土木工程毕业设计ZH03横向框架内力计算c竖向恒载内力计算.docx
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土木工程毕业设计ZH03横向框架内力计算c竖向恒载内力计算
三、竖向恒载作用下的横向框架(KJ-1)内力计算
(一)、竖向恒载计算
1、屋面框架梁线载标准值
屋面恒载为4.18kN/m2
边跨框架梁自重(含粉刷)为:
3.2kN/m
中跨框架梁自重(含粉刷)为:
1.78kN/m
屋面板传给边跨梁的线载为:
4.18×(5+1)/2×2/5=5.02kN/m
屋面板传给中跨梁的线载为:
4.18×2×1/2/2=2.09kN/m
女儿墙自重:
0.2×0.5×14=1.4kN/m
2、楼面框架梁线载标准值
楼面恒载为4.31KN/m2
边跨框架梁自重(含粉刷)为:
3.2kN/m
中跨框架梁自重(含粉刷)为:
1.78kN/m
楼面板传给边跨梁的线载为:
4.31×(5+1)/2×2/5=5.17kN/m
楼面板传给中跨梁的线载为:
4.31×2×1/2/2=2.16kN/m
墙自重:
0.2×2.9×14+0.02×2.9×2×20=10.44kN/m
3、屋面框架节点集中荷载标准值
(1)、边柱
纵向框架梁传来的屋面板自重4.18×4/2=8.36kN
边柱纵向框架梁自重(含粉刷)5.02×2=10.04kN
0.5m高女儿墙自重0.5×0.2×2×14=2.8kN
女儿墙粉刷0.5×0.02×2×2×20=0.8kN
GA=GD=22kN
(2)、中柱
纵向框架梁传来的屋面板自重8.36+4.18×3/2=14.63kN
中柱纵向框架梁自重(含粉刷)5.02×2=10.04kN
GB=GC=24.67kN
4、楼面框架节点集中荷载标准值
(1)、边柱
边柱纵向框架梁自重(含粉刷)10.04kN
楼面板自重4.18×4/2=8.36kN
纵向框架梁传来的墙自重0.2×2×2.9×14=16.24kN
墙粉刷2×0.02×1/2×4×2.9×20=4.64kN
框架柱自重(含粉刷)4.064×2.9=11.79kN
GA=GD=51.07kN
(2)、中柱
中柱纵向框架梁自重(含粉刷)10.04kN
楼面板自重8.36+4.31×3/2=14.83kN
纵向框架梁传来的墙自重16.24kN
墙粉刷4.64kN
框架柱自重(含粉刷)25.38kN
GA=GD=71.13kN
5、竖向恒载作用下的结构计算简图
(二)、竖向荷载作用下横向框架(KJ-1)内力计算
1、求各梁端的固端弯矩
第五层MAB=-MBA=MCD=-MDC=-
ql2=-
×9.62×52=-20.04kNm
MBC=-MCB=MCD=-MDC=-
ql2=-
×5.27×22=-1.76kNm
第一~四层MAB=-MBA=-
ql2=-
×16.49×52=-34.35kNm
MBC=-MCB=-
ql2=-
×12.06×22=-4.02kNm
2、计算各梁和柱的分配系数
各梁柱的线刚度及相对线刚度如下图所示:
梁柱的分配系数如下表所示:
层次
五层
四、三、二层
底层
节点
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
转
动
刚
度
S
左梁
—
5.76
14
5.76
—
5.76
1
5.76
—
5.76
1
5.76
上柱
—
—
—
—
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
下柱
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
7.430.9
6.16
6.16
6.16
6.16
右梁
5.76
1
5.76
—
5.76
1
5.76
—
5.76
1
5.76
—
ΣS
12.45
13.45
13.45
12.45
19.13
20.13
20.13
19.13
18.61
19.61
19.61
18.61
分
配
系
数
左梁
—
0.43
0.07
0.46
—
0.27
0.05
0.3
—
0.29
0.05
0.31
上柱
—
—
—
—
0.35
0.34
0.34
0.35
0.36
0.34
0.34
0.36
下柱
0.54
0.5
0.5
0.54
0.35
0.34
0.34
0.35
0.33
0.31
0.31
0.33
右梁
0.46
0.07
0.43
—
0.3
0.05
0.27
—
0.31
0.05
0.29
—
注:
在计算分配系数时,除底层柱外的其余各层柱,其线刚度均应乘以折减系数0.9。
3、用弯矩分配法计算梁、柱端的弯矩
注:
各节点间的传递系数均为1/2。
4、利用支座弯矩和实际荷载求边跨跨中弯矩
经过推导,可得边跨跨中弯矩为:
M中=-
+
(g+q)l2
式中:
M1、M2——分别为梁左右两端的支座弯矩
q——梁上所受的均布荷载值
g——梁自重的均布荷载
l——梁的总跨度
故各层梁边跨的跨中弯矩为:
第五层:
MAB=MDC=-
+
×9.62×52=13.83kNm
MBC中=-2.41+
×5.27×22=0.23kNm
第四层:
MAB=-
+
×16.49×52=20.19kNm
MBC中=-4.59+
×12.06×22=1.44kNm
第三层:
MAB=-
+
×16.49×52=20.01kNm
MBC中=-4.61+
×12.06×22=1.42kNm
第二层:
MAB=-
+
×16.49×52=19.99kNm
MBC中=-4.61+
×12.06×22=1.42kNm
第一层:
MAB=-
+
×16.49×52=19.99kNm
MBC中=-4.87+
×12.06×22=1.16kNm
5、各层弯矩迭加
6、根据弯矩图利用平衡条件及实际荷载求剪力及轴力
(1)、第五层
VA=VD=(15.71+
×9.62×52-16.75)/5=23.84kN
VB左=VC右=(16.75+
×9.62×52-15.71)/5=24.26kN
NA=ND=23.84+22=45.84KN
VB右=VC左=(2.41+
×5.27×22-2.41)/2=5.27kN
NB=NC=5.27+24.26+22=51.53kN
(2)、第四层
VA=VD=(30.34+
×16.49×52-32.35)/5=40.82kN
VB左=VC右=(32.35+
×16.49×52-30.34)/5=41.63kN
NA=ND=23.84+51.07+40.82=115.73kN
VB右=VC左=12.06kN
NB=NC=12.06+71.13+41.63+51.53=176.35kN
(3)、第三层
VA=VD=(30.52+
×16.49×52-32.52)/5=40.83kN
VB左=VC右=(32.52+
×16.49×52-30.52)/5=41.63KN
NA=ND=115.73+40.83+51.07=207.63kN
VB右=VC左=12.06kN
NB=NC=12.06+71.13+41.63+176.35=301.17kN
(4)、第二层
VA=VD=(30.57+
×16.49×52-32.52)/5=40.84kN
VB左=VC右=(32.52+
×16.49×52-30.57)/5=41.62kN
NA=ND=40.84+51.07+207.63=299.54kN
VB右=VC左=12.06kN
NB=NC=12.06+41.62+71.13+301.17=425.98kN
(5)、第一层
VA=VD=(28.7+
×16.49×52-30.32)/5=40.9kN
VB左=VC右=(30.32+
×16.49×52-28.7)/5=41.55kN
NA=ND=40.9+51.07+299.54=391.51kN
VB右=VC左=12.06kN
NB=NC=12.06+41.5+71.13+425.98=550.67kN
经整理可得:
N、V图(kN)
7、进行弯矩调幅
弯矩调幅时:
支座调幅0.85,跨中调幅1.15。
M图(KNm)
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