剪力包络图
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四、次梁计算b=200mm,h=450mm。
次梁按塑性内力重分布方法计算,截面尺寸及计算简图见图14-40。
图14-40 次梁的计算简图1.荷载计算由板传来恒载 3.97×2.6m=10.32次梁自重25×0.2m×(0.45-0.08)m=1.85次梁抹灰17×0.02m×(0.45-0.08)m×2=0.25恒载标准值=12.42活载标准值=5×2.6m=13荷载计算值p=1.2×12.42+1.3×13=31.82.内力计算计算跨度主梁b×h=300mm×800mm边跨净跨=5900-120-150=5630mm计算跨度=5630+=5755mm中间跨净跨=6000-300=5700mm计算跨度==5700mm跨度差(5755-5700)/5700=0.96%<10%故次梁可按等跨连续梁计算。
次梁的弯矩计算截面位置弯矩系数M=(kN·m)边跨跨中×31.8×=95.75B支座--×31.8×=-95.75 中间跨跨中×31.8×=64.57中间C支座--×31.8×=-64.57次梁的剪力计算截面位置剪力系数V=(kN)边支座A 0.4 0.4×31.8×5.63=71.6B支座(左)0.6 0.6×31.8×5.63=107.4B支座(右)0.5 0.5×31.8×5.7=90.63中间C支座0.5 0.4×31.8×5.7=90.63 3.配筋计算正截面承载力计算次梁跨中截面按T形截面计算,其翼缘宽度为边跨? =×5755=1918mm<b+=2600mm中跨? =×5700=1900< b+=2600mmh=450mm,=450-35=415mm=80mm(-)=11.9×1900×80(415-)= 678kN·m>95.75kN·m 故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算。
简支梁的内力包络图和绝对最大弯矩1)简支梁的内力包络图在设计承受移动荷载的结构时,通常需要求出结构中所有截面的最大、最小内力,连接各截面的最大、最小内力的图形称为内力包络图。
内力包络图反映了结构承受移动荷载作用时,所有截面内力的极值,是结构设计的重要依据,在吊车梁、楼盖的连续梁和桥梁的设计中都要用到。
下面以一实例来说明简支梁的弯矩包络图和剪力包络图的绘制方法。
如图17.20(a)所示为一跨度为12m的吊车梁,承受图中所示的吊车荷载作用。
首先将梁沿其轴线分为若干等分,本例分为十等分。
然后利用影响线逐一求出各等分截面上的最大弯矩和最小弯矩。
其中最小弯矩是梁在恒载作用下各个截面的弯矩。
对于吊车梁来讲,恒载所引起的弯矩比活载所引起的弯矩要小得多,设计中通常将它略去。
因此,本例只考虑活载即移动荷载所引起的弯矩,那么各截面的最小弯矩均为零。
最后根据计算结果,将各截面的最大弯矩以相同的比例画出,并用光滑曲线相连,即得到弯矩包络图,如图17.20(b)所示。
图17.20同理,可求出梁上所有截面的最大和最小剪力,画出剪力包络图,如图17.20(c)所示。
由于每个截面都会产生最大剪力和最小剪力,因此剪力包络图有两条曲线。
由上可以看出,内力包络图是针对某种移动荷载而言的,同一结构在不同的移动荷载作用下,其内力包络图也不相同。
2)简支梁的绝对最大弯矩由前面的讲述我们知道,简支梁的弯矩包络图反映了所有截面弯矩的最大值,其中的最大竖标值是所有截面最大弯矩中的最大值,称为绝对最大弯矩,用Mmax表示。
绝对最大弯矩无疑是考虑移动荷载作用时结构分析、设计的重要依据。
可以通过作出弯矩包络图来得到绝对最大弯矩,但这种方法计算量大,而且精度也不高,因此一般不采用此方法来计算绝对最大弯矩。
下面介绍一种较为简便的方法。
由于简支梁在移动荷载作用下,其上任一截面都有最大弯矩,其值可以通过确定该截面弯矩的最不利荷载位置,并计算该荷载位置时的弯矩而得到。
项目名称_____________ 日期_____________设计者_____________校对者_____________ 一、几何数据及计算参数支座形式:左端:简支右端:简支连续梁结构信息:材料弹性模量(N/mm2) :E = 206000.0二、荷载数据1.工况1(恒载)三、内力计算结果1.弯矩包络图2.剪力包络图跨序号跨度(mm) 截面惯性矩(×106mm4)第1 跨3671.0 16.7第2 跨3671.0 16.7第3 跨3160.0 16.7第4 跨3671.0 16.7第5 跨3671.0 16.73.截面内力正弯矩最大值(kN-m): 负弯矩最大值(kN-m): 剪力最大值(kN):挠度最大值(mm): 11.82 - 14.39- 18.88 2.62位置(m):1.358 位置(m):3.671 位置(m):3.273 位置(m):1.597正弯矩最大值(kN-m): 负弯矩最大值(kN-m): 剪力最大值(kN): 挠度最大值(mm):6.20 - 14.39 - 16.95 1.07 位置(m):2.313位置(m):0.000 位置(m):3.273 位置(m):1.848正弯矩最大值(kN-m): 负弯矩最大值(kN-m): 剪力最大值(kN):挠度最大值(mm): 4.71 -8.9214.77 0.56位置(m):1.580位置(m):0.000位置(m):0.000 位置(m):1.580第四跨 1 2 345 6 7 正弯矩(kN-m) 0.000.005.04 5.26 2.62 0.00 0.00 负弯矩(kN-m) -8.92 -0.29 0.00 0.00 0.00 -5. 