西南科技大学网络教育学院毕业设计 竖向荷载作用下框架结构的内力计算
q2=2.0×1.8=3.6 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×2.0=34.56 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×2.0=49.68 KN 集中力矩M1=P1e1=34.56×(0.65-0.3)/2=6.05 KN·m
M2=P2e2=49.68×(0.65-0.3)/2=8.69 KN·m
同理,在屋面雪荷载的作用下: q2=0.2×3.6=0.72 KN/m q2,=0.2×1.8=0.36 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×0.2=3.456 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×0.2=4.968 KN 集中力矩M1=P1e1=3.456×(0.65-0.3)/2 =0.605 KN·m
M2=P2e2=4.968×(0.65-0.3)/2=0.869 KN·m (2)、对于第2-5层, q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2,=2.0×1.8=3.6 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×2.0=34.56 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×2.0=49.68 KN 集中力矩M1=P1e1=34.56*(0.65-0.3)/2=6.05 KN·m
M2=P2e2=49.68*(0.65-0.3)/2=8.69 KN·m (3)、对于第1层, q2=2.0×3.6=7.2 KN/m q2,=2.0×1.8=3.6 KN/m
P1=(3.6×2.4+9.6×0.9)×2.0=34.56 KN
P2=(3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2)×2.0=49.68 KN 集中力矩M1=P1e1=34.56×(0.70-0.3)/2=6.91 KN·m M2=P2e2=49.68×(0.70-0.3)/2 =9.94 KN·m 将计算结果汇总如下两表:
表3.3 横向框架恒载汇总表
层次 6 2-5 1 q1 4.5 8.46 8.46 q1, ,
q2 19.26 14.22 14.22 , q2, P1 132.95 130.28 130.28 P2 173.39 167.13 167.13 M1 23.27 22.80 26.06 M2 30.34 29.25 33.43 (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN) 2.5 2.5 2.5 9.63 7.11 7.11 (KN) (KN·m) (KN·m) 表3.4 横向框架活载汇总表 层次 q2 (KN/m) q2P1 (KN) 20
P2 (KN) M1 (KN·m) M2 (KN·m) (KN/m) 西南科技大学网络教育学院毕业设计 竖向荷载作用下框架结构的内力计算
6 2-5 1 7.2 (0.72) 7.2 7.2 3.6 (0.36) 3.6 3.6 34.56 (3.456) 34.56 34.56 49.68 (4.968) 49.68 49.68 6.05 (0.605) 6.05 6.91 8.69 (0.869) 8.69 9.94 注:表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。 3)恒荷载作用下梁的内力计算
恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:
图3.5
等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。α=a/l=2.4/7.2=1/3 (1)、对于第6层,
-MAB=q1l21/12+q2l21(1-2α2+α3)
=4.5×7.22/12+19.26×7.22×[1-2×(1/3)2+(1/3)3]/12=87.24 (KN*m) -MBC=q1,l22/12+5q2,l22/96 =2.5×2.42/12+5×9.63*2.42/96=4.09 (KN·m) (2)、对于第1-5层, -MAB=q1l21/12+q2l21(1-2α2+α3)
=8.46×7.22/12+14.22×7.22×[1-2×(1/3)2+(1/3)3]/12=86.60 (KN·m) -MBC=q1,l22/12+5q2,l22/96=2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96=3.33 (KN·m)
4)活荷载作用下梁的内力计算
活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示:
图3.6
对于第1-6层,
-MAB=q2l21(1-2α2+α3)=7.2×7.22×[1-2×(1/3)2+(1/3)3]/12=25.34 (KN·m) -MBC= 5q2,l22/96=5×3.6×2.42/96=1.08 (KN·m)
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3.4 内力计算
梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算,由于结构和荷载均对称,故计算时可用半框架,弯矩计算如下图所示:
78.57 2255 0.513 0.487 0.416 37.29 -87.09 10.70 -4.45 0.210 0.374 -43.97 -2.25
40.40 -11.80 -193.55 74.58 -43.95 21.40 193.55 -9.68 -4.84
78.30 4.00
-78.30 -4.00
101.12 -141.52 150.00 -46.22 -91.88 77.46
33.71 -15.41
图3.7 顶层弯矩分配 (单位kN·m)
31.50 0.322 0.343 -17.30
94.50 15.16 79.34
-51.91 -2.71 -49.20 0.174 0.174 0.339 0.309
0.339 -16.58 20.20 79.34 -250.63 75.36 -44。73 14.10 250.63 37.68 -89.45 7.20 -2.47 -7.49 -80.59 -2.22 -3.75
80.59 2.22
15.16 -45.38 -1.25
94.50 -205.60
203.59 -46.63 -90.30 79.06
31.50 -15.54
图3.8 标准层弯矩分配 (单位kN·M)
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32.93 0.337 0.557 -16.02 98.80 15.71 83.09
-56.15 -3.00 0.094 -53.15 0.165 0.184
0.308 -16.58 0.355 -20.20 72.09 -250.63 78.87 -44.24 14.91 250.63 39.44 -88.48 746 -2.51 -7.49 -82.97 -2.36
-3.75 82.97 2.36 13.63 -40.43 -1.15
85.72 -201.09
206.54 -41.58 -92.82 81.58
42.86 -20.79
图3.9 底层弯矩分配 (单位kN·M)
0.513 0.487 31.50 -16.16 101.12 0.416 0.210 0.374
3.26 -15.34 6.46 150.00 -17.93 5.81 -141.52 -46.22 -91.88 116.46 -156.86 156.46 -60.99 -86.07 图3.10 顶层二次弯矩分配 (单位kN·m)
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33.71 -22.11 94.5 0.322 0.339 -15.41 5.39 -46.63 106.10 0.339 -56.65 0.343 10.62 203.59 0.174 0.174 0.309 31.50 -15.54 5.39 -46.63 9.56 -22.11 -21.00 94.5 -205.6 -90.30 103.89 -226.6 214.21 -56.78 -80.74 图3.11 五层二次弯矩分配 (单位kN·M)
0.322 31.50 -21.36 94.50 -15.54 5.41 -45.38 104.64 0.339 -55.51 0.343 10.66 203.59 0.174 0.174 0.309 0.339 31.50 -15.54 5.41 -46.63 9.60 -90.30 -21.36 -20.29 94.5 -205.60 104.64 -225.89 214.25 -56.76 -80.70
图3.12 三、四层二次弯矩分配
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