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文档简介
1、1.工程设计已知条件工程名称:江苏省镇江市某小学教学楼设计根据方案图,本工程结构为五层钢筋混凝土框架, 面积约70.2m×14.7m=1031.94𝑚2,底层平面图、南立面图、东立面图以及剖面图分别如图 1-1图 1-4 所示,结构标准层平面及剖面简图如图 1-5,所示,其他条件如下:1. 气象资料(1)基本风压值:𝑤0 = 0.4𝑘𝑁/𝑚2(2)基本雪压值:𝑠0 = 0.35𝑘𝑁/𝑚22. 水文地质资料场地条件:本工程位于江苏省镇江市,为小
2、学教学楼。结构安全等级为,设计使用年限为 50 年;场地类别为类,地础设计等级为丙级;抗震设防类别为重点设防类(即乙类),分组为第一组。拟建场地地表平整,各土层特征分述如下:层:素填土,灰褐色,主要成分为粉质粘土。该层土场地普遍分布,约0.5m 厚;层:粉质粘土,褐色、褐黄色。该层土场地普遍分布,约 5.2m 厚;层:粉质粘土,棕黄色,坚硬。该层土本次钻探未钻穿。3抗震设防烈度:7 度(基本度为 0.15g)4.荷载资料(1) 教学楼楼面活荷载,查结构荷载规范GB50092012,确定教师楼面活荷载标准值为2.5kN/𝑚2,教学楼走廊、楼梯楼面活荷载标准值为3.5kN/
3、9898;2。(2) 不上人屋面:活荷载标准值为0.5kN/𝑚2。(3) 屋面构造:保护层:20mm 厚 1:2.5 或 M15 水泥砂浆,表面抹平压光,并设分隔缝,分隔面积为1𝑚2。层:200g/𝑚2聚酯无纺布。防水层:1.2mm 厚高防水卷材两道。找平层:20mm 厚 1:2.5 水泥砂浆。保温层:75mm 厚挤塑板。找坡层:膨胀珍珠岩,坡度宜为 3% ,最薄处不得小于 30mm。(4) 楼面构造:水泥楼面:10mm 厚 1:2 水泥砂浆面层压实抹光、15mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面板、12mm 厚纸筋石灰粉平顶。(5
4、) 围护墙:围护墙采用 200mm 厚混凝土空心小砌块(重度2.36kN/𝑚2),M5 混合砂浆砌筑,双面粉刷(重度3.6kN/𝑚2),每开间采用通长钢窗。本工程采用全现浇框架结构,单向板以及双向板的跨度超过跨度不多,同时考虑使用要求,在楼面不设置次梁。图 1-3 东立面图图 1-1 底层平面图图 1-2 南立面图(1:100)图 1-4 剖面图2. 荷载计算及计算简图2.1 确定计算简图本工程横向框架计算单元取图 1-5 中斜线部分所示范围,框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础,按工程地质资料提供的数据,查抗震设计规范GB500112010 可该场地为类场地
5、土,地质条件较好,初步确定本工程基础采用柱下基础,挖去所有杂填土,基础置于第二层粉质黏土层上,基底标设计相对标高-0.95m。柱子的高度底层为:h1 = 4.2 + 0.95 0.5 = 4.65m(初步假设基础高度 0.5m),二至五层柱h2h5 = 3.9m。柱节点刚接,横梁的计算跨度取两柱中心线至中心的间距离,三跨的计算跨度分别为:l=6000mm、2700mm、6000mm。计算简图如图 2-1 所示。图 2-1 计算简图2.2 梁柱截面(1)框架柱:均为 500mm×500mm(2)梁:横向框架梁 AB 跨、CD 跨:250mm×600mm,BC 跨:200mm&
