




已阅读5页,还剩36页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1目录 一、题目01二、任务04三、结构的基本数据04四、水平荷载作用下的计算041、D值法042、求解器计算16 3、计算结果分析与比较212五、竖直均布荷载作用下的内力计算211、分层法212、求解器333、计算结果分析与比较38六、感想和体会39七、参考文献403多层多跨框架结构内力计算任务书1、题目结构(二)1、计算简图如图 1所示。2、参考数据:Eh=2.8107kN/m2;柱尺寸:400600,梁尺寸:250400(边梁) ,250400(中间梁) ;水平荷载:F P, =16kN,F P=14KN(如图 2) ;竖向荷载:q , =16kN/m,q= 22KN/m(如图 3) 。4.5m5 m5 m2 . 1 m3.6m3.6m3.6m3.6m图 144.5m5 m5 m2 . 1 m3.6m3.6m3.6m3.6mFPFPFPFPFP图 24.5m5 m5 m2 . 1 m3.6m3.6m3.6m3.6mq qqqq图 35二、任务1. 计算多层多跨框架结构在荷载作用下的内力,画出内力图。2. 计算方法:水平荷载作用下,用 D 值法及求解器分别计算;竖向荷载作用下,用分层法及求解器分别计算。3. 对两种方法的计算结果进行对比,分析近似法的误差。4. 把计算过程写成计算书的形式。三、结构的基本数据1. 结构尺寸柱: b x h=400*600;梁(边) b x h=250*400;梁(中) b x h=250*400。2. 荷载水平荷载:FP=16kN;Fp=14KN竖向荷载:q=16kN/m;q=22KN/m3. 材料性质Eh=2.8107kN/m2线刚度及相对线刚度表(表 1-1)柱 梁 项目 构件 底柱(第 1 层)i1上柱(25 层)i 2 边梁 i3 中梁 i4惯性矩/x10 -3m4 7.2 7.2 1.33 1.33线刚度/10 3KNm 44.8 56.0 7.47 17.78相对线刚度 6.00 7.50 1 2.386四、水平荷载作用下的计算1.D值法1.1侧移刚度的修正D值法是反弯点法进行修正解法。D值法相对于反弯点法,主要从以下两个方面做了修正:修正柱的侧移刚度和调整反弯点高度。D值法要解决两个主要问题:确定侧移刚度和反弯点高度。1) 修正后柱的侧移刚度考虑柱端的约束条件的影响,修正后的柱侧移刚度D用下式计算:21jchi式中 c值反映了梁柱线刚度比值对柱侧向刚度的影响。2) 同一楼层各柱剪力的计算 jmkjkVD1j式中 第 j层第 k个柱所分配到的剪力;jkV第 j层第 k个柱子的侧向刚度 D值;jDm第 j层的框架柱数;第 j层框架柱所承受的层间总jV剪力。3)具体计算顶层: 25i1HKD其中: (左边边柱) 243i(右边边柱) (中柱)23i 243i24层: 2ji1HKD其中: (边柱) 23i(中柱) =3.6m243ij底层: 21i5.0HK4.5m5 m5 m2 . 1 m3.6m3.6m3.6m3.6mFPFPFPFPFP7其中: (边柱) (中柱)13iK143iK如下表所示:表 1-2层数 1(左边柱) 2(中) 3(右)384.05.72K26.31.4.63819D451.0.7381K26.31.2.62D1.05.7K26.31.23.6294D5 5.31PDQFi .7312PDQFi .31PDQFi45(边柱) 67(中柱)13.05.7K26.31.2.6,49D451.0.73821K26.316,6D4 79.6454 PDQFFi 04.6476 PDQFFi89(边柱) 1011(中柱)13.05.7K26.31.2.69,84 51.0.73821K26.31.4.65,03 57.1898 PDQFFi 418010 PDQFFi21213(边柱) 1415(中柱)813.05.7K26.31.2.69,84D451.0.73821K26.31645,0D8.7152312 PDQFFi152414 PDQFFi1617(边柱) 1819(中柱)167.0K25.418057,1639D563.0.63821K25.4189,7D1 36.196716 PDQFFi 64.0196818 PDQFFi1.2 各柱反弯点高度求解已知:结构总层数 反弯点高度比5m0123yy其中:y 0为标准反弯点高度比;y1为考虑上、下横梁线刚度不相等时引入的修正值;y2、y 3为考虑上层、下层层高变化时引入的修正值;h 为该柱的高度(层高) 。 经过各项修正后,柱底至反弯点的高度 yh可由下式求出:yh=(y0+y1+y2+y3)h 如下表所示:表 1-31(左边柱) 2(中) 3(右)384.05.72K451.0.7381K1.05.7K第五层 19.0y2.0y 3.-0y910.y74382.I 0y.1I 0y.1I22,22,22,36.3y,136.3y, 136.3y,9000-4(左边柱) 67(中) 5(右)13.5.7K45173821K137K0y0y0y.1I .1I .1I022y,026.32y,026.32y,136.3,13., 13.,第四层 yyy89(边柱) 1011(中柱)13.05.7K 451.0.73821K4y y0.1I 0.1I26.32y, 26.32y,3., 3.,第三层 40y40.y1213(边柱) 1415(中柱)13.5.7K 5173821K第二层 620y 0y100y.1I 0y.1I26.32, 26.32,6.