1.1.1 風荷載計算本部分參考規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（2012年版），以下簡稱荷載規(guī)范。對于垂直于建筑物表面上的風荷載標準值，當計算主要承重結(jié)構(gòu)是，按下式計算：w=。日日w （2_4_12）kzsz0式中Wk—風荷載標準值（kNm2）；%—高度z處的風振系數(shù)；七一風荷載體型系數(shù)；七一風壓高度變化系數(shù)；wo—基本風壓（kNm2）。由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，西安地區(qū)重現(xiàn)期為50年的基本風壓w0=0.35kN/m2,地面粗糙度為C類，風荷載體型系數(shù)由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》續(xù)表8.3.1第8項可知七二0.8（迎風面）七二-0.4（背風面），本建筑的背風側(cè)被建筑物完全擋住且距離特別近，則只考慮迎風側(cè)。風壓高度變化系數(shù)七：按C類地區(qū)查表如下，離地面高度Z（m）4.27.811.41518.6日z0.740.740.740.740.812風振系數(shù)P:《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于30m，且高寬比大于1.5的房屋結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用風振系數(shù)°z來考慮風壓脈動的影響。本設(shè)計中，房屋高度H<30m，H/B=18.6/18=1.03<1.5，則不需要考慮風壓脈動的影響，取°z=1.0o現(xiàn)取s軸一根框架進行計算，軸線框架的負荷寬度B=4.2+4.2=4.22將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的荷載，如下表2-4-5。表2-4-5風荷載計算Z(mZ(m)°zRsRwwkA(m2)F(kN)層次V(kN)5432118.61015 1.011.4 1.05432118.61015 1.011.4 1.07.8104.2 1.00.80.80.80.80.80.812 0.35 0.2274 13.860.74 0.35 0.2072 15.120.74 0.35 0.2072 15.120.74 0.35 0.2072 15.120.74 0.35 0.2072 16.383.16 3.163.13 6.293.13 9.423.13 12.553.39 15.94其中，A為一棉框架各層節(jié)點的受風面積，取上層的一半和下層的一半之和，頂層取到女兒墻頂，底層只取其中，到下層的一半。注意底層的計算高度應(yīng)從室外地面開始計算。2.風荷載作用下的計算簡圖。根據(jù)表（）畫出軸線S縱向框架在風荷載作用下的3.縱向框架在風荷載作用下的位移計算。選取軸線S對應(yīng)的框架，根據(jù)水平荷載，計算層間剪力，再依據(jù)層間側(cè)移剛度，計算出各層的相對側(cè)移和絕對側(cè)移。計算過程見表2-5-2。表（）風荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算由表2-5-2可以看出，風荷載作用下框架的最大層間位移角為1/7254<1/550，滿足規(guī)范要求。由表）（可以看出，框架的最大層間0.0000046 <層次層高F/kNiV/kNi￡D/(kN/m)△"/mmiAu/h風荷載作用下位移角為1/550=0.0018，滿由上可以看出在53.63.163.16800328.00.00000390.0000011足規(guī)范要求。風荷載作用下的層間剪力很小，時會更小，因此可43.63.136.29821384.80.00000770.0000021分配的各個柱以忽略風荷載對內(nèi)力的影響，不用下的內(nèi)力計算33.63.139.42867083.60.0000110.000003進行風荷載作了。4.縱向框架下的內(nèi)力計算。23.63.1312.55867083.60.0000140.000004在風載作用縱向框架下的內(nèi)力計算14.23.3915.94833744.80.0000190.0000046在風載作用米用D值法。（1）反彎點高 度的計算。反彎點高度比按下式進行計算，即y=y+y+y+y0 12 3式中y°--標準反彎點高度比。