土木工程毕业设计ZH03横向框架内力计算b.风荷载内力计算

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第三部分 横向框架内力计算
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二、风作用下的横向框架(KJ-6)内力计算
(一)、风作用计算 (假定风从左向右吹)
垂直于建筑物表面上的风作用标准值应为:WK=βZμSμZw0。因结构高度
H=15.5m<30m,故取βZ=1.0;对于矩形截面,μS=0.8-(-0.5)=1.3,本建筑物所在
的地面粗糙度为有密集建筑群的大城市市区,故属C类,查荷载规范得μZ=0.74。将
风作用换成作用于框架每层节点上的集中荷载,如下表:

层次 βZ μS Z (m) μZ
w0 (KN/m2) A (m2) PW (KN)

5 1.0 1.3 15.1 0.74 0.4 3.4 1.31
4 1.0 1.3 12.2 0.74 0.4 5.8 2.23
3 1.0 1.3 9.3 0.74 0.4 5.8 2.23
2 1.0 1.3 6.4 0.74 0.4 5.8 2.23
1 1.0 1.3 3.5 0.74 0.4 7 2.69
注:表中A为各层框架节点的受风面积。
故风作用下的计算简图为:
第三部分 横向框架内力计算

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(二)、风荷载下的横向框架内力计算—D值法
1、风荷载下各柱剪力的分配: imiiiVDDV
第五层:V=14×1.31=0.33KN
第四层:V=14×3.54=0.89KN
第三层:V=14×5.77=1.44KN
第二层:V=14×8=2KN
第一层:V=14×10.69=2.67KN

2、柱的反弯点高度计算
位置
系数
A B

C D

第五层
m=5
n=5
h=2.9m

K
1.55 0.91
同 B 柱 同
A
柱 y0 0.37 0.35 α1 1 1 y1 0 0 α2 1 1 y2 0 0 α3
1 1

y3 0 0
y
1.07 1.02

第四层
m=5
n=4
h=2.9m

K
1.55 0.91
同 B 柱 同
A

y0 0.45 0.4
α1
1 1

y1 0 0
α2
1 1

y2 0 0
α3
1 1

y3 0 0
y
1.31 1.16

第三层
m=5

K
1.55 0.91
同 B 同

A
y0 0.47 0.45
α1
1 1
第三部分 横向框架内力计算
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n=3
h=2.9m

y1 0 0

柱 柱 α2 1 1
y2 0 0
α3
1.33 1.33

y3 0 -0.05
y
1.36 1.31

第二层
m=5
n=2
h=2.9m

K
1.55 0.91
同 B 柱 同
A
柱 y0 0.5 0.5 α1 1 1 y1 0 0 α2 1 1 y2 0 0 α3
1 1

y3 0 0
y
1.45 1.45

第一层
m=5
n=1
h=3.5m

K
0.77 1.1
同 B 柱 同
A
柱 y0 0.66 0.65 α1 — — y1 0 0 α2 0.7 0.7 y2 0 0 α3
— —

y3 0 0
y
2.31 2.31

注:1. y0由m、n及K查表得到。
2. y1由α1及K查表得到,α1=4321iiii;当i1+i2>i3+i4时,α1取倒数,即α1=2143iiii并且

y1值取负号“-”。
3. y2由α2及K查表得到,α2=h上/h

4. y3由α3及K查表得到,α3= h下/h

5.y=(y0+y1+y2+y3)h

3、柱端弯矩计算 设风从左向右作用
柱下端弯矩 M下=
y
×V

柱上端弯矩 M上=(h-y)×V
柱端弯矩计算结果如下图所示:(A柱和D柱相同,B柱和C柱相同)
第三部分 横向框架内力计算
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4、梁端弯矩计算——根据节点平衡来计算
第五层:MAB=MDC=0.6KNm
MBA=MCD=17955179553119×0.62=0.53KNm

MBC=MCB=3119179553119×0.62=0.09KNm
第四层:MAB=MDC=1.42+0.35=1.77KNm
MBA=MCD=17955179553119×(1.55+0.34)=1.61KNm

MBC=MCB=3119179553119×(1.55+0.34)=0.28KNm
第三层:MAB=MDC=1.17+2.22=3.39KNm
MBA=MCD=482854828510584×(1.03+2.29)=2.83KNm

MBC=MCB=105844828510584×(1.03+2.29)=0.49KNm
第二层:MAB=MDC=1.96+2.9=4.86KNm
MBA=MCD=482854828510584×(1.89+2.9)=4.08KNm

MBC=MCB=105844828510584×(1.89+2.9)=0.71KNm
第一层:MAB=MDC=2.9+3.18=6.08KNm
第三部分 横向框架内力计算
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MBA=MCD=482854828510584×(2.9+3.18)=5.18KNm
MBC=MCB=105844828510584×(2.9+3.18)=0.9KNm
5、风作用下的框架内力图(左向)
框架的弯矩图由柱端弯矩和梁端弯矩可以直接做出,弯矩图画在构件的受拉边,
不标正负号。
框架的剪力图根据框架弯矩图,通过对梁或柱取脱离体,求某一点ΣM=0,则可
以求出梁端和柱端剪力,然后即可做出剪力图。
框架轴力图即柱轴力图,根据框架剪力图,取节点脱离体,求ΣY=0,即可求出
柱的轴力图,轴力以柱受压为正。

M图 (KNm)
第三部分 横向框架内力计算

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V图 (KN)
N图 (KN)