荷载内力计算汇总
第二章荷载内力计算
2.1恒活载计算：
2.1.1屋面框架梁
100厚钢筋混凝土楼板:
100厚憎水膨胀珍珠岩块保温层（「乞250K g
m 3 ）:
30厚1:3水泥砂浆 4@200双向箍筋: 满涂胶黏剂一层：
20厚1:3水泥砂浆抹平压光： 屋面恒载汇总：
屋面板均布恒载标准值：
AB 跨上屋面梁恒载标准值：
BC, DE 跨上屋面梁恒载标准值
框架梁自重 框架梁粉刷
0.02T0 = 0.6 K%?
6.37KN 口2
6.37KN /2 g wk1 =+%. 37
2 5.
KN
6m
O wk^
7^9
6. 37
2 5
KN
6m
0. 25 0. 7 =2 5 K4N^8
框架梁总自重
屋面不上人，活载标准值为，则: AB 跨上屋面梁活载标准值：
BC,DE 跨上屋面梁活载标准值：
1: 8水泥膨胀珍珠岩找坡层（均厚105mm ）:
0.105
13
2%
0.1 2=5 旳给2
30 x 0.03 + 25沃 0.03 = 1.65 K%?
0.4X0.01 =0.004
(0.7 -0.1) 2 0.02 17=0.408
KN
m
q wk1 =}9 0. 5 1. Kr 8m
q wkz^ 0.5=1.98
KN
m
2.1.2屋面纵向梁传来的作用于柱顶的集中荷载
女儿墙自重标准值（600mm高240mm厚双面抹灰砖墙0.6x5.24 =3.14
0. 2 5 0. 5 =2 5 踽点'
纵向框架梁自重
纵向框架梁粉刷(0. 5 0. 1 ) 2 0. 02 1 7KN0. 2 72
/ m ■纵向框架梁自重标准值 3. 4K%
次梁自重0. 2 5 0. 5 =2 5 踽点'
次梁粉刷(0. 5 0. 1 ) 2 0. 02 1 7心曙2 7 2 ■次梁自重标准值 3. 4K%
女儿墙自重 3. 1 4 7.9 2KN 8 1
纵向框架梁自重 3. 4 7.=9 2KN8 6
纵向次梁自重
7 9
3.4 13.43KN
2
屋面恒载传来[8. 4^-9
2 n
7. 9
8 4-—
8 4 7 9
-(Z )] 6. 3 7 KN0. 2 6
2 2 4
A轴纵向框架梁传来恒载标准值G wk^ 1 9 5 . KN
女儿墙自重 3. 1 4 7.9 2KN8 1 纵向框架梁自重 3. 4 7.=9 2KN8 6 纵向次梁自重 3. 4 乙
9
2
1 3.KN3
屋面恒载传来[7. 2亠9
2 7.2乙9
彳9 6.37 KN1 5. 2
B轴纵向框架梁传来恒载标准值G wk2 二1 8 0 KN
纵向框架梁自重 3. 4 7.=9 2KN8 6 纵向次梁自重 1 3.KN3
A 轴纵向框架梁传来屋面活载标准值 Q wki :
7 9 Q wk1=[8.4
(2.23 4.2) 1.98] 0.5 =10.22KN
2
B 轴纵向框架梁传来屋面活载标准值Q wk2:
7 9 Q ,k2=[7.2
(1.63 3.6) 1.98] 0.5=9.05KN
2
(二层为 19.27KN )
C 轴纵向框架梁传来屋面活载标准值 Q wk3: Q wk3 = 9.05 2 =18.1KN
A 轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线， 应考虑130mm 的偏心，以及由此 产生的节点弯矩，则 M wk1 =195.36 0.13 =25.40KN m ，
M wk2 =10.22 0.13 =1.33KN m
E 轴：M wk1 =180.3 0.1^ 23.44 KN m ，M wk2=9.05 0.13 = 1.18KN m 屋面梁荷载简图如下图所示：
2.1.3楼面框架梁 楼面均布荷载 100厚现浇混凝土楼板
屋面恒载传来
7 27^9
7. 9 7 2
2
7. 2 7.
[7. 2 ( 2
)— 2 2
2 4
6. 37 KN1 5. 2
.C 轴纵向框架梁传来恒载标准值
G wk^
1 5 5 . KN
o.
1 2
巧刘 5
m 2
图2-1
25厚水泥砂浆结合层0 . 0 25 20 ^0^2 2厚水泥浆0.00 2 16 卿0诵2
10厚缸砖面层
0.01 2 仁5 0^2^5 汇总为 3.2优2
200厚填充墙0.2 11三8 2c.N3f62 20厚砂浆双面抹灰0.02 17=2 #囁2 内隔墙自重标准值(3.5 -0.7)汉 3.04 = 8.51 K%
AB跨楼面梁恒载标准值
g k^
7^93. 2 5 1 2.0备
g k3=8. 5 1 4.耳9 網品
CD跨楼面梁恒载标准值g
k^ 2 3. 25 1 2KN
4m
g k「4.7KN
m
办公楼楼面活载标准值为2.0?%2，则AB, BC,CD跨楼面梁上活载标准值为:
KN
m
2.1.4楼面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载
外纵墙自重标准值：
墙重(7. 9 2.七5 2. 1 1. 9 2) 3.
