底层框架边柱节点,上层框架传来弯矩是28.79kN·m,。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
底层框架中柱节点,上层框架传来弯矩是-20.53 kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图
28.79 -20.53
-7.66 4.11
90.16 -63.91
111.29 -80.33
0.200
0.266
0.504 0.528 0.098
0.230 0.174
-14.51 10.84 2.01
-6.62 -148.02 156.44 3.57 -36.92
77.96 -55.60
71.34 -162.53 167.28 -52.03 -34.91
底层二次弯矩分配 (单位KN·M)
4.5活载荷载计算
屋面活荷载:0.5 kN/m²,(不上人屋面),
搂面活荷载:2.0 kN/m²,走廊:2.5 kN/m²
荷载计算:线荷载
屋面: 屋面活载0.5kN/m2
屋面板传来的活载:0.5×4.05=2.03 kN/m
教室横梁的三角形线荷载合计:2.03 kN/m
走廊板传来的活载:0.5×2.7=1.35 kN/m
走廊横梁的三角形线荷载 合计:1.35kN/m
楼面: 楼面活载2.0kN/m2
楼面板传来的活载:2.0×4.05=8.1 kN/m
教室横梁的梯形线荷载 合计:8.1 kN/m
走廊: 楼面活载2.5kN/m2
走廊楼面传来的活载:2.5×2.7=7.29 kN/m
走廊横梁的三角形线荷载 合计:7.29 kN/m
荷载计算:集中荷载
次梁传来的集中荷载:
屋面:
板传来的活载:0.5×4.05=2.03 kN/m
(5.4+5.4-4.05)×2.03×0.5=6.86KN
次梁传来的集中荷载 合计:6.86KN
楼面:
板传来的活载:2.0×4.05=8.1kN/m
(5.4+5.4-4.05)×8.1×0.5=27.2KN
次梁传来的集中荷载 合计:27.2KN
屋面框架节点集中荷载
边柱联系梁传来的屋面活载:
0.6×5.4×0.5=1.62KN
0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×0.5=3.42 KN
顶层边节点集中荷载 合计:5.04KN
中柱联系梁传来的屋面活载:
0.5×(5.4+5.4-2.7)×2.7/2×0.5=2.73 KN
0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×0.5=3.42 KN
顶层中节点集中荷载 合计:6.15KN
楼面框架节点集中荷载:
边柱联系梁传来的楼面活载:
0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×2.0=13.67KN
楼面层边节点集中荷载 合计:13.67KN
中柱联系梁传来的楼面活载:
0.5×(5.4+5.4-2.7)×2.7/2×2.5=13.67KN
0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×2.0=13.67KN
楼面层中节点集中荷载 合计:27.34KN
集中荷载引起的偏心弯矩M:
屋面层集中荷载引起的偏心弯矩M:
5.04×0.45=2.27KN·M
楼面层集中荷载引起的偏心弯矩M:
27.34×0.175=4.78KN·M
屋面层梁上作用的活载
在上图中,qk1、qk1′分别代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载。
qk1 =2.03 kN/m
qk1′=1.35 kN/m
qk =6.86KN
qk1、qk1′代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载和跨中集中荷载,需要将其转化为等效均布荷载。
两个三角形荷载
三角形荷载
跨中集中荷载
横向框架活荷载:
屋面板:1.08+1.27=2.35kN/m (8.1m跨)
0.844 kN/m (2.7m跨)
楼面层梁上作用的活载
在上图中,qk1、qk1′分别代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载。
qk1 =8.1kN/m
qk1′ =7.29 kN/m
qk =27.2KN
qk1、gk1′代表房间和走廊传给横梁的梯形、三角形荷载和跨中集中荷载,需要将其转化为等效均布荷载。
两个三角形荷载
三角形荷载
跨中集中荷载
横向框架活荷载:
楼面板: 4.3+5.04=9.34kN/m (8.1m跨)
4.56 kN/m (2.7m跨)
4.6活载内力计算
活载作用下节点分配系数同恒载作用下节点分配系数相同。
节点弯矩二次调整:
同恒荷载作用下一样,在活荷载作用下也要对节点不平衡力矩再做一次弯矩分配,予以修正。
顶层框架边柱节点,下层框架传来弯矩是6.15kN·m,。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
顶层框架中柱节点,下层框架传来弯矩是-4.27 kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图
