图 3-10 恒载作用下梁剪力、柱轴力(kN)
柱轴力(kN) 表 3-6
边柱A轴、D轴 层 横梁端部压力 柱顶 4 柱底 柱顶 3 柱底 柱顶 2 柱底 柱顶 1 柱底 41.84 33.91 20.8 407.85 42.22 33.91 14.4 311.30 387.05 44.92+7.82=52.74 46.59 20.8 483.63 42.40 33.91 14.4 220.77 296.90 44.54+7.82=52.36 46.59 14.4 363.50 462.83 50.75 64.91 14.4 130.06 206.37 44.36+7.82=52.18 46.59 14.4 250.15 349.10 纵梁端部压力 柱重 柱轴力 115.66 55.85+9.52=65.37 57.21 14.4 136.98 235.75 横梁端部压力 纵梁端部压力 柱重 柱轴力 122.58 中柱B轴、C轴 3.2.2
活载作用下的框架内力
注意:各不利荷载布置时计算简图不一定是对称形式,为方便,近似采用对称结构对称荷载形式简化计算。
1.梁固端弯矩:
13
(1)顶层:
MA4B4??MB4A4??312ql(1?2a2/l2?a3/l)12
??
1?3.15?6.02(1?2?2.252/62?2.253/63)??7.30kN?m 12MB4D4??5/96ql2??5/96?1.68?2.42??0.50kN?m
MD4B4??1/32ql2??1/32?1.68?2.42??0.30kN?m
(2)二~四层横梁:
312223??ql(1?2a/l?a/l)12MA1B1??MB1A1??
1?9.0?6.02(1?2?2.252/62?2.253/63)??20.84kN?m12MB1D1??5/96ql2??5/96?4.8?2.42??1.44kN?m
22
MD1B1??1/32ql??1/32?4.8?2.4??0.86kN?m
2.纵梁偏心引起柱端附加弯矩:(本例中边框架纵梁偏向外侧,中框架纵梁偏向内侧) 顶层外纵梁 MA4??MD4?3.54?0.075?0.27kN..m(逆时针为正)
楼层外纵梁 顶层中纵梁
MA1??MD1?10.13?0.075?0.76kN.m MB4??MC4??6.32?0.075??0.47kN.mMB4??MC4??2.77?0.075??0.21kN.m(仅BC跨作用活载时)
楼层中纵梁
MB1??MC1??18.05?0.075??1.35kN.mMB1??MC1??7.92?0.075??0.59kN.m(仅BC跨作用活载时)
3.本工程考虑如下四种最不利组合: (a)顶层边跨梁跨中弯矩最大,图3-11;
(b)顶层边柱柱顶左侧及柱底右侧受拉最大弯矩,如图3-12; (c)顶层边跨梁梁端最大负弯矩,图3-13: (d)活载满跨布置,图3-14。 4.各节点不平衡弯矩:
(注意:若计算某跨梁端的最大负弯矩,不可以这样统一!)
当AB跨布置活载时:
MA4?MA4B4?MA4??7.30?0.27??7.03kN?m
MA1?MA2?MA3?MA1B1?MA1??20.84?0.76??20.08kN?m
MB4?MB4A4?MB4?7.30?0.27?7.03kN?m
MB1?MB2?MB3?MB1A1?MB1?20.84?0.76?20.08kN?m
当BC跨布置活载时:
MB4?MB4D4?MB4??0.5?0.21??0.71kN?m
MB1?MB2?MB3?MB1D1?MB1??1.44?0.59??2.03kN?m
当AB跨和BC跨均布置活载时:
MA4?MA4B4?MA4??7.30?0.27??7.03kN?m
MA1?MA2?MA3?MA1B1?MA1??20.84?0.76??20.08kN?m14
MB4?MB4A4?MB4?MB4D4?7.30?0.47?0.5?6.33kN?m
MB1?MB2?MB3?MB1A1?MB1?MB1D1?20.84?1.35?1.44?18.05kN?m
图 3-11 活载不利布置a 图 3-12 活载不利布置b
图 3-13 活载不利布置c 图 3-14 活载不利布置d
5.内力计算:
采用“迭代法”计算,迭代计算次序同恒载,如图3-15、图3-18、图3-21、图3-24。 活载(a)作用下梁弯矩、剪力、轴力如图3-16、图3-17。 活载(b)作用下梁弯矩、剪力、轴力如图3-19、图3-20。 活载(c)作用下梁弯矩、剪力、轴力如图3-22、图3-23。 活载(d)作用下梁弯矩、剪力、轴力如图3-25、图3-26。
根据所求出的梁端弯矩,再通过平衡条件,即可求出的恒载作用下梁剪力、柱轴力,结果见表3-7~表3-22。
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活载(a)作用下AB跨梁端剪力 表 3-7
层 4 3 2 1 q(kN/m) 3.15 0 9 0 a(m) 2.25 2.25 2.25 2.25 u=(6-a)*q/2 5.91 0.00 16.88 0.00 MAB(kN.m) -2.75 -1.80 -11.90 -1.26 MBA (kN.m) 4.56 2.00 15.05 1.76 ∑Mik/l 0.30 0.03 0.53 0.08 V1/A=u-∑Mik/l 5.61 -0.03 16.36 -0.08 VB=-( u+∑Mik/l) -6.21 -0.03 -17.41 -0.08 活载(a)作用下BC跨梁端剪力 表 3-8
层 4 3 2 1 q(kN/m) 0 4.8 0 4.8 l(m) 2.4 2.4 2.4 2.4 ql/4(kN) 0 2.88 0 2.88 VB= ql/4 (kN) 0 2.88 0 2.88 VC=- ql/4 (kN) 0 -2.88 0 -2.88 活载(a)作用下AB跨跨中弯矩(kN. m) 表 3-9
q(kN/m) 层 (板传来荷载作用) 4 3 2 1 3.15 0 9 0 2.25 2.25 2.25 2.25 6 6 6 6 5.91 0.00 16.88 0.00 a(m) l(m) u=(l-a)*q/2 MAB (kN.m) -2.75 -1.80 -11.90 -1.26 ∑Mik/l V1/A=u-∑Mik/l M=u*1.05- MAB - V1/A*l/2 0.30 0.03 0.53 0.08 5.61 -0.03 16.36 -0.08 -7.87 1.90 -19.44 1.51 活载(a)作用下柱轴力 表 3-10
边柱(A轴) 层 横 梁 端部剪力 4 3 2 1 5.61 -0.03 16.36 -0.08 纵 梁 柱轴力(kN) 端部剪力 3.54 10.13 10.13 10.13 9.15 19.25 45.74 55.79 端部剪力 6.21 2.91 17.41 2.96 端部剪力 6.32 18.05 18.05 18.05 12.53 33.49 68.95 89.96 横 梁 中柱(B轴) 纵 梁 柱轴力(kN)
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