七--考慮與柱相鄰的上下梁的線剛度不同時，對反彎點高度比的修正系數(shù)。七--考慮相鄰上層層高與本層層高不同時對反彎點高度比的修正系數(shù)。七--考慮相鄰下層層高與本層層高不同時對反彎點高度比的修正系數(shù)。（2）柱端彎矩及剪力計算第j層第i柱所分配的剪力：V=-D-VlJZD1ij框架梁柱節(jié)點彎矩分配M上=V（1-y）h，M下=Vyh邊柱（1，4軸）：M1=M。上+M。下中柱（2,3軸）：M=lb左 （M+M），M=\右 （M+M）2左l左+l C上C下 2右l左+l C上C下計算結(jié)果如下表所示：各層柱端彎矩及剪力計算層號54321層高3.63.63.63.64.2V(KN)l3.166.299.4212.5515.94D(KN/m)800328821384.8867083.6867083.6833744.8S軸1柱，4柱(KN/m)D11452.811814.412408.112408.113378.5(KN)V0.0450.090.1350.180.256K0.7990.8320.7990.7990.932y0.350.4160.450.500.65M0.1080.1890.2670.3240.376c上M0.0570.1350.2190.3240.700S軸2柱3柱c下(KN/m)D17842.218244.119330.419330.416778.0(KN)V0.0700.1400.210.2800.321K1.5971.6641.5971.5971.864y0.3800.450.50.50.607M0.1560.2770.3780.5040.530c上

M0.0960.2270.3780.5040.818c下選擇的框架為對稱框架，則計算一般就可以了。柱端彎矩計算表樓層柱端彎矩（KN）柱端彎矩之和（kn）M 12 柱端彎矩（KN）柱端彎矩之和（kn）M21M235—0.1080.108—0.1560.0780.0780.1080.15640.0570.2460.2460.0960.3730.18650.18650.1890.27730.1350.4020.4020.2270.6550.32750.32750.2670.37820.2190.5430.5430.3780.8820.4410.4410.3240.50410.3240.70.70.5041.0340.5170.5170.3760.530框架柱軸力與框架梁剪力計算框架梁剪力：梁12,V=M1*M2左，梁23，V=M2右；M3左b l b l②框架柱的軸力：N=V,N=V-V,N=V-V,N=V1j1j2j 2j 1j3j3j4j1j4j層號5432112梁M0.1080.2460.4020.5430.700M0.0780.18650.32750.4410.517 2左 l66666V0.0310.0720.1220.1640.20323梁M0.0780.18650.32750.4410.517M0.0780.18650.32750.4410.517l66666V0.0260.0620.1090.1470.172柱軸力1-0.031-0.103-0.225-0.389-0.59220.0050.0150.0280.0450.0763-0.005-0.015-0.028-0.045-0.07640.0310.1030.2250.1470.1722.縱向框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力計算計算假定多高層建筑結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜的三維空間受力體系，它是由垂直方向的抗側(cè)力構(gòu)件、與水平方向剛度很大的樓板相互連結(jié)所組成的。計算分析時應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)實際情況，選取能較準確地反映結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的實際受力狀況的力學模型?？蚣芙Y(jié)構(gòu)一般有按空間結(jié)構(gòu)分析和簡化成平面結(jié)構(gòu)分析兩種方法。為了便于設(shè)計計算，在計算模型和受力分析上應(yīng)進行不同程度的簡化。在進行手算橫向平面框架時應(yīng)滿足以下四個基本假定。.結(jié)構(gòu)分析的彈性靜力假定.平面結(jié)構(gòu)假定.