12.4多层框架结构在竖向荷载下的内力计算方法解析

框架结构在竖向荷载作用下的内力计算
框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法.
在进行竖向荷载作用下的内力分析时,可假定：（1）作用在某一层框架梁上的竖向荷载对其他楼层的框架梁的影响不计,而仅在本楼层的框架梁以及与本层框架梁相连的框架柱产生弯矩和剪力.（2）在竖向荷载作用下,不考虑框架的侧移.
计算过程可如下：
（1）分层：分层框架柱子的上下端均假定为固定端支承,
（2）计算各个独立刚架单元：用弯矩分配法或迭代法进行计算各个独立刚架单元.而分层计算所得的各层梁的内力,即为原框架结构中相应层次的梁的内力.
（3）叠加：在求得各独立刚架中的结构内力以后,则可将相邻两个独立刚架中同层同柱号的柱内力叠加,作为原框架结构中柱的内力.
叠加后为原框架的近似弯距图,由于框架柱节点处的弯矩为柱上下两层之和因此叠加后的弯距图,在框架节点处常常不平衡.这是由于分层计算单元与实际结构不符所带来的误差.若欲提高精度,可对节点,特别是边节点不平衡弯矩再作一次分配,予以修正.。

第6章竖向荷载作用下内力计算§6.1 框架结构的荷载计算§6.1.1.板传荷载计算计算单元见下图所示：因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。

