某高校留學(xué)生公寓樓框架結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載內(nèi)力計算案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u31506某高校留學(xué)生公寓樓框架結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載內(nèi)力計算案例概述 1111361.1風(fēng)荷載計算 2303951.1.1各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2267281.1.2風(fēng)荷載作用計算簡圖 277931.2風(fēng)荷載作用下的位移計算 329631.2.1D值法計算柱的側(cè)移剛度 3177071.2.2風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算 5187811.3風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算 6199741.3.1反彎點高度計算 7245121.3.2各層剪力分配 843851.3.3柱端彎矩計算 9144011.3.4梁端彎矩計算 1010961.3.5梁端剪力計算 11170071.3.6柱軸力計算 11117661.4風(fēng)荷載作用下框架的內(nèi)力圖 1149521.4.1彎矩圖 11239351.4.2剪力圖 12311271.4.3軸力圖 131.1風(fēng)荷載計算1.1.1各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值按公式（1.1）計算。（1.1）wk——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；βz——風(fēng)振系數(shù)；μs——風(fēng)荷載體型系數(shù)；μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；w0——基本風(fēng)壓；各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算結(jié)果見表1.1。樓層高度/(m)μzβzμsw0wkh上h下A/(m2)P/(KN)六20.31.2311.30.350.561.23.313.57.56五171.1711.30.350.5323.33.319.810.53四13.71.111.30.350.5013.33.319.89.92三10.41.0111.30.350.463.33.319.89.11二7.1111.30.350.4553.33.319.89.01一3.8111.30.350.4553.33.821.39.69表1.1各層樓面處集中風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.1.2風(fēng)荷載作用計算簡圖風(fēng)荷載作用計算簡圖如圖1.1。圖1.1風(fēng)荷載作用計算簡圖1.2風(fēng)荷載作用下的位移計算1.2.1D值法計算柱的側(cè)移剛度柱的側(cè)移剛度D值按式（1.2）計算：（1.2）αc——框架柱側(cè)向剛度降低系數(shù)。根據(jù)梁柱線剛度比值K的不同，框架柱側(cè)向剛度降低系數(shù)αc取值方法如圖1.2：圖1.2側(cè)向剛度降低系數(shù)αc取值方法抗側(cè)剛度計算結(jié)果見表1.2。表1.2框架柱抗側(cè)移剛度計算表樓層Kαcic/(KN·m)h/(m)D/(KN/m)邊柱六0.3850.1611620003.328740五0.3850.1611620003.328740四0.3850.1611620003.328740三0.3850.1611620003.328740二0.3850.1611620003.328740一0.5020.4001215004.331541中柱六0.7700.2781620003.349626五0.7700.2781620003.349626四0.7700.2781620003.349626三0.7700.2781620003.349626二0.7700.2781620003.349626一1.0050.5011215004.3395051.2.2風(fēng)荷載作用下框架側(cè)移計算框架的側(cè)移通過層間位移角來表達(dá)，層間位移角按式（1.3）,(1.4)計算(1.3)(1.4)θe——彈性層間位移角；Δui——層間頂點側(cè)移；hi——第i層層高；ΣD——層間柱總抗側(cè)剛度；Vi——樓層剪力。風(fēng)荷載作用下的框架側(cè)移見表1.3。表1.3風(fēng)荷載作用下的框架側(cè)移樓層風(fēng)荷載水平作用力Fi/(KN)Vi/(KN)ΣD/(KN/m)Δui=Vi/ΣD/(m)hi/(m)θe67.567.561567324.82×10-53.31/68493510.5318.091567321.15×10-43.31/2869649.9228.011567321.79×10-43.31/1845039.1137.121567322.37×10-43.31/1392429.0141.131567322.94×10-43.31/1122419.6955.821420923.93×10-44.31/10940位移驗算：對于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層間位移角限值為1/550。由表1.3可知，本結(jié)構(gòu)的最大層間位移角為1/10940,小于層間位移角限值，滿足要求。