土木工程毕业设计ZH03横向框架内力计算d竖向活载内力计算.docx
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土木工程毕业设计ZH03横向框架内力计算d竖向活载内力计算
四、竖向活载作用下的横向框架(KJ-6)内力计算
(一)、竖向活载计算
1、屋面框架梁线载标准值
屋面活载为0.7KN/m2
屋面板传给边跨梁的线载为:
0.7×1/2×(5+1)×2/5=0.84KN/m
屋面板传给中跨梁的线载为:
0.7×1/2×1×2/2=0.35KN/m
2、楼面框架梁线载标准值
本例楼面、楼梯活载取2.0KN/m2。
楼面板传给边跨梁的线载为:
2×1/2×(5+1)×2/5=2.4KN/m
楼面板传给中跨梁的线载为:
2×1/2×1×2/2=1KN/m
3、屋面框架节点集中荷载标准值
A柱(D柱)集中力:
0.7×1/2×4×2/2=1.4KN
B柱(C柱)集中力:
1.4+0.7×1/2×(4+2)×1=3.5KN
4、楼面框架节点集中荷载标准值
A柱(D柱)集中力:
2×1/2×4×2/2=4KN
B柱(C柱)集中力:
4+2×1/2×(4+2)×1=10KN
5、竖向活载作用下的结构计算简图
(二)、竖向荷载作用下横向框架(KJ-6)内力计算
1、求各梁端的固端弯矩
第五层MAB=-MBA=MCD=-MDC=-
ql2=-
×0.84×52=-1.75KNm
MBC=-MCB=-
ql2=-
×0.35×22=-0.12KNm
第一~四层MAB=-MBA=MCD=-MDC=-
ql2=-
×2.4×52=-5KNm
MBC=-MCB=-
ql2=-
×1×22=-0.33KNm
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=-
+
×0.84×52=1.06KNm
MBC中=-0.15+
×0.35×22=0.03KNm
第四层:
MAB=MDC=-
+
×2.4×52=2.94KNm
MBC中=-0.42+
×1×22=0.08KNm
第三层:
MAB=-
+
×2.4×52=2.92KNm
MBC中=-0.4+
×1×22=0.1KNm
第二层:
MAB=-
+
×2.4×52=2.92KNm
MBC中=-0.4+
×1×22=0.1KNm
第一层:
MAB=-
+
×2.4×52=3.23KNm
MBC中=-0.45+
×1×22=0.05KNm
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=(1.54+
×0.84×52-1.6)/5=2.09KN
VB左=VC右=(1.6+
×0.84×52-1.54)/5=2.11KN
NA=ND=2.09+1.4=3.49KN
VB右=VC左=0.35KN
NB=NC=0.35+3.5+2.11=5.96KN
(2)、第四层
VA=VD=(4.35+
×2.4×52-4.58)/5=5.95KN
VB左=VC右=(4.58+
×2.4×52-4.35)/5=6.05KN
NA=ND=5.95+4+2.09=12.04KN
VB右=VC左=1KN
NB=NC=1+10+6.05+5.96=23.01KN
(3)、第三层
VA=VD=(4.47+
×2.4×52-4.69)/5=5.96KN
VB左=VC右=(4.69+
×2.4×52-4.47)/5=6.04KN
NA=ND=5.96+4+12.04=22KN
VB右=VC左=1KN
NB=NC=1+10+6.04+23.01=40.05KN
(4)、第二层
VA=VD=(4.48+
×2.4×52-4.69)/5=5.96KN
VB左=VC右=(4.69+
×2.4×52-4.48)/5=6.04KN
NA=ND=5.96+4+22=31.96KN
VB右=VC左=1KN
NB=NC=1+10+6.04+40.05=57.09KN
(5)、第一层
VA=VD=(4.2+
×2.4×52-4.35)/5=5.97KN
VB左=VC右=(4.35+
×2.4×52-4.2)/5=6.03KN
NA=ND=5.97+4+31.96=41.93KN
VB右=VC左=1KN
NB=NC=1+10+6.03+57.09=74.12KN
经整理可得:
V、N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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