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第四章：内力计算
4.1风荷载作用下的位移验算
1.风荷载标准值作用下的内力计算
根据设计任务书知道有关风荷载的参数，并根据《建筑结构荷载规范》GB5009-2001知，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值：
Wk??z?s?zW0(hi?hj)B2
式中，基本风压Wo＝0.3kN/m；
2?z--风压高度变化系数，地面粗糙度为C类；
?s--风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得μs＝?s1??s2?0.8-（-0.5）＝1.3
?z--风振系数，基本自震周期对于钢筋混凝土框架结构可用T1=0.8n（n是建筑层
数）估算，大约为0.64s>0.25s，应考虑风压脉动对结构发生顺风向风震的影响，
?z?1??v?z； ?zhi--下层柱高；
hj--上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍； B—迎风面的宽度，B＝6m。
表3.1 集中风荷载标准值
离地高度Z/m 20.25 16.95 13.65 10.35 7.05 3.75 ?z ?z ?s W0(kNm2) hi(m) hj(m) Wk(kN) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.75 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 10.04 10.90 7.71 7.09 6.46 6.35 0.85 1.53 1.3 0.78 1.81 1.3 0.74 1.35 1.3 0.74 1.24 1.3 0．74 1.13 1.3 0．74 1.04 1.3 21
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[注]：对于框架结构也可近似按下式计算其本自震周期：T1=0.25+0.53?10=0.25+0.53?10?3?3H23
B20.252315.30?0.3S。计算?z时，取H=35.40m。查附表5.4和5.5，
得??1.24,v?0.46。 2风荷载作用下的位移验算
（1）横向框架的侧移刚度D计算： 见表2和表3
（2）风荷载作用下框架侧移计算：
水平荷载作用下框架的层间位移可按下式计算
?uj?V?Dj
ij式中 Vj---第j层的总剪力；
?uj---第j层的层间侧移；
表2 横向2-6层D值的计算
构件名称 ?ii＝b 2ic??c??i2?i? D??cic12/h2(kN/m) 16175 A轴柱 2?4.32?104kN?m?0.91 42?4.735?10kN?m2?(4.32?5.556)?104kN?m?2.09 2?4.375?104kN?m0.31 B轴柱 0.51 26610 C轴柱 2.09 0.51 26610 D轴柱 0.91 0.31 16175 ?D=85570kN/m
表3 横向底层D值的计算
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构件名称 ?ii??bic ?c?i?0.52?i?? D??cic12(kN/m)h2 A轴柱 4.32?104kN?m?1.88 2.298?104kN?m0.61 3638 B轴柱 C轴柱 D轴柱 4.32?104kN?m?5.556?104kN?m?4.30 42.298?10kN?m4.30 1.88 0.76 0.76 0.61 4532 4532 3638 ?D＝16340kN/m
第一层的层间侧移值求出以后，就可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，顶点侧移是所有各层层间侧移之和。
j层侧移 uj＝??uj
j?1j顶层侧移 u＝??uj
j?1n框架在风荷载作用下侧移的计算见表4
表4 风荷载作用下框架侧移计算表
层次 Wj(kN) 6 5 4 3 2 1 10.04 10.90 7.71 7.09 6.46 6.35 Vj(kN) 10.04 20.94 28.65 35.74 42.20 48.55 ?D(kNm) 85570 85570 85570 85570 85570 16340 ?uj(m) 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0030 ?uj/h 1/33000 1/6500 1/11000 1/8250 1/6600 1/1100 u＝??uj=0.0045
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侧移验算： 层间侧移最大值：
11? (满足) 11005504.2风荷载作用下的内力计算：
1.框架在风荷载作用下的内力用D值法进行计算，其步骤： （1）求各柱反弯点处的剪力值 （2）求各柱反弯点高度
（3）求各柱杆段端弯矩和梁端弯矩 （4）求各柱的轴力和梁剪力
第i层第m柱所分配的剪力为 柱剪力：楼层剪力?柱反弯点位置：y=y0?y1?y2?y3 计算结果见下表：
A轴框架柱反弯点位置
层号 6 5 4 3 2 1 B轴框架柱反弯点位置
层号 6 5 4 3 柱D值
?楼层h/m 3．3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.75 i 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 1.88 y0 0.35 0.40 0.45 0.45 0.50 0.65 y1 0 0 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 0 0 y3 0 0 0 0 0 0 y 0.35 0.40 0.45 0.45 0.50 0.65 yh/m 1.16 1.32 1.49 1.49 1.65 2.44 h/m 3．3 3．3 3．3 3．3 i 2.09 2.09 2.09 2.09 y0 0.40 0.45 0.45 0.50 y1 0 0 0 0 y2 0 0 0 0 y3 0 0 0 0 y 0.40 0.45 0.45 0.50 yh/m 1.32 1.49 1.49 1.65 24
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2 1 3．3 3.75 2.09 4. 3 0.50 0.50 0 0 0 0 0 0 0.50 0.50 1.65 2.06 2.风荷载作用下的内力计算：
（1）．风荷载作用下各柱剪力及弯矩计算：
A轴柱同于D轴柱，B轴柱同于C轴柱，用D值法进行计算，且修正高度y1＝0，y2与y3为0，则由《混凝土结构设计规范》查出的y0为反弯点高度y。
风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁端弯矩
层 号 6 5 4 Vi/kN 10.04 20.94 28.65 ?D 85570 85570 85570 85570 85570 16340 Dim 16175 16175 16175 16175 16175 3638 Dim/?D 0.189 0.189 0.189 0.189 0.189 0.223 Vim/kN 1.9 3.96 5．41 6.75 7.98 10.83 yh/m （kN?m）（kN?m）（kN?m） 1.16 1.32 1.49 1.49 1.65 2.44 4.08 7.84 9.82 12.25 13.17 14.21 2.19 5.23 8.03 10.02 13.17 26.4 4.08 10.03 15.05 20.28 23.19 27.38 ....MA上 ....MA下....M总3 35.74 2 1 42.2 48.55 风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁端弯矩
层 号 6 5 4 3 2 1 ?D 74465 74465 74465 74465 74465 75233 Dim 22919 22919 22919 22919 22919 21485 Dim/?D 0.308 0.308 0.308 0.308 0.308 0.286 Vim/kN 2.49 5.14 6.42 7.7 8.98 9.62 yh/m 1.35 1.5 1.5 1.5 1.5 1.9 ....MB上（kN?m）（kN?m）（kN?m）（kN?m）4.11 7.71 9.63 11.55 13.47 14.94 3.36 7.71 9.63 11.55 13.47 18.25 0.99 2.66 4.16 5.08 6.01 6.82 3.12 8.41 13.18 16.10 19.02 21.59 ....MB下 ....MB左 ....MB右 （2）柱剪力：楼层剪力3
柱D值
?楼层25