图6-1 框架结构计算单元图6-2 框架结构计算单元等效荷载一.B ～C, (D ～E)轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：2226.09KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=17.128KN/m ⨯⨯+⨯活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ⨯⨯⨯+⨯楼面板传荷载：恒载：2223.83KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m ⨯⨯⨯+⨯活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ⨯⨯⨯+⨯梁自重：3.95KN/mB ～C, (D ～E)轴间框架梁均布荷载为：屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m活载＝板传荷载＝5.625 KN/m楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m活载＝板传荷载＝5.625 KN/m二. C ～D 轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：26.09KN/m 1.2m 5/82=9.135KN/m ⨯⨯⨯活载：22.0KN/m 1.5m 5/82=3KN/m ⨯⨯⨯楼面板传荷载：恒载：23.83KN/m 1.25/82=5.745KN/m ⨯⨯⨯活载：22.0KN/m 1.2m 5/82=3.75KN/m ⨯⨯⨯梁自重：3.95KN/mC ～D 轴间框架梁均布荷载为：屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载＝2.349 KN/m+9.135 KN/m=11.484 KN/m活载＝板传荷载＝3 KN/m楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载＝2.349 KN/m+5.745KN/m=8.09KN/m活载＝板传荷载＝3.75 KN/m三.B 轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高900㎜,100㎜的混凝土压顶）330.240.918/25/0.10.24m m kn m KN m m m ⨯⨯+⨯⨯+()1.220.240.5 5.806/m m m KN m ⨯+⨯=顶层柱恒载＝女儿墙＋梁自重＋板传荷载＝5.806/6 3.975/(60.6)KN m KN m m m ⨯+⨯-⨯()()2212 1.5/6 1.5/66/42 6.09/ 1.55/832123.247KN m m KN ⎡⎤-⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎣⎦顶层柱活载＝板传荷载＝()()222.0/ 1.512 1.5/6 1.5/66/42KN m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯⨯+⎣⎦2.0/ 1.55/83219.688KN m m KN ⨯⨯⨯⨯=标准层柱恒载＝墙自重＋梁自重＋板荷载=7.794/(60.6) 3.975/(60.6) 3.83/ 1.55/832KN m KN m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯(2.332311.52)61/42 2.3325/61/42KN m ++⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+()()223.83 1.512 1.5/6 1.5/66/42124.172m m KN ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯⨯=⎣⎦标准层柱活载＝板传荷载＝()()222.0 1.512 1.5/6 1.5/63 2.0 1.55/83219.688m m m m KN ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯=⎣⎦基础顶面荷载＝底层外纵墙自重＋基础自重＝9.738/(60.6) 2.5/(60.6)16.085KN m m m KN m m m KN ⨯-+⨯-=四.C 柱纵向集中力计算：顶层柱荷载＝梁自重＋板传梁荷载＝3.975/(90.9) 2.349/(1.20.3) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯ 6.09/ 1.25/8 1.22(2.3323/11.52/)61/42KN m m KN m KN m m +⨯⨯⨯⨯++⨯⨯⨯154.318KN =顶层柱活载=板传荷载＝()()222.0 1.512 1.5/6 1.5/63m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⎣⎦()()222.0 1.212 1.2/6 1.2/63 2.0 1.2m m m m ⎡⎤⨯⨯-⨯+⨯+⨯⎣⎦5/8 1.22 2.0 1.55/83239.272m m KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=标准柱恒载=墙＋梁自重＋板传荷载＝11.52/(30.6)15.12/(30.6)15.12/(30.6)KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯-+2.349/(1.20.3)3.975/(60.6) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ⨯-+⨯-+⨯⨯⨯⨯+26.09/61/21/2 2.67/ 2.4/26 3.83/36200.173KN m m KN m m KN m m m KN ⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=标准层活载＝板传荷载＝222.0/36 2.5/ 1.2654KN m m m KN m m m KN ⨯⨯+⨯⨯=基础顶面恒载=底层外纵墙自重＋基础自重9.738/(60.6) 2.5/(60.6)66.085KN m m m KN m m m KN ⨯-+⨯-=（3）.框架柱自重：柱自重： 底层：1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×4.55m=49.14KN其余柱：1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×3.6m=38.88KN§6.2恒荷载作用下框架的内力§6.2.1.恒荷载作用下框架的弯矩计算一.恒荷载作用下框架可按下面公式求得：21/12ab M ql =- (61)-21/12ba M ql = (62)-故：2771/1221.03663.09.B C M KN m =-⨯⨯=-7763.09.C B M KN m =2771/1211.4846 5.512.C D M KN m =-⨯⨯=-77 5.512.C D M KN m =2661/1214.747644.241.B C M KN m =-⨯⨯=-6644.241.C B M KN m =2661/128.096 3.883.C D M KN m =-⨯⨯=-66 3.883.D C M KN m =恒荷载作用下框架的受荷简图如图6-3所示:图6-3竖向受荷总图：注：1.图中各值的单位为KN2.图中数值均为标准值3.图中括号数值为活荷载图6-4：恒载作用下的受荷简图(2).根据梁，柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数ij μ:/()ij c b i i i μ=∑+∑ (63)-分配系数如图6－5 , 图6－6所示：图6-5 B 柱弯矩各层分配系数简图B 柱：底层：0.801/(0.8010.609 1.0)0.332i ++=下柱＝1.0/(0.8010.609 1.0)0.415i ++=上柱＝0.609/(0.8010.609 1.0)0.253i ++=左梁＝标准层： 1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=上柱＝1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=下柱＝0.609/(0.609 1.0 1.0)0.234i ++=左梁＝顶层： 1.0/(0.609 1.0)0.622i +=下柱＝0.609/(0.609 1.0)0.622i +=左梁＝图6－6 C 柱弯矩各层分配系数简图C 柱： 0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.232i +++=右梁＝1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.382i +++=上柱＝ 0.801/(0.609 1.00.2110.801)0.306i +++=下柱＝0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.081i +++=左梁＝标准层： 1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=下柱＝1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=上柱＝0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.216i +++=右梁＝0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.074i +++=左梁＝顶层： 1.0/(0.609 1.00.211)0.549i ++=下柱＝0.211/(0.609 1.00.211)0.116i ++=左梁＝0.609/(0.609 1.00.211)0.335i ++=右梁＝三.恒荷载作用下的弯矩剪力计算，根据简图（6－4）梁：A M 0∑= 21/2.0A B B M M ql Q l ---=/1/2B A B Q M M l ql =--B M 0∑= 21/2.0A B A M M ql Q l -+-=/1/2A A B Q M M l ql =-+ （6－4）柱：C M 0∑= .0C D D M M Q h ---=()/D C D Q M M h =-+D M 0∑= .0C D C M M Q h ---=()/C C D Q M M h =-+ （6－5）四.恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算，包括连梁传来的荷载及柱自重.7123.24721.1036/2186.556N KN =+⨯=67124.17214.7476/238.88393.849N N KN =++⨯+=56124.17214.7476/238.88601.142N N KN =++⨯+=45124.17214.7476/238.88808.435N N KN =++⨯+=34124.17214.7476/238.881015.728N N KN =++⨯+=23124.17214.7476/238.881223.021N N KN =++⨯+=12124.17214.7476/238.881382.487N N KN =++⨯+=恒荷载作用下的中跨框架的轴力计算：7154.31811.484 2.4/2168.099N KN =+⨯=67200.1738.09 2.4/238.88416.88N N KN =++⨯+=56200.1738.09 2.4/238.88665.621N N KN =++⨯+=45200.1738.09 2.4/238.88808.435N N KN =++⨯+=34200.1738.09 2.4/238.881015.728N N KN =++⨯+=23200.1738.09 2.4/238.881223.021N N KN =++⨯+=12200.1738.09 2.4/238.881382.487N N KN=++⨯+=图6－5 恒荷载作用下的计算简图五.弯矩分配及传递弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。

