【某大学4层活动中心楼建筑结构的内力计算案例4700字】

11某大学4层活动中心楼建筑结构的内力计算案例目录 1 1 2 2 2 3 1.1构件自重统计1、板：25mm水泥砂浆和30mm大理石砖面1.3KN/m²100mm厚混凝土板0.1×25=2.5KN/m²(1)边跨(6000mm,700):(2)中跨(3300mm)及横向次梁：钢筋混凝土梁(0.5-0.12)×0.3×25=2.8522石灰砂浆顶棚(0.5-0.12)×2×0.24=0.18KN/m3、纵向框架梁：(1)边梁：钢筋混凝土梁外墙面砖内墙涂料(0.5-0.12)×0.3×25=2.85KN/m0.5×0.62=0.31KN/m(2)中梁：钢筋混凝土梁(0.5-0.12)×0.3×25=2.85KN/m内墙涂料(0.5-0.12)×2×0.28=0.21KN/m4、柱：(1)边柱：钢筋混凝土梁0.85×0.85×4.5×25=47.53KN/m外墙面砖、涂料(平均取比重)0.65×4.5×0.45=1.32KN/m内墙涂料[0.85+(0.85-0.24)×2]×4.5×0.28=1.9KN/m小计50.75(2)中柱：钢筋混凝土0.85×0.85×4.5×25=47.53KN/m内墙涂料[0.85×2+(0.85-0.2)×2]×4.5×0.28=2.77KN/m小计(1)浆砌焦渣砖内墙(240mm)内墙涂料小计(2)浆砌焦渣砖外墙(240mm)33内墙涂料(4.5-0.7)×0.28=1.06KN/m外墙面砖、涂料(平均取比重)(4.5-0.7)×0.45=1.71KN/m(3)框架顶层自重计算：①板：防水屋面120厚钢筋混凝土楼板石灰砂浆顶棚②女儿墙：砌体外墙面砖内墙面20厚水泥粉刷③门窗2)铝合金窗1、恒载内力(1)梁、柱参数汇总跨度l(m)表5-2第⑩轴框架柱几何参数44柱类别楼层断面b(m)×Kα边柱4321中柱4321(2)弯矩计算利用二次弯矩分配法。1)计算固定端弯矩：梯形荷载折算公式：qe=(1-2a₁²+α₁³)q′;q′为梯形分布荷载的最大值。①顶层边跨等效均布荷载：qe=4.63+(1-2×0.375²+0.375³)×(35.46-4.63②中间层边跨等效均布荷载：qe=19.53+(1-2×0.375²+0.375³)×(39.33-19.53则顶层固端弯矩：中间层固定端弯矩：N·m55由以上所求均布荷载，各杆固定端弯矩计算如图所示：45.213.709.51-1765-14.1EL17.657图5-1恒载作用下弯矩二次分配简图(3)剪力计算为了方便计算，将梁上的均布荷载换算成集中荷载。顶层边跨：图5-1恒载弯矩图顶层中跨：F集=3.03×3.3=10.00KN中间层中跨：F集=3.03×3.3=10.00KN660325.54725613图5-2恒载作用下弯矩图图5-377取A端矩为零解得：VB,=-61.31KNVA同时，可将梁的跨中弯矩一并计算：中跨：按折算后的均布荷载计算：三层：取A端矩为零解得：VB,=-63.92KN同时，可将梁的跨中弯矩一并计算：对跨中截面取矩：中跨：按折算后的均布荷载计算：88取A端矩为零取取A端矩为零VA99中跨：按折算后的均布荷载计算：以上，此框架的剪力和弯矩计算如下：梁类型梁长外荷载固端弯矩杆端剪力(KN)跨中弯矩左右左右4636261646362616中跨45352515计算结果如下：表5-4恒荷载作用下轴线处柱端剪力柱类型柱高(m)杆端剪力(KN)上下上下4321D轴柱4321B轴柱43214321通过以上计算，绘出恒载作用下的剪力图：55555根据恒载图可知，柱顶集中力F集=231.92KN(↓);根据恒载计算，可得柱两端的剪力分别为：V₁=61.31KN(↓),Vr=5KN则，柱中轴力N=F集+V₁+V₁=231.92+61.31+5=298.23KN表5-5恒载作用下柱中轴力柱类型楼层柱顶集中力邻梁剪力(KN)柱中轴力左梁右梁43214321453525工545352515通过以上计算，绘出恒载作用下的轴力图：2、活载计算：国◎活载计算同恒载作用下的计算相同。