豎向荷載下及框架內(nèi)力計算

1、.第五部分：豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算（橫向框架內(nèi)力計算）一、計算單元的選擇確定：取軸線橫向框架進行計算，如下圖所示：計算單元寬度為7.2m，由于房間內(nèi)布置有次梁（b×h=200mm×400mm），故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影所示。計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，所以在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。二、荷載計算：1、恒載作用下柱的內(nèi)力計算：恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：（1）、對于第6層，q1、q1，代表橫梁自重，為均布荷載形式。q1=0

2、.3×0.6×25=4.5 KN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5KN/mq2、和q2，分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=5.35×3.6=19.26 KN/mq2，=5.35×1.8=9.63 KN/mP1、P2分別由邊縱梁、中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括主梁自重、次梁自重、樓板重等重力荷載，計算如下：P1=（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×1.8/2 ×5.35+4.5×7.2+0.2×0.4×25×7.2

3、=132.95 KNP2=（3.6×2.4/2）×2+（2.4+7.2）×1.8/2+（2.7+3.6）×2×1.2/2 ×5.35+4.5×7.2+0.2×0.4×25×7.2=173.39 KN集中力矩M1=P1e1 =132.95×（0.65-0.3）/2 =23.27 KN·m M2=P2e2 =173.39×（0.65-0.3）/2 =30.34 KN·m（2）、對于2-5層， 包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其它荷載的計算方法同第6層。

4、q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46 KN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5KN/mq2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=3.95×3.6=14.22 KN/mq2，=3.95×1.8=7.11 KN/m外縱墻線密度 （7.2×3.0-1.8×2.1×2）×0.24×5.5+2×1.8×2.1×0.4/7.2=2.99 KN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×3.

5、95+（4.5+2.99）×7.2+0.2×0.4×25×7.2=130.28 KNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×3.95+8.46×7.2+0.15×0.3×25×7.2=167.13 KN集中力矩M1=P1e1 =130.28×（0.65-0.3）/2 =22.80 KN·m M2=P2e2 =167.13×（0.65-0.3）/2 =29.25 KN·m（3）、對于第1層，柱子為700mm×7

6、00mm，其余數(shù)據(jù)同2-5層，則q1=4.5+0.24×3.0×5.5=8.46 KN/mq1，=0.25×0.4×25=2.5KN/mq2、和q2，分別為樓面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載。q2=3.95×3.6=14.22 KN/mq2，=3.95×1.8=7.11 KN/m外縱墻線密度 （7.2×3.0-1.8×2.1×2）×0.24×5.5+2×1.8×2.1*0.4/7.2=2.99 KN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0

7、.9）×3.95+（4.5+2.99）×7.2+0.2×0.4×25×7.2=130.28 KNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×3.95+8.46×7.2+0.2×0.4×25×7.2=167.13 KN集中力矩M1=P1e1 =130.28×（0.70-0.3）/2 =26.06 KN·m M2=P2e2 =167.13×（0.70-0.3）/2 =33.43 KN·m2、活載作用下柱的內(nèi)力計算：

8、活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示： （1）、對于第6層，q2=2.0×3.6=7.2 KN/mq2，=2.0×1.8=3.6 KN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 KN集中力矩M1=P1e1 =34.56×（0.65-0.3）/2 =6.05 KN·m M2=P2e2 =49.68×（0.65-0.3）/2 =8.69 KN·m同理，在屋面雪

9、荷載的作用下：q2=0.2×3.6=0.72 KN/mq2，=0.2×1.8=0.36 KN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×0.2=3.456 KNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×0.2=4.968 KN集中力矩M1=P1e1 =3.456×（0.65-0.3）/2 =0.605 KN·m M2=P2e2 =4.968×（0.65-0.3）/2 =0.869 KN·m（2）、對于第2-5層，q2=2.0×3.6=7.