6、#215;400mm。纵向框架梁:300mm×700mm,次梁:200mm×500mm。(3)板厚:AB、CD 跨板120mm;BC 跨板100mm。2.3 材料强度等级梁柱混凝土均采用 C40 级;板及楼梯混凝土采用 C30 级;受力钢筋采用HRB400 钢筋,箍筋采用 HPB300 钢筋。2.4荷载计算以轴线横向框架为计算分析对象:1.屋面横梁竖向线荷载标准值图 2-2荷载计算简图(a)荷载作用下结构计算简图;(b)活载作用下结构计算简图2.4.1 屋面荷载标准值0.035×25=0.875kN/𝑚20.4 kN/𝑚2 0.02
7、×20=0.4 kN/𝑚2 0.12×25=3 kN/𝑚2(010×25=2.5 kN/𝑚2)0.012×16=0.192 kN/𝑚235mm 厚隔热板防水层20mm 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层120(100)mm 厚混凝土现浇板12 厚纸筋石灰粉平顶4.87 kN/𝑚2( 4.37 kN/𝑚2 )屋面荷载标准值a = 1350 = 0.45中跨 BC 双向板:3000梯形荷载:𝑃= (1 2𝛼2 + 𝛼3)
8、𝑃 = 3.0𝑘𝑁/𝑚2𝑒𝑞𝑢5𝑃"2三角形荷载:=P = 2.73kN/𝑚𝑒𝑞𝑢8BC 跨主次梁荷载:边跨 AB、CD 主梁均布荷载: 纵向框架梁:2.7×1.35×2.73÷2.7=3.686 kN/m4.87×3=14.6 kN/m (1.5+4.2)×1.35÷2×3÷4.2=2.748kN/m0.6m 女儿
9、墙重女儿墙内外粉刷0.6×9×2.36=12.74kN0.6×2×0.02×9×17=3.67kN16.4kN小计边跨 AB、CD 横向框架梁自重AB、CD 横向框架梁内外粉刷小计0.6×0.25×25=3.75kN/m0.6×2×0.02×9×17=3.67kN/m4.08kN/m中跨 BC 横向框架梁自重BC 横向框架梁内外粉刷小计0.4×0.2×25=2.00kN/m(0.4-0.12)×0.02×2×17=0.19kN
10、/m2.19kN/m次梁自重0.50×0.20×25=2.50kN/m(0.15-0.12)×0.02×2×17=0.19kN/m次梁内外粉刷小计2.76kN/m纵向框架梁自重0.3×0.7×25=5.25kN/m(0.7-0.12)×0.02×2×17=0.39kN/m纵向框架梁内外粉刷小计5.64kN/m屋面恒载:G51(G54) 女儿墙传来纵向梁自重16.41kN5.64×8=45.15kN2×1/2×2.75×3+4.87×3×
11、3×1/2×2=52.08kN次来小计113.64kNG52(G53) 纵向次来5.64×8+2.75×8=67.13kN2.75×3+14.61×3+2.7×3.69=62.04kN来小计129.17kNg51(g53)4.08+14.61=18.69kN/m2.19+4.37×2.7=13.99kN/mg522.4.2 楼面横梁竖向线荷载标准值25mm 厚水泥砂浆面层120(100)mm 厚钢筋混凝土现浇板0.025×20=0.50 kN/m20.12×25=3 kN/m2(0.10
12、5;25=2.5 kN/m2 )0.012×16=0.19 kN/m212 厚板底粉刷3.692 (3.192 ) kN/m24.076kN/m楼面荷载标准值边跨 AB、CD 横向框架梁自重(+粉刷) 中跨 BC 横向框架梁自重(+粉刷)次梁自重(+粉刷)2.190kN/m2.758kN/mAB、CD 跨填充墙自重(内墙)AB、CD 跨填充墙内侧粉刷小计0.2×(3.9-0.6)×20=13.2kN/m(3.9-0.6)×0.02×2×17=2.24kN/m15.44kN/mA、D 轴外墙自重外墙内侧粉刷8×(3.9-0.7
13、)-2.1×1.8×3÷8×0.2×20=7.13kN/m 8×(3.9-0.7)-2.1×1.8×3÷8×0.02×2×17=1.21kN/m0.45×2.1×1.8×3÷8=0.64kN/m钢窗自重小计8.98kN/mBC 跨填充墙自重(+粉刷)(3.9-0.4)×20+(3.9-0.4)×0.02×2×17=16.38kN/mB、C 轴线墙自重8×(3.9-0.7)-0.9
