框架结构课程设计计算书 - 图文

2.4内力计算

1. 恒荷载作用下的内力计算

恒载和楼面活载(竖向荷载)作用下的内力计算采用分层法。这里以框架恒载中间层为例说明分层法的计算过程,其他层(顶层、底层)仅给出计算结果。

由图3-1取出任一层进行分析,结构计算简图如图4-1所示。图4-1柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。

图中梁上分布荷载由梯形(及矩形和三角形)两部分组成,在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算,也可根据固端弯矩相等的原则, 先将梯形分布荷载和三角形分布荷载,化为等效均布荷载,等效均布荷载的计算公式如图4-2所示。

图4-1 恒载荷载作用下结构计算简图

图4-2 荷载的等效图

??l012l02

,q?5p(三角形) 8因此图不太规则,不能完全等效,故采用结构力学求解器,求得杆端的弯矩为

MAB??276.86kN?m MBA?371.29kN?m

MBc??300.59kN?m

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McB?261.87kN?m

弯矩分配法计算过程如图4-3所示,计算所得结构弯矩图见图4-4。同样可用分层法求得顶层及底层的弯矩图。

图4-3 弯矩分配法计算过程

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图4-4 标准层单层结构弯矩图

将各层分层法求得的弯矩图叠加,可得整个框架结构在恒载作用下

的弯矩图。很显然,叠加后框架内各节点弯矩并不一定能达到平衡,这是由于分层法计算的误差所造成的。为提高精度,可将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正,修正后竖向荷载作用下整个结构弯矩图如图4-5所示。并进而可求得框架各梁柱的剪力和轴力如图4-6和图4-7。 必须注意,在求得图4-5所示结构的梁端支座弯矩后,如欲求梁跨中弯矩,则需根据求得的支座弯矩和各跨的实际荷载分布按平衡条件计算,而不能按等效分布荷载计算。

考虑梁端弯矩调幅,并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值,以备内力组合时用,可适当求出。

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图4-5恒载弯矩计算结果(单位:kN?m)

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