KN4
窗重 1 2. 1 1. 9= 2 I7N9 8
合计
内纵墙自重标准值
52. 1KN
墙重(7.9 2.85 -2.1 1.5 2) 3.04 =44.29KN
窗重 1 2. 1 1. 5= 2 KN. 3
合计55.59KN
同理，B 轴 3—6 层
182.87KN
1— 2 层
186.29KN
A 轴纵向框架梁传来楼面活载标准值 Q k1 :
Q k1=[7.9 4.2 -(2.23 4.2) 1.98] 2.0=40.9KN
B 轴纵向框架梁传来楼面活载标准值 Q k2 :
Q k2 = [7.9 3.6 -(1.63 3.6) 1.98] 2.0=36.17KN (二层为
77.07KN )
C 轴纵向框架梁传来楼面活载标准值 Q k3 :
外纵墙重 5 2. KN
次梁上墙重 3. 0 4
( 3. 5
0. 5)
4. 2KN 3 8
纵向框架梁自重 3. 4 7.=9 2 6CN8 6 纵向次梁自重 3. 4 4^2
1 4.N
2 8
楼面恒载传来
[7. 9
4. 2
( 2. 2 3
4. 2 )
1.=9 8] I3N 2 5
.A 轴纵向框架梁传来恒载标准值 G k i =1 9 8 . CK7N
外纵墙重 5 2. UN
次梁上墙重 3. 0 4
( 3. 5
0. 5)
3. 6 纵向框架梁自重 3. 4 7.=9 2KN8 6 纵向次梁自重 3. 4 3.=6 1 2CN2 4 楼面恒载传来 [7. 9 3二 6 ( 2. 2 3 3. 6 ) 1^98] KN 2 5 -C 轴纵向框架梁传来恒载标准值 G k3 =1 8 6.2K9N E 轴纵向框架梁传来恒载标准值 G k2 =1 82 .旳N 内纵墙重 次梁上墙重 纵向框架梁自重 纵向次梁自重 楼面恒载传来 [7. 9 3. 0 4 (3 5 0. 5) 3. 6 3. 4 7. =9 2KN8 6 3. 4 3.=6 1 区N2 4 3厂 6 (2. 2 3 3. 6 ) 1.=9 8 ] KN25 55.59KN Q k3 = 36.17 2 = 72.34KN A 轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线， 应考虑130mm 的偏心，以及由此 产生的节点弯矩，则 M ki =198.07 0.13 =25.75KN m M k2 =40.9 0.13 =5.32KN m E 轴：M k1 =186.29 0.13 =24.22KN m ， M k2 =36.17 0.13 =4.70KN m 楼面梁荷载简图如下图所示： 图2-2 2.1.5柱自重 混凝土容重取28K%3，以考虑柱外抹灰重。 底层：0.52 4.6 28 =32.2KN 般层：0.52 3.5 28 = 24.5KN 2.2风载计算: 2.2.1梁柱线刚度计算 AB 跨： i 二旦二^^二：丘汇丄 X 0.25X 0.72 =17.01"0*E(m 3) l l 12 8.4 BC 跨： i =旦=2§￡° =2E 汉丄尤0.25汉 °.72c=19.85汉 10*E(m 3) l l 12 7.2 上部各层柱： 1 3 i = E 汉 ^^0.25汇 0 .^3 5=14.88"0dE(m 3) 底层柱： i = E x 丄X0.25汇0.5/厂=11.32"03￡(口3) 12 z 4.6 线刚度见图2-3 2.3风载作用下框架内力分析 2.3.1风荷载作用下框架内力分析 ①风载：基本风压W O=O.4K%2，风载体型系数卩=1.3，风压高度变化系数按B类粗糙度查表. 各层迎风面负荷宽度为7.2m，则各层柱顶集中风荷载标准值如下表所示： 9.E5 19.85 性氏 图2-3线刚度 图2-4柱顶风载标准值2.3.2柱的侧移刚度 表2-2底层柱侧移刚度 表2-3二层柱线刚度 表2-4其余层柱线刚度 2.3.3风载作用下的框架内力分析 第6层B轴线柱： D 5 82 求柱剪力：0.21,则V=0.21 12.45= 2.61KN Z D 28.32 反弯点高度：由k =1.33查得y°=0.36 6 = i. 0y i = 所以y y2 y3 y°=0.36 柱端弯矩：柱顶M 上（1-0.36）3.5 2.61=5.85KN m 柱底M 下二0.36 3.5 2.6仁3.29KN m C轴线柱： 求柱剪力：一D 8.34 0.294,则V =0.294 12.45 = 3.66KN Z D 28.32 反弯点高度：由k=2.67查得y。=0.434 c（i=1.0y i= *0;尸1?佯，yh0,顶层不考虑y 所以y =y i y2 y3 y°=0.434 柱端弯矩：柱顶M 上（1-0.434 ） 3.5 3.66=7.25KN m 柱底M 下二0.434 3.5 3.66=5.56KN m 其余各层见下表： 轴力正负号表示风载可左右两方向作用于框架，当风载反作用于框架时，轴 力将变号。框架在风载作用下的内力图见图2-5, 2-6: 2- 耳4 I > 图2-5风荷载弯矩图 2.4恒载作用下框架内力分析 梁端、柱端弯矩采用弯矩分层法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可采用半框架。 2.4.1梁固端弯矩：将梯形荷载折算成固端等效均布荷载，q e = (1-2「*')q 7.9 则顶层BC跨：4=0.274， 7.2 q =4.79 +25.16(1 —2汉0.2742 +0.2743) =26.67 K N^ 2 2 一」一 26 ? 67 7 ? 2 —15.21KN m。 12 12 q =4.79 +25.16(1 —2F.2742 +0.2743) =26.67 K% 2 2 ql 26.67 7.2 m。 115.21KN 12 q =13.3 12.84(1 -2 0.2742+ 0.2743) = 24.47 2 2 ql224 47 江7 22 -- ---- 二105.71 KN m。 12 12 图2-6风荷载轴力剪力图 CD跨: 7.9 才°274， CD 跨: 7.9 一^巾274， 12 同理其余层：BC跨: 7.9 r 皿74, q =4.79 12.84(1 —2 0.2742 0.2743 ) = 15.96 KN m , 2 2 ql 15.96 7.2 =68.95 KN m 。 12 12 2.4.2用分层法计算梁、柱端弯矩 结构内力可采用分层法计算，除底层柱外，柱的线刚度需要乘以修正系数 0.9，且除底层外，其它各柱弯矩传递系数取 1 3 o 表2-8修正后的梁柱线刚度表3 边跨 中跨 柱 i AB i BC i CD i DE i C 3-6 19.85 19.85 19.85 13.39 2 17.01 19.85 19.85 19.85 13.39 1 17.01 19.85 19.85 19.85 11.32 中间层节点的节点分配系数和固端弯矩计算过程如下: 中间层B 节点分配系数： 4i 上柱 _ 1 3. 3 9 4i 上柱 4下柱 i Bc 「2 1 3. 3 9 ?下柱 空壬"287 2 13. 3 9 1 9. 8 5 中间层C 节点分配系数: 「下柱=0.237，」CB = 0.351，怙=0.175 中间层C 节点分配系数： ?上柱」下二 0.2 3,7仁=0.351 ,%E =0.175 2.4.3内力计算： 行嚨87 1 9. 8 5 BC = 2 13. 3 9 0. 42 6 1 9. 8 5 "上柱 ______ 4i 上柱 4i 上柱 4i 下柱心也 13.39 4 13.39 3 19.85 二 0.237 r 下 0.403 Y BC 0.597 ： ICB 〔下 M.CF -17- 中间层 23.44 36.98 2.54 62.96 顶层 oco 03.01 U52 029-i GS￡8^02^ 00 008 C9D. oncn. Q X ^M y - 00008boo. 08-. oco C38> U5T. 49 0 h79 vtmo TtfJ9 UD2N z o ^o 409 4 09 6 18A z d i - 304^-^37-. 4/ c ^r a J 089- 冬麗 0009 Ttfx U58 hOCNOhOlO ocwo U —O h7KD h7KD -「 t€u ? 090. U5CD O99I-. vf09bT09b Td^ Te2D ■■■■: . 一 - -080- 080-1-^7 ?M9-- OOJO. 080 §o <991. 