14、5;2.1-2.1×1.8×2÷8×0.2×20=8.07kN/m门窗自重0.5×2.1×0.9÷8+0.45×2.1×1.8×2÷8=0.54kN/m8×(3.9-0.7)-0.9×2.1-2.1×1.8×2÷8×0.02×2×17=1.37kN/m墙体粉刷小计9.99kN/m柱自重0.5×0.5×3.8×25=23.75kN由板荷载传递示意图可知,次梁接受的是三角
15、形荷载,楼面荷载为 3.192 kN/m2,等效转化为均布荷载。𝑃= (1 2𝛼2 + 𝛼3)𝑃 = 2.19𝑘𝑁/𝑚2梯形荷载:𝑒𝑞𝑢5三角形荷载:𝑃"2=P = 2.00kN/𝑚𝑒𝑞𝑢8中跨 BC 主(次)梁均布边跨 AB、CD 主(次)梁均布纵向框架梁2.7×1.35×2÷2.7=2.69kN/m3.692
16、15;3=11.08kN/m (1.5+4.2)×1.35÷2=1.83kN/mGi1(Gi4)外墙自重7.13×8×0.7=39.92kN8×0.54=4.34kN23.75kN钢窗重柱自重纵向来5.64×8+2.75×3+11.08×3=86.61kN154.62kN小计Gi2(Gi3)内墙自重8.07×8×0.7=45.19kN8×0.54=4.3kN门窗重柱自重23.75kN纵向5.64×8+2.75×3+3×11.08+1.83×8
17、215;2.69=125.99kN小计199.25kN主梁自重gi1(gi3)4.08kN/m楼面荷载11.08kN/m小计15.15kN/m主梁自重gi22.19kN/m楼面荷载8.07kN/m小计10.26kN/m2.4.3 活荷载作用下的内力计算:据结构荷载规范,活载不予折减,按传递采用满布。不上人屋面活荷载为 0.5kN/𝑚2,屋面活载与雪载不同时考虑,取两者间较大值:屋面活载 0.5 kN/𝑚2。过道为 3.5 kN/𝑚2,楼面活荷载为 2.5 kN/𝑚2。(1)屋面荷载边跨 AB、CD 主次梁均布荷载中跨BC 主次梁荷
18、载纵向框架梁0.5×3=1.5kN/m2.7×1.35×0.31÷2.7=0.42kN/m (1.5+4.2)×1.35÷2×0.34÷4.2=0.31kN/m活载编号Q51(Q54) Q53(Q53)q51(q53)1.5×6=9.0kN0.31×8+1.5×6+2.7×0.42=12.65kN1.5kN/mq521.35kN/m(2)标准层楼面荷载边跨 AB、CD 主次梁均布荷载中跨BC 主次梁荷载纵向框架梁2.5×3=7.5kN/m2.7×1.35&
19、#215;2.19÷2.7=2.95kN/m (1.5+4.2)×1.35÷2×2.40÷4.2=2.20kN/m活载编号Qi1(Qi4)Qi3(Qi3) qi1(qi3)7.5×6=45.0kN2.20×8+7.5×6+2.7×2.95=70.56kN7.5kN/mqi29.45kN/m2.4.4 风荷载已知基本风压𝑤0 = 0.40𝑘𝑁/𝑚2,地面粗糙度属于 C 类,按荷载规范𝑤𝑘 =𝛽
20、119911;𝜇𝑠𝜇𝑧𝑤0。风载体型系数𝜇𝑠:迎风面为 0.8;背风面为-0.5,因结构高度 H=20.4m< 30m(从室外地面算起),取对应系数𝛽𝑧=1.0,计算过程见下表 2-1,风荷载如图2-3 所示。图 2-3横向框架上的风荷载表 2-1 风荷载计算2.4.5作用(1)物总重力荷载标准值𝐺𝑖的计算1)集中于屋的质点重力荷载标准值𝐺550%雪载:板上荷载:0.5×0.35×
