载标准值 离地高度/m μz βz μs /(kN/㎡) hi/m hj/m /kN 17.85 1.20 1.2746 1.3 0.4 4.2 2.2 15.22 13.65 1.10 1.2382 1.3 0.4 4.2 4.2 17.87 9.45 1.00 1.1866 1.3 0.4 4.2 4.2 15.60 5.25 1.00 1.1055 1.3 0.4 5.25 4.2 16.30 §3.1.2风荷载作用下的侧移刚度 1、侧移刚度见表3-2、表3-3. 表3-2 横向2~4层D值的计算 构件名称 A轴柱 0.259 13567 B轴柱 0.396 20743 C轴柱 0.396 20743 D轴柱 0.412 21581 E轴柱 0.412 21581 F轴柱 0.259 13567 2×13567kN/m+2×20743kN/m+2×21581kN/m=111780kN/m 表3-3 横向底层D值的计算 构件名称 A轴柱 0.494 9868 B轴柱 0.606 12098 C轴柱 0.606 12098 D轴柱 0.618 12349 E轴柱 0.618 12349 F轴柱 0.494 9868 2×9868kN/m+2×12098kN/m+2×12349kN/m=68630kN/m §3.1.3风荷载作用下框架侧移计算 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： 式中，Vj——第j层的总剪力； ——第j层所有柱的抗侧移刚度之和； ——第j层的层间位移。 第一层的层间侧移值求出后，就可以计算各楼板标高处的侧移值。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。 j层侧移： 顶点侧移： 框架在风荷载作用下侧移的计算表见表3-4。 表3-4 风荷载作用下框架侧移计算 层数 4 15.22 15.22 111780 0.000136 1/30882 3 17.87 33.09 111780 0.000296 1/14189 2 15.6 48.69 111780 0.000436 1/9633 1 16.3 64.99 68630 0.000947 1/6125 侧移验算： 层间侧移最大值：1/61251/500（满足要求）。 §3.2 风荷载标准值作用下的内力计算 框架在风荷载作用下的内力，采用D值法计算。其步骤为： ⑴、求各柱反弯点处的剪力值； ⑵、求各柱反弯点高度； ⑶、求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩； ⑷、求各柱的轴力和梁剪力。 第i层第m柱所分配的剪力：， 框架柱反弯点位置，，计算结果见表3-5、表3-6、表3-7。 表3-5 A（F）轴框架柱反弯点位置 层号 h/m y yh/m 4 4.2 0.7 0.30 0 0 0 0.30 1.26 3 4.2 0.70 0.40 0 0 0 0.40 1.68 2 4.2 0.70 0.45 0 0 ﹣0.045 0.405 1.70 1 5.8 0.96 0.58 0 ﹣0.019 0 0.561 3.25 表3-6 B（C）轴框架柱反弯点位置 层号 h/m y yh/m 4 4.2