土木建筑工程基础知识单选题100道及答案解析1. 以下哪种材料不属于土木工程常用的建筑材料？（）A. 钢材B. 木材C. 塑料D. 水泥答案：C解析：塑料在土木工程中较少作为主要的建筑材料使用，钢材、木材和水泥是常用的建筑材料。

2. 混凝土的强度主要取决于（）。

A. 水泥用量B. 水灰比C. 骨料强度D. 砂率答案：B解析：水灰比是影响混凝土强度的关键因素，水灰比越小，混凝土强度越高。

3. 建筑物的基础埋深一般不小于（）。

A. 0.5mB. 1.0mC. 1.5mD. 2.0m答案：A解析：基础埋深一般不小于0.5m，以保证基础的稳定性和安全性。

4. 以下哪种结构体系适用于高层建筑？（）A. 砖混结构B. 框架结构C. 剪力墙结构D. 砖木结构答案：C解析：剪力墙结构具有较好的抗侧力性能，适用于高层建筑。

5. 钢结构中最常用的连接方式是（）。

A. 焊接B. 螺栓连接C. 铆钉连接D. 榫接答案：A解析：焊接是钢结构中最常用、最可靠的连接方式。

6. 建筑工程中，用于测量角度的仪器是（）。

A. 水准仪B. 经纬仪C. 全站仪D. 测距仪答案：B解析：经纬仪主要用于测量角度。

7. 砌体结构中，设置圈梁的主要作用是（）。

A. 提高墙体的承载能力B. 增强房屋的整体性C. 美观D. 便于施工答案：B解析：圈梁可以增强房屋的整体性和空间刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。

8. 建筑平面图中，外部尺寸一般标注三道，最外一道尺寸标注的是（）。

A. 总尺寸B. 轴线尺寸C. 细部尺寸D. 门窗尺寸答案：A解析：最外一道尺寸表示建筑物的总长、总宽，即总尺寸。

9. 屋面防水等级为Ⅰ级时，防水层的合理使用年限为（）。

A. 5 年B. 10 年C. 15 年D. 25 年答案：D解析：屋面防水等级为Ⅰ级时，防水层合理使用年限为25 年。

10. 以下哪种基础形式属于浅基础？（）A. 桩基础B. 沉井基础C. 独立基础D. 地下连续墙基础解析：独立基础属于浅基础，桩基础、沉井基础和地下连续墙基础属于深基础。