21、;70.2×14.7=180.59kN层次𝛽𝑧𝜇𝑠Z𝜇𝑧𝑤0A𝑃𝑖(𝑘𝑁)51.001.3019.800.740.408.773.3741.001.3015.900.670.4015.215.3031.001.3012.000.650.4015.215.1421.001.308.100.650.4015.215.1411.001.304.200.650.4017.015.75屋面荷载4.87×70.2
22、×6×2+4.37×70.2×2.7=4930.78kN梁自重:横向梁(4.08×6×2+2.19×2.7)×10=548.25kN5.64×70.2×4=1584.83kN0.5×0.5×25×1.8×40=450kN0.6×2.36×(70.2+14.7)×2=240.43kN纵向梁柱自重:女儿墙:𝐺5 =7943.88𝑘𝑁2)集中于五层处的质点重力荷载标准值𝐺
23、;450%楼面活载0.5×(70.2×2.7×3.5+2×70.2×6×2.5)=1384.7kN板上荷载楼面荷载3.69×70.2×6×2+3.19×70.2×2.7=3715.15kN梁自重:横梁548.25kN纵梁1584.83kN柱自重:0.5×0.5×25×3.9×39=950.62kN隔墙自重:橫墙(13.2+2.244)×6×10=926.64kN 2×(7.13+1.21)×70.2+16.
24、38×70.2=1735.48kN0.64×(70.2+14.7)×2=108.33kN纵墙钢窗𝐺4 = 11014.0𝑘𝑁3)集中于三、四层处的质点重力荷载标准值𝐺3𝐺250%楼面活载0.5×(70.2×2.7×3.5+2×70.2×6×2.5)=1384.7kN板上荷载楼面荷载3.69×70.2×6×2+3.19×70.2×2.7=3715.15kN梁自重:横梁548.25
25、kN纵梁1584.83kN0.5×0.5×25×3.9×40=975.0kN柱自重:隔墙自重:橫墙(13.2+2.244)×6×10=926.64kN 2×(7.13+1.21)×70.2+16.38×70.2=1735.48kN0.64×(70.2+14.7)×2=108.33kN𝐺3 = 𝐺211037.85𝑘𝑁纵墙钢窗4)集中于二层处的重力荷载标准值𝐺150%楼面活载0.5×(70.2
26、15;2.7×3.5+2×70.2×6×2.5)=1384.7kN板上荷载楼面荷载3.69×70.2×6×2+3.19×70.2×2.7=3715.15kN梁自重:横梁548.25kN纵梁1584.83kN柱自重:0.5×0.5×25×4.2×40=1050.0kN隔墙自重:橫墙(13.2+2.244)×6×10=926.64kN 2×(7.13+1.21)×70.2+16.38×(70.2-4.2)=1666.69
27、kN0.64×(70.2+14.7)×2=108.33kN纵墙钢窗𝐺2 = 9659.89𝑘𝑁(2)作用计算1)框架柱的抗侧移刚度在计算刚度时,应考虑楼盖对框架梁的影响,在现浇楼盖中,中框架梁的抗弯惯性矩I = 2𝐼0;边框架梁取I = 1.5𝐼0,𝐼0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。横刚度见表 2-2,每层框架柱总抗侧移刚度见表 2-3。表 2-2 横刚度杆件截面𝐸𝑐𝐼0(𝑚𝑚4)⻒
28、8;(𝑚𝑚4)L(mm)𝐸𝑐𝐼𝑖 =𝐿相对刚度bh边框架梁25060030.004.5×1096.75×10960003.38×1071.000边框架梁20040030.001.07×1091.6×10927001.78×1070.527中框架梁25060030.004.5×1099×10960004.5×1071.333中框架梁20040030.001.07×1092.14×
