高层办公楼设计正式的计算书 - 图文(6)

大庆石油学院本科生毕业设计（论文）

(a)框架弯矩图（Kn.m） (b)梁端剪力及柱轴力图（KN） 图2-6 左地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力及轴力图

2.10 横向风荷载作用下框架结构和侧移内力计算

2.10.1 风荷载标准值

垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：

?k??z?s?z?0 （2-25）

式中：?k?风荷载标准值（kN/m2）； ?s?风荷载体型系数； ?z?风压高度变化系数；

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22 ?0?基本风压（kN/m）,绥化风荷载50年平均0.55 kN/m

?z?高度z处的风振系数，可按下式计算：

?z?1?Hi?? （2-26） H?z 式中：Hi?第i层层高；H?建筑总高度；??动力系数;??脉动影响系数。

基本风压?0=0.55 kN/m ，由《建筑结构荷载规范》查得?s=0.8（迎风面）和?s=－0.5（背风面）。B类地区，H/B =35.7/56.4=0.63。由表查得?=0.43，

T1=1.15s，?0T12=0.55×1.15=0.73kN·s2/㎡，由表查得?=1.70，故

2

?z=1+1.70×0.43/?z×Hi/H=1+0.731/?z×Hi/H

仍取图2-1中④轴线横向框架，其负载宽度为8.4m ，则?0取1.0×0.55=0.55 kN/m2，故沿房屋高度的分布风荷载标准值为

q?z?=8.4×0.55×?z?z?s=4.62?z?z?s

根据各楼层标高处的高度Hi查取?z，代入上式可得各楼层标高处的q?z?， 见表2-19，q?z?沿房屋高度的分布见图2-7（a）。

（a）风荷载沿房屋高度的分布（KN/m） (b)等效节点集中风荷载（KN） 图2-7 框架上的风荷载

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表2-19 沿房屋高度分布风荷载标准值 层次 Hi/m Hi/H μz βz q1(z) KN/m q2(z) KN/m 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 35.6 32.3 29 25.7 22.4 19.1 15.8 12.5 9.2 5.3 1.000 0.907 0.815 0.722 0.629 0.537 0.444 0.351 0.258 0.149 1.515 1.459 1.403 1.347 1.291 1.230 1.158 1.070 1.000 1.000 1.482 1.455 1.424 1.392 1.356 1.319 1.280 1.240 1.189 1.109 8.302 7.844 7.386 6.929 6.471 5.996 5.478 4.903 4.394 4.098 5.189 4.903 4.616 4.330 4.044 3.748 3.423 3.065 2.746 2.561 《建筑结构荷载规范》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35.6m>30m，且H/B=35.6/19.6=1.82>1.5。因此，该房屋应考虑风压脉动系数的影响。由表2-19可见?z沿房屋高度1.109～1.482范围变化，即风压脉动的影响大，因此该房屋应考虑风压脉动的影响。

框架结构分析时，应按静力等效原理将图2-7中a）中沿房屋高度分布的风荷载转化为节点集中荷载，如图2-7b）所示。

2.10.2 风荷载作用下的水平位移验算

根据图2-7（b）所示的水平荷载，由式Vi??Fk （2-27）

k?in计算层间剪力Vi，然后依据表2-5求出④轴线框架的层间侧移刚度，再按式

??u?i?VI/?Dij （2-28）

j?1s

u??（?u）k （2-29）

i?1n

计算各层的相对侧移和绝对侧移，计算过程见表2-20。

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表2-20 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算