-513.4y, 1.-513.4y,.0901617(边柱) 1819(中柱)167.K563.0.63821K03y 7y1 15.-8.25.4632y, 08.25.4632y,033第一层 9.y7.y1.3、求各柱端弯矩第五层 m049.28.563967.3.20.29.01.531kNMkNGCFBEA第四层 mkNJFIEKGHD 31.204.163.0778.9第三层 mkNMNJIPKLH 6.234.163.050.8711第二层 mkNMkSNRTPQL 21.386.349.07951.4第一层 mkNWSVRXTUQ 95.64.2057.8.7.1.1.4、求各横梁的杆端弯矩第五层 m98.5M93.50.21417.6CB3.18.A434kNkNkGBFiiEB第四层 mkNMkkGKCGFFJBiiEEIAiFiDHE 89.1.076.02543.69502.73821.38.21.434343第三层 mkNMkHIKJIJJI IMIEiiIHHLD 80.1347. 37.450.318.213.433第二层12mkNMmkNkLPNMRIiNiMLLQH 64.1978. 6.47.396.218.1.0.838.1.433第一层 mkNMmkNkQRTSSSRViRiQQU 17.60924.5 24.50.621.38197.21.4331.5、求各杆的剪力(1)梁:负值表示与规定的方向相反五层 kNMFCBlQCBAA 38.29.53410176511.22 四层 kNFGFlQGElEDlD 3.489.176.2237511.5112 三层 kNF kNMQKJJ JIIlII HlH65. 73.2.347.651801.2152二层13kNF kNMQPNlMLlLL68.7 53.426487191.2152 一层 kNF kNQTSS SRlRQl04.7 09.432.54.71961.2152 (2)柱:五层NFkQEABGC3.62745.四层 kQJFQIEI KGHD20.183三层 kNFQNJJQMII PKLH43.1657二层 kQSNQRMTPL6.217一层 kFFQWSSQVRXTU6.20345(1)梁:五层 kNFNABC675.942四层kNFNEDG204.135.三层 kNFNIHIJK29.17.二层 kNFNMLLP29.17.一层 kNFNRQST02.678.14(2)柱:五层 kNFNEABGC41.0328.四层kNFNHDIEIJNKG37.4820.6三层kNFkNLHMIIJJNPK02.14659.73二层kNFNQLRMSTP70.1394.一层kNFNUQVRWSSXT74.23610.81.7内力图(1)水平荷载作用下的 M图:15(2)水平荷载作用下的 FQ图:M图16(3)水平荷载作用下的 FN图:FQ图图17FN图图Q2.求解器计器(1)框架图以及编码情况1816.04.1.045m2.14.536.m3.6UVWXQRSTLMNPHIJKDEFGABC( )2( )( )578( 9)( 10)( 2)4 6( 7)( 8)91453(2)数据内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2- - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- -1 9.72155289 4.91572649 -11.0125044 9.72155289 4.91572649 6.684110902 -5.59023739 7.92782384 -19.5211083 -5.59023739 7.92782384 9.019057533 -4.13131550 3.15644967 -10.5382258 -4.13131550 3.15644967 0.824993014 5.66712427 4.54193872 -14.3505243 5.66712427 4.54193872 2.000455065 -9.87705255 4.36570057 -13.6966988 -9.87705255 4.36570057 2.019823236 20.8986136 10.8588879 -24.8123087 20.8986136 10.8588879 14.27968797 -16.6886853 10.2334727 -23.0494018 -16.6886853 10.2334727 13.79110008 13.1356192 6.55054727 -16.9746593 13.1356192 6.55054727 6.607310829 -17.2845254 6.45445662 -16.8174464 -17.2845254 6.45445662 6.4185973710 40.2238582 15.4549708 -32.2483005 40.2238582 15.4549708 23.38959461911 -36.0749521 15.5400252 -32.5152202 -36.0749521 15.5400252 23.428870512 22.0901892 8.01592379 -16.1835670 22.0901892 8.01592379 12.673758513 -26.2147366 8.25017536 -16.3130180 -26.2147366 8.25017536 13.387613214 68.1786686 20.8734108 -37.3382936 68.1786686 20.8734108 37.805985415 -64.0541212 20.8604899 -37.2543521 -64.0541212 20.8604899 37.843411816 31.1996386 15.6202703 -10.7694846 31.1996386 15.6202703 59.521731617 -35.2592038 15.1282747 -9.86393970 -35.2592038 15.1282747 58.213296818 98.9261768 20.6740269 -26.1581556 98.9261768 20.6740269 66.874965619 -94.8666115 20.5774279 -25.9668444 -94.8666115 20.5774279 66.631581220 -11.0842735 -9.72155289 11.0125044 -11.0842735 -9.72155289 -9.4027566021 -3.15644967 -4.13131550 10.1183517 -3.15644967 -4.13131550 -10.538225822 -9.45806128 -5.66712427 14.3505243 -9.45806128 -5.66712427 -13.985097023 -3.51489980 -16.8441849 17.5113225 -3.51489980 -16.8441849 -17.861465924 -1.20925090 -5.74573705 14.2069934 -1.20925090 -5.74573705 -14.521691825 -11.9913914 -7.46849501 18.9751144 -11.9913914 -7.46849501 -18.367360626 -7.39530854 -26.7937396 28.1606278 -7.39530854 -26.7937396 -28.106225427 -2.08875606 -7.40747291 18.2000948 -2.08875606 -7.40747291 -18.837269728 -12.5346234 -8.95456994 22.7908779 -12.5346234 -8.95456994 -21.981971729 -7.11618350 -36.9093803 38.7459165 -7.11618350 -36.9093803 -38.763782030 -1.79571873 -8.93021119 21.9194405 -1.79571873 -8.93021119 -22.731615331 -6.39565349 -9.10944939 23.4432432 -6.39565349 -9.10944939 -22.104003732 -6.59503738 -39.8569575 41.8601374 -6.59503738 -39.8569575 -41.839473433 -6.87809944 -9.04446717 21.9707829 -6.87809944 -9.04446717 -23.2515529(3)内力图A.弯矩图20M图B.剪力图21FQ图图C.轴力图22FN图图Q3.计算结果分析与比较23D值法为为修正后的反弯点法,相对反弯点法较繁琐,换来的是更高的精度,求解器则可作为精确解。3.1.数据分析(1)对比两种情况下的内力图,不难发现越到底层用 D值法求得的弯矩与精确解相差也就越小,其中顶层梁最大的相对误差为46.87%(BC 梁) ,而底层柱的最大的相对误差为 16.18%(TX 柱) ,最小相对误差仅为 0.48%(SW 柱) ,因此一定程度上体现了 D值法作为一种近似求解内力的方法的可行性。(2)其中整体而言,误差最大的是轴力,尤其从图中可以看出底层柱的轴力误差最大,中间梁柱相对误差分别为 34.94%和 31.77%。这点也说明轴力的误差是从上到下都在累计的。这点应该注意。3.2.D值法误差分析(1)D 值法作为修正的反弯点法,也就带有反弯点法的所有假设,所以反弯点法可能产生误差的原因 D值法基本都有。(2)D 值法虽然对柱的侧移刚度和反弯点高度进行调整,精度较高,但仍然存在误差。(2)剪力分配系数的计算过程存在有一定的误差,无法得到精确的解。五、竖直均布荷载作用下的内力计算1.分层法1.1方法概述分层法是一种近似解决框架结构在竖向荷载作用下的内力计算方法。有两个基本假定:(1)没有水平位移;(2)某楼层的竖向荷载只对该楼层框架梁及与其相连的楼层柱24产生内力。有以上的基本假定,按照叠加原理,多层多跨框架在多层竖向荷载同时作用下的内力,可以看成是各层竖向荷载单独作用下的内力的叠加。1.2计算中的修正由于在实际中,除底层柱的下端外,其它各层柱端均有转角产生,即柱端支承应该介于铰支承和固定支承之间的弹性支承。为了减小误差,应做以下修正(1)各层(除底层外)各柱线刚度要乘以 0.9的折减系数,然后再计算各节点的分配系数;(2)各层(除底层外)各柱远端弯矩为近端弯矩的 1/3。底层各柱远端弯矩为近端的 1/2。1.3分层计算图1.4结点处分配系数各分配系数利用相对刚度计算后,罗列在各个表格之中。