樓板在自身平面內(nèi)剛性假定.水平荷載按位移協(xié)調(diào)原則分配計算簡圖取S軸縱向框架進行計算。其計算簡圖如下圖樓面梁布置簡圖樓面板布置簡圖1 @ （3） ?(3)豎向荷載統(tǒng)計1＞屋面:保護層：25mm厚混凝土板:0.025x23=0.575KN/m2保溫層：50厚聚苯乙烯泡沫塑料板:0.05x0.5=0.025KN/m20.35KN0.35KN/m20.02x20=0.4KN/m20.04x13=0.52KN/m20.12x25=3KN/m20.02x17=0.34KN/m20.17KN/m2防水層：高聚物改性瀝青防水卷材:結(jié)合層：稀釋涂料找平層：20mm厚1:3水泥砂漿：找坡層：40mm厚1:8水泥爐渣：結(jié)構(gòu)層：120mm厚鋼筋混凝土板：抹灰層：20mm厚板底石灰砂漿：頂棚：V型輕鋼龍骨吊頂:合計:5.38KN/m2樓面：8厚地磚樓面，干水泥擦縫0.008x19.8=0.1585厚1:1水泥細砂漿粘合層（內(nèi)含建筑膠）0.0055厚1:1水泥細砂漿粘合層（內(nèi)含建筑膠）0.005x20=0.1KN/m20.02x20=0.4KN/m220厚1:3水泥砂漿結(jié)合層（內(nèi)含建筑膠）水泥砂漿一道120mm厚鋼筋混凝土板：20mm厚板底石灰砂漿：V型輕鋼龍骨吊頂：合計：2＞屋面及樓面活載屋面活載：屋面雪載：屋面活載：（不上人屋面）樓面活載：醫(yī)院門診室：走廊：3＞梁荷載標準值框架縱梁：bxh=250x550mm20.12x25=3KN/m20.02x17=0.34KN/m20.17KN/m24.168KN/m20.25KN/m20.50KN/m22.0KN/m22.5KN/m2梁自重（考慮抹灰）：0.25x（0.55-0.12）x1.05x25=2.822KN/m框架橫梁：bxh=250x400mm2梁自重（考慮抹灰）：0.25x（0.40-0.12）x1.05x25=1.838KN/m4＞墻荷載標準值外墻：3mm厚面層聚合物砂漿面層：0.003x17=0.051KN/m22mm厚底層聚合物砂漿：0.002x17=0.034KN/m2190mm厚粉煤灰輕渣空心砌塊：0.19x8=1.52KN/m2刷界面處理劑一道：12mm厚1:1:6水泥石灰膏砂漿打底：0.012x17=0.204KN/m26mm厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂漿找平：0.006x17=0.102KN/m2刷乳膠漆合計： 2.601KN/m2內(nèi)墻：刷乳膠漆6mm厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂漿找平：0.006x17=0.102KN/m212mm厚1:1:6水泥石灰膏砂漿打底： 0.012x17=0.204KN/m2刷界面處理劑一道：190mm厚粉煤灰輕渣空心砌塊： 0.19x8=1.52KN/m2刷界面處理劑一道：12mm厚1:1:6水泥石灰膏砂漿打底： 0.012x17=0.204KN/m26mm厚1:0.3:2.5水泥石灰膏砂漿找平：0.006x17=0.102KN/m2合計：女兒墻：6mm厚水泥砂漿罩面:12mm厚水泥砂漿打底:200mm厚鋼筋混泥土:20mm厚水泥砂漿找平：合計門窗：鋁合金玻璃門窗：木門：2.132KN/m20.006x20=0.120KN/m20.012x20=0.240KN/m20.02x25=0.500KN/m20.02x20=0.400KN/m25.76KN/m20.45KN/m20.20KN/m2恒載作用下的框架的內(nèi)力計算恒載作用下個層框架梁的荷載分布如下圖所示對于第5層q1表示縱梁的自重，為均布荷載形式q1=2.822KN/m42為非上人屋面?zhèn)鹘o縱梁的梯形荷載。q2=4.2x5.38=22.596KN/mP1,p2,p3,p4分別表示邊橫梁，中橫梁，中橫梁，邊橫梁直接傳給柱的恒載。P1=5:8x2.1x5.38x4.2=29.66（三角形局部荷載）+1.838x4.2+5.76x1.5x4.2=73.67KNP2=5:8x2.1x5.38x4.2x2=59.31+1.838x4.2=67.03KNP3=5:8x2.1x5.38x4.2x2=59.31+1.838x4.2=67.03KNP4=5:8x2.1x5.38x4.2=29.66+1.838x4.2+5.76x1.5x4.2=73.67KN集中力矩M2=P2xe2=67.03x(0.5-0.250)-2=8.38KN*mM3=P2x^=67.03x(0.5-0.250)-2=8.38KN*m對于1-4層q1表示縱梁的自重和其上部墻重，為均布荷載形式q1=2.822+2.132x3.6=10.50KN/mq2為樓面板傳給縱梁的梯形荷載。