13 - 14.39 正剪力(kN) 16.95 8.72 8.72 0.00 0.00 0.00 0.00 负剪力(kN) 0.00 0.00 0.00 - 1.98 - 12.67 - 12.67 - 16.45挠度(mm) 0.000.400.85 1.070.830.310.00第三跨 1 2 345 6 7 正弯矩(kN-m) 0.000.001.27 4.71 1.27 0.000.00负弯矩(kN-m) -8.92 -2. 18 0.00 0.00 0.00 -2. 18 -8.92 正剪力(kN) 14.77 6.54 6.54 0.000.000.00 0.00负剪力(kN) 0.00 0.00 0.00 -6.54 -6.54 -6.54 - 14.77 挠度(mm) 0.000.160.42 0.56 0.42 0.16 0.00第二跨 1 2 3 456 7 正弯矩(kN-m) 0.00 0.002.625.26 5.04 0.000.00负弯矩(kN-m) - 14.39 -5. 13 0.000.00 0.00-0.29 -8.92 正剪力(kN) 16.45 12.67 12.67 1.98 0.000.00 0.00负剪力(kN) 0.000.00 0.00 0.00 -8.72 -8.72 - 16.95 挠度(mm) 0.000.310.831.07 0.85 0.40 0.00第一跨 1 234 5 6 7 正弯矩(kN-m) 0.00 7.14 10.99 9.72 5.60 0.00 0.00 负弯矩(kN-m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -3.64 - 14.39 正剪力(kN) 14.52 6.29 6.290.00 0.00 0.00 0.00 负剪力(kN) 0.00 0.00 0.00 -4.41 - 15. 10 - 15. 10 - 18.88挠度(mm) 0.001.502.452.551.870.790.00正弯矩最大值(kN-m):负弯矩最大值(kN-m):剪力最大值(kN):挠度最大值(mm):6.20- 14.3916.951.07位置(m):1.358位置(m):3.671位置(m):0.000位置(m):1.823正弯矩最大值(kN-m):负弯矩最大值(kN-m):剪力最大值(kN):挠度最大值(mm):11.82- 14.3918.882.62位置(m):2.313位置(m):0.000位置(m):0.000位置(m):2.074第五跨 1 2 3 4 5 6 7正弯矩(kN-m) 0.00 0.00 5.60 9.72 10.99 7.14 0.00 负弯矩(kN-m) - 14.39 -3.64 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.00 正剪力(kN) 18.88 15.10 15.10 4.41 0.00 0.00 0.00 负剪力(kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 -6.29 -6.29 - 14.52 挠度(mm) 0.00 0.79 1.87 2.55 2.45 1.50 0.00。
四、次梁计算
3.97×2.6m=10.32
25×0.2m×( 1.85
17×0.02m×(0.25
恒载标准值=12.42
活载标准值=5×2.6m=13
荷载计算值p=1.2×12.42+1.3×13=31.8
2.内力计算
计算跨度
主梁b×h=300mm×800mm
边跨净跨=5900-120-150=5630mm
计算跨度=5630+=5755mm
中间跨净跨=6000-300=5700mm
计算跨度==5700mm
跨度差(5755-5700)/5700=0.96%<10%
故次梁可按等跨连续梁计算。
次梁的弯矩计算
截面位置弯矩系数
M=(kN·m)
边跨跨中
×31.8×=95.75
B支座
--×31.8×=-95.75 中间跨
跨中×31.8×=64.57
中间C支座
--×31.8×=-64.57
次梁的剪力计算
截面位置剪力系数
V=(kN)边支座A 0.4 0.4×31.8×5.63=71.6
B支座(左)0.6 0.6×31.8×5.63=107.4
B支座(右)0.5 0.5×31.8×5.7=90.63
中间C支座0.5 0.4×31.8×5.7=90.63 3.配筋计算
正截面承载力计算
次梁跨中截面按T形截面计算,其翼缘宽度为
边跨? =×5755=1918mm<b+=2600mm
中跨? =×5700=1900< b+=2600mm
h=450mm,=450-35=415mm
=80mm
(-)=11.9×1900×80(415-)= 678kN·m>95.75kN·m
故次梁跨中截面均按第一类T形截面计算。
次梁支座截面按矩形截面计算? b=200mm
=11.9N/,=300N/
截
面
位
置
M
(kN·m)(mm)①
=1-
=
①()
实配钢筋
边
跨
中
95.75 1918 0.025 0.025 782
416,
804 B支
座
-95.75 200 0.234 0.271 892
216+28,
911中
间
跨
中