4_竖向荷载作用下框架内力计算在结构设计过程中，框架结构是一种常见的结构形式。

在实际工程中，框架结构会受到各种荷载的作用。

竖向荷载是一种重要的荷载形式，常见的竖向荷载包括自重、活荷载和附加荷载等。

在框架结构内力计算中，需要首先确定结构的几何特征，包括框架的截面形状、材料参数和受力情况等。

然后根据几何特征和力学原理，分析结构的受力平衡和变形情况，最终得到内力的计算结果。

下面将以一个简单的框架结构为例，介绍竖向荷载作用下框架内力计算的基本步骤。

1.框架结构的受力分析首先，需要绘制框架的受力图。

在竖向荷载作用下，框架的受力主要包括竖向荷载的作用力、支座反力和框架内部的轴力、剪力和弯矩等。

通过受力分析，可以将框架结构简化为若干个矩形梁和柱，以便进行进一步的计算。

2.框架结构的力学模型化将框架结构进行力学模型化，即将结构划分为若干个杆件和节点，并确定节点的受力情况。

杆件的长度、截面形状和材料参数等需要根据实际情况进行设定，以便计算杆件的受力。

3.杆件的受力计算根据竖向荷载作用下杆件的受力平衡和变形情况，可以得到杆件的轴力、剪力和弯矩等。

对于轴力，可以利用静力平衡原理进行计算。

对于剪力和弯矩，可以根据杆件的受力分布和形状进行计算，常用的方法包括截面法和弯矩传递法等。

4.框架结构的内力计算根据杆件的受力计算结果，可以得到框架结构内各个节点的内力情况。

根据节点的受力平衡条件，可以计算出节点上的轴力、剪力和弯矩等。

此外，还需要考虑支座反力的作用，以及与其他荷载（如横向荷载）的叠加效应。

5.内力的承载能力和设计校核根据内力计算结果，可以对框架结构的承载能力进行评估和校核。

根据设计规范和材料参数，结合强度和稳定性要求，进行构件的截面尺寸校核。

如果结构的承载能力满足要求，则结构设计合理；否则，需要进行后续的调整和优化。

总的来说，竖向荷载作用下框架内力计算是结构设计中的重要环节。

通过合理的受力分析和计算，能够得到准确的内力计算结果，从而为结构设计和施工提供科学的依据。

框架结构竖向荷载作用下的内力计算框架结构是由梁柱等构件组成的，在受到竖向荷载作用下，会引起构件内力的产生。

了解框架结构竖向荷载作用下的内力计算对于结构的设计和分析非常重要。

下面将详细介绍框架结构竖向荷载作用下的内力计算方法。

首先，通过建立结构模型来描述框架结构。

结构模型中包括构件、节点和连接关系。

构件可以是梁或柱，节点是构件之间的连接点，连接关系表示构件之间的刚性约束。

在竖向荷载作用下，框架结构的内力主要有两种情况：梁内力和柱内力。

1.梁内力计算：在竖向荷载作用下，梁会产生弯矩和剪力。

根据梁的基本理论，可以得出计算弯矩和剪力的公式。

-弯矩计算：弯矩是由竖向荷载作用在梁上引起的。

根据弯矩的定义，弯矩M等于施加在梁上的力乘以力臂。

当梁需要承受重力荷载时，弯矩的计算公式为M=w*l^2/8，其中w为荷载大小，l为梁的跨度。

-剪力计算：剪力是由竖向荷载作用在梁上引起的。

根据剪力的定义，剪力V等于施加在梁上的力。

当梁需要承受重力荷载时，剪力的计算公式为V=w*l/2，其中w为荷载大小，l为梁的跨度。

2.柱内力计算：在竖向荷载作用下，柱会产生压力和拉力。

根据柱的基本理论，可以得出计算压力和拉力的公式。

-压力计算：压力是由竖向荷载作用在柱上引起的。

根据力学平衡原理，压力P等于施加在柱上的荷载之和。

当柱需要承受多个重力荷载时，压力的计算公式为P=∑w，其中w为荷载大小。

-拉力计算：拉力是由竖向荷载作用在柱上引起的。

和压力类似，拉力T等于施加在柱上的荷载之和。

在实际计算过程中，需要考虑梁和柱的截面形状和材料性质，以及节点和连接部位的刚性约束等因素。

同时，还需要考虑结构的整体平衡条件和节点处的力的平衡条件。

在计算过程中，可以使用静力平衡原理和弹性力学理论来进行分析。

通过平衡方程和应变-位移关系等基本原理，可以建立结构方程组，并通过求解方程组得到内力的值。

总结起来，框架结构竖向荷载作用下的内力计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素和使用多种方法。

混凝土习题集—12—多层框架结构一、填空题：1、常用的多、高层建筑结构体系、、、、几种类型。

2、框架结构是由、组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。

3、框架的结构按施工方法的不同，可分为、、三种类型。

4、框架结构中，梁的截面惯性矩Ib应根据梁与板的连接方式而定。

对于现浇整体式框架梁，中框架梁；边框架梁5、框架结构中，梁的截面惯性矩Ib应根据梁与板的连接方式而定：对于装配整体式框架梁，中框架梁；边框架梁6、框架梁、柱的线刚度计算公式分别为：、7、多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有：、、8、弯矩二次分配法的三大要素是：、、9、多层框架在水平荷载作用下内力的计算方法有、两种。

10、框架结构在水平荷载作用下，其侧移由、两部分变形组成。

二、判断题：1、框架结构中，梁的截面惯性矩Ib应根据梁与板的连接方式而定（）。

2、框架结构布置原则中，尽可能增加开间、进深的类型，以使结构布置更趋于灵活机动合理。

（）3、弯矩二次分配法适用于层数较少竖向对称荷载作用的情况（）。

4、弯矩二次分配法，各杆件的传递系数为1（）。

35、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时，要对线刚度和弯矩传递系数进行调整如下：将各柱乘调整系数0.9折减系数；弯矩传递系数改取为1/3。