q2=4.2x4.168=17.51KN/mq3表示縱梁的自重，為均布荷載形式外橫墻線密度：(2.601x[(3.6-0.4)x(4.2-0.5)-3x2.1]+3x2.1x0.45}/4.2=4.1KN/m內(nèi)橫墻線密度：(2.132x[(3.6-0.4)x(4.2-0.5)-1.2x2.1]+0.45x2.1x1.2}/4.2=5.0KN/mP1=p4=5:8x2.1x4.168x4.2(三角形局部荷載)+1.838x4.2+4.1x4.2=47.92KNP2=p3=5:8x2.1x4.168x4.2x2+1.838x4.2+5.0x4.2=74.67KN集中力矩：M2=P2x%=74.67x(0.5-0.250)-2=9.33KN*mM3=P2xe2=74.67x(0.5-0.250)-2=9.33KN*m恒荷載作用下梁的固端彎矩計算等效于均布荷載與梯形的疊加。梯形q=(1-2a2+a3)q2,本設(shè)計中a=2.1/6.0=0.35則q=0.798q2對于第5層縱向框架梁等效均布荷載q=0.798x22.596+2.822=20.85KN/m①②跨的梁端彎矩：-心12=M21=ql2/12=20.85x62-12=62.55KN*m③④跨的梁端彎矩：-M34=M43=ql2/12=20.85x62-12=62.55KN*m②③跨的梁端彎矩：-M公=M32=ql2/12=20.85x62-12=62.55KN*m對于第1-4層①②、③④跨的框架梁等效均布荷載：q=0.798x17.51+10.50=24.47KN/m②③跨的框架梁等效均布荷載:q=0.798x17.51+2.822=16.79KN/m則①②跨的梁端彎矩：—M12=M21=ql2/12=24.47x62-12=73.41KN*m③④跨的梁端彎矩：—M34=M43=ql2/12=24.47x62-12=73.41KN*m②③跨的梁端彎矩：—M^=M32=ql2/12=16.79x62-12=50.37KN*m(6)活荷載作用下框架的內(nèi)力計算1＞梁受的荷載分析對于第五層來說活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示q1=4.2x0.5=2.1KN/mP1=5:8x2.1x0.5x4.2=2.76KNP2=5:8x2.1x0.5x4.2x2=5.51KNP3=5:8x2.1x0.5x4.2x2=5.51KNP4=5:8x2.1x0.5x4.2=2.76KN集中力矩M2=P2xe2=5.51x(0.5-0.250)-2=0.69KN*mM3=P3xe2=5.51x(0.5-0.250)-2=0.69KN*m對于第1-4層來說活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示q1=4.2x2=8.4KN/mq2=4.2x2.5=10.5P1=5+8x2.1x2x4.2=11.03KNP2=5+8x2.1x(2+2.5)x4.2=24.81KNP3=5+8x2.1x(2+2.5)x4.2=24.81KNP4=5+8x2.1x2x4.2=11.03KN集中力矩M2=P2xe2=24.81x(0.5-0.250)-2=3.10KN*mM3=P3x%=24.81x(0.5-0.250)-2=3.10KN*m2＞活荷載作用下的梁的固端彎矩梯形q=(1-2a2+a3)q2,本設(shè)計中a=2.1/6.0=0.35則q=0.798q2對于第5層，q=0.789x2.1=1.66KN/m①②跨的梁端彎矩：—M12=M2廣ql2/12=1.66x62-12=4.98KN*m③④跨的梁端彎矩：—M34=M^=ql2/12=1.66x62-12=4.98KN*m②③跨的梁端彎矩：—M23=M32=ql2/12=1.66x62-12=4.98KN*m對于第1-4層，在①②跨，③④跨，q=0.789x8.4=6.63KN/m①②跨的梁端彎矩：—M12=M21=ql2/12=6.63x62-12=19.89KN*m③④跨的梁端彎矩：—M34=M43=ql2/12=6.63x62-12=19.89KN*m在②③跨，q=0.789x10.5=8.28KN/m②③跨的梁端彎矩：—M^=M32=ql2/12=8.28x62-12=24.84KN*m3.