41.1197.7056.7466.51104.4143.3636.7924.3817.1747.8292.4744.6868.93104.8238.6039.3426.7521.7539.9796.4947.4065.9692.2144.0168.7192.3248.4869.06101.2339.1765.16104.8055.6161.72102.6749.8262.63104.8053.4362.63106.7819.3662.6399.3268.0265.34106.7338.2740.3028.1819.81105.5039.0639.6126.1720.5748.26104.7140.2537.2727.1521.7543.93103.5933.6353.9324.8419.3562.21106.9047.6742.6516.5311.0649.41107.2143.9046.5416.6711.2253.08105.8044.9243.9416.1610.6951.57103.6444.5842.3116.7111.2457.59105.1539.4128.7121.9016.4331.3815.6914.36
图3.6 恒载作用下的弯矩图(单位:kN·m)
75.810.376.510.171.510.171.310.171.010.170.810.170.610.170.610.170.610.170.810.171.010.171.58.860.573.073.173.573.673.873.973.873.673.473.061.2
图3.7恒载作用下的梁的剪力图(单位:kN)
152.1172.8172.73297.1192.83338.0317.13442.2358.03503.2462.23587.5523.23668.24607.53733.0688.43833.2753.03878.5853.23998.0898.531024.51018.31162.61053.211170.41191.311327.11355.811491.91199.111316.11344.811461.81520.211656.61490.511608.81685.311821.31637.511759.61850.011987.41788.312016.11
图3.8 恒载作用下柱的轴力图(单位:kN)
当已知框架M图求V图,以及已知V图求N图时,可采用结构力学取脱离体的方法进行计算。
恒荷载作用下的弯矩图、剪力图、轴力图如图3.6、图3.7、图3.8所示。 3.4.2 活荷载作用下的内力计算
根据用位移法或力法等解多层跨框架在竖向荷载作用下的计算结果可知,它的侧移是极小的,而且每层梁上的荷载对其它各层梁的影响也很小,故本设计采用分层法计算其内力。由平面图看出,本工程结构及荷载分布比较均匀,可以选取典型
B、○C、○D轴框架平面框架进行计算,这里取横向③轴框架,纵向框架需选取○A、○
进行计算。
采用分层法计算内力时,本设计为了简便起见,假定: 1.在竖向荷载作用下,多层多跨框架的侧移极小而忽略不计。 2.每层梁上的荷载对其它各层梁的影响可以忽略不计。
按上述假定,计算时将各层梁及其上、下柱所组成的框架作为一个独立的计算单元分层计算,用力矩分配法求出各层框架的弯矩图。为减小计算简图带来的误差,令除底层各柱以外,其余各层主柱的线刚度乘以0.9的折减系数,并取传递系数为1/3,底层柱的传递系数取1/2。
分层计算所得的梁弯矩即为其最后的弯矩;因每一层柱属于上、下两层,所以每一柱的弯矩需由上、下两层计算所得的弯矩值迭加得到。
框架节点处的最终弯矩之和常不等于零而接近于零,这是由于分层计算框架所引起的,若欲进一步修正,则可对此节点的不平衡力矩作一次弯矩分配。
此处要说明的是在竖向活载作用下,可不考虑楼层折减系数与活荷载的最不利布置,而按满布计算,为了弥补由此而引起的不利影响,梁跨中弯矩应乘以1.1~1.2的系数(本设计取1.2)。
(1)先计算弯矩分配系数,③轴框架各节点弯矩分配系数计算结果见下表
表 3.14 各节点弯矩分配系数
层数 12 11 10 A轴 下柱 0.511 0.338 0.338 上柱 0.000 0.338 0.338 梁 0.489 0.324 0.324 下柱 0.260 0.206 0.206 B轴 上柱 0.000 0.206 0.206 梁左 0.249 0.198 0.198 梁右 0.491 0.390 0.390
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0.382 0.338 0.338 0.514 0.406 0.411 0.406 0.406 0.307 0.364 0.338 0.338 0.273 0.406 0.398 0.406 0.406 0.473 0.254 0.324 0.324 0.213 0.188 0.191 0.188 0.188 0.220 0.208 0.229 0.229 0.350 0.296 0.322 0.296 0.296 0.215 0.199 0.229 0.229 0.188 0.296 0.290 0.296 0.296 0.331 0.200 0.198 0.198 0.162 0.137 0.139 0.137 0.137 0.153 0.393 0.344 0.344 0.300 0.271 0.249 0.271 0.271 0.301 同样,在求固端弯矩时,将梯形分布荷载及三角形荷载化作等效均布荷载。 顶层: ??2.1?0.29 27.2g,边?gAB(1-2?2+?3) =2.1?(1-2?0.2922+0.2923) =1.79kN/m55g,中?gBC=?1.05=0.66kN/m
88固端弯矩: MAB?MBC?MCB?1,21g边l边??1.79?7.22?7.73kN?m 12121,21g中l中??0.66?1.052?0.97kN?m 331,21g中l中??0.66?1.052?0.49kN?m 66
标准层: ??2.1?0.2912 7.2g,边?gAB(1-2?2+?3) =8.4?(1-2?0.2922+0.2923) =7.18kN/m