8§ 029^ 37 9 6n ? C29^? C29> CCI M5O P7JO rdo 18095^n u Q M y K U Colo h7D §。幺 9 M 申申 M M N 畀19- TW3XI- §30- 9d - 48 “ - Q z 3— 4U 5O -A o ^u - 5U T - #4 §5 O Q S U 58 U # U o d o o o - lm3-- cwo- WC2-- 7Z 5l -9 O ^U ^ 孑 .1-- 8CU0 召 § MOUM- 9UD-^DUT- 6 3 OCDUM 3 4- 孑— O 27 CCM8 37 9 4^4 Veo2- 2 3 V U 5- 26 - 0007 - o a x ^ H 1- 05 - 40 3 O D 5- o d o K ^- v —.U —- - §08 §30- 4/ -3^7 孑 o §0 91 3 0 - 9 2 3 3 73-- 早 3--1U 2 000 027 0IN3-- 2 04 0?ocx -9m U7MO 30 uwo 02-0 08! o C6!o 403n W 22—n W OCEMO c —lo'^TDO 0-0 02 n W G z n w O S n W §38-3 VUOT-OO R - 上 D D M M Er y 朋 朋下CC M M B^扌 M M 上下 竖向荷载梁端调幅系数取0.8,跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨内实际荷载求得。弯矩图中，括号内的数值表示调幅后的弯矩值。以底层AB跨中弯矩为例： 梁端弯矩调幅后：M A=0.8 101.77 =81.42KN m M A=0.8 150.69 =120.55KN m 跨中弯矩： 7.9 _81 42—12055 1 2 1 2 2 M AB13.3 8.4212.84 8.42[3-4 （工）2] 2 8 24 8.4 = 121.22 KN m 同理，可求得其它各层调幅后的弯矩值。 ?占I 7 話册I L I - :u ..l:- — 1 -化.. ■■： 1v :m \ .1 ■■■ ■ ■-■I z = . 1 w —-—:—B ______________ 图2-7恒载弯矩图 那:. !■■■■. nl 1.1 lUjIll.'il r f M 屮［- ................ ［一 5.4 内力组合 《抗震规范》第5.4条规定如下。 5.4截面抗震验算 5.4.1 结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算： G GE Eh Ehk Ev Evk w w wk S S S S S γγγψγ=+++ （5.4.1） 式中： S ——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值； γG ——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件承载能 力有利时，不应大于1.0； γEh 、γEv ——分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表5.4.1 采用； γw ——风荷载分项系数，应采用1.4； s GE ——重力荷载代表值的效应，有吊车时尚应包括悬吊物重力标准值的效应； s Ehk ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s Evk ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s wk ——风荷载标准值的效应 ； ψw ——风荷载组合值系数，一般结构取0.0，风荷载起控制作用的高层建筑应采 用0.2。 注：本规范一般略去表示水平方向的下标。 表5.4.1 地震作用分项系数 5.4.2 结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式： RE R S γ= 式中： γRE ——承载力抗震调整系数，除另有规定外，应按表5.4.2采用； R ——结构构件承载力设计值。 表5.4.2 承载力抗震调整系数 5.4.3 当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用1.0。 本次毕业设计，各截面不同内力的承载力抗震调整系数取值如下表 结构安全等级设为二级，故结构重要性系数为 0 1.0 γ= 根据《建筑结构荷载规范》和《建筑抗震设计规范》，组合三种工况：恒荷载控制下、活荷载控制下和有地震作用参加的组合。其具体组合方法如下： 恒荷载控制下：Gk Qk S 1.35S 1.40.7S =+? 活荷载控制下：Gk Qk S 1.2S 1.4S =+ 有地震作用参加的：Gk Qk Ehk S 1.2(S 0.5S ) 1.3S =+± Gk Qk Ehk S 1.0(S 0.5S ) 1.3S =+± 对柱进行非抗震内力组合时，根据规范，对活载布置计算的荷载进行折减，折减系数由上而下分别为1.0，0.85，0.85，0.7，0.7。偏安全，不考虑因楼面活载布置面积对梁设计内力的折减。 梁柱截面标号示意见图5.22。 等效静力风荷载的物理意义 从风洞试验获取屋面风荷载气动力信息，到得到结构的风振响应整个过程来看，计算过程中涉及到风洞试验和随机振动分析等复杂过程，不易为工程设计人员所掌握，因此迫切需要研究简便的建筑结构抗风设计方法。 等效静力风荷载理论 就是在这一背景下提出的。其基本思想是将脉动风的 动力效应以其等效的静力形式表达出来，从而将复杂的动力分析问题转化为易于被设计人员所接受的静力分析问题。等效静力风荷载是联系风工程研究和结构设计的纽带[3] ，是结构抗风设计理论的 核心内容，近年来一直是结构风工程师研究的热点之一。 等效静力风荷载的物理意义可以用单自由度体系的简谐振动来说明 [45, 108] 。 k c P(t) x(t) 图1.3 气动力作用下的单自由度体系 对如图1.3的单自由度体系，在气动力 P t 作用下的振动方程为： mx cx kx P t (1.4.1) 考虑粘滞阻尼系统，则振动方程可简化为： 2 00 2 22P t x f x f x m (1.4.2) 式中 12 f k m 为该系统的自振频率， 2c km 为振动系统的临界阻尼比。 假设气动力为频率为 f 的简谐荷载，即 20i ft P t F e ，那么其稳态响应为： 202 00 1 2i ft F k x t e f f i f f (1.4.3) 进一步化简有： 2 i ft x t Ae (1.4.4) 其中 02 2 2 1 2F k A f f f f ， 2 2arctan 1 f f f f ， A 为振幅， 为气动力和 位移响应之间的相位角。 现在假设该系统在某静力 F 作用下产生幅值为A 的静力响应，那么该静力应该为： (1) 设计资料 昆明地区某工厂金工车间，屋架跨度为 24m ,屋架端部高度2m ,长 度90m ,柱距6m ，车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式吊车，屋面采 用1.5 >6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm 厚水泥砂浆找平层，三 毡四油防水层，屋面坡度i 1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上 柱截面400X400mm ,混凝土 C20,屋面活荷载0.50 kN/m 2，屋面积灰荷 载 0.75 kN/m 2,保温层自重 0.4kN/m 2。 (2) 钢材和焊条的选用 屋架钢材选用Q235,焊条选用E43型，手工焊。 (3) 屋架形式，尺寸及支撑布置 采用无檩屋盖方案，屋面坡度i 1/10 ,由于采用1.5m 6m 预应力钢 筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，故选用平坡型屋架，屋架尺寸如下： 屋架计算跨度： L 0 L 300 24000 300 23700 mm 屋架端部高度取: 为使屋架节点受荷，配合屋面板1.5m 宽，腹杆体系大部分采用下弦 节间为3m 的人字形式，仅在跨中考虑腹杆的适宜倾角，采用再分式杆系, 屋架跨中起拱48mm ,几何尺寸如图所示： 根据车间长度，跨度及荷载情况，设置三道上，下弦横向水平支撑，因车间 两端为山墙，故横向水平支撑设在第二柱间；在第一柱间的上弦平面设置刚性系 杆保证安装时上弦的稳定，下弦平面的第一柱间也设置刚性系杆传递山墙的风荷 载；在设置横向水平支撑的同一柱间， 设置竖向支撑三道，分别设在屋架的两端 跨中高度： 屋架高跨比: H o 2000mm 23700 1 H H o i 2000 3185 3190mm 2 2 10 H 3190 1 L 23700 7.4 u m J 启 4.2风荷载 当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑所受的风荷载。 