（）。

6、分层法适用于节点梁柱线刚度比大于或等于4，结构与竖向荷载沿高度分布比较均匀的多层、高层框架的内力计算。

（）。

7、一般多层框架房屋，其侧移主要是由梁、柱弯曲变形所引起的。

柱的轴向变形所159引起的侧移值甚微，可忽略不计。

因此，多层框的侧移只需考虑梁、柱的弯曲变形，可用D值法计算。

（）三、选择题：1、地震区的承重框架布置方式宜采用（）框架。

A纵向承重B横向承重和纵横向承重C横向承重D纵横向承重2、框架结构中，梁的截面惯性矩Ib应根据梁与板的连接方式而定。

对于现浇整体式框架梁，中框架梁、边框架梁的截面惯性矩应为（）。

AIb1.5I0、Ib1.2I0BIb1.2I0、Ib1.0I0CIb2.0I0、Ib1.5I0DIb1.5I0、Ib1.0I03、框架结构中，梁的截面惯性矩Ib应根据梁与板的连接方式而定。

第六章框架在竖向荷载作用下的内力分析（采用弯矩二次分配法）6.1 计算方法和荷载传递路线1. 计算方法框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用力矩分配法，因为框架结构对称，荷载对称；又属于奇数跨，故在对称轴上梁的截面只有竖向位移（沿对称轴方向）没有转角。

对称截面可取为滑动端。

弯矩二次分配法是一种近似计算方法，即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递，并以两次分配为限。

（取一榀横向框架）2. 荷载传递路线2700对于边跨板，为7.2 m×4.5m,由于7.2/4.5<3.0 所以按双向板计算对于中跨板，为 4.5m×2. 7m,由于 4.5/2.7 〈3.0 所以按双向板计算6.2 竖向荷载计算5.2.1 A-B(C-D) 轴间框架梁板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。

1. 屋面板传载恒载： 5.0 ×4.5/2 ×(1-2 ×0.312+0.313) ×2=18.85kN/m活载：0.5 ×4.5/2 ×(1-2 ×0.312+0.313) ×2=1.89kN/m2. 楼面板传荷载恒载： 3.99 ×4.5/2 ×(1-2 × 0.31 2+0.31 3) ×2=15.08kN/m活载： 2.0 ×4.5/2 ×(1-2 ×0.312+0.313) ×2=7.56kN/m3. 梁自重： 5.46 kN/mA-B(C-D) 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.46 kN/m+18.85 kN/m=24.31 kN/m 活载=板传荷载=1.89 kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.46 kN/m+15.08 kN/m=20.54 kN/m 活载=板传荷载=7.56 kN/m5.2.2 B-C 轴间框架梁1. 屋面板传载恒载： 5.0 ×2.4/2 ×5/8 ×2=8.44kN/m活载：0.5 ×2.7/2 ×5/8 ×2=0.84kN/m2. 楼面板传荷载恒载： 3.99 ×2.7/2 ×5/8 ×2=6.73kN/m活载： 2.0 ×2.7/2 ×5/8 ×2=4.22kN/m3. 梁自重： 3.9kN/mB-C 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.9 kN/m+8.44kN/m=12.34kN/m 活载=板传荷载=0.84kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.9 kN/m+6.73kN/m=10.63kN/m 活载=板传荷载=4.22kN/m6.3 框架计算简图g=24.31KN/m g=12.34KN/m g=24.31KN/m(q=1.89KN/m)2700框架计算简图6.4. 梁固端弯矩梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负。