第四层框架边柱节点,上层和下层框架传来弯矩分别是1.80kN·m,6.15kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
顶层框架中柱节点,上层和下层框架传来弯矩分别是-1.41 kN·m、-4.27kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图
第三层框架边柱节点,上层和下层框架传来弯矩分别是6.15 kN·m,6.15 kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
顶层框架中柱节点,上层和下层框架传来弯矩分别是-4.27 kN·m、-4.27kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图
第二层框架边柱节点,上层和下层框架传来弯矩分别是6.15kN·m,6.42kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
第二层框架中柱节点,上层和下层框架传来弯矩分别是-4.27 kN·m、-4.44kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图
底层框架边柱节点,上层框架传来弯矩是6.15 kN·m,。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
底层框架中柱节点,上层框架传来弯矩是-4.27kN·m。
节点各构件分配到的弯矩分别为:
将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图
2.7竖向荷载作用下梁、柱内力计算
梁端、柱端弯矩见弯矩图。
梁端剪力:
梁端剪力示意图
柱轴力:
柱轴力示意图
边柱(上):
中柱(上):
边柱(下):
中柱(下):
恒载作用下,根据公式。
计算梁端剪力:
恒载作用下梁端剪力
序号 梁端弯矩 梁间恒载 跨度 梁端剪力
边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨
Ml Mr Ml Mr q q L L Va Vb左 Vb右 Vc左
5 129.39 107.52 33.71 33.71 32.74 11.98 8.1 2.7 135.31 129.91 16.17 16.17
4 178.43 179.9 32.35 32.35 43.85 9.28 8.1 2.7 177.41 177.77 12.53 12.53
3 180.64 180.47 32.25 32.25 43.85 9.28 8.1 2.7 177.61 177.57 12.53 12.53
2 181.26 180.87 32.17 31.4 43.85 9.28 8.1 2.7 177.64 177.54 12.81 12.81
1 162.53 167.28 34.91 34.91 43.85 9.28 8.1 2.7 177.01 178.18 12.53 12.53
恒载作用下柱轴力
序号 柱截面 层高 容重 集中荷载
边跨 中跨 边跨 中跨 A柱 B柱
b(M) h(M) b(M) h(M) H(M) γ(kn/m3) N N N顶 N底 N顶 N底
5 0.4 0.6 0.5 0.5 3.9 25 84 76 219.46 242.86 222.2 246.6
4 0.4 0.6 0.5 0.5 3.9 25 115 184 535.27 558.67 620.6 645
3 0.4 0.6 0.5 0.5 3.9 25 115 184 851.28 874.68 1019 1043
2 0.4 0.6 0.5 0.5 3.9 25 115 184 1167.3 1190.7 1417 1441
1 0.4 0.6 0.5 0.5 5 25 115 184 1482.7 1512.7 1816 1847
活载作用下梁端剪力
序号 梁端弯矩 梁间活载 跨度 梁端剪力
边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨
Ml Mr Ml Mr q q L L Va Vb左 Vb右 Vc左
5 11.69 9.42 2.10 2.10 2.35 0.84 8.10 2.70 9.80 9.24 1.14 1.14
4 35.96 37.71 8.60 8.60 9.34 4.56 8.10 2.70 37.61 38.04 6.16 6.16
3 38.08 39.18 8.32 8.32 9.34 4.56 8.10 2.70 37.69 37.96 6.16 6.16
2 38.21 39.27 8.31 8.31 9.34 4.56 8.10 2.70 37.70 37.96 6.16 6.16
1 34.21 36.44 8.87 8.87 9.34 4.56 8.10 2.70 37.55 38.10 6.16 6.16
活载作用下柱轴力
序号 集中荷载 梁端剪力 A柱 B柱
边跨 中跨 边跨 中跨
N N Va Vb左 V N顶 N顶
5 5.04 6.15 9.80 9.24 1.14 14.84 16.53
4 13.67 27.34 37.61 38.04 6.16 66.12 88.07
