【正文】
m)M 下(KNm)61020861901451020861901441020861901431020861901421020861901418898621349表5-11各層柱端彎矩及剪力計(jì)算層次hi(m)Vi(KN)∑Dij(N/mm)中柱Di2(N/mm)Vi2(KN)ky(m)M上(KNm)M下(KNm)61020863202951020863202941020863202931020863202921020863202918898623144 注:表中M單位為kNm,V單位為kN。 端彎矩、剪力及柱軸力分別按以下公式計(jì)算:中柱處的梁 M l b=I l b(Mbi+1,j + M u i,j)/(I l b+ I r b) M r b=I r b(Mbi+1,j + M u i,j)/(I l b+ I r b) 邊柱處的梁 M bj =Mbi+1,j + M u i,jV b=(M l b+ M r b)/ l Ni=∑(V l b V r b)k具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表5-12:表5-12梁端彎矩、剪力及柱軸力的計(jì)算層次邊橫梁走道橫梁柱軸力M l bM r blV bM l bM r blV b邊柱N中柱N654321注:(1)柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。 (2)表中M單位為kNm,V單位為kN,N單位為kN,l單位為m。 圖5-4 橫向框架梁在水平風(fēng)荷載作用下的彎矩、梁端剪力和柱軸力圖6 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 橫向框架內(nèi)力計(jì)算?、圯S線橫向框架進(jìn)行計(jì)算,如圖6-1所示。由于房間內(nèi)布置有次梁,故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示,計(jì)算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過(guò)次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架,作用于各節(jié)點(diǎn)上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合,所以在框架節(jié)點(diǎn)上還作用有集中力矩。圖6-1橫向框架計(jì)算單元在圖6-2中,qq1′為均布荷載形式的橫梁自重。對(duì)于6層q1=25= q1′=25 =圖6-2各層梁上作用的荷載q2 、q2′分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。由圖6-1中的幾何關(guān)系可得q2=+(+)=q2′==P1 、P2為由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載,包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載,計(jì)算如下:P1=[(1/2)2+(+)/2]+++=P2=[(1/2)2+(+)/2+(+) /22]++集中力矩M1=P1e1=()/2=mM2=P2e2=()/2=m對(duì)2~5層,q1包括梁自重和其上橫墻自重,為均布荷載。其他荷載計(jì)算方法同頂層。q1=+=q1′=25 =q2==q2′==P1=[(1/2)2+(+)/2]+++(2)+2+2=P2=[(1/2)2+(+)/2+(+)]+++()=M1=P1e1=()/2=mM2=P2e2=()/2=m對(duì)1層q1=+=q1′=25 =q2==q2′==P1=[(1/2)2+(+)/2]+++(2)+2+2=P2=[(1/2)2+(+)/2+(+)]+++()=M1=P1e1=()/2=mM2=P2e2=()/2=m活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖6-3所示。對(duì)于6層q2==q2′==P1=[(1/2)2+(+)/2]2=P2=[(1/2)2+(+)/2+(+)]2=圖6-3各層梁上作用的活載M1=P1e1=()/2=mM2=P2e2=()/2=m在屋面雪荷載作用下q2==q2′==P1=[(1/2)2+(+)/2]=P2=[(1/2)2+(+)/2+(+)]=M1=P1e1=()/2=mM2=P2e2=()/2=m對(duì)2~5層q2=2=q2′=2=P1=[(1/2)2+(+)/2]2=P2=[(1/2)2+(+)/2+(+)]2=M1=P1e1=()/2=mM2=P2e2=()/2=m對(duì)1層q2=2=q2′=2=P1=[(1/2)2+(+)/2]2=P2=[(1/2)2+(+)/2+(+)]2=M1=P1e1=()/2=mM2=P2e2=()/2=m將以上計(jì)算結(jié)果匯總,見(jiàn)下表.