西安工业大学毕业设计（论文） 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：
图5－2 各质点水平地震作用及楼层地震剪力
c.多遇水平地震作用下的位移验算
水平地震作用下框架结构的层间位移△ui和顶点位移u i分别按下列公式计算：
△ui=Vi/∑Dij ui=∑△uk 各层的层间弹性位移角θe=△ui/hi，根据《抗震规范》，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。 计算过程如下表：
表5－4 横向水平地震作用下的位移验算
层次 6 5 4 3 2 1 Vi(KN) 500.67 937.46 1294.10 1570.60 1766.95 1890.92 ∑D i(N/mm) △ui (mm) ui(mm) 0.66 1.24 1.71 2.07 2.33 2.77 10.78 10.12 8.88 7.17 5.10 2.77 hi(mm) 3000 3000 3000 3000 3000 4350 θe=△ui /hi 1/4545 1/2419 1/1754 1/1442 1/1282 1/1559 758757 758757 758757 758757 758757 683882 由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/1023<1/550，满足规范要求。 d.水平地震作用下框架内力计算
计算③轴线横向框架的内力见表5－5和表5－6：
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西安工业大学毕业设计（论文） 表5－5 各层柱端弯矩及剪力计算
层次 h（ Vi（KN） im）∑Dij（N/mm） Di1（N/mm） Vi1（KN） k 758757 边柱 y（m） M上（KN·m）（KN·m） M 下 6 5 4 3 2 1 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 500.67 937.46 1294.10 1570.60 1766.95 19014 19014 19014 19014 19014 21349 12.55 23.49 31.30 39.36 44.28 59.03 0.460 0.460 0.460 0.460 0.460 0.739 0.25 0.35 0.45 0.45 0.60 28.24 45.81 51.65 64.94 53.14 9.41 24.66 42.26 53.14 79.70 173.33 758757 758757 758757 758757 4.35 1890.92 683882 0.675 83.45 表5－6 各层柱端弯矩及剪力计算
层次 h（ Vi（KN） im）∑Dij（N/mm） Di2（N/mm）（KN） Vi2 758757 758757 758757 758757 758757 683882 k 中柱 y（m） M上（KN·m） M下（KN·m） 6 5 4 3 2 1 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.35 500.67 937.46 1294.10 1570.60 1766.95 1890.92 32029 32029 32029 32029 32029 23144 21.13 39.57 54.63 66.30 74.59 63.99 0.918 0.35 0.918 0.45 0.918 0.45 0.918 0.45 0.918 0.55 0.940 0.625 41.20 65.29 90.14 109.40 100.70 104.38 22.19 53.42 73.75 89.50 123.07 173.97 注：表中M单位为kN·m，V单位为kN。
梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算：
中柱处的梁 M l b=i l b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b）
M r b=i r b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b）
边柱处的梁 M bj =Mbi+1，j + M u i，j ; V b=（M l b+ M r b）/ l ; Ni=∑（V l b- V r b）k 具体计算过程见下表5－7：
表5－7梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算
层次 6
边横梁 走道横梁 柱轴力 M l b 28.24 M r b 32.38 l 6.3 V b 30.31 M l b 8.83 37
M r b 8.83 l 2.7 V b 6.54 边柱N -30.31 中柱N 23.77 西安工业大学毕业设计（论文） 5 4 3 2 1 55.22 78.09 107.2 68.74 112.81 143.91 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 61.98 95.45 18.74 30.75 18.74 30.75 39.24 40.75 48.73 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 13.88 -92.29 71.87 144.54 241.03 338.71 473.24 22.78 -187.74 29.07 -313.30 30.19 -441.17 36.10 -611.80 125.56 39.24 127.87 40.75 170.63 48.73 106.28 149.45 162.55 178.72 注：(1)柱轴力中的负号表示拉力。 (2)表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。
水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图见图5－3所示
图5－3地震荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图
5.3 风荷载作用下的内力和侧移计算
a.风荷载标准值的计算
作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值： 风荷载标准值公式如下：wk=βzμsμzw0，《荷载规范》规定，对于高度大于30m且高宽比大于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。本设计中，H=19.05m＜30m,B=15.9m,沿横向的高宽比H/B=1.2＜1.5，可不考虑风压脉动影响，即取βz=1.0。
