风荷载作用下框架内力计算 - 图文

风荷载作用下框架内力计算：

框架在风荷载作用下的内力计算采用D值法。计算时首先将框架各楼层的层间总剪力Vj，按各柱的侧移刚度值（D值）在该层总侧移刚度所占比例分配到各柱，即可求得第j层第i柱的层间剪力Vij；根据求得的各柱层间剪力Vij和修正后的反弯点位置Y，即可确定柱端弯矩Mc上和Mc下；由节点平衡条件，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩；进而由梁的平衡条件求出梁端剪力；最后，第j层第i柱的轴力即为其上各层节点左右梁端剪力代数和。

（1）一榀框架上风荷载的作用计算：

前面已经算出风荷载作用下的一榀框架下每层楼的剪力，但是还要计算出一品框架下每根柱子分得的剪力Vij?DijsVi,具体的计算结果见下表:

?Dijj?1层数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 层数 10 9 8 7 6 5 4 3 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 6.3 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 Di 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.32E+04 2.32E+04 2.32E+04 1.14E+05 Di 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.96E+04 3.96E+04 层刚度和 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.03E+06 1.03E+06 1.03E+06 2.81E+06 层刚度和 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.03E+06 1.03E+06 层剪力(KN) 168.39 271.54 368.46 458.10 539.81 614.67 686.48 750.13 806.61 900.06 层剪力(KN) 168.39 271.54 368.46 458.10 539.81 614.67 686.48 750.13 F轴1柱 F轴2柱 单柱分得的剪力(KN) 3.55 5.72 7.77 9.66 11.38 12.96 15.52 16.96 18.24 36.61 单柱分得的剪力(KN) 5.37 8.67 11.76 14.62 17.23 19.62 26.51 28.97 2 1 层数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 层数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

3.8 6.3 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 6.3 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 6.3 3.96E+04 1.31E+05 Di 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.21E+04 3.96E+04 3.96E+04 3.96E+04 1.31E+05 Di 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.12E+04 2.32E+04 2.32E+04 2.32E+04 1.14E+05 1.03E+06 2.81E+06 层刚度和 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.03E+06 1.03E+06 1.03E+06 2.81E+06 层刚度和 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.00E+06 1.03E+06 1.03E+06 1.03E+06 2.81E+06 806.61 900.06 层剪力(KN) 168.39 271.54 368.46 458.10 539.81 614.67 686.48 750.13 806.61 900.06 层剪力(KN) 168.39 271.54 368.46 458.10 539.81 614.67 686.48 750.13 806.61 900.06 F轴3柱 F轴4柱 31.15 41.86 单柱分得的剪力(KN) 5.37 8.67 11.76 14.62 17.23 19.62 26.51 28.97 31.15 41.86 单柱分得的剪力(KN) 3.55 5.72 7.77 9.66 11.38 12.96 15.52 16.96 18.24 36.61 （2）风荷载作用下反弯点高度的计算:

反弯点高度比即: V=V0+V1+V2+V3

式中:V0 ——标准层反弯点高度比；注：本框架风荷载采用分段式均布荷载，故可查《高层建筑结构设计》表5.8a。

V1 ——因上、下层梁刚度比变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.9； V2 ——因上层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10； V3 ——因下层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10。 具体计算结果见下表：

F轴横向框架柱在风荷载作用下的反弯点高度修正 层数 1 纵向轴标 梁柱线刚度比 1 0.16964657 V0 0.875 V1 0.000 V2 -0.015 V3 0.000 V 0.86 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 0.317944218 0.317944218 0.16964657 0.249821079 0.468203795 0.468203795 0.249821079 0.249821079 0.468203795 0.468203795 0.249821079 0.249821079 0.468203795 0.468203795 0.249821079 0.748 1.401869048 1.401869048 0.748 0.748 1.401869048 1.401869048 0.748 0.748 1.401869048 1.401869048 0.748 0.748 1.401869048 1.401869048 0.748 0.748 1.401869048 1.401869048 0.748 0.748 1.401869048 1.401869048 0.748 0.841 0.841 0.875 0.600 0.550 0.550 0.600 0.475 0.450 0.450 0.475 0.425 0.450 0.450 0.425 0.450 0.500 0.500 0.450 0.450 0.500 0.500 0.450 0.450 0.500 0.500 0.450 0.424 0.450 0.450 0.424 0.400 0.450 0.450 0.400 0.300 0.400 0.400 0.300 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.050 -0.050 -0.015 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.013 0.000 0.000 -0.013 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 -0.107 -0.064 -0.064 -0.107 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.79 0.79 0.86 0.49 0.49 0.49 0.49 0.48 0.45 0.45 0.48 0.41 0.45 0.45 0.41 0.45 0.50 0.50 0.45 0.45 0.50 0.50 0.45 0.45 0.50 0.50 0.45 0.42 0.45 0.45 0.42 0.40 0.45 0.45 0.40 0.30 0.40 0.40 0.30 （3）计算各柱端、梁端弯矩: ① 柱端弯矩计算：