表6-1橫向框架恒載匯總表層次q1/(Kn/m)q1′/(Kn/m)q2/(Kn/m)q2′/(Kn/m)P1/KnP2/KnM1/Kn. mM2/Kn. m62~51表6-2橫向框架活載匯總表層次q2/(Kn/m)q2′/(Kn/m)P1/KnP2/KnM1/Kn. mM2/Kn. m6()()()()()()2~51注:表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值對(duì)應(yīng)與屋面雪荷載作用情況。 內(nèi)力計(jì)算梁端、柱斷彎矩采用彎矩二次分配發(fā)計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱,故計(jì)算時(shí)可用半框架。彎矩計(jì)算過(guò)程如圖6-4。梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點(diǎn)集中里疊加得到。計(jì)算柱底軸力還需考慮柱的自重。如表6-3和表6-4所列。(a)恒載作用下 (b)活載作用下圖6-3橫向框架彎矩的二次分配法(M單位:kNm)表6-3 恒載作用下梁端剪力及柱軸力(Kn)層數(shù)荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA= VBVB= VCVA= VBVB= VCVAVBVB= VCN頂N底N頂N底605040302010(a)恒載作用下 (b)活載(屋面雪荷載)作用下圖6-3豎向作用下框架彎矩圖(單位:kNm)表6-4 活載作用下梁端剪力及柱軸力(Kn)層數(shù)荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA= VBVB= VCVA= VBVB= VCVAVBVB= VCN頂= N底N頂= N底6()()()0()()()()()5()0()()()()40()()30()()20()()10()()注:表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值為屋面作用雪荷載( kN/m2)、其它層樓面作用活荷載( kN/m2)對(duì)應(yīng)的內(nèi)力。V已向上為正。 橫向框架內(nèi)力組合本例考慮了四種內(nèi)力組合,即,及。此外,對(duì)本工程,這種內(nèi)力組合與考慮地震作用的組合相比較小,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不起控制作用,故不考慮。各層梁的內(nèi)力組合結(jié)果見(jiàn)表6-5到表6-9,表中兩列中的梁端彎矩M為經(jīng)過(guò)調(diào)幅后的彎矩()。下面以第一層AB跨梁考慮地震作用的組合為例,說(shuō)明各內(nèi)力的組合法。對(duì)支座負(fù)彎矩按相應(yīng)的組合情況進(jìn)行計(jì)算。求跨間最大彎矩時(shí),可根據(jù)梁端彎矩組合值及梁上荷載設(shè)計(jì)值由平衡條件確定。(圖64)由圖可得:,若,說(shuō)明,其中為最大彎矩正截面至A支座的距離,則可由公式求得。將求得的值代入下式即得跨間最大彎矩值。 圖6-4 均布和梯形荷載下的計(jì)算圖形 若,說(shuō)明,則。 若,則 同理可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的的計(jì)算公式.(圖65) χ由下式求得: 則 圖6-5 三角形荷載下的計(jì)算圖形取每層柱頂和柱底兩個(gè)控制界面,組合結(jié)果及柱端彎矩設(shè)計(jì)值的調(diào)整見(jiàn)表6-6到6-,在考慮地震作用效應(yīng)的組合中,取屋面為雪荷載時(shí)的內(nèi)力進(jìn)行組合。48表6-5 框架梁內(nèi)力組合表層次截面位置內(nèi)力SGkSQkSWkSEk+(SQk+SWk)γRE[(SGk+) +]+SQk+V=γRE[ηvb(Ml+Mrb)/ln+VGk]左右左右一層AM177。177。VB左MV177。177。B右M177。177。V跨間MABMBC二層AM177。177。VB左MV177。177。B右M177。177。V跨間MABMBC三層AM177。177。VB左MV177。177。B右M177。177。V跨間MABMBC49四層AM177。177。VB左MV177。177。B右M177。177。V跨間MABMBC五層AM177。177。VB左MV177。177。B右M177。177。V