计算竖向荷载作用下的框架结构的方法在计算竖向荷载作用下的框架结构时，可以采用静力方法或有限元方法进行计算。

下面将分别介绍这两种方法。

1. 静力方法静力方法是桁架结构设计中常用的计算方法之一，其基本原理是利用结构在平衡状态下的受力平衡条件来计算结构的荷载与内力。

静力方法主要包括以下步骤：(1) 确定结构的支座状态：首先需要确定桁架结构的支座状态，包括固定支座、铰接支座等。

支座的选择将直接影响到结构的受力分布。

(2) 确定荷载情况：根据具体的工程需求和使用条件，确定竖向荷载的作用形式与大小。

常见的竖向荷载包括自重荷载、附加荷载（如人员、设备、风荷载等）。

(3) 绘制受力图：根据结构的几何形状和支座状态，利用受力平衡条件绘制整个桁架结构的受力图。

在受力图中，需要绘制各个构件的受力及其作用方向。

(4) 计算内力：根据受力图中的受力情况，利用静力平衡条件计算各构件内力的大小。

常见的内力包括轴力、剪力和弯矩。

内力的计算是桁架结构设计中重要的一步，它将用于确定结构的尺寸、选择材料和进行结构的验算。

(5) 验算结构：经过内力计算后，需要对结构进行验算，以确保结构在荷载作用下不发生破坏或失稳。

常用的验算方法包括极限状态设计和强度设计。

2. 有限元方法有限元方法是一种数值计算方法，可以较准确地估计桁架结构在荷载作用下的应力、变形和位移等。

有限元方法主要包括以下步骤：(1) 离散化：将结构划分为有限个小元素，并引入适当的数学模型。

常用的元素类型包括线性梁单元、三角形单元等。

(2) 建立刚度矩阵：根据元素的几何形状、材料性质和边界条件，计算各个元素的刚度矩阵。

刚度矩阵描述了局部坐标系下元素内部受力与位移之间的关系。

(3) 装配：将各个元素的刚度矩阵组装成整个结构的刚度矩阵。

在装配过程中，需要考虑各个元素之间的连续性和边界条件。

(4) 施加边界条件：根据结构的支座状态，在刚度矩阵中施加适当的边界条件，以模拟结构的实际受力情况。

竖向荷载作用下框架荷载计算方法
框架结构是一种常见的建筑结构形式，其承受荷载的能力是建筑物安全稳定的重要保障。

在框架结构中，竖向荷载是一种常见的荷载形式，因此，正确计算竖向荷载对框架结构的影响是非常重要的。

竖向荷载是指垂直于地面方向的荷载，包括自重、人员活动荷载、家具设备荷载、风荷载、雪荷载等。

在框架结构中，竖向荷载主要通过柱子传递到地基，因此，柱子的承载能力是决定框架结构承受竖向荷载能力的关键因素。

框架结构的竖向荷载计算方法主要包括以下几个步骤：
1. 确定荷载类型和荷载大小：根据建筑物的用途和设计要求，确定竖向荷载的类型和大小。

不同类型的荷载对框架结构的影响不同，因此需要根据实际情况进行合理的选择。

2. 确定荷载作用位置：竖向荷载的作用位置对框架结构的影响也非常重要。

在计算荷载大小时，需要考虑荷载作用位置对柱子的影响，以确定柱子的承载能力。

3. 计算柱子的承载能力：柱子的承载能力是框架结构承受竖向荷载的关键因素。

在计算柱子的承载能力时，需要考虑柱子的截面形状、材料强度、长度等因素。

4. 计算框架结构的稳定性：在承受竖向荷载时，框架结构的稳定性
也非常重要。

需要通过计算框架结构的稳定性来确定其承受竖向荷载的能力。

正确计算竖向荷载对框架结构的影响是保障建筑物安全稳定的重要保障。

在实际工程中，需要根据实际情况进行合理的选择和计算，以确保框架结构的安全可靠。

《混凝土结构与砌体结构(下)》第01章在线测试《混凝土结构与砌体结构(下)》第01章在线测试剩余时间：55:03答题须知：1、本卷满分20分。

2、答完题后，请一定要单击下面的“交卷”按钮交卷，否则无法记录本试卷的成绩。

3、在交卷之前，不要刷新本网页，否则你的答题结果将会被清空。

第一题、单项选择题（每题1分，5道题共5分）1、用调幅法计算钢筋混凝土连续梁内力时，工程结构设计中常用的做法是：A、降低支座负弯矩，减小跨中弯矩B、降低支座负弯矩，增大跨中弯矩C、增大支座负弯矩，减小跨中弯矩D、增大支座负弯矩，增大跨中弯矩2、按弹性理论计算单向板肋形楼盖时，对板和次梁采用折算荷载进行计算的原因是A、考虑支座的弹性约束B、考虑塑性内力重分布C、沿板长跨方向传递荷载D、沿板短跨方向传递荷载3、钢筋混凝土肋梁楼盖中的单向板，除按计算配置纵向受力钢筋外，还应配置构造钢筋，其中包括：A、架立钢筋B、箍筋C、分布钢筋D、吊筋4、塑性铰的转动能力与截面的相对受压区高度有关，增大相对受压区高度，塑性铰的转动能力降低，为使塑性铰有足够的转动能力，应满足A、相对受压区高度＜界限相对受压区高度B、相对受压区高度＞界限相对受压区高度C、相对受压区高度＜＝0.35D、相对受压区高度＞0.355、关于塑性较，下面叙述正确的是A、塑性较不能传递任何弯矩B、能任意方向转动C、塑性较与理想铰基本相同D、塑性较处弯矩不等于0而等于该截面的受弯承载力Mu第二题、多项选择题（每题2分，5道题共10分）1、关于单向板肋梁楼盖的结构平面布置，下列叙述正确的是A、单向板肋梁楼盖的结构布置一般取决于建筑功能要求，在结构上应力求简单、整齐、经济适用。

