第二节 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 （ 一 ）风荷载标准值
垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算：
wk??z?s?zw0
式中，?k—风荷载标准值（kN/m2）
?z—高度Z处的风振系数
?s—风荷载体型系数 ?z—风压高度变化系数
?0—基本风压（kN/m2）
由《荷载规范》， 50年的基本风压：?0=0.45KN/m，地面粗糙度为B类。风载体型系数由《荷载规范》第7.3节查得： ?s=0.8（迎风面）和?s=-0.5（背风面）。《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?z来考虑风压脉动的影响。本设计中，房屋高度H=18.95 < 30m，H/B=18.5/18=1.05 < 1.5，则不需要考虑风压脉动的影响，取?z=1.0。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，如下表：
表5-8 风荷载计算 层次 ?z ?s Z(m) ?z ?0 A(m2) Pw(kN) V(kN) 5 1.0 0.954 18.45 0.81 0.45 16.2 5.97 5.97 4 1.0 0.771 14.85 0.74 0.45 25.92 8.73 14.70 3 1.0 0.588 11.25 0.74 0.45 25.92 8.73 23.43 2 1.0 0.405 7.65 0.74 0.45 25.92 8.73 32.16 1 1.0 0.221 4.05 0.74 0.45 27.54 9.27 41.43 其中，A为一榀框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取。
3.3)?57.6?146.88m2 顶层 A?(0.9?2 中间层 A?3.3?57.6?190.08m2
底层 A?(
4.553.3?)?57.6?207.36m2 22F5=5.97F4=8.73F3=8.73F2=8.73F1=9.27
图5-4 等效节点集中风荷载计算简图(kN)
（ 二 ）风荷载作用下的水平位移验算
根据水平荷载，计算层间剪力，再依据层间侧移刚度，计算出各层的相对侧移和绝对
侧移。计算过程如下表，
表6-9 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算 ?ui/mm ui/mm ?ui/hi 层次 Fi/kN Vi/kN ?D/(N/mm) 999764 5 5.97 5.97 0.05 1.05 1/18047 999764 4 8.73 14.70 0.12 0.60 1/15350 999764 3 8.73 23.43 0.19 1.20 1/13352 999764 2 8.73 32.16 0.26 1.97 1/11811 737147 1 9.27 41.43 0.43 3.14 1/10581 由表可以看出，风荷载作用下框架的最大层间位移角为一层的1/10581，小于1/550，满足规范要求。
（ 三）风荷载作用下框架结构内力计算
计算方法与地震作用下的相同,都采用D值法。
在求得框架第I层的层间剪力Vi后，I层j柱分配到的剪力Vij以及柱上、下端的弯矩
bu、Mij分别按下列各式计算： Mij
柱端剪力计算公式为
Vij?Dij?Dj?1sVi
ij柱端弯矩计算公式为
buMij?Vij?yh，Mij?Vij?(1?y)h
y?yn?y1?y2?y3
需要注意的是，风荷载作用下的反弯点高比yn是根据表：均布水平荷载作用下的各层标准反弯点高度比yn查得。
表5-10 各层边柱柱端弯矩及剪力计算
层次 hi/m Vi/kN 5 4 3 2 1 层次 hi/m Vi/kN 3.6 5.97 3.6 14.7 3.6 23.43 3.6 32.16 4.55 41.43 ?Dij/(N/mm) Di1 999764 999764 999764 999764 737147 Vi1 K y M上 M下 1.27 4.19 7.52 24150 24150 24150 24150 21390 1.18 0.76 2.91 0.76 4.64 0.76 6.37 0.76 9.27 0.96 0.30 2.97 0.40 6.29 0.45 9.19 0.50 11.47 11.47 0.65 14.76 27.42 表5-11 各层中柱柱端弯矩及剪力计算
?Dij/(N/mm) Di1 999764 5 3.6 5.97 36838 999764 4 3.6 14.7 36838 999764 3 3.6 23.43 36838 999764 2 3.6 32.16 36838 737147 1 4.55 41.43 26412 注：表中弯矩单位为KN.M,剪力单位为KN。
K 1.80 1.46 4.44 1.46 7.08 1.46 9.71 1.46 11.45 1.84 Vi1 Y 0.37 0.42 0.47 0.50 0.60 M上 M下 4.08 2.40 9.27 6.71 13.51 11.98 17.48 17.48 20.84 31.26 梁端弯矩Mb、剪力Vi以及柱轴力Ni分别按照下列公式计算：
M?lbliblrib?ibu(Mib?1,j?Mij)；
riblrib?ibM?lbu(Mib?1,j?Mij)；
lrVb?(Mb?Mb)/l；
nNi??(Vbl?Vbr)
k?i层次 5 4 3 2 1 l Mb表5-12 风荷载作用下的梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 边梁 走道梁 柱轴力 lVb Vb 边柱N 中柱N Mbr MbMbr l l 0.87 6.00 2.43 6.00 4.27 6.00 0.43 1.11 1.98 2.79 5.70 2.32 6.47 2.32 3.00 6.47 3.00 1.55 4.31 7.60 11.05 -0.43 -1.55 -3.53 -6.32 -1.12 -4.32 -9.93 -18.19 -28.72 1.73 4.25 7.63 11.40 11.40 3.00 16.57 16.57 3.00 24.33 24.33 3.00 10.52 6.21 6.00 25.05 9.12 6.00 16.22 -12.02 横向框架在风荷载作用下弯矩、梁端剪力及柱轴力见图6-2-3。
1.731.730.873.274.142.527.144.3610.615.9118.174.626.0011.406.269.6816.5712.2713.1124.339.1220.356.2113.110.873.192.322.436.482.426.474.279.6818.8024.87
图5-5 左风作用下框架弯矩图(KN)
0.43-0.431.11-1.551.98-3.532.79-6.325.70-12.02-28.72-18.19-9.93-4.32-1.121.551.551.120.430.431.111.551.983.532.796.325.7012.024.314.314.327.607.609.9311.0511.0518.1916.2216.2228.7212.02
图5-6 左风作用下梁端剪力及柱轴力图