横梁作用于柱子轴力值即为梁端剪力值,再加上纵梁传来的轴力值及柱自重。可得出柱轴力图,如图6——3所示:
图6——3 恒载作用下轴力图
6.2 活载作用下的内力计算
均布荷载按满跨布置,计算方法同恒载。
活荷载作用下的固端弯矩计算
表6——2 活荷载作用下固端弯矩
恒载 顶层 1-3层 AB跨 均布荷载Q 固端弯矩M 7.7kN/m 51.98kN·m 7.7kN/m 51.98kN·m BC跨 均布荷载Q 固端弯矩M 0N/m 0kN·m 0N/m 0kN·m CD跨 均布荷载Q 固端弯矩M 6.25N/m 18.75kN·m 6.25N/m 18.75kN·m 作活载作用下弯矩图,如图6-4
图6-4活载作用下弯矩图
由M图可做出框架在活载作用下的剪力图,如图6-5 图6--5活载作用下剪力图 活荷载作用下柱的轴力图,如图6--6所示。
图6--6 活载作用下柱轴力图
6.3 风荷载作用下的内力计算
用D值法(改进的反弯点法)进行计算,其步骤为: (1)求各柱反弯点处的剪力; (2)求各柱反弯点高度;
(3)求各柱杆端弯矩和梁端弯矩; (4)求各柱轴力和梁剪力。
V?W其中i?i,Wi见表2——1。
6.3.3 反弯点位置计算 框架柱反弯点位置: 式中:
Y——反弯点高度,即反弯点到柱下端的距离; y——反弯点高度比,即反弯点高度与柱高的比值; h——计算层柱高;
y0——标准反弯点高度;
y1——上下梁线刚度变化时反弯点高度比修正值;
y2、y3——上、下层柱高变化时反弯点高度比修正值。 计算结果如表2——7所示:
层号 h/m 表6——3(a) A轴框架柱反弯点位置 K y0 y1 y2 y3 y yh/m 4 3 2 1 层号 4 3 2 1 层号 4 3 2 1 层号 4 4.4 1.16 1.16 0.37 0.45 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 y3 0.00 0.00 0.00 0.00 y3 0.00 0.00 0.00 0.00 y3 0.37 0.45 0.52 0.55 y 0.42 0.47 0.50 0.55 y 0.40 0.45 0.50 0.55 y 0.35 0.35 0.33 0.43 1.61 1.98 2.27 3.85 yh/m 1.83 2.05 2.20 3.85 yh/m 1.76 1.98 2.2 3.85 yh/m 1.54 1.54 1.45 3.01 4.4 4.4 7.0 h/m 4.4 4.4 4.4 7.0 h/m 4.4 4.4 4.4 7.0 h/m 4.4 1.16 0.47 0.00 0.00 1.84 0.55 0.00 0.00 表6——4(b) B轴框架柱反弯点位置 K y0 y2 y1 2.37 0.42 0.00 0.00 2.37 0.47 0.00 0.00 2.37 0.50 0.00 0.00 3.76 0.55 0.00 0.00 表6——5C) C轴框架柱反弯点位置 K y0 y2 y1 2.09 0.40 0.00 0.00 2.09 0.45 0.00 0.00 2.09 0.50 0.00 0.00 3.32 0.55 0.00 0.00 表6——6(b) D轴框架柱反弯点位置 K y0 y2 y1 0.35 0.00 0.00 0.00 0.88 3 4.4 0.35 0.00 0.00 0.00 0.88 2 4.4 0.35 0.00 0.00 -0.02 0.88 1 7.0 0.47 0.00 -0.04 0.00 1.4 框架柱的杆端弯矩和梁端弯矩按以下公式计算: M?Mc下j?1?Mc上j边柱节点: b总j
左ibMb左j?右左(Mc下j?1?Mc上j)ib?ib中柱节点:
则左风作用下框架内力计算如表6——7
Mb右j右ib?右左(Mc下j?1?Mc上j)ib?ib
表6——7 风荷载下A轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算 层号 4 4.27 78720 16724 0.21 0.907 1.61 2.53 1.46 3 9.22 78720 16724 0.21 1.959 1.98 4.74 3.88 2 14.17 78720 16724 0.21 3.010 2.27 6.41 6.83 1 20.05 39860 9244 0.23 4.650 3.85 14.65 17.90 表6——8 风荷载下B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算 层号 4 4.27 78720 24725 0.31 1.34 1.83 3.45 2.45 3.45 3 9.22 78720 24725 0.31 2.90 2.05 6.81 5.94 9.26 2 14.17 78720 24725 0.31 4.45 2.20 9.97 9.79 15.73 1 20.05 39860 10899 0.27 5.48 3.85 17.27 21.11 27.06 表6——9 风荷载下C轴框架柱与梁端剪力 层号 4 4.27 78720 23311 0.21 1.34 1.83 3.45 2.45 3.45 2.53 6.20 10.29 21.48 1.73 1.76 4.53 4.73 7.69 8.04 23.32 24.37 1.73 1.76 3 2 1 9.22 78720 23311 14.17 78720 23311 0.21 0.21 2.90 2.05 4.45 2.20 6.81 9.97 5.94 9.26 4.53 4.73 