B、柱网尽量布置成长方形或正方形。

C、主梁有沿横向和纵向两种布置方案，沿横向布置主梁，房屋空间刚度较差，而且限制了窗洞的高度。

D、梁格布置尽可能是等跨的，且边跨最好比中间跨稍小（约在10％以内）。

E、板计算可取1m宽做为计算单元。

竖向荷载作⽤下框架结构的内⼒计算竖向荷载作⽤下框架结构的内⼒计算6.1计算单元的选择确定取③轴线横向框架进⾏计算，如下图所⽰：图6.1框架计算简图计算单元宽度为6.4 m，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼⾯荷载如图中的⽔平阴影所⽰。

计算单元范围内的其余楼⾯荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中⼒的形式传给横向框架，作⽤于各节点上。

由于纵向框架梁的中⼼线与柱的中⼼线不重合，所以在框架节点上还作⽤有集中⼒矩。

6.2荷载计算6.2.1恒载作⽤下柱的内⼒计算：恒荷载作⽤下各层框架梁上的荷载分布如下图所⽰：2图6.2恒荷载作⽤下各层框架梁上的荷载分布图（1）、对于顶层屋⾯，q1、q1＇代表横梁⾃重，为均布荷载形式。

q1=0.3×0.75×25=5.625kN/mq1＇=0.3×0.75×25=5.625kN/mq2为屋⾯板传给横梁的梯形荷载。

q2=5.29×3.2=16.928kN/mP1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁⾃重、次梁⾃重、楼板重等重⼒荷载，计算如下：P1=6.4*0.3*0.75*25+8.5/2*0.25*0.6*25+5.29*3.2*1.6+(5.3+8.5)*1.6*5.29/4=108.223KNP2=6.4*0.3*0.75*25+6.4/2*0.25*0.6*25+5.29*3.2*1.6 +(3.2+6.4)*1.6*5.29/4=95.398KN P3=6.4*0.3*0.75*25+(8.5+6.4)*0.5*0.25*0.6*25+5.29*3.2*1.6*2++(3.2+6.4)*1.6*5.29/4= 190.64KN集中⼒矩M1=P1e1=108.223×（0.6 -0.3）/2=16.23kN·mM2=P2e2=147.23×（0.6 -0.3）/2=14.31kN·m（2）、对于3层，包括梁⾃重和其上横墙⾃重，为均布荷载，其它荷载的计算⽅法同第顶层。

竖向荷载作用下框架内力计算在建筑结构中，框架结构是一种常见的形式，它由一系列的梁柱组成，能够承受竖向荷载和横向荷载的作用。

在本文中，我们将重点关注竖向荷载作用下框架内力计算的问题。

框架结构中的内力是指框架中各构件所受的内部力，包括梁内力和柱内力。

竖向荷载作用下，梁和柱都会承受受力，我们需要计算出每个构件所受的荷载大小以及荷载产生的内力分布。

我们需要确定框架的受力情况。

在竖向荷载作用下，框架的荷载主要来自于楼板、墙体以及人员、设备等。

我们需要先计算出每个构件所受的荷载大小，然后根据荷载的作用位置和方向，确定每个构件所受的力的大小和方向。

我们需要确定每个构件所受的力产生的内力分布。

在框架结构中，内力分布会受到构件的材质、截面形状以及受力方式等因素的影响。

我们需要根据这些因素，采用适当的计算方法，计算出每个构件所受的内力分布。

对于梁来说，竖向荷载会使梁发生弯曲变形，产生弯矩和剪力。

我们需要根据梁的截面形状和材质，计算出梁的截面惯性矩和受力面积，然后根据梁的弯曲理论，计算出梁的弯矩分布和剪力分布。

对于柱来说，竖向荷载会使柱发生压缩变形，产生压力和弯矩。

我们需要根据柱的截面形状和材质，计算出柱的截面面积和受力面积，然后根据柱的压缩理论，计算出柱的压力分布和弯矩分布。

在计算内力分布时，我们还需要考虑梁柱之间的连接方式。

框架结构中，梁柱通常采用焊接或螺栓连接，连接方式会对内力分布产生一定的影响。

我们需要根据连接方式的特点，采用适当的计算方法，计算出连接部位的内力分布。

我们需要将每个构件所受的内力分布综合起来，计算出框架结构整体的内力分布。

在计算过程中，我们需要注意各个构件之间的相互影响，以及内力分布的合理性和稳定性。

竖向荷载作用下框架内力计算是建筑结构中的重要问题，需要采用适当的计算方法和工具，对各个构件的受力情况和内力分布进行准确的计算和分析，以保证结构的稳定性和安全性。

一、选择题（每小题1分，共20分)1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的（ D ）。

A、两端,与上柱柱间支撑相对应的柱间B、中间,与屋盖横向支撑对应的柱间C、两端，与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间D、中间，与上柱柱间支撑相对应的柱间2、在一般单阶柱的厂房中,柱的（A ）截面为内力组合的控制截面。