4.2.1单位面积上的风荷载标准值 建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值按下式计算：（－1） 式中： 1.基本风压值Wo 按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的 值确定的风速V0(m/s)按公式确定。但不得小于0.3kN/m2。 对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；对风荷载是否敏感主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。一般当房屋高度大于60米时，采用100年一风压。 《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 2.风压高度变化系数μs 《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。 A类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 书P55页表4.2给出了各类地区风压沿高度变化系数。位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。 3.风载体型系数μz 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。 计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中P57表4.2－2确定各个表面的风载体型或由风洞试验确定。几种常用结构形式的风载体型系数如下图 高层建筑混凝土力组合建筑结构设计计算 书 7 力组合 7.1 选取荷载组合 “《高层建筑混凝土结构技术规程》”规定，抗震设计时要同时考虑无地震作用效应时的组合和有地震作用效应时的组合： 无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式确定： d G GK L Q Q Qk w w wK S S S S γγψγψγ=++ d S ——荷载效应组合的设计值； G γ——永久荷载分项系数； Q γ——楼面活荷载分项系数； w γ——风荷载分项系数； L γ——考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，设计使用年限为50年时取1.0，设计使用年限为100年时取1.1 GK S ——永久荷载效应标准值； GK S ——永久荷载效应标准值； QK S ——楼面活荷载效应标准值； wK S ——风荷载效应标准值； ,Q w ψψ——楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷载效应起控制作用时分别取0.7和0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分别取1.0和0.6或0.7和1.0。 结合本工程情况作出如下基本组合： 1.由永久荷载效应起控制的组合： 1.35G γ=， 1.4Q γ=， 1.4w γ=，0.7Q ψ=，0.0w ψ= 选用组合为： 1.350.7 1.4GK Qk S S S =+? 2.由可变荷载（只考虑可变荷载）效应起控制的组合： 1.20G γ=， 1.4Q γ=， 1.0Q ψ= 选用组合为： 1.20 1.0 1.4GK Qk S S S =+? 有地震作用效应组合时，荷载效应和地震作用效应组合的设计值应按下式确定： wK w w Evk Ev Ehk Eh GE G S S S S S γψγγγ+++= S ——荷载效应和地震作用效应组合的设计值； GE S ——重力荷载代表值的效应； Ehk S ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘上相应的增大系数或调整系数； Evk S ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘上相应的增大系数或调整系数； wK S ——风荷载效应标准值； G γ——重力荷载分项系数； w γ——风荷载分项系数； Eh γ——水平地震作用分项系数； Ev γ——竖向地震作用分项系数； w ψ——风荷载组合值系数，一般取0.0，对60米以上的高层建筑取0.2。承载 力计算时，7度抗震设计，60m 以下的高层建筑，分项系数取如下： 1.2G γ=， 1.3Eh γ=，不考虑Ev γ，w γ。 选用组合为： 1.2 1.3GE Ehk S S S =+ 7.2 构件的承载力能力验算 根据“GB50010-2010《混凝土结构设计规》第11.1.6条和表11.1.6规定”对结构抗震承载力进行调整。 无地震作用效应： 0S R γ≤ 有地震作用效应： RE R S γ≤ 式中0γ——结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件 ，不应小于1.0； S ——作用效应组合的设计值； R ——构件承载力设计值； 1.1c η= RE γ——构件承载力抗震调整系数，按照下表选取： 按老版本规范风荷载标准值计算方法： 1.1风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算： w k =β gz μ z μ s1 w ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中： w k ：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：15.6m； β gz ：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： β gz =K(1+2μ f ) 其中K为地面粗糙度调整系数，μ f 为脉动系数 A类场地：β gz =0.92×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.387×(Z/10)-0.12 B类场地：β gz =0.89×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.5(Z/10)-0.16 C类场地：β gz =0.85×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.734(Z/10)-0.22 D类场地：β gz =0.80×(1+2μ f ) 其中：μ f =1.2248(Z/10)-0.3 对于B类地形，15.6m高度处瞬时风压的阵风系数： β gz =0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7189 μ z ：风压高度变化系数； 根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地：μ z =1.379×(Z/10)0.24 当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地：μ z =(Z/10)0.32 当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m； C类场地：μ z =0.616×(Z/10)0.44 当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； D类场地：μ z =0.318×(Z/10)0.60 当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m； 对于B类地形，15.6m高度处风压高度变化系数： μ z =1.000×(Z/10)0.32=1.1529 μ s1 ：局部风压体型系数； 按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护 构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μ s1 ： 一、外表面 1. 