七、水平荷载（风荷载）计算1、设计资料基本风压：2/35.0m KN =ωο，地面粗糙度类别为C 类。
房屋高度H=21.9m 。
2、荷载计算风荷载近似按阶梯形分布，首先应将其简化为作用在框架节点上的节点荷载。
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：0k z s z ωβμμω=式中 K W ——风荷载标准值（KN/m ²）；z β——高度z 处的风振系数，结构高度H=21.9m ＜30m ，故取βZ =1.0；s μ——风荷载体型系数，对于矩形截面s μ=1.3； z μ——风压高度变化系数（地面粗糙度类别为C 类）；0w ——基本风压（KN/m ²）；风压高度变化系数z μ可查荷载规范取得。
将风荷载换算成作用与框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表所示。
表中z 为框架节点至室外地面的高度，A 为一榀框架各层节点的受风面积表4.1层次 z β s μ0wZ μk z s z ωβμμω=A(m 2) P K (kN)=A ×k ω 6 1.0 1.3 0.35 1.00 0.46 5.85 2.69 5 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 14.63 5.56 4 1.0 1.3 0.35 0.84 0.38 16.88 6.41 3 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.51 2 1.0 1.3 0.35 0.74 0.34 16.2 5.51 11.01.30.35 0.740.3424.38.26213.245.4)2/6.36.3(m A =⨯+= 222.165.46.3mA =⨯= 232.165.46.3mA =⨯=2488.165.4)2/6.32/9.3(m A =⨯+=2563.145.4)2/6.22/9.3(m A =⨯+=2685.55.4)2/6.2(m A =⨯= 故风荷载下的计算简图为：图4.13 风荷载计算简图 3. 风荷载下的横向框架内力计算—反弯点法 3.1各柱剪力按刚度分配法计算公式为：1ijij pi sijj D V V D==∑式中，pi V ——为该平面框架i 层总剪力； ij V ——为i 层第j 根柱分配到的剪力；ij D ——为i 层第j 根柱的抗侧刚度； 1sij j D =∑——为i 层s 根柱的抗侧刚度之和。
3.2各层柱的剪力分配和柱端弯距的计算第六层： V=2.69KNG柱：43.176.22296.3=⨯⨯=K04.26.21276.243.1243.12=⨯⨯+=D KN/MH 柱：59.480.322)5.1396.3(=⨯⨯+=K70.46.21280.359.4259.42=⨯⨯+=D KN/M J 柱：59.480.322)5.1396.3(=⨯⨯+=K70.46.21280.359.4259.42=⨯⨯+=D KN/M L 柱：43.176.22296.3=⨯⨯=K 04.26.21276.243.1243.12=⨯⨯+=D KN/M48.1370.470.404.204.2=+++=∑D KN/MG 柱剪力：KN V 41.069.248.1304.26=⨯= H 柱剪力：KN V 94.069.248.1370.46=⨯=J 柱剪力：KN V 94.069.248.1370.46=⨯=L 柱剪力：KN V 41.069.248.1304.26=⨯=第五层： V=2.69+5.56=8.25KNG柱：14.285.12296.3=⨯⨯=K75.09.31285.114.2214.22=⨯⨯+=D KN/MH柱：87.654.222)5.1396.3(=⨯⨯+=K55.19.31254.287.6287.62=⨯⨯+=D KN/MJ柱：87.654.222)5.1396.3(=⨯⨯+=K55.19.31254.287.6287.62=⨯⨯+=D KN/ML 柱：14.285.12296.3=⨯⨯=K 75.09.31285.114.2214.22=⨯⨯+=D KN/M∑=+++=6.455.155.175.075.0D KN/MG 柱剪力：KN V 35.125.86.475.05=⨯= H 柱剪力：KN V 78.225.86.455.15=⨯=J 柱剪力：KN V 78.225.86.455.15=⨯=L 柱剪力：KN V 35.125.86.475.05=⨯=第四层： V=2.69+5.56+6.41=14.66KNG柱：98.10.22296.3=⨯⨯=K92.06.3120.298.1298.12=⨯⨯+=D KN/MH柱：35.675.222)5.1396.3(=⨯⨯+=K94.16.31275.235.6235.62=⨯⨯+=D KN/MJ柱：35.675.222)5.1396.3(=⨯⨯+=K94.16.31275.235.6235.62=⨯⨯+=D