29、;10927002.38×1070,705底层框架柱50050030.005.21×1095.21×10946503.36×1070.996表 2-3框架柱横向侧移刚度 D 值注释:𝑖𝑐为梁的线刚度,𝑖𝑧为柱的线刚度底层 𝐷 = 4 × (19.34 + 10.73) + 16 × (10.27 + 11.74) = 432.45kN/mm二至四层 𝐷 = 4 × (19.37 + 12.37) + 16 × (11.3
30、7 + 14.60) = 502.50kN/mm五层 𝐷 = 4 × (19.37 + 12.37) + 16 × 11.37 + 15 × 14.60 = 487.89kN/mm2)框架自振周期计算项目 𝑖𝑐𝐾 =(底层)𝑖𝑧 𝑖𝑐𝐾 =(一般层)2𝑖𝑧𝛼 = 𝐾 (一般层)𝑐2+𝐾𝛼 = 0.5+Ү
31、70; (底层)𝑐2+𝐾12𝐷 = 𝛼𝑐𝑖𝑧 2 (kN/mm)根数层柱类型及截面五层(抽柱)边框架(500×500)0.840.309.374边框架中柱(500×500)1.290.3912.374中框架(500×500)1.120.3611.3716中框架中柱(500×500)1.720.4614.6015四至二层边框架(500×500)0.840.309.374边框架中柱(500×500)1.290.3912.374中
32、框架(500×500)1.120.3611.3716中框架中柱(500×500)1.720.4614.6016底层边框架(500×500)1.000.509.344边框架中柱(500×500)1.530.5810.734中框架(500×500)1.340.5510.2716中框架中柱(500×500)2.050.6311.7416中层框架柱50050030.005.21×1095.21×10939004.0×1071.187表 2-4 框架顶点假想水平位移 计算表则自振周期为:𝑇1 = 1
33、.70𝛼0 = 1.70 × 0.60.312 = 0.570𝑠3)作用计算根据本工程设防烈度 7、类场地土,设计分组为第一组,查抗震设计规范GB500112010 特征周期𝑇𝑔 = 0.25𝑠,𝛼𝑚𝑎𝑥 = 0.08𝑇𝑔0.90.9𝛼 = ()𝛼𝑚𝑎𝑥= (0.25/0.57)× 0.08 = 0.0381⻓
34、9;1结构等效总重力荷载: 𝐺𝑒𝑞 = 0.85𝐺𝐿 = 0.85 × 50684.47 = 43081.8𝑘𝑁𝑇1 > 1.4𝑇𝑔 = 1.4 × 0.25 = 0.35𝑠,故需考虑框架顶部附加集中力作用。𝛿𝑛 = 0.08𝑇1 + 0.07 = 0.116作用标准值为:框架横向水平结构底部:𝐹𝐸𝑘
35、 = 𝛼1𝐺𝑒𝑞 = 0.056 × 50684.47 = 2838.33𝑘𝑁各楼层的作用和剪力标准值由下表 2-5 计算列出。表 2-5 各楼层作用和剪力标准值计算表层𝐻𝑖(𝑚)𝐺𝑖(𝑘𝑁)𝐺𝑖𝐻𝑖𝐹𝑖 = 𝐹𝑛 + 𝛥𝐹
36、;𝑛顶层 𝐺𝑖𝐻𝑖 𝐹𝑖 = 𝐺 𝐻 𝐹𝐸𝑘(1 𝛿𝑛)(其他层)𝑖 𝑖楼层剪力𝑉𝑖(𝑘𝑁)520.257934.88160681.32652.92+329.24982.16层𝐺𝑖(𝑘𝑁) 𝐺
37、9894;(kN) 𝐷(kN/mm)𝛿 = 𝐺𝑖/ 𝐷 (层间相对位移)总位移57934.887934.88487.8916.26312.48411014.0018948.88502.5037.71296.22311037.8529986.73502.5059.67258.51211037.8541024.58502.5081.64198.8419659.8950684.47432.45117.20117.20 𝐺𝑖𝐻𝑖 = 617473.5w
38、865;𝑛 = 𝛿𝑛𝐹𝐸𝑘 = 0.116 × 2838.33 = 329.24图 2-4 横向框架上的作用本工程计算多遇作用下横向框架的层间弹性侧移,见表 2-6。对于钢筋混凝土框架𝜃0取 1/550。表 2-6 层间弹性侧移验算层次h(m)𝑉𝑖(𝑘𝑁) 𝐷𝑖 (𝑘𝑁/𝑚𝑚) 𝑉𝑖
