土木工程毕业设计第六章竖向荷载作用下框架内力计算.docx
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土木工程毕业设计第六章竖向荷载作用下框架内力计算
第六章竖向荷载(恒载+活载)作用下框架内力计算
第一节框架在恒载作用下的内力计算
本设计用分层法计算内力,具体步骤如下:
1计算各杆件的固端弯矩
2计算各节点弯矩分配系数
3弯矩分配
4调幅并绘弯矩图
5计算跨中最大弯矩、剪力和轴力并绘图
-、恒载作用下固端弯矩计算
(一)恒载作用下固端弯矩
恒载作用下固端弯矩计算(单位:
KN・m)
框架梁BC跨固端弯矩计算(单位:
KN-m)
结构
三层
(屋面)
计算简图
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结构
二层
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计算简图
结构
一层
1
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8fU^fl«lO.74K\/ni軌f1:
汀丨■、m
弯矩图
楼层
结构
三层
(屋面)
框架梁CD跨固端弯矩计算(单位:
KN-m)
节点3弯矩为-m
3单元最大负弯矩为KN-m
结构
二层
结构
一层
315.57
211.SR
楼层
结构
一层
LL-GOH^80.09KN
框架梁D-1/D悬挑梁固端弯矩计算(单位:
KN・m)
恒载作用下梁固端弯矩计算统计表
结构层
MBc
MCb
MCd
MDc
MD-1/D
(kn-m
(kn-m
(kn-m
(kn-m
(kn-m
三层
0
二层
0
一层
注:
弯矩以对节点顺时针为负,逆时针为正
(二)计算各节点弯矩分配系数
用分层法计算竖向荷载,假定结构无侧移,计算时采用力矩分配法,其计算要点是:
1计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩。
2将框架分层,各层梁跨度及柱高与原结构相同,柱端假定为固端。
3计算梁、柱线刚度。
对于柱,假定分层后中间各层柱柱端固定与实际不符,因而,除底层外,上层柱各
层线刚度均乘以修正。
有现浇楼面的梁,宜考虑楼板的作用。
每侧可取板厚的6倍作为楼板的有效作用宽度。
设计中,可近似按下式计算梁的截面惯性矩:
一边有楼板:
1=
两边有楼板:
匸
4计算和确定梁、柱弯矩分配系数和传递系数。
按修正后的刚度计算各结点周围杆件的杆端分配系数。
所有上层柱的传递系数取1/3,底层柱的传递系数取1/2。
5按力矩分配法计算单层梁、柱弯矩。
6将分层计算得到的、但属于同一层柱的柱端弯矩叠加得到柱的弯矩。
(1)计算梁、柱相对线刚度
537刈
(2)计算弯矩分配系数结构三层
1梁卩B3C3=*+=
[1C3B尹*++=
[1C3D尹*++=
1D3C尹*+=
2柱1B3B2=*+=
1C3C=*++=
1D3D=*+=
结构二层
①梁1B2C2=*++=
1C2BF*+++=
卩C2D=*+++=
[1D2C=*++=
2柱1B2B3=*++=
1B2B1=*++=
1C2C=*+++=
1C2C=++=
1D2D=*++=
1D2D=*++=结构一层
1梁1B1C=*+1+=
1C1B1=*+1++=
1C1D=*+1++=
1D1C=*+1+=
2柱1bib2=*+1+=
1B1B0=1宁+1+=
1C1C2=*+1++=
1C1CC=1宁+1++=
1D1D2=*+1+=
1D1D=1宁+1+=
(三)分层法算恒载作用下弯矩
恒载作用下结构三层弯矩分配
C
上柱
下柱
右梁
上
B左梁柱
下柱
右梁
左梁
上柱
下柱
偏心弯矩分配系数固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递
合计
一次分配
二次分配
上柱
下柱
右梁
B左梁
上柱
下柱
右梁
左梁
上柱
下柱
偏心弯矩分配系数固端弯矩分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递分配传递
合计
一次分配
二次分配
BCD
偏心弯矩
上柱
下柱
右梁
B左梁
上柱
下柱
右梁
左梁
上柱
下柱
分配系数
固端弯矩
分配传递
—
分配传递
—
分配传递
—
分配传递
—
分配传递
—
分配传递
—
分配传递
—
合计
一次
右梁
二次
(四)框架梁弯矩塑性调幅
为了减少钢筋混凝土框架梁支座处的配筋数量,在竖向荷载作用下可以考虑竖向内力重分布,主要是降低支座负弯矩,以减小支座处的配筋,跨中则应相应增大弯矩。
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)523条:
在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,并应符合下列规定:
1装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为〜,现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为〜;
2框架梁端负弯矩调幅后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大;
3应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行
组合;
4截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。
本设计取梁端支座负弯矩调幅系数可取为。
M0.85M(计算过程从略)
WAVS212582
(五)恒载作用下梁跨内最大弯矩、梁端剪力和柱轴力计算
1•恒载作用下梁跨内最大弯矩计算
本设计计算梁跨内最大弯矩时,采用按简支计算时的梁跨内最大弯矩与计算得的调幅后的梁端弯矩进行叠加得到。
计算过程计算如下:
简支条件下恒载作用下固端弯矩计算
楼层
框架梁BC跨固端弯矩计算(单位:
KN-m)
计算
简图
结构
三层
(屋面)
弯矩
图
9B轉
调幅
后弯
矩图
计算
简图
5
MIHi.i..II-■n,
B晞劇M祁肚"KNe
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结构
二层弯矩
图
结构
一层
楼层
调幅
后弯
矩图
计算
简图
弯矩
图
调幅
后弯
矩图
框架梁CD跨固端弯矩计算(单位:
KN-m)
计算
简图
结构
一层
弯矩
hnIu
391.382.73
结构
二层
结构
一层
调幅
后弯
矩图
计算
简图
弯矩
调幅
后弯
矩图
计算
简图
弯矩
LL-31M;)■/:
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I【杠.黄.:
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节点3弯矩大小为•m单元(3)跨内最大弯矩为KN•m
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331.97?
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