正压区按表7.3.1采用； 2. 负压区 -对墙面，取-1.0 -对墙角边，取-1.8 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 本计算点为大面位置。 按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于围护结构有开启的可能，所以 内力组合 《抗震规范》第条规定如下。 截面抗震验算 结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算： G GE Eh Ehk Ev Evk w w wk S S S S S γγγψγ=+++ （） 式中： S ——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值； γG ——重力荷载分项系数，一般情况应采用，当重力荷载效应对构件承载能力有 利时，不应大于； γEh 、γEv ——分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表 采用； γw ——风荷载分项系数，应采用； s GE ——重力荷载代表值的效应，有吊车时尚应包括悬吊物重力标准值的效应； s Ehk ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s Evk ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； s wk ——风荷载标准值的效应 ； ψw ——风荷载组合值系数，一般结构取，风荷载起控制作用的高层建筑应采用。 注：本规范一般略去表示水平方向的下标。 表 地震作用分项系数 结构构件的截面抗震验算，应采用下列设计表达式： RE R S γ= 式中： γRE ——承载力抗震调整系数，除另有规定外，应按表采用； R ——结构构件承载力设计值。 表 承载力抗震调整系数 当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用。 本次毕业设计，各截面不同内力的承载力抗震调整系数取值如下表 结构安全等级设为二级，故结构重要性系数为 0 1.0 γ= 根据《建筑结构荷载规范》和《建筑抗震设计规范》，组合三种工况：恒荷载控制下、活荷载控制下和有地震作用参加的组合。其具体组合方法如下： 恒荷载控制下：Gk Qk S 1.35S 1.40.7S =+? 活荷载控制下：Gk Qk S 1.2S 1.4S =+ 有地震作用参加的：Gk Qk Ehk S 1.2(S 0.5S ) 1.3S =+± Gk Qk Ehk S 1.0(S 0.5S ) 1.3S =+± 对柱进行非抗震内力组合时，根据规范，对活载布置计算的荷载进行折减，折减系数由上而下分别为，，，，。偏安全，不考虑因楼面活载布置面积对梁设计内力的折减。 梁柱截面标号示意见图。 图 梁截面标号示意图 .风荷载计算 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规范，风荷载的计算公式为： 0k z s z w u u βω= （） s u ——体型系数 z u ——风压高度变化系数 z β——风振系数 0ω——基本风压 k w ——风荷载标准值 体型系数s u 根据建筑平面形状由《建筑结构荷载规范》项次30，迎风面体型系数（压风指向建筑物内侧），背风面（吸风指向建筑外侧面），侧风面（吸风指向建筑外侧面）。 风压高度变化系数z u 根据建筑物计算点离地面高度和地面粗糙度类别，按照规范表确定。本工程结构顶端高度为+=米，建筑位于北京市郊区房屋较稀疏，由规范条地面粗糙度为B 类。 由表高度90米和100米处的B 类地面粗糙度的风压高度变化系数分别为和。 则米高度处的风压高度变化系数通过线性插值为： 对于高度大于30m 且高宽比大于的房屋，以及基本自振周期T1大于的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。 本工程30层钢结构建筑。基本周期估算为()1T =0.10~0.15n=3.0~4.5s ，应考虑脉动风对结构顺风向风振的影响，并由下式计算： 1012Z z gI B β=+ （） 式中： g ——峰值因子，可取 10I ——10m 高度名义湍流强度，对应ABC 和D 类地面粗糙，可分别取、、和； R ——脉动风荷载的共振分量因子 z B ——脉动风荷载的背景分量因子 脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算： 式中： 1f ——结构第1阶自振频率（Hz ） w k ——地面粗糙度修正系数，对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙，可分别取、、和； 1ζ——结构阻尼比，对钢结构可取，对有填充墙的钢结构房屋可取，对钢筋混凝土及砌体结构可取，对其他结构可根据工程经验确定。 经过etabs 软件分析，结构自振周期1 4.67f s = 脉动风荷载的背景分量因子可按下列规定确定： 式中： 1()z φ——结构第1阶振型系数 H ——结构总高度 （m ），对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不能大于300m 、350m 、450m 和550m ； x ρ——脉动风荷载水平方向相关系数； z ρ——脉动风荷载竖向方向相关系数； k 、1α—— 脉动风荷载的空间相关系数可按下列规定确定： （1）竖直方向的相关系数可按下式计算： 式中： H ——结构总高度 （m ）；对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙度，H 的取值分别不应大于300m 、350m 、450m 和550m ； （2） 水平方向相关系数可按下式计算： 式中： 按老版本规范风荷载标准值计算方法: 1.1风荷载标准值的计算方法 幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-20012006年版)计算: w k =B gz u z y si W 0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006 年版] 上式中： w k ：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa); Z :计算点标高：15.6m ； B gz ：瞬时风压的阵风系数； 根据不同场地类型，按以下公式计算(高度不足5m 按5m 计算)： 1. 正压区 2. 负压区 - 对墙面， - 对墙角边, 二、内表面 对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取 -0.2或0.2 本计算点为大面位置 按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的， 在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料， 在上述区域 B gz =K(1+2 卩 f ) 其中K 为地面粗糙度调整系数， 1 f 为脉动系数 A 类场地： B gz =0.92 X (1+2 卩 f ) 其中： ■0 12 1 f =0.387 X (Z/10). B 类场地： B gz =0.89 X (1+2 [1 f ) 其中： 1 f =0.5(Z/10) -0.16 C 类场地： B gz =0.85 X (1+ 2 1 f ) 其中： 1 f =0.734(Z/10) -0.22 D 类场地： B gz =0.80 X (1+2 1 f ) 其中： 1 f =1.2248(Z/10) -0. 3 对于B 类地形， B gz =0.89 X (1+2 X (0.5(Z/10) 卩Z :风压咼度变化系数； 根据不同场地类型，按以下公式计算: 类场地： ))=1.7189 类场地: 类场地: 类场地: 0 24 卩 z =1.379 X (Z/10). 