1.3風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算1.3.1反彎點高度計算柱底至反彎點的高度yh可由式(1.5)求出：yh=(y0+y1+y2+y3)h(1.5)y0——標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比;y1——上下層橫梁線剛度比I對y0的修正值;y2——上層層高變化時對y0的修正值;y3——下層層高變化時對y0的修正值.風(fēng)荷載作用下，反彎點高度比取值按照框架承受均布水平力作用的情況取值。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)（中冊）混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計》（第六版）附錄10的附表10-1，10-3，10-4，反彎點高度比值見表1.4。樓層Ky0Iy1α2y2α3y3y六邊柱0.3850.1851.0000——1.00000.185中柱0.7700.3001.0000——1.00000.300五邊柱0.3850.2921.00001.00001.00000.292中柱0.7700.4001.00001.00001.00000.400四邊柱0.3850.3501.00001.00001.00000.350中柱0.7700.4351.00001.00001.00000.435三邊柱0.3850.4421.00001.00001.00000.442中柱0.7700.4501.00001.00001.00000.450二邊柱0.3850.5071.00001.00001.303-0.0290.478中柱0.7700.5001.00001.00001.303-0.0260.474一邊柱0.5020.7491.00000.767-0.0082——0.741中柱1.0050.6491.00000.7670——0.649表1.4風(fēng)荷載作用下框架柱反彎點高度比1.3.2各層剪力分配風(fēng)荷載作用下第i層第j根柱的柱端剪力Vij按式(1.6)計算：(1.6)Vij——第i層第j根柱分得的剪力Dij——第i層第j根柱的抗側(cè)剛度ΣDij——第i層層間柱總抗側(cè)剛度Vi——第i層層間剪力剪力分配結(jié)果如下表1.5。表1.5風(fēng)荷載作用下層間柱剪力分配樓層Dij/(KN/m)ΣDij/(KN/m)Vi/(KN)Vij/(KN)六邊柱287401567327.561.39中柱496262.39五邊柱2874015673218.093.32中柱496265.73四邊柱2874015673228.015.14中柱496268.87三邊柱2874015673237.121.81中柱4962611.75二邊柱2874015673241.138.46中柱4962614.61一邊柱3154114209255.8212.39中柱3950515.521.3.3柱端彎矩計算風(fēng)荷載作用下的柱端彎矩按式（1.7）、（1.8）計算：柱頂彎矩（1.7）柱底彎矩（1.8）柱端彎矩計算結(jié)果見表1.6。樓層Vij/(KN)yh/(m)Mc上/(KN?m)Mc下/(KN?m)六邊柱1.390.1853.33.740.85中柱2.390.3005.522.34五邊柱3.320.2923.37.763.20中柱5.730.40011.347.56四邊柱5.140.3503.311.025.94中柱8.870.43511.5412.73三邊柱1.810.4423.312.549.93中柱11.750.45021.3317.45二邊柱8.460.4783.314.5713.34中柱14.610.47425.3622.85一邊柱12.390.7414.313.8039.48中柱15.520.64923.4243.31表1.6風(fēng)荷載作用下柱端彎矩1.3.4梁端彎矩計算由節(jié)點平衡條件，梁端彎矩之和等于本層柱頂彎矩和上層柱底彎矩之和，將節(jié)點左右梁端彎矩之和按照左右兩側(cè)梁的線剛度比例分配，即為梁端彎矩。風(fēng)荷載作用下的梁端彎矩按式（1.9）、（1.10）計算：節(jié)點左側(cè)梁端彎矩（1.9）節(jié)點右側(cè)梁端彎矩（1.10）因為本框架結(jié)構(gòu)中，框架梁的線剛度相同，故節(jié)點左右側(cè)梁平分柱端傳來的彎矩。梁端彎矩計算結(jié)果見表1.7。表1.7風(fēng)荷載作用下梁端彎矩樓層Mci上Mc(i+1)下MbijMbij左Mbij右六邊柱3.74—3.74——————————————中柱5.52—5.522.762.76五邊柱7.760.858.61——————————————中柱11.342.3413.681.841.84四邊柱11.023.2014.22——————————————中柱11.547.5624.1012.0512.05三邊柱12.545.9418.48——————————————中柱21.3312.7334.0617.0317.03二邊柱14.579.9324.50——————————————中柱25.3617.4542.8121.4121.41一邊柱13.8013.3427.14——————————————中柱23.4222.8541.2723.1423.141.3.5梁端剪力計算表1.8風(fēng)荷載作用下梁端剪力樓層梁端彎矩/（KN?m)梁端剪力/(KN)VAB=VBA梁端彎矩/（KN?m)梁端剪力/(KN)VBC=VCBMABMBAMBCMCB六3.74-2.76-0.982.76-2.76-0.84五8.61-1.84-2.341.84-1.84-2.07四14.22-12.05-3.9812.05-12.05-3.65三18.48-17.03-5.3817.03-17.03-5.16二24.50-21.41-1.9621.41-21.41-1.49一27.14-23.14-7.6223.14-23.14-7.011.3.6柱軸力計算表1.9水平風(fēng)荷載對產(chǎn)生柱的軸力樓層VAB/(KN)NA=-ND/(KN)VBA/(KN)VBC/(KN)NB=-NC/(KN)6-0.98-0.98-0.98-0.840