第五章豎向荷載作用下橫向框架內力分析

2021-03-04 09:58:42 字數 3222 閱讀 2374

第五章豎向荷載作用下橫向框架(kj-3)內力計算

由於結構基本對稱,在豎向荷載作用下的框架側移可略去不計。其內力分析採用彎矩分配法,在豎向荷載作用下樑端可以考慮塑性內力重分布,取彎矩調幅係數0.8,樓面的豎向荷載分別按恆載及滿跨活載計算。

5.1 豎向恆載作用下內力計算

5.1.1恆荷載計算:

(1)計算單元:計算單元寬度為3.9m,如圖所示。

直接傳給框架的樓面荷載如圖中水平陰影所示,計算單元範圍內的樓面荷載則直接通過次梁以集中力的形式傳給橫向框架梁,作用在各結點上。由於縱向框架梁與柱軸線不重合,因此在框架結點上還作用有集中力矩。

(2)荷載計算

①均布荷載:在上圖中=4.125/m代表橫樑自重。

②頂層:

a、 d柱集中力=(2.256+2.187+4.1×1.35)×3.9=38.92kn

c柱集中力=(2.187+4.1×2.55)×3.9=49.30kn

f1處集中力=(1+4.1×2.7)×3.9=47.10kn

f2處集中力=(1+4.1×2.4)×3.9=42.28kn

f3處集中力=(1+4.1×2.85)×3.9=49.47kn

附加節點彎矩:38.92×0.18=7

③1~4層:

a、 d柱集中力=(3.8×3.15+2.187+3.9×1.35)×3.9+3.6×5.625=96.0kn

c柱集中力=(3.8×3.15+2.187+3.9×2.55)×3.9+3.6×6.75=118.30kn

f1處集中力=(1+3.9×2.7)×3.9=44.97kn

f2處集中力=(3.8×3.15+1+3.9×2.4)×3.9=87.09kn

f3處集中力=(1+3.9×2.85)×3.9=47.25kn

附加節點彎矩:96.0×0.18=17.28

即,5層邊柱附加彎矩:38.92/2×0.42+96/2×0.18=16.81

4層邊柱附加彎矩:96/2×0.42+96/2×0.18=28.8

2-3層邊柱附加彎矩:96/2×1.0+96/2×0.18=56.64

1層邊柱附加彎矩:96×0.18=17.28

5.1.2活荷載計算

活荷載布置:辦公室2.0kn/m2

走廊、樓梯、衛生間2.5kn/m2

不上人屋面0.5kn/m2

活載作用在次梁上,次梁作用在主梁上,故考慮框架時,活載按集中力布置。

活荷載作用下框架梁梁上的荷載分布如下:

屋面: p1=0.5×3.9×1.35=2.63kn ; f1=0.5×3.9×2.7=5.27kn

f2=0.5×3.9×2.4=4.68knp2=0.5×3.9×2.55=4.97kn

f3=0.5×3.9×2.85=5.56kn p3=0.5×3.9×1.35=2.63kn

露面: p1=2×3.9×1.35=10.53kn ; f1=2×3.9×2.7=21.06kn

f2=2×3.9×1.35+2.

5×3.9×1.05=20.

77kn p2=2.5×3.9×1.

05+2×3.9×1.5=21.

94kn

f3=2×3.9×2.85=22.23kn p3=2×3.9×1.35=10.53kn

一層:p2=2.5×1.95×2.55+2×1.95×1.5+2.5×1.95×1.05=23.4kn

f3=2.5×1.95×2.85+2×1.95×2.85=25.01kn

p3=2.5×1.95×1.35+2×1.95×1.35=11.85kn

5.1.3恆載作用下固端彎矩計算

均布荷載:

=—4.125×7.5/12= -19.34 =—4.125×5.7/12= -11.17

=4.125×7.5/12=19.344.125×5.7/12=11.17

集中力作用下:

①=-(47.1×2.7×4.8+42.28×5.4×2.1)/7.5=-70.21

=(47.1×4.8×2.7+42.28×2.1×5.4)=75.89

=-49.47×3×2.7/5.7=-33.3

=49.47×2.7×3/5.7=37

②=-(44.97×2.7×4.8+87.09×5.4×2.1)/7.5=-91.83

=(44.97×4.8×2.7+87.09×2.1×5.4)=125.73

=-47.25×3×2.7/5.7=-31.81

=47.25×2.7×3/5.7=35.34

故豎向恆載作用下,待分配彎矩為:

ma5=70.21+19.34-16.81=72.74

ma4=91.83+19.34-28.8=82.37

ma3=ma2=91.83+19.34-56.64=54.53

ma1=91.83+19.34-17.28=93.89

mc5左=-(75.89+19.34)=-95.23

mc5右=(33.3+11.17)=44.47

mc4左=mc3左=mc2左=mc1左=-(125.73+19.34)=-145.07

mc4右=mc3右=mc2右=mc1右=(31.81+11.17)=42.98

md5=-(35.34+11.7+7)=-54.04

md4=md3=md2=md1=-(35.34+11.7+17.28)=-64.32

5.1.4活荷載作用下固端彎矩計算

①=-(5.27×2.7×4.8+4.68×5.4×2.1)/7.5=-7.81

=(5.27×4.8×2.7+4.68×2.1×5.4)=8.37

=-5.56×3×2.7/5.7=-3.74

=5.56×2.7×3/5.7=4.16

②=-(21.06×2.7×4.8+20.77×5.4×2.1)/7.5=-32.08

=(21.06×4.8×2.7+20.77×2.1×5.4)=35.71

=-22.23×3×2.7/5.7=-14.96

=22.23×2.7×3/5.7=16.63

③=-25.01×3×2.7/5.7=-16.84

=25.01×2.7×3/5.7=18.71

5.2 彎矩分配

由於結構基本對稱,在豎向荷載作用下的框架側移可忽略不計,其內力分析採用彎矩分配法,在豎向荷載作用下,樓面豎向荷載分別按恆載滿布置,活載滿跨布置,活載不利布置1,活載不利布置2計算。

恆荷載作用下kj-2梁內力計算(彎矩分配)(單位:knm)

活荷載滿布作用下kj-2梁內力計算(彎矩分配)(單位:knm)

第五章豎向荷載作用下內力計算

梁的固端彎矩依據以下公式 圖3 1計算簡圖 公式5 1 公式5 2 集中荷載偏心引起的固端彎矩構成節點不平衡彎矩公式5 3 因此,公式5 4 框架梁彎矩計算採用彎矩二次分配法,根據梁柱的相對剛度,可計算出各個節點的彎矩分配係數,式中ic ib分別是節點處柱和梁的線剛度。頂層 a柱節點處 b柱節點處 ...

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