风荷载体型系数μs，查《荷载规范》表7.3.1的30项次得：μs=0.8(迎风面)和μs=-0.5(背风面)。
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西安工业大学毕业设计（论文） 风压高度变化系数μz，查《荷载规范》表7.2.1，地面粗糙度类别为C类,并结合以内差法。
取3轴线横向框架，其负载宽度为B=6.6m, 作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值：wk=βzμsμzw0(hi+ hj)B/2 转化为集中荷载：
6层：w6k =1.00×1.30×0.81×0.4×(3.0+1.2)/2×6.6=5.84 KN 5层：w5k =1.00×1.30×0.75×0.4×(3.0+3.0)/2×6.6=7.72 KN 4层：w4k =1.00×1.30×0.74×0.4×(3.0+3.0)/2×6.6=7.62 KN 3层：w3k =1.00×1.30×0.74×0.4×(3.0+3.0)/2×6.6=7.62 KN 2层：w2k =1.00×1.30×0.74×0.4×(3.0+3.0)/2×6.6=7.62 KN 1层：w1k =1.00×1.30×0.74×0.4×(3.45+3.0)/2×6.6=8.19 KN 计算结果如下表5－8所示
表5－8集中风荷载标准值 离地高度Z/m 18.45 15.45 12.45 9.45 6.45 3.45 βz 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 μs 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30 μz 0.81 0.75 0.74 0.74 0.74 0.74 w0(KN/m2) hi/m 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.45 hj/m 1.20 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 wk/KN 5.84 7.72 7.62 7.62 7.62 8.19 b.风荷载作用下的水平位移验算
由表4－4求出3轴线框架柱层间侧移刚度∑Di值
表5－9风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算 层wi(KN次 ) 6 5.84 5 4 3 2 1 7.72 7.62 7.62 7.62 8.19 Vi(KN) 5.84 13.56 21.18 28.80 36.42 44.61 ∑Di(N/mm) 102086 102086 102086 102086 102086 88986 △ui(mm) 0.06 0.13 0.21 0.28 0.36 0.50 ui(mm△ui/hi ) 1.54 1/50000 1.48 1/23077 1.35 1/14286 1.14 1/10714 0.86 0.50 1/8333 1/6900 由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/6900<1/550，满足规范要求。 c.风荷载作用下框架结构内力计算
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，同样计算③轴线横向框架在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力见图5－4所示。
表5－10各层柱端弯矩及剪力计算
层hi（m） V（ iKN）
∑Dij39
边柱 西安工业大学毕业设计（论文） 次 （N/mm） Di1（N/mm） Vi1（KN） k 1.09 2.53 3.95 5.36 6.78 10.70
0.460 0.460 0.460 0.460 0.460 0.739 M上M 下y（m） （KN·m） （KN·m） 0.25 0.35 0.40 0.45 0.55 2.45 4.93 7.11 8.84 9.15 0.82 2.66 4.74 7.24 11.19 31.42 6 5 4 3 2 1 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.35 5.84 13.56 21.18 28.80 36.42 44.61 102086 102086 102086 102086 102086 88986 19014 19014 19014 19014 19014 21349 0.675 15.13 表5－11各层柱端弯矩及剪力计算
层hi（m） Vi（KN） Di2Vi2次 （N/mm） （N/mm） （KN） 6 5 4 3 2 1 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 4.35 5.84 13.56 21.18 28.80 36.42 44.61 102086 102086 102086 102086 102086 88986 32029 32029 32029 32029 32029 23144 1.83 4.25 6.65 9.04 11.43 11.60 ∑Dij中柱 k y（m） 0.918 0.35 0.918 0.40 0.918 0.45 0.918 0.45 0.918 0.55 0.940 0.625 M3.57 7.65 10.97 14.92 15.43 18.92 上M1.92 5.10 8.98 12.20 18.86 31.54 下（KN·m） （KN·m） 注：表中M单位为kN·m，V单位为kN。
端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算：
中柱处的梁 M l b=I l b（Mbi+1，j + M u i，j）/（I l b+ I r b）
M r b=I r b（Mbi+1，j + M u i，j）/（I l b+ I r b） 边柱处的梁 M bj =Mbi+1，j + M u i，j
V b=（M l b+ M r b）/ l
Ni=∑（V l b- V r b）k 具体计算过程见下表5－12：
表5－12梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算
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