A、上柱底部、下柱的底部与顶部B、上柱顶部、下柱的顶部与底部C、上柱顶部与底部、下柱的底部D、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在（ B )情况下。

A、0。

75<a/h0≤1B、0.1〈a/h0≤0。

75C、a/h0≤0.1D、受拉纵筋配筋率和配箍率均较低4、（ C )结构体系既有结构布置灵活、使用方便的优点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛的应用与高层办公楼及宾馆建筑。

A、框架B、剪力墙C、框架－剪力墙D、框架－筒体5、一般多层框架房屋，侧移主要是由梁柱弯曲变形引起，（ B ）的层间侧移最大。

A、顶层B、底层C、中间层D、顶层和底层6、砌体结构采用水泥砂浆砌筑，则其抗压强度设计值应乘以调整系数（ B ）。

A、0。

9B、0。

85C、0.75D、0。

7＋A7、砌体局部受压可能有三种破坏形态，（ D ）表现出明显的脆性，工程设计中必须避免发生。

A、竖向裂缝发展导致的破坏——先裂后坏B、劈裂破坏——一裂就坏C、局压面积处局部破坏——未裂先坏D、B和C8、( B ）房屋的静力计算，可按楼盖（屋盖）与墙柱为铰接的考虑空间工作的平面排架或框架计算。

A、弹性方案B、刚弹性方案C、刚性方案D、B和C9、在进行单层厂房结构设计时，若屋面活荷载、雪荷载、积灰活载同时存在,则（ C )同时考虑。

A、屋面活载与雪荷载,积灰荷载三者B、积灰荷载与屋面活载中的较大值，与雪荷载C、屋面活载与雪荷载中的较大值，与积灰荷载D、只考虑三者中的最大值10、单层厂房柱进行内力组合时，任何一组最不利内力组合中都必须包括( C ）引起的内力。

竖向荷载下内力计算方法(2)弯矩二次分配法二、弯矩二次分配法对六层以下无侧移的框架，此法较为方便。

基本假定：①框架梁、柱正交；②框架梁连续且贯通整个楼层；③不考虑轴向变形；④框架侧移忽略不计。

二、弯矩二次分配法⑤弯矩分配法（分层法）由于要考虑任一节点的不平衡弯矩对框架结构所有杆件的影响，计算比较复杂。

根据在分层法中的计算可知，多层框架某节点的不平衡弯矩仅对与其相邻的节点影响较大，对其他节点的影响较小，因而可将弯矩分配法简化为各节点的弯矩二次分配和对与其相交杆件远端的弯矩一次传递，此即为弯矩二次分配法。

二、弯矩二次分配法对六层以下无侧移的框架，此法较为方便。

具体计算步骤：（1）计算框架各杆的线刚度及分配系数。

1/ 3（2）计算框架各层梁端在竖向荷载作用下的固端弯矩。

（3）计算框架各节点处的不平衡弯矩，并将每一节点处的不平衡弯矩同时进行分配并向远端传递，传递系数为1/2。

（4）进行两次分配后结束（仅传递一次，但分配两次）（5）将各杆端的固端弯矩、第一次分配弯矩、传递弯矩及第二次分配弯矩叠加求出杆端最终弯矩。

弯矩二次分配法某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构。

梁的截面尺寸为250mm×600mm，混凝土采用C20；柱的截面尺寸为450mm×450mm，混凝土采用C30。

现浇梁、柱，结构剖面图及计算简图见下图，试用弯矩二次分配法绘该框架的弯矩图。

（1）计算梁、柱转动刚度因为框架结构对称、荷载对称，故可取如下图（b）所示半边结构计算。

①梁的线刚度其他层柱：梁、柱转动刚度及相对转动刚度见表3.3。

（2）计算分配系数：分配系数按下式计算：（4）弯矩分配与传递弯矩分配与传递如图所示。

首先将各节点的分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应位置上，然后将2/ 3节点放松，把各节点不平衡弯矩“同时”进行分配。

假定：远端固定进行传递（不向滑动端传递）；右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递；上（下）柱分配弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为1/2）；第一次分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配，然后不再传递。