柱上下端弯矩按式： M u?? V (1?? y)h ， M d?? Vyh 计算； ② 梁端弯矩计算：

梁端弯矩按式 M?? ib /?? ib?? (M u?? M d ) 具体结果如下：

层数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 层数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 层数 10 9 8 7 6 5 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 6.3 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 6.3 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 单柱分得的剪力(KN) 3.55 5.72 7.77 9.66 11.38 12.96 15.52 16.96 18.24 36.61 单柱分得的剪力(KN) 5.37 8.67 11.76 14.62 17.23 19.62 26.51 28.97 31.15 41.86 单柱分得的剪力(KN) 5.37 8.67 11.76 14.62 17.23 19.62 柱反弯柱上端弯矩（KN.m） 柱下端弯矩（KN.m） 点高度 0.30 0.40 0.42 0.45 0.45 0.45 0.41 0.48 0.49 0.88 7.95 12.36 16.11 19.12 22.53 25.65 34.69 33.83 35.15 31.45 3.41 8.24 11.86 15.64 18.43 20.99 24.29 30.61 34.15 202.97 F轴1柱 柱反弯柱上端弯矩（KN.m） 柱下端弯矩（KN.m） 点高度 0.40 0.45 0.45 0.50 0.50 0.50 0.45 0.45 0.49 0.79 10.32 17.16 23.28 26.31 31.01 35.31 55.41 60.55 60.90 55.11 6.88 14.04 19.05 26.31 31.01 35.31 45.34 49.54 57.48 208.58 F轴2柱 柱反弯柱上端弯矩（KN.m） 柱下端弯矩（KN.m） 点高度 0.40 0.45 0.45 0.50 0.50 0.50 10.32 17.16 23.28 26.31 31.01 35.31 6.88 14.04 19.05 26.31 31.01 35.31 F轴3柱 4 3 2 1 层数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 3.8 3.8 3.8 6.3 hi(m) 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 6.3 F轴4柱 26.51 28.97 31.15 41.86 单柱分得的剪力(KN) 3.55 5.72 7.77 9.66 11.38 12.96 15.52 16.96 18.24 36.61 0.45 0.45 0.49 0.79 55.41 60.55 60.90 55.11 45.34 49.54 57.48 208.58 柱反弯柱上端弯矩（KN.m） 柱下端弯矩（KN.m） 点高度 0.30 0.40 0.42 0.45 0.45 0.45 0.41 0.48 0.49 0.88 7.95 12.36 16.11 19.12 22.53 25.65 34.69 33.83 35.15 27.68 3.41 8.24 11.86 15.64 18.43 20.99 24.29 30.61 34.15 202.97

1轴右端弯矩（KN.M） 7.95 15.77 24.35 30.97 38.17 44.09 55.68 58.12 65.76 66.44 风荷载作用下的梁端弯矩 2轴右3轴左2轴左端弯3轴右端弯矩4轴左端弯矩端弯矩端弯矩矩(KN.M) (KN.M) (KN.M) (KN.M) (KN.M) 5.22 5.10 5.10 5.22 7.95 12.16 11.87 11.87 12.16 15.77 18.88 18.44 18.44 18.88 24.35 22.95 22.41 22.41 22.95 30.97 29.00 28.32 28.32 29.00 38.17 33.55 32.76 32.76 33.55 44.09 45.90 44.82 44.82 45.90 55.68 53.58 52.31 52.31 53.58 58.12 55.88 54.56 54.56 55.88 65.76 56.97 55.62 55.62 56.97 66.44 层数 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 hi 3.2 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.8 3.8 3.8 6.3

（4）计算各梁端剪力:

计算方法：以梁为隔离体根据力矩平衡可得到梁端剪力。 具体计算结果如下表：

风荷载作用下的梁端剪力 层数 1轴右端剪力 2轴左端剪力 2轴右端剪力 3轴左端剪力 3轴右端剪力 4轴左端剪力 10 1.36 1.36 1.59 1.59 1.36 1.36

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