10、2 KN/mq2，=2.0×1.8=3.6 KN/mP1=（3.6×2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 KN集中力矩M1=P1e1 =34.56*（0.65-0.3）/2 =6.05 KN·m M2=P2e2 =49.68*（0.65-0.3）/2 =8.69 KN·m （3）、對于第1層， q2=2.0×3.6=7.2 KN/mq2，=2.0×1.8=3.6 KN/mP1=（3.6&

11、#215;2.4+9.6×0.9）×2.0=34.56 KNP2=（3.6×2.4+9.6×0.9+6.3×1.2）×2.0=49.68 KN集中力矩M1=P1e1 =34.56×（0.70-0.3）/2 =6.91 KN·m M2=P2e2 =49.68×（0.70-0.3）/2 =9.94 KN·m將計算結(jié)果匯總?cè)缦聝杀恚簷M向框架恒載匯總表層次q1（KN/m）q1，（KN/m）q2（KN/m）q2，（KN/m）P1（KN）P2（KN）M1（KN·m）M2（KN·m）64.

12、52.519.269.63132.95173.3923.2730.342-58.462.514.227.11130.28167.1322.8029.2518.462.514.227.11130.28167.1326.0633.43橫向框架活載匯總表層次q2（KN/m）q2，（KN/m）P1（KN）P2（KN）M1（KN·m）M2（KN·m）67.2（0.72）3.6（0.36）34.56（3.456）49.68（4.968）6.05（0.605）8.69（0.869）2-57.23.634.5649.686.058.6917.23.634.5649.686.919.94注：

13、表中括號內(nèi)數(shù)值對應(yīng)于屋面雪荷載作用情況。3、恒荷載作用下梁的內(nèi)力計算： 恒荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：等效于均布荷載與梯形、三角形荷載的疊加。=a/l=2.4/7.2=1/3（1）、對于第6層， -MAB=q1l21/12+q2l21（1-22+3） =4.5×7.22/12+19.26×7.22×1-2×（1/3）2+（1/3）3/12 =87.24 （KN*m） -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =2.5×2.42/12+5×9.63*2.42/96 =4.09 （KN·m）（2）、對于

14、第1-5層， -MAB=q1l21/12+q2l21（1-22+3） =8.46×7.22/12+14.22×7.22×1-2×（1/3）2+（1/3）3/12 =86.60 （KN·m） -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =2.5×2.42/12+5×7.11×2.42/96 =3.33 （KN·m）4、活荷載作用下梁的內(nèi)力計算： 活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如下圖所示：對于第1-6層， -MAB=q2l21（1-22+3） =7.2×7.22×1-2

15、5;（1/3）2+（1/3）3/12 =25.34 （KN·m） -MBC= 5q2，l22/96 =5×3.6×2.42/96 =1.08 （KN·m）三、內(nèi)力計算：梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算，由于結(jié)構(gòu)和荷載均對稱，故計算時可用半框架，彎矩計算如下圖所示：四、梁端剪力和柱軸力的計算：1、恒載作用下：例：第6層：荷載引起的剪力：VA=VB=（19.26×4.8+4.5×7.2）/2 =62.42 KN VB=VC=（9.63×1.2+2.5×2.4）/2 =8.78 KN本方案中，彎矩引起的剪力很小，可忽

16、略不計。A柱： N頂=132.95+62.42=195.37 KN 柱重：0.65×0.65×3.6×25=38.02 KN N底= N頂+38.02=233.39 KNB柱： N頂=173.39+64.42+8.78=246.59 KN恒載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起的剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN頂N底N頂N底662.428.78195.37233.39246.59284.61564.587.27428.25466.27523.59561.61464.587.27661.13699.15800.59838.61364.587.27894.01932.031077.591115.61264.587.271126.891164.911354.591392.61164.587.271359.771397.791631.591669.612、活載作用下：例：第6層：荷載引起的剪力：AB跨：VA=VB=7.2×4.8/2=17.28 KN BC跨：VB=VC=3.6×1.2/2=2.16