KN/ML 柱：98.10.22296.3=⨯⨯=K 92.06.3120.298.1298.12=⨯⨯+=D KN/M 72.594.194.192.092.0=+++=∑D KN/MG 柱剪力：KN V 36.266.1472.592.04=⨯=H 柱剪力：KN V 90.466.1472.594.14=⨯=J 柱剪力：KN V 90.466.1472.594.14=⨯=L 柱剪力：KN V 36.266.1472.592.04=⨯=第三层： V=2.69+5.56+6.41+5.51=20.17KNG 柱剪力：KN V 24.317.2072.592.03=⨯=H 柱剪力：KN V 84.617.2072.594.13=⨯=J 柱剪力：KN V 84.617.2072.594.13=⨯=L 柱剪力：KN V 24.317.2072.592.03=⨯=第二层： V=2.69+5.56+6.41+5.51+5.51=25.68KNG 柱剪力：KN V 13.468.2572.592.02=⨯=H 柱剪力：KN V 71.868.2572.594.12=⨯=J 柱剪力：KN V 71.868.2572.594.12=⨯=L 柱剪力：KN V 13.468.2572.592.02=⨯=第一层： V=2.69+5.56+6.41+5.51+5.51+8.26=33.94KNG柱：29.273.196.3==K 04.16.31273.129.22)29.25.0(2=⨯⨯++=D KN/MH柱：34.738.25.1396.3=+=K85.16.31238.234.72)34.75.0(2=⨯⨯++=D KN/MJ柱：34.738.25.1396.3=+=K85.16.31238.234.72)34.75.0(2=⨯⨯++=D KN/ML 柱：29.273.196.3==K 04.16.31273.129.22)29.25.0(2=⨯⨯++=D KN/M 78.585.185.104.104.1=+++=∑D KN/MG 柱剪力：KN V 12.694.3378.504.11=⨯= H 柱剪力：KN V 86.1094.3378.585.11=⨯=J 柱剪力：KN V 86.1094.3378.585.11=⨯=L 柱剪力：KN V 12.694.3378.504.11=⨯=3.3水平风荷载作用下楼层层间位移验算表4.2最大层间弹性位移角e θ=1/9163＜1/550，满足规范要求。
3.4 风荷载框架内力计算近似取上部各层柱子的反弯点在柱子中点，因为底层柱的底端为固定端，底层反弯点设在123h 处。
根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh 计算第i 层第j 个柱端弯矩上端弯矩： M t ij =V ij h （1-y ） 下端弯矩： M b ij = V ij hy 各柱柱端弯距见下表：（单位：KN ·m ） 表4.3=7.34 =13.03 =13.03 =7.34下6.12×2.4=14.6910.86×2.4=26.0610.86×2.4=26.066.12×2.4=14.69当计算出了框架在水平力作用下的柱端弯矩值后，求梁端弯矩时，由柱端弯矩，并根据节点平衡来求。
对于边跨梁端弯矩：Mbi =M tij+M bji,1+对于中跨，由于梁的端弯矩与梁底线刚度成正比，因此，M lbi =（M tij+M bji,1+）rblblbiii+M rbi=（M tij+M bji,1+）rblbrbiii+tijMlbi rbilbiM rbiMbi+1jM，表4.4图4.14 左风荷载弯矩图（单位：KN·m）剪力计算表 4.5图4.15 左风荷载剪力图（单位：KN）柱的轴力以受压为负，受拉为正：表4.6层次柱G H J L6 0.10 0.10-0.78=-0.68 0.78-0.10=0.68 0.105 0.10+0.60=0.70 -0.68+0.60-4.28=-4.360.68+4.28-0.60=4.360.10+0.60=0.704 0.70+1.30=2.00 -4.36+1.30-9.16=-12.224.36+9.16-1.30=12.220.70+1.30=2.003 2.00+1.91=3.91 -12.22+1.91-13.62=-23.9312.22+13.62-1.91=23.932.00+1.91=3.912 3.91+2.51=6.42 -23.93+2.51-18.03=-39.4523.93+18.03-2.51=39.453.91+2.51=6.421 6.42+2.73=9.15 -39.45+2.73-18.50=-55.2239.45+18.50-2.73=55.226.42+2.73=9.15图4.16 左风荷载轴力图（单位：KNm注：右风荷载作用下的内力与左风荷载下的内力大小相等方向相反。