第六章 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算
取3轴线横向框架进行计算,计算单元宽度为7.5m,如图所示,由于房间内布置有次梁,故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示,计算单元内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架,作用于各节点上。
图6-1 横向框架计算单元
第一节 恒载计算 ? P2 q2 P1 P1 q2 P2 q2 ? q1 q1 q1图6-2 各层梁上作用的荷载 在图中,q1、q1?代表横梁自重,为均布荷载形式,对于第五层, q1?4.16kN/m q1?=4.16kN/m q2和q2?分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载,由图所示的几何关系可得, q2?15.552kN/m q2??6.48kN/m P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的荷载,它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的自重荷载,计算过程如下: 节点集中荷载P1:
边纵梁传来:
(a)屋面自重(三角形部分):
4.32?2.25?1.5?14.58KN (b)由次梁传来的屋面自重(梯形部分): (4.32?7.56)/2=16.33KN
(c)边纵梁自重: 4.16?5.4=22.45kN 次梁自重: (2.83?5.4)/2?7.65kN 女儿墙自重: 3.48?5.4?18.8kN 合计: P1=79.81kN
节点集中荷载P2:
纵梁传来
(a)屋面自重(三角形部分):
4.32?(2.25/2?3.24?1.5)?25.86KN
(b)次梁自重: (2.83?5.4)/2?7.65kN
(c)由次梁传来的屋面自重(梯形部分) (4.32?7.56)/2=16.33KN
(d)走道屋面板自重 4.32?3.6?1.5=23.33KN
纵梁自重: 4.16?5.4=22.47kN
合计: P2= 95.64kN 对于1~4层,计算的方法基本与第五层相同,计算过程如下:
q1?4.16kN/m
q1?=4.16 kN/m
q2?13.99kN/m
q2??4.86kN/m
节点集中荷载P1:
纵梁自重: 4.16?5.4=22.47kN 外墙自重: 3.05?5.4?2.7?44.47kN 纵梁传来
(a)楼面自重(三角形部分): 3.885?3.24?1.5?18.89kN
(b)次梁自重: 2.83?6/2?8.49kN ( c ) 次梁上墙重 2.62?6/2=7.86KN (d)由次梁传来的楼面自重(梯形部分)
3.885?7.56/2?14.69KN
扣窗面积墙重加窗重: ?2.1?1.9?3.05?1.5?2.1?1.9?0.45?1.5??15.57kN 合计: 101.3kN 节点集中荷载P2:
纵梁自重: 4.16?5.4=22.47kN
内墙自重: 2.62?2.7?(5.4?3)?59.43kN 纵梁传来
(a)楼面自重(三角形部分): 3.885?3.24?1.5?18.89kN
(b)次梁自重: 2.83?6/2?8.49kN ( c ) 次梁上墙重
2.62?6/2=7.86KN (d)由次梁传来的楼面自重(梯形部分)
3.885?7.56/2?14.69KN (e)走道楼面板自重
3.885?(3.6?1.5?2.25)?29.73KN
扣门面积墙重加门重: ?2.62?2.4?0.8?2?0.2?2.4?0.8?2??5.70kN 合计: 136.97kN
第二节 活荷载计算:
活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图: ? P2 q2 P1 P1 q2 P2 q2 ? q1 q1 q1图6-3各层梁上作用的活载 对于第五层, q2?7.20kN/m q2??3kN/m 节点集中荷载P1: 屋面活载(三角形部分): 2?3.24?1.5=9.72kN 次梁传来的屋面活载(梯形部分): 2?7.56/2?7.56kN 合计: 17.28kN 节点集中荷载P2: 屋面活载(三角形部分): 2?3.24?1.5=9.72kN 走道传来屋面荷载:
2?(3.6?1.5?2.25)?15.3KN 次梁传来的屋面活载(梯形部分):
2?7.56/2?7.56kN 合计: 32.58 kN 对于1~4层,
q2?7.2kN/m q2??3kN/m
节点集中荷载P1: 楼面活载(三角形部分):
2?3.24?1.5=9.72kN
次梁传来的楼面活载(梯形部分):
2?(3.6?1.5?2.25)?15.3KN
合计: 25.02kN
中节点集中荷载P2: 楼面活载(三角形部分): 2?3.24?1.5=9.72kN 走道传来屋面荷载:
2?(3.6?1.5?2.25)?15.3KN 次梁传来的屋面活载(梯形部分):
2?7.56/2?7.56kN 合计: 32.58kN
第三节 屋面雪荷载标准值:
同理,在屋面雪荷载作用下
q2?1.26kN/m q2??0.44kN/m 节点集中荷载P1:
屋面雪载(三角形部分): 0.35?3.24?1.5=1.701kN
次梁传来的屋面雪载(梯形部分):
0.35?7.56?2.646KN
合计: 4.347kN
中节点集中荷载P2: 屋面雪载(三角形部分): 0.35?3.24?1.5=1.701kN 走道传来屋面雪载:
(3.6?1.5?2.25)?0.35?2.68KN 次梁传来的屋面雪载(梯形部分): 2.65KN 合计: 7.04kN