武汉理工大学毕业设计
图4.5 活载作用下框架轴力图(KN)
5.风荷载作用
5.1 风荷载标准值
风荷载标准值的计算公式为:
w?????kzuuwzs0 (6-1)
式中:基本风压—ω0=0.35KN/㎡
风载体型系数—?s ,迎风面取0.8,背风面取-0.5,故 36
武汉理工大学毕业设计
?s=0.8-(-0.5)=1.3;
风振系数—β
Z,由于高度H=24.35m<30m,且高宽比
H/B=24.35/18.000=1.35< 1.5,应采用风振系数未考虑风压脉动影响,故βZ=1.0;
风压高度系数—?z,地面粗糙度为B类; 由
w??uuw??kzzs0得沿房屋高度的分布风荷载标准值为:
ωK=1.3×βZ×?z×0.35 (6-2)
?根据各楼层的高度Hi (从室外地面算起),由荷载规范,查取?z,得风压高度变化系数μZ 值(见表5.1数值)
代入上式可得各楼层标高处的ωK如下:
底层:ωK =βZ μZ μSω0 =1.000?1.0?1.3?0.35=0.455KN/㎡
二层:ωK =βZ μZ μSω0 =1.000?1.0?1.3?0.35=0.455KN/㎡ 三层:ωK =βZ μZ μSω0 =1.000?1.063?1.3?0.35=0.483KN/㎡ 四层:ωK =βZ μZ μSω0 =1.000?1.159?1.3?0.35=0.527KN/㎡ 五层:ωK =βZ μZ μSω0 =1.000?1.238?1.3?0.35=0.563KN/㎡ 六层:ωK =βZ μZ μSω0 =1.000?1.302×1.3?0.35=0.592KN/㎡
风荷载的线荷载标准值qk:
底层:qk =ωK ?4.2=0.455×4.2=1.91KN/m 二层:qk =ωK ?4.2=0.455×4.2=1.91N/m 三层:qk =ωK ?4.2=0.483×4.2=2.03KN/m 四层:qk =ωK ?4.2=0.527×4.2=2.21KN/m 五层:qk =ωK ?4.2=0.563×4.2=2.36KN/m
六层:qk =ωK ?4.2=0.592×4.2=2.49KN/m
为简化计算,将矩形分布的风荷载折算成节点集中力Fk: 第六层:F6k =2.49? (3.6+1.1)÷2=5.85KN 第五层:F5k=(2.36+2.49)÷2?3.6=8.73KN 第四层:F4k=(2.21+2.36)÷2?3.6=8.23KN 第三层:F3k=(2.03+2.21)÷2?3.6=7.63KN 第二层:F2k=(1.91+2.03)÷2×3.6=7.09 KN
37
武汉理工大学毕业设计
底层: F1k=(1.91+1.91)÷2?(4.8+0.45)=10.03KN
表5.1 风荷载计算表格
层数 一层 二层 三层 四层 五层 六层 ?Z 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 ?Z 1.000 1.000 1.063 1.159 1.238 1.302 Wk(KN/㎡) 0.455 0.455 0.483 0.527 0.563 0.592 qZ(KN/m) 1.91 1.91 2.03 2.21 2.36 2.49 Fk(KN) 10.03 7.09 7.63 8.23 8.73 5.85 风荷载作用下荷载分布图如下:
38
武汉理工大学毕业设计
图5.1 风荷载下框架荷载分布图(KN)
5.2 侧移刚度D及剪力分配系数计算
侧移刚度D的计算见表5.2 标准层:(ic=43403KN·M)
39
武汉理工大学毕业设计
层位及层高 柱号 i?k?2ic b kαc = 2?kD=12?cicη= ΣD H2i(KN/M) D ?DA 标准层(3.6M) B C D 0.950 2.450 2.450 0.950 0.322 0.551 0.551 0.322 12941 22144 22144 12941 70170 0.18 0.32 0.32 0.18 i底层:(c=25785KN·M)
层位及层高 柱号 i?k?icb k?0.5αc = 2?kD=12?cicη= ΣD H2i(KN/M) 0.583 0.755 0.755 0.583 4928 6382 6382 4928 22620 D ?D0.22 0.28 0.28 0.22 A 底层(6.05M) B C D 1.599 4.124 4.124 1.599 5.3 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: ??j?Vj?Dij 式中:错误!未找到引用源。—第j层的总剪力;
D?—第j层所有柱的抗侧移刚度之和;
ij错误!未找到引用源。—第j层的层间侧移;
底层的层间侧移值求出以后,就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和
j层侧移 ?j????j?1nj (j=1、2、3、4、5、6)
风荷载作用下框架侧移计算见表5.3。
40