39、𝛥𝜇𝑒 = 𝐷𝑖(𝑚𝑚)𝜃𝑒𝑖 (𝑚𝑚)53.9982.16487.892.017.0943.91713.90502.503.417.0933.92272.30502.504.527.09416.3511014.00180078.90731.741713.90312.4511037.85137421.23558.402272.3028.5511037.8594373.60383.482655.7814.6
40、59659.8944918.49182.522838.30通过以上计算结果看出,各层层间弹性侧移均满足规范要求,即𝜇𝑒 𝜃𝑒。3. 框架内力计算3.1 恒载作用下的框架内力1.弯矩分配系数根据上面的原则,可计算出本工程横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数,由于该框架为对称结构,取框架的一半进行简化计算,如图 3-1 所示。节点 A1: 𝑆𝐴1𝐴0 = 4𝑖𝐴1𝐴0 = 4 × 0.996 = 3.984𝑆w
41、860;1𝐵1 = 4𝑖𝐴1𝐵1 = 4 × 1.333 = 5.332𝑆𝐴1𝐴2 = 4𝑖𝐴1𝐴2 = 4 × 1.187 = 4.748(相对线刚度见表 2-3)𝐴 𝑆 = 4(0.996 + 1.333 + 1.187) = 14.064= 𝑆𝐴1𝐴0 =3.984𝜇= 0.284𝐴1𝐴
42、;0𝐴 𝑆14.064= 𝑆𝐴1𝐵1 =5.322𝜇= 0.378𝐴1𝐵1𝐴 𝑆14.064= 𝑆𝐴1𝐴2 =4.748𝜇= 0.338𝐴1𝐴2𝐴 𝑆14.064节点 B1: 𝑆𝐵1𝐷1 = 𝑖𝐵1𝐷1 = 2
43、215; 0.705 = 1.410𝐴 𝑆 = 4(0.996 + 1.333 + 1.187) + 2 × 0.705 = 15.474= 𝑆𝐵1𝐴1 = 1.333×4 = 0.345𝜇𝐵1𝐴1𝐴 𝑆15.474= 𝑆𝐵1𝐵2 = 0.996×4 = 0.257𝜇𝐵1𝐵2𝐴 𝑆
44、15.474= 𝑆𝐵1𝐷1 = 0.705×4 = 0.091𝜇𝐵1𝐷1𝐴 𝑆15.474= 𝑆𝐵1𝐵0 = 1.187×4 = 0.307𝜇𝐵1𝐵0𝐴 𝑆15.4741.187×4节点 A2:𝜇= 𝜇= 0.320𝐴2𝐴1𝐴2
45、19860;3(1.187+1.333+1.187)×41.333×4𝜇= 0.360𝐴2𝐵2(1.187+1.333+1.187)×423.92655.78502.505.287.0914.652838.30432.456.568.451.333×4节点 B2:𝜇= 0.328𝐵2𝐴2(1.333+1.187×2)×4+2×0.7051.187×4𝜇= 𝜇= 0.292𝐵
46、2𝐵3𝐵2𝐵1(1.187+1.333+1.187)×4+2×0.7050.705×2𝜇= 0.087𝐵2𝐷2(1.187+1.333+1.187)×4+2×0.7051.333×4节点 A5:𝜇= 0.529𝐴5𝐵5(1.333+1.187)×41.187×4𝜇= 0.471𝐴5𝐴4(1.333+1.187)×41
47、.333×4节点 B5:𝜇= 0.464𝐵5𝐴50.705×2+(1.187+1.333)×41.187×4𝜇= 0.413𝐵5𝐵40.705×2+(1.187+1.333)×40.705×2𝜇= 0.123𝐵5𝐷50.705×2+(1.187+1.333)×4节点 A4、B4 以及节点 A3、B3 与相应 A2、B2 相同。2杆件固端弯矩计算杆件固端弯矩时应带符
48、号,杆端弯矩一律以顺时针方向为正。(1)横弯矩1)顶层横梁自重作用:1𝑀= 𝑀= 𝑞𝑙2 = 12.24𝑘𝑁 𝑚𝐴5𝐵5𝐵5𝐴5121𝑀2𝐵5𝐷5 = 3 𝑞𝑙 = 1.33𝑘𝑁 𝑚1𝑀=𝑀= 0.67𝑘𝑁 𝑚