64.57 1900 0.017 0.017 532
3,
603
C支
座
-64.57 200 0.158 0.173 570
216+2
12,628
其中? 均小于0.35,符合塑性内力重分布的条件
==0.67%>=0.2%及45=45=0.19%
斜截面受剪承载力计算
B=200mm,=415mm,=11.9N/,=1.27 N/,=210 N/,/b=2.075<4,0.25=0.25×11.9×200×415=247kN>V,截面合适。
0.7=0.7×1.27×200×415=73.6kN
截面位置V(kN)实配钢箍
边支座A 71.6 6@150,73.8+41.1=114.9 6@150
B支座(左)107.4 6@150,73.8+41.1=114.9 6@150
B支座(右)90.63 6@190,73.8+32.5=106.3 6@190
C支座90.63 6@190,73.8+32.5=106.3 6@190
===0.149%>=0.24=0.24×=0.145%
为200mm,为6mm。
满足构造要求、
次梁钢筋布置图见图14-41。
主梁按线刚度=
??? =∴=
边跨净跨
计算跨度
中间跨净跨
计算跨度
,故按等跨连续梁计算,由附表12-12查得内力系数k 见下表。
项次
荷载简图 弯 矩(kN·m) 剪 力(kN )
边跨跨中 B 支座 中间跨跨中 A 支座 B 支座
①
0.244 0.155 -0.267 0.067
0.067
0.733 -1.267 1.000
203.72 129.41 -222.92 55.94
55.94 78.46 -135.62 107.04
②
0.289 0.244 -0.133 -0.133 -0.133 0.866 -1.134 0
222.58 192.98 -105.19 -105.19 -105.19 87.81 -114.99 9
③
-0.044 -0.089 -0.133 0.200
0.200 -0.133 -0.133 1.000
-34.8 -69.6 -105.19 158.18 158.18 -13.49 -13.49 101.4
④
0.229 0.125 -0.311 0.096
0.170 0.689 -1.311 1.222
181.12 98.87 -245.98 75.93
134.46 69.86 -132.93 123.91
⑤
-0.030 -0.059 -0.089 0.170
0.096 -0.089 -0.089 0.778
-23.73 -46.66 -70.39 134.46 75.93
-9.02 -9.02 78.89
内力不
利组
合
①+② 432.3 322.4 -328.1 -49.25 -49.25 166.3 -250.6 107.04
①+③ 168.9 59.81 -328.1 214.1 214.1 64.97 -149.1 208.4
①+④ 384.8 228.3 -468.9 131.9 190.4 148.3 -268.6 230.95
①+⑤ 179.99 82.75 -293.3 190.4 131.9 69.44 -144.6 185.9
3.内力包络图
主梁内力包络图见图14-43。
图14-43 主梁内力包络图
4.配筋计算
正截面承载力计算
主梁跨中截面按T 形截面计算,其翼缘宽度为
>432.3kN·m
∴主梁跨中截面均按第一类T形截面计算。
主梁支座截面按矩形截面计算b=300mm,=800-80=720mm
B支座边M=468.9-0.2×230.95=422.71kN·m。
=11.9,=300
截
面
位
置
M(kN·m)(mm)
(或b)
(mm)
=
=1-
=
实配
钢筋
边
跨
中
432.3 2600 760 0.024 0.024 1881
522,
1900
B
支
座
-422.71 300 720 0.228 0.262 2245
3
22+218
+220?
2277
中
间
支
座 214.1
2600 760 0.012 0.012 941 418+,1017 -49.25
300 745 0.025 0.025 221 220,628
均小于
==0.262%>=0.2%
斜截面受剪承载力计算
b =300mm ,=720mm ,=11.9,=1.27 ,=210 0.25×11.9×300×720=642.6kN>V
∴截面合适
0.7b =0.7×1.27×300×720=192kN
截面位置 V (kN )
=0.7b +1.25 实配钢筋
A 支座 166.3 8@230,199+85.5=284.5>V 8@230
B 支座(左) 268.6 8@230,192+82.7=274.7>V 8@230
B 支座(右) 230.96 8@230,192+82.7=274.7>V 8@230
为250,为6mm ,用6@250
==
改用8@230,
用箍筋,双枝8,=2×50.3=100.6,=210
,取
如用吊筋,=300
个8218
450>/2
<
全部大于,故应从该钢筋强度的充分利用点外伸,及以该钢筋的理论断点
外伸不小于且不小于
对22 取
对20 取
对18 取
③跨中正弯矩钢筋伸入支座长度应≥12d
对22 12×22=
对16 12×16=
,构造要求负弯矩钢筋面积≥跨中钢筋,212+122
=614>×1900=475,要求伸入支座边=,12,=33×12=10022,=33×22=。