Fig 5-2 The figures of framework bending moment 、shearing forceof beam-end
and axial force of column by left earthquake functions
6横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
基本风压w0=0.55KN/m2，us=0.8（迎风面）和us=-0.5（背风面）。B类地区，
2
H/B=33/50.4=0.654，查表得 v=0.47，T1=1.37s，WT1=0.55×1.372=1.032KNs2/m2，查表得ε=1.44
则 βz=1+1.44×0.47×Hi/usH
表6-1 沿房高度分布风荷载标准值
Tab.6-1 The wind load standard value along the house highly distribution
层次 10
9 8 7 6 5 4 3 2 1
Hi 33 29.7 36.4 23.1 19.8 16.5 13.2 9.9 6.6 3.3
Hi/H 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10
μz 1.462 1.419 1.358 1.302 1.250 1.173 1.090 1.00 1.00 1.00
βZ 1.462 1.429 1.398 1.363 1.324 1.288 1.248 1.203 1.135 1.067
q1 6.776 6.424 6.014 5.622 5.243 4.786 4.309 3.381 3.596 3.380
q2 4.235 4.94 3.759 3.514 3.277 2.991 2.693 2.382 2.247 2.113
《荷载规范》[4]规定，对于高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数βZ来考虑风压脉动的影响。本结构房屋高度H=33>30m,但H/B=33/15=2.2>1.5,由表6-1可知，βZ沿房屋高度在1.067～1.462范围内变化，即风压脉动的影响较大。因此，该房屋应考虑风压脉动的影响。框架结构分析时，应按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载。
6.7766.4246.0145.6225.2434.7864.3093.3813.5963.3804.2354.0143.7593.5143.2772.9912.6932.3822.2472.113
图6-1 风荷载沿高度分布
Fig.6-1 The wind load along distributes highly
20.0534.3932.2630.1628.0425.5722.8219.7419.0418.31
图6-2 各点集中荷载 Fig.6-2 In various sets of points load 表6-2 风荷载作用下框架层间剪力和侧移
Tab.6-2 The displacement check computations under wind load and interlaminal shear force 层次 Fi/KN Vi/KN ∑Di/(N/mm) △μi/mm μi/mm △μi/hi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 20.05 20.05 69752 0.28 20.53 1/11480
18.31 19.04 19.74 22.82 25.57 28.04 30.16 32.26 34.39 240.38 73706 3.26 3.26 1/1441
232.07 78126 2.97 6.23 1/1110
213.03 69752 3.05 9.28 1/1080
193.29 69752 2.77
170.47 69752 2.44
144.90 69752 2.07
116.86 69752 1.67
86.7 69752 1.24
54.44 69752 0.78
12.05 14.49 16.56 18.23 19.47 20.25 1/1190
1/1350
1/1588
1/1969
1/2654
1/4288
由表6-2得，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/1080，远小于1/550，满足规范要求。风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同计算从略。
表6-3 风荷载作用柱端弯矩及剪力计算
Tab.6-3 The bending moment and shear the dint calculation of each layer column-end 层 次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
hi/m 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3
Vi/KN 20.05 54.44 86.70 116.86 144.90 170.47 193.29 213.03 232.07 240.38
∑Dij N/mm 488504 488504 488504 488504 488504 488504 488504 488504 545372 590848
边 柱
Di1 Vi1 K y Mt1b Mt1u 12260 12260 12260 12260 12260 12260 12260 12260 14067 17082
0.503 1.366 2.176 2.933 3.637 4.278 4.851 5.346 5.986 6.950
0.265 0.265 0.265 0.265 0.265 0.265 0.265 0.265 0.299 0.158
0.08 0.25 0.33 0.38 0.4 0.45 0.45 0.52 0.50 0.54
0.133 1.727 2.370 3.678 4.800 6.353 7.204 9.174 9.877 12.384
1.528 3.382 4.811 6.001 7.200 7.765 80805 8.469 9.877 10.550
中 柱
Di1 Vi1 K y
Mt1b Mt1u 22616 22616 22616 22616
0.928 2.520 4.014 5.410
0.530 0.530 0.530 0.530
0.27 0.35 0.40 0.43
0.827 2.911 5.298 7.677
2.236 5.406 7.948 10.177
22616 22616 22616 22616 24996 19771 6.708 7.892 8.949 9.863 10.363 8.044 0.530 0.530 0.530 0.530 0.602 0.321 0.45 0.45 0.45 0.50 0.45 0.83 9.962 11.720 13.289 16.273 15.795 22.031 12.176 14.324 16.224 16.273 19.305 4.512