3 13.67 27.34 37.69 37.96 6.16 117.48 159.53
2 13.67 27.34 37.70 37.96 6.16 168.85 230.99
1 13.67 27.34 37.55 38.10 6.16 220.07 302.59
梁跨中弯矩计算:
各层梁的跨中弯矩见下表:
竖向恒载作用下跨中弯矩计算(单位:kN·m)
层次 梁端弯矩 跨度 梁间恒载 恒载作用下
边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨
Ml Mr Ml Mr L L q q AB跨 BC跨
5 129.39 107.52 33.71 33.71 8.10 2.70 32.74 11.98 150.05 -22.79
4 178.43 179.90 32.35 32.35 8.10 2.70 43.85 9.28 180.46 -23.89
3 180.64 180.47 32.25 32.25 8.10 2.70 43.85 9.28 179.07 -23.79
2 181.26 180.87 32.17 32.17 8.10 2.70 43.85 9.28 178.56 -23.71
1 162.53 167.28 34.91 34.91 8.10 2.70 43.85 9.28 194.72 -26.45
竖向活载作用下跨中弯矩计算(单位:kN·m)
层次 梁端弯矩 跨度 梁间恒载 活载作用下
边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨
Ml Mr Ml Mr L L q q AB跨 BC跨
5 11.69 9.42 2.10 2.10 8.10 2.70 2.35 0.84 8.72 -1.33
4 35.96 37.71 8.60 8.60 8.10 2.70 9.34 4.56 39.76 -4.44
3 38.08 39.18 8.32 8.32 8.10 2.70 9.34 4.56 37.97 -4.16
2 38.21 39.27 8.31 8.31 8.10 2.70 9.34 4.56 37.86 -4.15
1 34.21 36.44 8.87 8.87 8.10 2.70 9.34 4.56 41.27 -4.71
恒载作用下框架弯矩图(单位:kN·m)
活载作用下框架弯矩图(单位:kN·m)
恒载作用下框架梁剪力图、柱轴力图(单位:kN)
活载作用下框架梁剪力图、柱轴力图(单位:kN·m)
第五部分 横向荷载作用下框架结构的内力计算
5.1风荷载作用楼层剪力的计算
层次 βz μs z(m) μz ωo A Pw
5 1.0 1.3 20.6 1.26 0.45 13.77 10.15
4 1.0 1.3 16.7 1.18 0.45 21.06 14.50
3 1.0 1.3 12.8 1.08 0.45 21.06 13.28
2 1.0 1.3 8.9 1.00 0.45 21.06 12.32
1 1.0 1.3 5.0 1.00 0.45 22.68 13.27
5.2梁、柱线刚度计算
横梁线刚度ib和柱线刚度ic计算分别见下表:
梁、柱线刚度计算:
横梁线刚度计算
类别 b×h I l EcI/l 1.5EcI/l 2EcI/l
(m×m) () (m) () () ()
边横梁 0.3×0.8 0.0128 8.1 15.8 23.7 31.6
中横梁 0.3×0.4 0.0016 2.7 5.93 8.94 11.9
柱线刚度ic计算
层次 h b×h I EcI/l
(m) (m×m) () ()
1 5 0.4×0.6 0.0072 14.4
0.5×0.5 0.0052 10.4
2—5 3.9 0.4×0.6 0.0072 18.5
0.5×0.5 0.0052 13.3
5.3框架柱的侧移刚度D值计算
楼层 计算简图 K α
一般层
i2 i1 i2 K=i1+i2+i3+i4/2ic α=K/(2+K)
ic ic
i4 i3 i4
底层 K=i1+i2/ic α=(0.5+K)/(2+K)
i2 i1 i2
ic ic
框架柱侧移刚度D值
层次 线刚度 层高 边柱 中柱 ∑D
边梁 边柱 中梁 中柱 H K a D K a D
5 31.6 18.5 11.9 13.3 3.9 1.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47
4 31.6 18.5 11.9 13.3 3.9 1.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47
3 31.6 18.5 11.9 13.3 3.9 1.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47
2 31.6 18.5 11.9 13.3 3.9 1.708 0.461 6.72 3.271 0.621 6.51 26.47
1 31.6 14.4 11.9 10.4 5.0 2.194 0.642 4.44 4.183 0.757 3.78 16.44
5.4风荷载作用下框架内力计算
求出框架层间剪力后,分配的剪力以及该柱上下端弯矩,反弯点高度y按下式计算:
y0为标准框架的反弯点高度比,y1为上下梁刚度比变化时的反弯点高度比修正系数,y2 y3是柱上下层高度变化时的反弯点高度比修正系数
柱剪力分配表
层次 层剪力 边柱D值 中柱D值 ∑D 每根边柱剪力 每根中柱剪力
5 10.15 6.72 6.51 26.47 2.58 2.50
4 24.65 6.72 6.51 26.47 6.26 6.06
3 37.93 6.72 6.51 26.47 9.63 9.33
2 50.25 6.72 6.51 26.47 12.76 12.36
1 63.52 4.44 3.78 16.44 17.15 14.60
各层柱反弯点计算表
层次 边柱 中柱
5 n=5 j=5 n=5 j=5
k=1.708 y0=0.385 k=3.271 y0=0.45
a1=1 y1=0 a1=1 y1=0
a3=1 y3=0 a3=1 y3=0
y=0.385 y=0.45
4 n=5 j=4 n=5 j=4
k=1.708 y0=0.435 k=3.271 y0=0.464
a1=1 y1=0 a1=1 y1=0
a2=1 y2=0 a2=1 y2=0
a3=1 y3=0 a3=1 y3=0
y=0.435 y=0.464
3 n=5 j=3 n=5 j=3
k=1.708 y0=0.485 k=3.271 y0=0.5
a1=1 y1=0 a1=1 y1=0
a2=1 y2=0 a2=1 y2=0
a3=1 y3=0 a3=1 y3=0
y=0.485 y=0.5
2 n=5 j=2 n=5 j=2
k=1.708 y0=0.5 k=3.271 y0=0.5
a1=1 y1=0 a1=1 y1=0
a2=1 y2=0 a2=1 y2=0
a3=1 y3=0 a3=1 y3=0
y=0.5 y=0.5
1 n=5 j=1 n=5 j=1
k=2.194 y0=0.55 k=4.183 y0=0.55
a1=1 y1=0 a1=1 y1=0
a2=1 y2=0 a2=1 y2=0
y=0.55 y=0.55
各层柱端弯矩和剪力计算:
柱端弯矩见弯矩图。
柱端剪力
层次 5 4 3 2 1
边柱 2.58 6.26 9.63 12.76 17.15
中柱 2.50 6.06 9.33 12.36 14.60
层次 边柱剪力 中柱剪力 层高 边柱y 中柱y 边柱柱端M 边柱柱底M 中柱柱端M 中柱柱底M
5 2.58 2.5 3.9 0.39 0.45 6.19 3.87 5.36 4.39
4 6.26 6.06 3.9 0.44 0.46 13.79 10.62 12.67 10.97
3 9.63 9.33 3.9 0.49 0.5 19.34 18.22 18.19 18.19
2 12.76 12.36 3.9 0.5 0.5 24.88 24.88 24.1 24.1
1 17.15 14.6 5 0.55 0.55 38.59 47.16 32.85 40.15
梁端剪力、弯矩、柱轴力计算:
梁端弯矩,剪力:
梁端弯矩、剪力,柱轴力计算
层次 边梁 中梁 柱轴力
Mbl Mbr Vb Mbr Mbl Vb 边柱 中柱
5 6.19 3.90 1.24 1.47 1.47 1.09 1.24 -0.16
4 17.67 12.39 3.71 4.67 4.67 3.46 4.96 -0.41
3 29.96 21.18 6.31 7.98 7.98 5.91 11.27 -0.81
2 43.10 30.73 9.11 11.57 11.57 8.57 20.38 -1.36
1 63.47 41.37 12.94 15.58 15.58 11.54 33.33 -2.76
风荷载作用下框架弯矩图 (单位:kN)
梁端剪力及柱轴力图 (单位:kN)
第六部分 横向框架内力组
进行框架梁的内力组合,控制截面有两个,分别是梁端和梁跨中。
需要进行内力组合,得到梁端最大的正弯矩和梁端最大的负弯矩,还有梁跨中最大的正弯矩。
梁端柱边的剪力和弯矩的公式:
6.1恒载作用下内力组合 首页 上一页 1 2 3 4 5 6 下一页 尾页 4/6/6
恒载作用下梁端柱边剪力
序号 梁端剪力 梁间恒载 柱边梁端剪力
边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨
Va Vb左 Vb右 Vc左 g g Va’ Vb’左 Vb’右 Vc’左
5 135.31 129.91 16.17 16.17 32.74 11.98 125.49 121.72 13.18 13.18
4 177.41 177.77 12.53 12.53 43.85 9.28 164.26 166.81 10.21 10.21
3 177.61 177.57 12.53 12.53 43.85 9.28 164.46 166.61 10.21 10.21
2 177.64 177.54 12.53 12.53 43.85 9.28 164.49 166.58 10.21 10.21
1 177.01 178.18 12.53 12.53 43.85 9.28 163.86 167.22 10.21 10.21
恒载作用下梁端柱边弯矩
序号 梁端弯矩 柱边梁端剪力 柱边梁端弯矩
边跨 中跨 边跨 中跨 边跨 中跨
Ml Mr Ml Mr Va' Vb'左 Vb'右 Vc'左 Ml' Mr' Ml' Mr'