在雪載作用下框架受力分析在屋面雪荷載的作用下q1=4.2x0.25=1.05KN/mP1=5:8x2.1x0.25x4.2=1.38KNP2=5:8x2.1x0.25x4.2x2=2.76KNP3=5:8x2.1x0.25x4.2x2=2.76KNP4=5:8x2.1x0.25x4.2=1.38KN集中力矩M2=P2xe2=2.76x(0.5-0.250)-2=0.345KN*mM3=P3x^=2.76x(0.5-0.250)-2=0.345KN*m內(nèi)力計算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算。梁端剪力可根據(jù)梁上的豎向荷載引起的剪力與梁端引起的剪力相疊加而得。、某層柱的軸力為該層以上所有與柱相連的梁端剪力與節(jié)點集中力之和，如恒載作用下軸力應(yīng)包括柱自重。柱端剪力可以從框架中截取柱為隔離體，用平衡條件求得。恒載作用下縱向框架的彎矩圖有.447S.44活載（屋面活載，表3.36）跨中彎矩計算恒載作用下梁的跨中彎矩，按實際荷載利用兩端帶彎矩的簡支求得。為了便于施工及提高框架結(jié)構(gòu)的延性，通常對豎向荷載作用下的梁端負彎矩進行調(diào)幅，對現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，調(diào)幅系數(shù)可取0.80.9.在此工程中，對梁彎矩進行調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)為P，取0.8。調(diào)幅后：梁端彎矩M,]=&M1M，2=&M2跨中彎矩：M中=心中+(M"M?/2注：這里彎矩帶正負號，梁上邊受拉為負，下邊受拉為正。對于第5層：M中=M0+(M左+M右)/2=1/8ql2+(-38.14-75.44)x0.8-2=93.825-45.432=48.393KN*m同理可得M中=93.825-51.776=42.049KN*mM中=48.393KN*m對于第4層：M2中=110.115-54.984=55.131KN*mM中=31.947KN*mM34中=55.131KN*m對于第3層M=55.347KN*mM23中=32.235KN*mM34中=55.347KN*m對于第2層：M2中=55.131KN*mM23中=32.355KN*mM34中=55.131KN*m對于第1層：M=56.611KN*mM23中=31.899KN*mM=56.611KN*m活荷載作用下的梁跨中彎矩，利用兩端帶彎矩的簡支求得。對于第5層：M中=M0+(M左+M右)/2=1/8ql2+(-3.77-5.75)x0.8-2=7.47-3.808=3.662KN*m同理可得M中=7.47-4.328=3.142KN*mM34中=3.662KN*m對于第4層：M中=29.835-15.348=14.487KN*mM23中=37.26-19.656=17.604KN*mM34中=14.487KN*m對于第3層M2中=14.379KN*mM23中=17.484KN*mM34中=14.379KN*m對于第2層：M中=14.343KN*mM23中=17.492KN*mM34中=14.343KN*m對于第1層：M2中=14.607KN*mM23中=17.612KN*mM34中=14.607KN*m有考慮荷載的最不利位置，將跨中彎矩乘以1.1,計算結(jié)果如下:對于第5層：M中=3.662x1.1=40.0282w40.03KN*mM34中=40.03KN*mM23中=3.142x1.1=3.4562w3.46KN*m對于第4層：M2中=14.487x1.1=15.59KN*mM23中=17.604x1.1=19.36KN*mM34中=15.59KN*m對于第3層：M中=14.379x1.1=15.82KN*mM23中=17.484x1.1=19.23KN*mM中=15.82KN*m對于第2層：M2中=14.343x1.1=15.78KN*mM23中=17.492x1.1=19.24KN*mM中=15.78KN*m對于第1層：M2中=14.607x1.1=16.07KN*mM23中=17.612x1.1=19.37KN*mM34中=16.07KN*m梁端剪力和柱軸力的計算恒載作用下由于選擇的一棉框架是對稱的，則在對稱荷載作用下受力也是對稱的。因此只計算①②跨，②③跨就可以了。④③跨同①②跨。

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