(1)弯矩计算采用力矩二次分配法计算。2)计算固定端弯矩：梯形荷载折算公式：qe=(1-2α₁²+α1³q′;q′为梯形分布荷载的最大值。③顶层边跨等效均布荷载：Qe=(1-2×0.375²+0.375³④中间层边跨等效均布荷载：qe=(1-2×0.375²+0.375³由以上所求均布荷载，各杆固定端弯矩计算如图所示：B2F7图5-6活载作用下弯矩图(2)剪力计算将梁上的均布荷载换算成集中荷载。顶层边跨：顶层中跨：F集=0中间层边跨：中间层中跨：F集=0柱端剪力值。计算简图如下：(计算同恒载一样)顶层：取A端矩为零解得：VB,=-14.07N则：VB=14.07KN(个);VA=12.93KN(个)同时，可将梁的跨中弯矩一并计算：对跨中截面取矩：中跨：按折算后的均布荷载计算：梁类型固端弯矩杆端剪力(KN)跨中弯矩左右左右4636261946362616中跨4321表5-7活荷载作用下轴线处柱端剪力柱类型柱高(m)杆端剪力(KN)上下上下4321D轴柱4321B轴柱4321C轴柱43212图5-8活载作用下剪力图(3)轴力计算表5-8恒载作用下柱中轴力柱类型楼层柱顶集中力邻梁剪力(KN)柱中轴力左梁右梁4321432143214321224.541、水平地震作用内力(1)一层的梁柱1)计算各个柱分配剪力底层四柱D值分别为：底层边柱(A、D柱):D=64609底层中柱(B、C柱):D=74105按照D值法将层间剪力分配给各柱：2)反弯点高度α=0.347,查表得yo=0.85,yz=-0.10;对于B、C轴柱：K=0.492,α=0.398,yh=(yo+y₁+y₂+y₃)h=(yo+y₂)h=(0.85-0.yh=(yo+y₁+y₂+y₃)h=(yo+y₂)h=(0.75-0.10)×4.5=2.93m3)柱端弯矩计算边柱：MA下=MD下=VAyh=456.17×3.38=1541.层间剪力(KN)单层刚度剪力值反弯点高度(m)4321层间剪力(KN)单层刚度剪力值反弯点高度(m)4321注：所求弯矩以使柱顺时针转动为正。4)梁端弯矩计算以底层边跨梁为例，进行隔离体计算：①左端弯矩②右端弯矩可解得：Mb₁+Mb₂=-Mc₁-Mc₂=93节点号上柱弯矩下柱弯矩左梁线刚度右梁线刚度左梁弯矩右梁弯矩00000000000000000000注：1、所求弯矩以使梁顺时针转动为正。2、节点号如“A-3”表示：A号轴线第三层节点，其他类似。503.2503.2517.77◎图5-10左震作用下弯矩图(KN·m)5)剪力计算图5-10因此，计算结果如下表所示：表5-11左地震作用下梁端剪力梁类型梁长(m)梁端剪力(KN)左右左右A~B轴边跨46362616D~C轴边跨46362616中跨4321则柱端剪力见下表：表5-12左地震作用下轴线处柱端剪力柱类型柱高(m)柱端剪力(KN)上下上下4321D轴柱4321B轴柱4321C轴柱4321521.91456.17◎图5-11左震作用下剪力图(KN)柱轴力计算如下：表5-13左震作用下柱中轴力柱类型邻梁剪力(KN)柱中轴力左右403020104030201043214321图5-12左震作用下轴力图(KN)2、风荷载作用内力风荷载内力计算同水平地震荷载类似。表5-14左风作用下轴线处柱端弯矩与剪力柱类型柱高(m)柱端剪力(KN)上下上下4321432143214321表5-15左风作用下轴线处梁端弯矩与剪力梁类型梁长(m)梁端剪力(KN)左右左右跨46362616跨46362616中跨4321表5-16左风作用