当 Z>300m 时，取 Z=300m 当 Z<5m 时，取 Z=5m 0.32 卩 z =(Z/10) 当 Z>350m 时，取 Z=350m 当 Z<10ni 时，取 Z=10m 卩 z =0.616 X (Z/10) 0.44 当 Z>400m 时，取 Z=400m 当 Z<15ni 时，取 Z=15m 卩 z =0.318 X (Z/10) 0.60 当 Z>450m 时，取 Z=450m 当 Z<30ni 时，取 Z=30m 15.6m 高度处风压高度变化系数： 对于B 类地形， 卩 z =1.000 X (Z/10) 卩S1：局部风压体型系数； 按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护 构 件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数卩 一、外表面 S1 ： 按表7.3.1采用; 取-1.0 取-1.8 15.6m 高度处瞬时风压的阵风系数: 参考规范： 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 风荷载： 风荷载标准值 《荷载规范》8.1.1、《高规》4.2.1 0w w z s z k μμβ= （1）该风荷载标准值的计算公式适用于计算主要承重（主体）结构的风荷载； （2）所求的风荷载标准值为顺风向的风荷载； （3）风荷载垂直于建筑物的表面； （4）风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积； （5）适用于计算高层建筑的任意高度处的风荷载。 基本风压 《荷载规范》3.2.5第2款 对雪荷载和风荷载，应取重现期为设计使用年限…… 《荷载规范》8.1.2 基本风压应采用按本规范规定的方法确定的50年重现期的风压，但不得小于0.3kN/㎡。 《荷载规范》E.5 《高规》4.2.2 ……对风荷载比较敏感的高层建筑，承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。 （条文说明）……一般情况下，对于房屋高度大于60m 的高层建筑，承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用…… 《烟规》5.2.1 ……基本风压不得小于0.35kN/㎡。对于安全等级为一级的烟囱，基本风压应按100年一遇的风压采用。 风压高度变化系数 《荷载规范》8.2.1 地面粗糙度 A 类 近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区 B 类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇 C 类 密集建筑群的城市市区 D 类 密集建筑群且房屋较高的城市市区 《荷载规范》表8.2.1 对墙、柱的风压高度变化系数，均按墙顶、柱顶离地面距离作为计算高度z ，查表用插入法确定。 风压体型系数 《荷载规范》8.3.1 围墙：按第32项，取1.3 《高规》4.2.3 1 圆形平面建筑取0.8； 2 正多边形及截角三角形平面建筑，由下列计算：n s /2.18.0+=μ 3 高宽比H/B 不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3； 4 下列建筑取1.4： 1）V 形、Y 形、弧形、双十字形、井字形平面建筑； 2）L 形、槽形和高宽比H/B 大于4的十字形平面建筑； （1） 设计资料 昆明地区某工厂金工车间，屋架跨度为24m ，屋架端部高度2m ，长度90m ，柱距6m ，车间内设有两台30/5t 中级工作制桥式吊车，屋面采用×6m 预应力钢筋混凝土大型屋面板。20mm 厚水泥砂浆找平层，三毡四油防水层，屋面坡度=i 1/10。屋架两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面400×400mm，混凝土C20，屋面活荷载 kN/m 2，屋面积灰荷载 kN/m 2，保温层自重m 2。 （2）钢材和焊条的选用 屋架钢材选用Q235，焊条选用E43型，手工焊。 （3）屋架形式，尺寸及支撑布置 采用无檩屋盖方案，屋面坡度10/1=i ，由于采用?预应力钢筋混凝土大型屋面板和卷材屋面，故选用平坡型屋架，屋架尺寸如下： 屋架计算跨度： mm L L 23700300240003000=-=-= 屋架端部高度取： =o H 2000mm 跨中高度： mm i L H H 3190318510 12237002000200≈=?+=+ = 屋架高跨比： 4 .712370031900==L H 为使屋架节点受荷，配合屋面板宽，腹杆体系大部分采用下弦节间为3m 的人字形式，仅在跨中考虑腹杆的适宜倾角，采用再分式杆系，屋架跨中起拱48mm ，几何尺寸如图所示： 根据车间长度，跨度及荷载情况，设置三道上，下弦横向水平支撑，因车间两端为山墙，故横向水平支撑设在第二柱间；在第一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦的稳定，下弦平面的第一柱间也设置刚性系杆传递山墙的风荷载；在设置横向水平支撑的同一柱间，设置竖向支撑三道，分别设在屋架的两端和跨中，屋脊节点及屋架支座处沿厂房设置通长刚性系杆，屋架下弦跨中设置一道通长柔性 3.1.3 风荷载 建筑物受到的风荷载作用大小，与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关，具体计算按照《荷载规范》第7章执行。 1、风荷载标准值计算 垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W K ，按照公式（3.1-2）计算： βz ——高度Z 处的风振系数，主要是考虑风作用的不规则性，按照《荷载规范》7.4要求取值。多层建筑，建筑物高度＜30m ，风振系数近似取１。 （1）风荷载体型系数μS 风荷载体型系数，不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关，一般按照《荷载规 表3.1.10 建筑物体型系数取值表 注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物，风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A 采用、或由风洞试验确定。 注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时，宜考虑风力相互干扰的群体作用效应。一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。 注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载作用时，体型系数不宜小于2.0。 W W z s z k μμβ=)21.3(- 注4：验算表面围护结构及其连接的强度时，应按照《荷载规范》7.3.3规定，采用局部风压力体型系数。 （2）风压高度变化系数μz 设置风压高度变化系数，主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用。 对于位于平坦或稍有起伏地形上的建筑物，其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按《荷载规范》7.2要求选用，表3.1.11中列出了常用风压高度变化系数的取值要求。 表3.1.11 风压高度变化系数 关于地面粗糙程度的分类： A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类：有密集建筑群的城市市区； D类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区。 （3）基本风压值W0 基本风压值W0，单位kN/m2，以当地比较空旷平坦场地上离地10m高、统计所得50年一遇10分钟平均最大风速为标准确定的风压值，各地的基本风压可按照《荷载规范》附录D 中的全国基本风压分布图查用，表3.1.12为浙江省主要城镇基本风压取值参考表。 