第七章风荷载作用下的内力和位移计算学习资料Word格式.docx
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1.3
0.4
3.9
9.54
2
8.55
8.70
3
12.45
4
16.35
5
20.25
0.74
6.22
根据表7.1,画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图,如图7.2所示:
图7.2框架在风荷载作用下的计算简图
7.2位移计算
7.2.1框架梁柱线刚度计算
考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用,故对6轴线框架(中框架梁)的惯性矩乘以2.0,框架梁的线刚度计算:
跨度为7.3m的梁(b×
h=250mm×
600mm):
跨度为3.3m的梁(b×
h=200mm×
400mm):
7.2.1.1框架柱的线刚度
1、底层柱:
A、D轴柱:
B、C轴柱:
2、上层柱:
B、C轴柱:
7.2.1.2侧移刚度D计算
框架柱刚度修正系数计算公式见表7.3:
表7.3
表7.4各层柱侧向刚度计算
层次
柱别
屋面层
A
0.875
0.30
9467
44180
B
1.35
0.40
12623
C
D
0.875
0.30
9467
四
三
二
首层
1.17
0.53
7056
30354
1.80
0.61
8121
1.17
0.53
7056
风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算,即有:
式中------第j层的总剪力标准;
--------第j层所有柱的抗侧刚度之和;
--------第j层的层间侧移。
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,即有:
第j层侧移:
顶点侧移:
框架在风荷载作用下侧移的计算过程详见表7.5:
表7.5
楼面
44180
0.0001229
0.0000315
14.92
0.0003377
0.0000866
23.62
0.0005346
0.0001371
32.32
0.0007316
0.0001876
41.86
30354
0.0013791
0.0002652
侧移验算:
由《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)表3.73可知,对于框架结构,楼层间最大位移与层高之比的限值为1/550=0.0018。
本框架的层间最大位移与层高之比在底层,其值为0.0002652<
0.0018,框架侧移满足要求。
7.3内力计算
框架在风荷载作用下的内力计算采用D值法。
计算过程如下:
7.3.1反弯点高度计算
反弯点高度比按下式计算,即
式中-----标准反弯点高度;
-----因上、下层梁刚度比变化的修正值;
-----因上层层高变化的修正值;
-----因下层层高变化的修正值。
反弯点高度比的计算列于表7.6。
表7.6
楼层
A、D轴边框架柱
B、C轴中框架柱
五层
=0.875=0.35
=1=0
y=0.35+0+0=0.35
=1.35=0.37
y=0.37+0+0=0.37
四层
=0.875=0.40
y=0.40+0+0+0=0.40
=1.35=0.45
y=0.45+0+0+0=0.45
三层
=0.875=0.45
=1.35=0.47
y=0.47+0+0+0=0.47
二层
=0.875=0.50
=1.33=0
y=0.50+0+0+0=0.50
=1.35=0.50
一层
=1.17=0.65
=0.75=0
y=0.65+0+0=0.65
=1.80=0.65
7.3.2弯矩及剪力计算
风荷载作用下的柱端剪力按下式计算,即:
式中----第j层第i柱的层间剪力;
----第j层的总剪力标准值;
-----第j层所有柱的抗侧刚度之和;
----第j层第i柱的抗侧刚度。
风荷载作用下的柱端弯矩按下式计算,即
风荷载作用下的柱端剪力和柱端弯矩计算列于下表7.7。
表7.7
柱
(KN)
(KN/m)
y
(m)
轴
边柱
0.214
1.33
0.35
1.37
3.37
1.82
3.19
0.40
1.56
7.46
4.98
5.05
0.45
1.76
10.83
8.89
6.92
0.50
1.95
13.49
0.232
9.71
3.38
17.67
32.82
B轴中柱
12623
0.286
1.78
0.37
1.44
4.37
2.56
4.27
9.16
7.52
6.76
0.47
1.83
13.97
12.21
9.24
18.02
8121
0.268
11.22
20.42
37.92
C轴中
轴边
梁端弯矩及剪力计算
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左右梁的线刚度比例分配,可求出各梁端弯矩,进而由梁的平衡条件求出梁端剪力。
风荷载作用下的梁端弯矩按下式计算,即
中柱:
边柱:
式中:
、--表示第j层第i节点左端梁的弯矩和第j层第i节点右端梁的弯矩;
、--表示第j层第i节点左端梁的线刚度和第j层第i节点右端梁的线刚度;
--表示第j层第i节点上层柱的下部弯矩和第j层第i节点下层柱的上部弯矩。
7.3.2.1风荷载作用下的梁端弯矩计算列于表7.8和7.9
梁端弯矩、计算
表7.8
柱端弯矩
柱端弯矩之和
MAB(kN.m)
MDC(kN.m)
/
9.28
9
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