49、19863;5𝐵5𝐵5𝐷52板传来的荷载作用:1𝑀= 𝑀= 𝑞𝑙2 = 43.83𝑘𝑁 𝑚𝐴5𝐵5𝐵5𝐴512= 51 𝑞𝑙2 = 4.48𝑘𝑁 𝑚𝑀𝐵5𝐷5961𝑀= 𝑞𝑙2 = 2.69w
50、896;𝑁 𝑚𝐷5𝐵5322)二至五层横梁自重作用:1𝑀= 𝑀= 𝑞𝑙2 = 12.24𝑘𝑁 𝑚𝐴1𝐵1𝐵1𝐴1121𝑀2𝐵1𝐷1 = 3 𝑞𝑙 = 1.33𝑘𝑁 𝑚1𝑀=𝑀= 0.67⻕
51、6;𝑁 𝑚𝐷1𝐵1𝐵1𝐷12板传来的荷载作用:1𝑀= 𝑀= 𝑞𝑙2 = 33.24𝑘𝑁 𝑚𝐴1𝐵1𝐵1𝐴112= 51 𝑞𝑙2 = 3.27𝑘𝑁 𝑚𝑀𝐵1𝐷1961𝑀= ⻖
52、2;𝑙2 = 1.96𝑘𝑁 𝑚𝐷1𝐵132(2) 纵梁引起柱端附加弯矩由于本工程边框架梁与中框架梁并无偏移,各层外纵梁与中纵梁无柱端附加弯矩,即皆为 0。3节点不平衡弯矩横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件(不包括纵向框架梁)在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和,根据平衡原则,节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反,一律以逆时针方向为正。节点 A5 的不平衡弯矩:𝑀𝐴5𝐵5 = 12.24 43.83 = 56.07
53、9896;𝑁 𝑚节点 B5 的不平衡弯矩:𝑀𝐵5𝐴5 + 𝑀𝐵5𝐷5 = 56.07 1.33 4.48 = 50.26𝑘𝑁 𝑚节点 A1 的不平衡弯矩:𝑀𝐴1𝐵1 = 12.24 33.24 = 45.48𝑘𝑁 𝑚节点 B1 的不平衡弯矩:𝑀𝐵1𝐴1 + 𝑀
54、119861;1𝐷1 = 45.48 1.33 3.27 = 40.88𝑘𝑁 𝑚节点 A2、A3、A4 及节点 B2、B3、B4 与相应 A1、B1 相同。图3-1 横向框架承担的荷载及节点不平衡弯矩(a)荷载;(b)荷载产生的节点不平衡弯矩4.内力计算根据对称性原则,只计算 AB、BC 跨即可。进行弯矩分配时,借点不平衡弯矩反号后再进行杆件弯矩分配。节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩,同时也使各杆件的远端产生弯矩,近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定,远端产生的弯矩由传递系数 C(近端弯矩与远端弯矩的比值)确定。传递系数与杆
55、件远端的约束形式有关。恒载弯矩分配过程见图 3-2,恒载作用下弯矩见图 3-3,梁剪力、柱轴力见图 3-4。根据所求出的梁端弯矩,再通过平衡条件,即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力,结果见表 3-1表 3-4。三跨对称框架的恒载弯矩分配表上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁A550.26D55层杆件编号A5A4A5B5B5A5B5B4B5D5分配系数0.4710 5290.4640.4150.123固端弯矩-56.0756.07-5.81-0.67附加弯矩0分配过程26.4129.6614.83-5.975.07-13.72-27.43-24.54-7.277.274.074.572.291.749-1