2、基本风压的取值年限 《荷载规范》在附录D中分别给出了n=10年、n=50年、n=100年一遇的基本风压标准值，工程设计中根据建筑物的使用性质与功能要求，一般按照下列方法选用风压标准值的取值年限： ①临时性建筑物：取n=10年一遇的基本风压标准值； ②一般的工业与民用建筑物：取n=50年一遇的基本风压标准值； ③特别重要的建筑物、或对风压作用比较敏感的建筑物（建筑物高度大于60m）：取 表3.1.12 浙江省主要城镇基本风压（kN/m2）取值参考表 1风荷载 当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建 筑物所受的风荷载。 1.1单位面积上的风荷载标准值 建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。 垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值ω（KN/m2）按下式计算： ω 风荷载标准值（kN/m2）=风振系数×风荷载体形系数×风压高度变化系数×基本风压 1.1.1基本风压 按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的最大值确定的风速v0(m/s)，再考虑相应的空气密度通过计算确定数值大小。 按公式确定数值大小，但不得小于0.3kN/m2，其中的单位为t/m3，单位为kN/m2。也可以用公式计算基本风压的数值，也不得小于0.3kN/m2。 1.1.2风压高度变化系数 风压高度变化系数在同一高度，不同地面粗糙程度也是不一样的。规范以B类地面粗糙程度作为标准地貌，给出计算公式。 粗糙度类别 A B C D 300 350 450 500 0.12 0.15 0.22 0.3 场地确定之后上式前两项为常数，于是计算时变成下式： 1.1.3风荷载体形系数 1）单体风压体形系数 （1）圆形平面； （2）正多边形及截角三角平面，n为多边形边数； （3）高宽比的矩形、方形、十字形平面； （4）V形、Y形、L形、弧形、槽形、双十字形、井字形、高宽比的十字形、高宽比，长宽比 的矩形、鼓形平面； （5）未述事项详见相应规范。 2）群体风压体形系数 详见规范规程。 3）局部风压体形系数 檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件计算局部上浮风荷载时，不宜小于 2.0。未述事项详见相应规范规程。 1.1.4风振系数 对于高度H大于30米且高宽比的房屋，以及自振周期的各种高耸结构都应该考虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。（对于高度H大于30米、高宽比且可忽略扭转的高层建筑，均可只考虑第一振型的影响。） 结构在Z高度处的风振系数可按下式计算： ○1g为峰值因子，去g=2.50；为10米高度名义湍流强度，取值如下： 粗糙度类别 A B C D 0.12 0.14 0.23 0.39 ○2R为脉动风荷载的共振分量因子，计算方法如下： 为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取； 为地面粗糙修正系数，取值如下： 粗糙度类别 A B C D 1.28 1.0 0.54 0.26 为结构第一阶自振频率（Hz）； 高层建筑的基本自振周期可以由结构动力学计算确定，对于较规则的高层建筑也可采用 下列公式近似计算： 钢结构 钢筋混凝土框架结构 3.6.风荷载计算 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）规范，风荷载的计算公式为： 0k z s z w u u βω= （8.1.1-1） s u ——体型系数 z u ——风压高度变化系数 z β——风振系数 0ω——基本风压 k w ——风荷载标准值 体型系数s u 根据建筑平面形状由《建筑结构荷载规范》表7.3.1确定。本项目建筑平面为规则的矩形，查表8.3.1项次30，迎风面体型系数0.8（压风指向建筑物内侧），背风面-0.5（吸风指向建筑外侧面），侧风面-0.7（吸风指向建筑外侧面）。 风压高度变化系数z u 根据建筑物计算点离地面高度和地面粗糙度类别，按照规范表8.2.1确定。本工程结构顶端高度为3.0x30+0.6=90.6米，建筑位于北京市郊区房屋较稀疏，由规范8.2.1条地面粗糙度为B 类。 由表8.2.1高度90米和100米处的B 类地面粗糙度的风压高度变化系数分别为1.93和2.00。 则90.6米高度处的风压高度变化系数通过线性插值为： 90.690(2.00 1.93) 1.93 1.934210090z u -=-+=- 对于高度大于30m 且高宽比大于1.5的房屋，以及基本自振周期T1大于0.25s 的各种高耸结构，应考虑风压脉动对结构产生顺风向风振的影响。 本工程30层钢结构建筑。基本周期估算为()1T =0.10~0.15n=3.0~4.5s ，应考虑脉动风对结构顺风向风振的影响，并由下式计算： 1012Z z gI B β=+ （8.4.3） 式中： g ——峰值因子，可取2.5 10I ——10m 高度名义湍流强度，对应ABC 和D 类地面粗糙，可分别取0.12、0.14、0.23和0.39； R ——脉动风荷载的共振分量因子 z B ——脉动风荷载的背景分量因子 脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算： R = （8.4.4-1） 115x x => （8.4.4-2） 式中： 1f ——结构第1阶自振频率（Hz ） w k ——地面粗糙度修正系数，对应A 、B 、C 和D 类地面粗糙，可分别取1.28、1.0、0.54和0.26； 1ζ——结构阻尼比，对钢结构可取0.01，对有填充墙的钢结构房屋可取0.02，对钢筋混凝土及砌体结构可取0.05，对其他结构可根据工程经验确定。 经过etabs 软件分析，结构自振周期1 4.67f s = 第六部分 框架内力组合 一． 框架梁内力组合见横向框架KJ-2内力组合表 对于框架梁，在水平荷载和竖向荷载的共同作用下，其剪力沿梁轴线呈线性变化，因此，除取梁的两端为控制截面外，还应在跨间取最大正弯矩的截面为控制截面。 对于框架梁的最不利内力组合有： 对梁端截面：max M +、max M -、m ax V 对梁跨间截面：max M +、max M - 荷载规范3.2.5基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用： 1.永久荷载的分项系数： （1） 当其效应对结构不利时， 对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2； 对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35. （2） 当其效应对结构有利时， 一般情况下应取1.0； 对结构倾覆、滑移和漂浮验算，应取0.9 2.可变荷载的分项系数 一般情况下应取1.4 对标准值大于4KN/m 2 的工业房屋楼面结构的活荷载应取1.3 荷载规范5.4.1结构构件的地震作用效应和其它荷载效应的基本组合，应按下式计算：S=WK W W EVK EV EhK EH GE G S S S S γψγ γ γ+++ 式中S ——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值； G γ——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件 承载能力有利是，不应大于1.0； Eh γ、Ev γ——分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表6―1采用； w γ——风荷载分项系数，应采用1.4； GE S ——重力荷载代表值的效应， 有吊车时，尚应包括悬吊物重力标准值的效应； EhK S ——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； EvK S ——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数； wK S ——风荷载标准值的效应； w ψ——风荷载组合值系数，一般结构取0.0，风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2 5 风荷载计算 风荷载标准值 主体结构计算时，为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代，垂直于建筑物表面的风荷载标注值按公式5-1计算。 0k z s z ωβμμω???