层次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Fi/KN 36.69 42.064 39.609 37.155 34.685 32.116 29.324 26.352 28.073 29.838 Vi/KN 36.69 78.754 118.363 155.518 190.203 222.319 251.643 277.995 306.068 335.906 ∑D(N/mm) 116393.5644 116393.5644 116393.5644 124614.6299 146381.4043 146381.4043 146381.4043 156355.6169 123714.689 72873.82383 Δui/mm 0.315223614 0.676618165 1.016920485 1.247991509 1.299365865 1.518765317 1.719091309 1.777966186 2.473982698 4.609419162 ui/mm 16.65534431 16.3401207 15.66350253 14.64658205 13.39859054 12.09922467 10.58045936 8.861368047 7.08340186 4.609419162 hi/mm 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3900 5300 Δui/hi 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0004 0.0005 0.0005 0.0005 0.0006 0.0009 由表2-20可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为0.0009，远小于1/550=0.0018，满足规范要求。

2.10.3 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。以图2-1中④轴线横向框架计算为例。框架柱端剪力及弯矩计算过程见表2-21，梁端弯矩、剪力及柱轴力计算过程见表2-22，在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力见图2-8。

表2-21 风荷载作用下各层柱端弯矩及剪力计算

层次 hi/mm 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3900 5300 Vi/KN 36.69 78.754 118.363 155.518 190.203 222.319 251.643 277.995 306.068 335.906 Vi/KN 36.69 78.754 118.363 155.518 ∑Dij (N/mm) 边柱 Di1 Vi1 1.174 2.519 3.786 5.027 6.198 7.244 8.200 9.047 9.949 Ky Mi1 1.16 2.91 5.00 7.47 bMi1 2.71 5.40 7.50 9.12 u804120 25723 804120 25723 804120 25723 862221 27871 1003547 32700 1003547 32700 1003547 32700 1074646 34974 848581 27582 0.624 0.3 0.624 0.35 0.624 0.4 0.694 0.45 0.528 0.45 0.528 0.45 0.528 0.45 0.576 0.45 0.531 0.55 0.721 0.7 中柱 9.20 11.25 10.76 13.15 12.18 14.88 13.44 16.42 21.34 17.46 39.94 17.12 Mi1 1.47 4.20 7.10 b733891 23521 10.766 ∑Dij (N/mm) Di1 Vi1 1.482 3.180 4.780 6.211 层次 hi/mm 10 9 8 7 3300 3300 3300 3300 Ky Mi1 3.42 6.30 8.68 u804120 32474 804120 32474 804120 32474 862221 34436 0.858 0.3 0.858 0.4 0.858 0.45 0.934 0.45 9.22 11.27

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续表2-21

6 5 4 3 2 1 3300 3300 3300 3300 2900 5300 190.203 222.319 251.643 277.995 306.068 335.906 1003547 1003547 1003547 1074646 848581 733891 40491 40491 40491 43204 34275 25832 7.674 8.970 10.153 11.176 12.362 11.824 0.698 0.45 0.698 0.45 0.698 0.45 0.763 0.5 0.705 0.5 0.958 0.65 11.40 13.32 15.08 18.44 17.93 40.73 13.93 16.28 18.43 18.44 17.93 21.93

表2-22 风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 边梁 层次 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Mb 2.71 6.57 10.41 14.12 18.71 22.35 25.64 28.60 30.89 38.46 L走道梁 l Vb 0.62 1.45 2.35 3.27 4.31 5.15 5.91 6.42 6.94 8.15 Mb 0.93 2.12 3.51 5.01 5.63 6.73 7.72 8.15 8.98 9.85 L柱轴力 Vb 0.67 1.51 2.51 3.58 4.02 4.81 5.52 5.82 6.42 7.03 边柱N -0.62 -2.07 -4.43 -7.70 -12.01 -17.17 -23.08 -29.50 -36.44 -44.59 中柱N -0.05 -0.11 -0.26 -0.57 -0.28 0.07 0.47 1.07 1.59 2.70 Mb rMb rl 2.49 8.4 5.65 8.4 9.36 8.4 13.36 8.4 17.52 8.4 20.94 8.4 24.03 8.4 25.37 8.4 27.38 8.4 30.01 8.4 0.93 2.8 2.12 2.8 3.51 2.8 5.01 2.8 5.63 2.8 6.73 2.8 7.72 2.8 8.15 2.8 8.98 2.8 9.85 2.8 30

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