表6-4 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算
Tab.6-4 The calculation of moment and shearing force of beam ends and axial force of column 层 次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
边梁
Mbl Mbr l
Vb 1.528 3.515 5.938 8.371 10.878 12.565 15.158 15.673 19.051 20.427
1.118 3.117 5.430 7.738 9.927 12.143 13.981 14.781 17.789 10.231
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
0.285 1.826 5.374 10.796 17.997 25.430 38.321 38.610 56.483 34.831
走道梁
Mbl Mbr l
Vb 1.118 3.117 5.430 7.738 9.927 12.143 13.981 14.781 17.789 10.231
1.118 3.117 5.430 7.738 9.927 12.143 13.981 14.781 17.789 10.231
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
0.745 2.078 3.620 5.159 6.618 8.095 9.321 9.854 11.859 36.821
柱轴力 边柱N 中柱N -0.285 -2.111 -7.485 -18.281 -36.278 -61.708 -100.029 -138.639 -195.122 -229.953
0.460 0.712 -1.042 -6.679 -18.058 -35.393 -64.393 -93.149 -137.773 -165.783
图6-3 风作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图
Fig.6-3 The figures of framework bending moment 、shearing forceof beam-end
and axial force of column by wind
7竖向荷载作用下框架结构的内力计算[10] 7.1横向框架内力计算 7.1.1计算单元。
取②轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，如图7-1所示。由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。
图7-1 横向框架计算单元
Fig 7-1 The calculation units of horizontal frame
7.1.2荷载计算 1）恒载计算。
在图7-2中，q1、q1′代表横梁自重，为均布荷载形式。
图7-2 各层
梁上作用的恒荷载
Fig 7-2 On each Beam affects permanent load
对于第10层
q1=3.125KN/m ,q1′=2.5KN/m q2和q2′分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图9所示几何关系可以得出
q2=1×6×5.96=35.76KN/m ,q2′=1×3×5.96=17.88KN/m
P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等重力荷载，计算如下：
P1=3.125×7.2+（0.6+3）×3×5.96×2/2+7.2×1×.024×25=140.79 KN
P2=3.125×7.2+（2.1+3.6）×1.5×5.96×2/2+（0.6+3.6）×3×5.96×2=148.55 KN
集中弯矩
M1=P1e1=140.79×(0.6－0.3)/2=21.12 KN·m M2=P2e2=148.55×(0.6－0.3)/2=22.28 KN·m
对2～9层，q1包括梁自重和其上横梁自重，为均匀荷载。其它荷载计算方法同第10层，结果为
q1=3.125+4.28×2.8=15.109 KN/m q1′=2.5 KN/m q2=4.3×6=25.8 KN/m q2′=4.3×3=12.9 KN/m
P1=3.125×7.2+（7.2×2.8-1.8×1.8）×5.34+1.8×1.8×0.4+（0.6+3.6）×3×4.3×2/2=171.32
KN/m
P2=3.125×7.2+（7.2×2.8-0.9×2.1×2）×4.28+0.9×2.1×2×0.2+（2.1+3.6）×1.5×4.3×2/2+（0.6+3.6）×3×4.3×2/2=206.72 KN/m M1=P1e1=171.32×(0.6－0.3)/2=25.70 KN·m M2=P2e2=206.72×(0.6－0.3)/2=31.01 KN·m
对1层
q1=3.75 KN/m q1′=3 KN/m q2=25.8 KN/m q2′=19.2 KN/m
P1=3.75×7.2+（7.2×2.8-1.8×1.8）×5.34+1.8×1.8×0.4+（0.6+3.6）×3×4.3×2/2=175.82
KN/m
P2=3.75×7.2+（7.2×2.8-0.9×2.1×2）×4.28+0.9×2.1×2×0.2+（2.1+3.6）×1.5×4.3×2/2+（0.6+3.6）×3×4.3×2/2=211.22 KN/m M1=P1e1=175.82×(0.6－0.25)/2=30.77 KN·m M2=P2e2=211.22×(0.6－0.25)/2=36.96 KN·m 2）活荷载计算。
活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图7-3所示。
图7-3 各层梁上作用的活荷载
Fig.7-3 On each Beam affects permanent load
对于第10层 q2=6×2.0=12 KN/m q2′=3×2.0=6 KN/m P1=(3.6+0.6) ×3×2×2/2=25.2 KN P2=[(3.6+0.6)×3/2+（2.1+3.6）×1.5/2] ×2×2=42.3 KN M1=25.2×0.15=3.78 KN·m M2=42.3×0.15=6.345 KN·m
同理，在屋面雪荷载作用下
q2=3 KN/m q2′=1.5 KN/m P1=6.3 KN M1=10.575 KN·m P2=0.945 KN M2=1.586 KN·m 对2～9层
q2=12 KN/m q2′=6 KN/m