9.79 15.73 7.69 8.04 23.32 24.37 20.05 39860 10899 0.27 5.48 3.85 17.27 21.11 27.06 表6—10 风荷载下D轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算 层号 4 4.27 78720 13960 0.18 0.76 1.54 2.17 1.17 3 9.22 78720 13960 0.18 1.64 1.54 4.68 2.52 2 14.17 78720 13960 0.18 2.51 1.45 7.41 3.64 1 20.05 39860 8485 0.21 4.27 3.01 17.03 12.85 表6——11 风荷载下框架柱和梁端剪 2.17 5.84 9.93 20.67 梁端剪力/KN 层号 4 3 2 1 柱轴力/KN B轴Nb -0.47 -1.66 -3.66 -8.64 BC跨V 0.47 1.19 2.00 4.98 CDDE跨跨V V 1.76 4.69 7.87 1.70 4.55 7.66 C轴 Vbc-VcNc d -1.28 -3.49 -5.87 -13.93 -1.28 -4.77 -10.64 -24.57 D轴 Vcd-Vde 0.06 0.13 0.20 3.75 E轴Ne Nd 25.46 25.59 25.80 29.55 1.70 6.25 13.91 29.07 18.91 15.16 注:轴力压力为+,拉力为-。 6.4 地震作用下内力计算
计算方法同风荷载内力计算,用D值法,反弯点位置已由上面计算得知。 6.4.1框架各柱的杆端,梁端弯距计算
表6——12 地震荷载下A轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算 层号 4 120.38 78720 16724 0.21 25.57 1.61 71.35 41.18 71.35 3 198.54 78720 16724 0.21 42.18 1.98 102.07 83.52 143.25 2 254.93 78720 16724 0.21 54.16 2.27 115.36 122.94 198.88 1 286.70 39860 9244 0.23 66.49 3.85 209.44 255.98 332.38 表6——13 地震荷载下B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算 层号 4 120.38 78720 24725 0.31 37.81 1.83 97.17 69.19 97.17 47.52 49.65 3 198.54 78720 24725 0.31 62.36 2.05 146.54 127.84 215.74 105.49 110.24 2 254.93 78720 24725 0.31 80.07 2.20 176.15 176.15 303.99 148.65 155.34 1 286.70 39860 10899 0.27 78.39 3.85 246.94 301.81 423.09 206.89 216.20 表6——13 地震荷载下C轴框架柱与梁端剪力 层号 4 120.38 78720 23311 0.21 35.65 1.83 94.11 62.74 94.11 54.49 39.62 3 198.54 78720 23311 0.21 58.79 2.05 142.28 116.41 205.02 118.71 86.31 2 254.93 78720 23311 0.21 75.49 2.20 166.08 166.08 282.49 163.56 118.93 1 286.70 39860 10899 0.27 78.39 3.85 246.94 301.81 413.02 239.14 173.88 表6——14 地震荷载下D轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算 层号 4 120.38 78720 13960 0.18 21.35 1.54 61.05 32.88 61.05 3 198.54 78720 13960 0.18 35.21 1.54 100.70 54.22 133.57 2 254.93 78720 13960 0.18 45.21 1.45 133.37 65.55 187.59 层号 286.70 39860 8485 0.21 61.03 3.01 243.51 183.70 309.06 表6——15 地震荷载下框架柱和梁端剪力 梁端剪力/KN 柱轴力/KN E轴C轴 D轴 BC跨CD跨DE跨B轴Ne V V V Nb Vbc-Vcd Nc Vcd-Vde Nd 13.21 27.64 38.61 75.96 45.59 20.13 109.043.59 2 151.861.3 6 216.896.59 3 -13.21 -40.85 -79.46 -155.42 -32.38 -81.38 -113.25 -140.87 -40.03 -121.41 -234.66 -375.53 25.46 65.43 90.56 120.24 25.46 90.89 20.13 63.72 1 4 3 2 1 181.45 125.02 301.69 221.61 注:轴力压力为+,拉力为-。 第七章 框架内力组合
7.1内力调整