= （5-1） 式中：k ω——风荷载标准值； s μ——风荷载体型系数； z μ——风压高度变化系数； 0ω——基本风压值，本设计中的基本风压取30.00=ω； z β——高度z 处的风振系数； 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第条规定：地面粗糙度可分为四类：A 类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B 类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇；C 类指有密集建筑群的城市市区；D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。本设计中地面粗糙度取C 类。 高度z 处的风振系数z β的计算式见公式5-2。 1z z z ξν?βμ=+ （5-2） ξ——脉动增大系数； ν——脉动影响系数； z ?——振型系数； z μ——风压高度变化系数。 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第节可知：对于框架结构的基本自振周期可以近似按照()10.08~0.10T n n =（n 为建筑层数）估算，应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响,本设计中自振周期取10.090.0960.54T n s ==?=，经过计算， 2 1200.300.54=0.087T ω=?。风载体型系数由《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第节续表可以查得：8.0=s μ（迎风面）和5.0-=s μ（背风面）。 根据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）第条规定：当结构基本自振周期s T 25.0≥时，以及对于高度超过30m 且高宽比大于1. 5 的高柔房屋，由风引起的结构振动比较明显，而且随着结构自振周期的增长，风振也随之增强。因此在设计中应考虑风振的影响，而且原则上还应考虑多个振型的影响。 由于本工程总高度为，自振周期虽已超过,但不属于高耸结构和大跨度结构，所以根据荷载规范，本工程不考虑顺风向风振的影响。即本工程在高度z 处的风振系数z β近 一、一般规定 1、两端负弯矩调幅 当考虑结构塑性内力重分布的有利影响，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅（本设计梁端负弯矩调幅系数取），水平 荷载作用下的弯矩不能调幅。 2、控制截面 框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。在竖向荷载作用下，支座截面可能长生最大负弯矩和最大剪力；在水平荷载作用 下，支座截面还会出现正弯矩。跨中截面一般产生最大正弯矩，有时 也可能出现负弯矩。框架梁的控制截面最不利内力组合有一下几种：梁跨中截面：+Mmax及相应的V（正截面设计），有时需组合-M。 梁支座截面：-Mmax及相应的V（正截面设计），Vmax及相应的M （斜截面设计），有时需组合+Mmax。 框架柱的控制截面通常是柱上、下梁端截面。柱的剪力和轴力在同一层柱内变化很小，甚至没有变化，而柱的梁端弯矩最大。同一端 柱截面在不同内力组合时，有可能出现正弯矩或负弯矩，考虑到框架 柱一般采用对称配筋，组合时只需选择绝对值最大的弯矩。框架柱的 控制截面最不利内力组合有以下几种： 柱截面:|Mmax|及相应的N、V； Nmax及相应的M、V； Nmin及相应的M、V； Vmax及相应的M、N； |M|比较大（不是绝对最大），但N比较小或N比较大（不是绝对最小或绝对最大）。 3、内力换算 梁支座边缘处的内力值：=M-V =V-q 4、荷载效应组合的种类 （1）非抗震设计时的基本组合 以永久荷载效应控制的组合：×恒载+××活载=×恒载+×活载； 以可变荷载效应控制的组合：×恒载+×活载； 考虑恒载、活载和风载组合时，采用简化规则：×恒载+××（活载+风载）。 （2）地震作用效应和其他荷载效应的基本组合。 考虑重力荷载代表值、风载和水平地震组合（对一般结构，风载组 合系数为0）：×重力荷载+×水平地震。 （3）荷载效应的标准组合 荷载效应的标准组合：×恒载+×活载。 二、框架梁内力组合 选择第四层BF框架梁为例进行内力组合，考虑恒载、活载、重力荷载代表值、风荷载和水平地震作用五种荷载。 1、内力换算和梁端负弯矩调幅根据式： 第二部分 风荷载计算 一：风荷载作用下框架的弯矩计算 （1）风荷载标准值计算公式：0k z s z W w βμμ=??? 其中k W 为垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值 z β为z 高度上的风振系数，取 1.00z β= z μ为z 高度处的风压高度变化系数 s μ为风荷载体型系数，取 1.30s μ= 0w 为攀枝花基本风压，取00.40w = 该多层办公楼建筑物属于C 类，位于密集建筑群的攀枝花市区。 （2）确定各系数数值 因结构高度19.830H m m =<，高宽比19.8 1.375 1.514.4 H B ==<，应采用风振系数z β来考虑风压脉动的影响。该建筑物结构平面为矩形， 1.30s μ=，由《建筑结构荷载 规范》第3.7查表得0.8s μ=（迎风面）0.5s μ=-（背风面），风压高度变化系数z μ可根据各楼层标高处的高度确定，由表4-4查得标准高度处的z μ值，再用线性插值法求得所求各楼层高度的z μ值。 （3）计算各楼层标高处的风荷载z 。攀枝花基本风压取00.40/w KN mm =，取②轴横 向框架梁，其负荷宽度为7.2m,由0k z s z W w βμμ=???得沿房屋高度分布风荷载标准值。 7.20.4 2.88z z s z z s z q βμμβμμ=?=，根据各楼层标高处的高度i H ，查得z μ代入上式，可 得各楼层标高处的()q z 见表。其中1()q z 为迎风面，2()q z 背风面。 风正压力计算： 7. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.790.8 2.370/z s z q z KN m βμμ==????= 6. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.770.8 2.306/z s z q z KN m βμμ==????= 5. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==????= 4. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==????= 3. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==????= 2. 1() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.8 2.216/z s z q z KN m βμμ==????= 1. 1() 2.88 2.880.00 1.300.740.80.000/z s z q z KN m βμμ==????= 风负压力计算： 7. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.790.5 1.480/z s z q z KN m βμμ==????= 6. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.770.5 1.441/z s z q z KN m βμμ==????= 5. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==????= 4. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==????= 3. 2() 2.88 2.88 1.00 1.300.740.5 1.385/z s z q z KN m βμμ==????=内力组合计算书
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第六章 框架内力组合
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