1.5具体计算25(1)五层:截取第五层 (表 1-4) (2)四层(表 1-5)表 1-4结点 E A B C G F端号 EA AE AB BA BF BC CB CG GC FB 0.739 0.261 0.235 0.666 0.099 0.129 0.871MF -5.88 5.88-33.33333.333分配传递1-2.15 -4.3-29.003-9.678分配传递23.47856.95719.7162.9311.4655 6.572分配传递30.5921.7750.6270.3135-0.0945-0.189-1.276-0.425分配传递4-0.0255-0.051-0.146-0.022-0.011-0.049分配传递50.00630.01880.00670.00340.00070.00140.00960.0032Mij 0.586 1.794-1.79313.10319.57-32.66830.30-30.30-10.106.52325(2)三层根据观察,不难发现三层隔离体为一对称结构,在对称均布荷载作用下内力分布会是对称的。因此此处采用选取半结构的方法求解。具体如下:表 1-6结点 H I Y D/L E/M端号 HD/HL HI IH IE/IM IY YI DH/LH EI/MI 0.4655 0.069 0.0553 0.3735 0.1976MF -45.833 45.833 -8.085 -4.043分配传递121.335 3.163 1.5817.112分配传递2-1.087 -2.175 -14.69 -7.772 7.772 -4.897分配传递30.506 0.0750.03750.169分配传递4-0.001 -0.002 -0.014 -0.007 0.007 -0.00526(3)二层对比二层和三层结构,由于分割出的部分对应的性质完全一样,荷载也相同。因此在分层法的计算中,各对应杆件的受力状态完全一样。故可参考表 2-3。此处不再赘述。(4)一层Mij 22.172 -43.684 45.275-14.704-7.779 3.736 7.391 -4.902结点 Q R Z L M U V端号 QL QU QR RQ RM RV RZ ZR LQ MR UQ VR 0.4909 0.4364 0.0727 0.0577 0.3897 0.3464 0.2061FijM-45.83345.833-8.085-4.0425分配传递 122.5020.0023.3321.666 7.510.001分配传递 2-1.137-2.274-15.36-13.65-8.1238.123-5.12-6.8327表 1-7(5)分层法弯矩计算总表 表1-8结点 杆端号 分配系数 叠加弯矩M1结点富余弯矩修正后弯矩M2AB 0.739 -1.793 2.518AAE 0.261 -4.40-5.833-2.518BA 0.235 13.103 11.779BC 0.099 -32.668 -33.226BBF 0.666 25.1975.63221.446CB 0.129 30.30 31.242CCG 0.871 -37.605-7.305-31.242DH 0.871 48.358 41.999DDE 0.129 -41.0577.301-41.999ED 0.059 46.284 46.539EA 0.400 -16.917 -15.191EF 0.141 -11.279 -10.67EEI 0.400 -22.404-4.316-20.678FE 0.141 10.95 9.369FB 0.400 23.403 18.919FG 0.059 -44.924 -45.585FFJ 0.400 21.78111.2117.297G GF 0.069 43.83 -17.491 45.037分配传递 30.5580.4960.0830.0410.1850.248分配传递 4-0.001-0.002-0.016-0.014-0.0090.009-0.005-0.007Mij 23.058 20.498-43.55745.264-15.376-13.667-16.944.0897.686-5.12510.249-6.83428GC 0.4655 -32.015 -23.873GK 0.4655 -29.306 -21.164HD 0.4655 35.828 25.723HI 0.069 -43.684 -45.182HHL 0.4655 29
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 支部工程活动方案
- 攻防演练活动方案
- 教师分享创意活动方案
- 教师棋类活动方案
- 教师社团羽毛球活动方案
- 教师节大班语言活动方案
- 教师获奖活动方案
- 教研计划节日活动方案
- 八年级物理(上册)练习试题
- 小学生辩论赛课件
- 电工厂搬迁方案(3篇)
- 2025年南京市中考数学真题试卷
- 老年人眼科疾病
- 钢板配送设计方案(3篇)
- 2025年内蒙古煤炭地质勘查(集团)一零九有限公司招聘笔试参考题库含答案解析
- 中医基础学课件护理情志
- 小学三年级科学下册教案
- T/CBMCA 039-2023陶瓷大板岩板装修镶贴应用规范
- 2025-2030中国美容美发行业市场现状供需分析及投资评估规划分析研究报告
- 2025年中国不锈钢蚀刻板数据监测研究报告
- 免疫检查点抑制剂相关肺炎诊治和管理专家共识(2025)要点解读
评论
0/150
提交评论