56、.87-1.67-0.500.50分配结果35.55-35 5543.88-30.43-13.587.10A440.88D44层杆件编号A4A5A4A3A4B4B4A4B4B5B4B3B4D4分配系数0.320.320.360.3280.2920.2920.087固端弯矩-45.4845.48-4.6-0.67附加弯矩0分配过程13.207.28-6.70-13.41-11.94-11.94-3.563.5610.1410.1411.415.71-12.27-5.422.04-0.9871.973.933.503 501.04-1.04-0.96-0.96-1.0841.71-20.71-13
57、.86-7.111.84分配结果24.4215.47-39 89A340.88D33层杆件编号A3A4A3A2A3B3B3A3B3B4B3B2B3D3分配系数0.320.320.360.3280.2920.2920.087固端弯矩-45.4845.48-4.6-0.67附加弯矩0分配过程14.5514.5516.378.19-5.97-5.975.077.19-6.09-12.18-10.84-10.84-3.233.23-1.97-1.97-2.22-1.111.749-0.39-0.08-0.07-0.07-0.020.02分配结果17.6519.76-37.4240.30-15.13-1
58、7.27-7.852.58A240.88D22层杆件编号A2A3A2A1A2B2B2A2B2B3B2B1B2D2分配系数0.320.320 3600.3280.2920.2920.087固端弯矩-45.4845.48-4.6-0.67附加弯矩0分配过程7.28-6.70-13.41-11.94-11.94-3.563.5614.3714.3716.178.08-5.42-0.9870.05-0.44-0.87-0.78-0.78-0.230.230.440.440.4939.28-18.14-12.71-8.393.1221.1014.86-35 96A140.88D11层杆件编号A1A2A1
59、A0A1B1B1A1B1B2B1B0B1D1分配系数0.3380.2840 3780.3450.2570.3070.091固端弯矩-45.4845.48-4.6-0.67附加弯矩0分配过程15.3712.9217.198.60-5.977.190.00-7.50-15.01-11.18-13.36-3.963.960.110.090.120.06-0.3890.000.110.080 100.03-0.03分配结果22.6713.01-35.6739.24-17.46-13.26-8.533.266.46-6.680.050.056.50-6.63A 0B 0表 3-1 AB 跨梁端剪力(kN
60、)表 3-2 BC 跨梁端剪力(kN)表 3-3 AB 跨跨中弯矩(kN·m)层q(kN/ m)(板传来作 用)g(kN/m)(自重作用)l( m)gl/2𝑢= 𝑞𝑙/2𝑀𝐴𝐵(𝑘· 𝑚)𝑀𝐵𝐴(𝑘𝑁· 𝑚) 𝑀𝑖𝑘/l𝑉1/𝐴𝑔𝑙=
61、+ 2𝑢 𝑀𝑖𝑘 /l𝑀注𝑔𝑙𝑙=×+ 24𝑢 × 1.05 𝑀𝐴𝐵 𝑉1/𝐴 × 𝑙/2514.614.08612.2443.38-35.5543.891.3954.68-57.46411.084.08612.2433.24-39.9841.690.2945.19-45.77311.084.08612.2433.24-36.9840.110.5244.96-46.00211.084.08612.2433.24-38.1040.190.3545.13-45.83111.084.08612.2433.24-34.7738.960.7044.78-46.18层q(kN/m)(板传来作用)g(kN/m)(自重作用)l(m)gl/2l×q/ 4𝑔𝑙𝑉𝐵 = 2 + 𝑙 × q/4𝑔𝑙𝑉𝐶 = ( 4 + 𝑙 × ү
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