各种荷载情况下的框架内力求得后,根据最不利又是最可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时,应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。在竖向荷载作用下,考虑框架梁端的塑性内力重分布,取弯矩调幅系数为0.85,进行弯矩调幅。由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处,为此,进行组合前,应先计算各控制截面的内力值:
M边--支座边缘截面的弯矩标准值
V边--支座边缘截面的剪力标准值
M--梁柱中线交点处的弯矩标准值;
V--与M相应的梁柱中线的交点处的剪力标准值 q--梁单位长度的均布荷载值 b--梁端支座宽度
柱上端控制截面在上层的梁底,柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图得到的柱端内力值,宜换成柱控制的值。为了简化计算,可采用轴线处的内力值。 7.1.1 恒载内力调整见表7.1
表7--1 恒载内力调整后的值 A右 构件 层号 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 M(kN?m) 86.44 88.36 84.36 78.64 54.49 24.77 26.15 30.60 27.96 21.92 21.38 V(kN) 126.37 89.36 89.07 88.39 22.74 4.54 14.19 15.67 54.06 34.93 35.15 AB梁 BC梁 CD梁 B左 跨中 MM(kN?m(kN?mV(kN) ) ) 188.17 125.27 134.99 110.23 98.21 91.54 112.96 96.75 91.83 115.59 97.20 92.51 -32.29 13.42 -16.37 -21.67 21.92 1.83 -12.92 3.03 -7.83 -15.82 4.38 -9.31 37.19 37.66 57.94 18.18 36.16 40.62 19.28 34.50 40.40 1 20.58 35.57 21.12 表7--2 活载内力调整后的值 A右 跨中 构件 层号 M(kN?m) V(kN) M(kN?m) 4 26.14 33.36 45.99 3 36.11 34.12 39.48 AB梁 2 35.50 34.08 39.88 1 31.89 33.83 42.39 4 18.37 7.42 -10.57 3 11.86 5.40 -6.19 BC梁 2 12.06 5.46 -6.34 1 14.32 6.16 -7.85 4 12.41 16.01 8.08 3 14.03 15.66 5.59 CD梁 2 13.97 15.69 5.74 1 13.36 15.80 6.61 7.2 框架梁的内力组合
31.62 39.98 B左 M(kN?m) V(kN) 37.80 35.94 40.87 35.18 40.67 35.22 39.25 35.47 2.78 -7.42 0.52 -5.40 0.61 -5.46 1.37 -6.16 10.49 15.24 13.86 15.59 13.62 15.56 12.49 15.45 框架梁内力组合包括框架梁弯矩设计值组合及框架梁剪力值设计组合,详见表。
表7--3 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表-梁AB Mmax及相应的恒载 活载 左风 右风 Mmin及相应的V ∣Vmax∣及相应的M V 组合项? ? ⑤ ⑥ 值 组合项目 值 组合项目 值 目 1.2①+1.4-86.44 -26.14 2.53 -2.53 -142.45 1.2①+1.4-142.45 ②+1.4× ②+1.4×0.126.37 33.36 -0.47 0.47 198.74 198.74 0.6⑥ 6⑤ -35.91.2①+1.321.9188.17 45.99 37.80 4 4②+1.44 ×0.6⑤ -125.2-37.80 1.73 0.47 -201.79 1.2①+1.4-201.79 1.2①+1.47 ②+1.4× ②+1.4×0.-134.90.6⑤ 6⑤ -35.94 0.47 -0.47 -211.80 -211.80 0 -21.41.2①+1.4-78.64 -31.89 21.48 -120.97 1.2①+1.4-144.30 8 ②+1.4× ②+1.4×0.0.6⑥ 6⑥ 88.39 33.83 -4.98 4.98 149.25 125.21 198.8115.59 42.39 0.92 -0.92 1.2①+1. 3 4②+1.4×0.6⑤ -23.31.2①+1.4-97.20 -39.25 23.32 -191.18 1.2①+1.4-191.18 2 ②+1.4× ②+1.4×0.0.6⑤ 6⑤ -92.51 -35.47 -4.98 4.98 -164.85 -164.85 表7——4 用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表-梁AB 恒载 活载 Mmax及相应的V Mmin及相应的V ∣Vmax∣及相应的M ? ? 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值 M -86.44 -26.14 1.35①+1.4② -153.29 1.35①+1.4② -153.29 层 号 M V M V M 右 V 左 M V 1 中 M V 右 M V 层 号 4 左 左 4 中
土木工程毕业设计优秀版



