土木工程毕业设计第六章竖向荷载(恒载活载)作用下框架(精)
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B1C1
=5.37÷(1.18+1+5.37=0.711
μ
C1B1
=5.37÷(1.18+1+5.37+3.52=0.485
μ
C1D1
=3.52÷(1.18+1+5.37+3.52=0.318
μ
D1C1
=3.52÷(1.18+1+3.52=0.618
②柱μ
B1B2
=1.18÷(1.18+1+5.37=0.156
图6.2弯矩再分配后恒载作用下弯矩图(KN ·m
(四框架梁弯矩塑性调幅
为了减少钢筋混凝土框架梁支座处的配筋数量,在竖向荷载作用下可以考虑竖向内力重分布,主要是降低支座负弯矩,以减小支座处的配筋,跨中则应相应增大弯矩。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010 5.2.3条:
在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,并应符合下列规定:
计算过程计算如下:
简支条件下恒载作用下固端弯矩计算表6.6
(1对于BC跨结构三层(屋面层
在简支条件下叠加调幅后弯矩剪力图如下
剪力为0处距离B点距离:m l 70. 1 81. 507. 707. 7(93. 33=++÷=剪力为0处弯矩:
m KN M ∙-=+⨯++⨯+
⨯-=52. 16335. 1270. 1 81. 507. 707. 7(2
⨯-=39. 218851. 8956. 5 81. 5207. 7(2
1
56. 590. 1102结构二层
剪力为0处距离C点距离:
m l 53. 33 74. 1081. 5210. 5( 18910. 532
1
2381. 587. 235(=+++⨯÷-⨯⨯⨯-⨯-=
剪力为0处距离D点距离:
m l 07. 653. 36. 9=-=
恒载作用下结构一层弯矩分配表6.5 2.127 9.081 -7.935
↑ ↑ ↑
B C D
偏心弯矩
分配系数
固端弯矩
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分.030 5.338 -12.368 267.469 35.352 22.097 -324.919 357.349 -46.247 -15.172 -295.930
在简支条件下叠加调幅后弯矩剪力图如下
剪力为0处距离C点距离:
m l 04. 43 81. 5207. 7( 96. 9907. 732
1
2381. 537. 159(=++⨯÷-⨯⨯⨯-⨯-=
剪力为0处距离D点距离:
m l 56. 504. 46. 9=-=
剪力为0处弯矩:
m KN M ∙-=+⨯+⨯⨯+
①装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7~0.8,现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8~0.9;
②框架梁端负弯矩调幅后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大;
③应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合;
④截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。
有现浇楼面的梁,宜考虑楼板的作用。每侧可取板厚的6倍作为楼板的有效作用宽
度。设计中,可近似按下式计算梁的截面惯性矩:
一边有楼板:I=1.5I
r
两边有楼板:I=2.0I
r
④计算和确定梁、柱弯矩分配系数和传递系数。
按修正后的刚度计算各结点周围杆件的杆端分配系数。所有上层柱的传递系数取1/3,底层柱的传递系数取1/2。
对D取矩∑=0
D
M
V C ×9.6+89.851=212.582+5.81×9.6×4.8+7.07×3×8.1+14.14×6.6×3.3+99.96×6.6,故V C =159.37KN
其他剪力计算类似,因此计算过程省略,以下汇总剪力:
梁截面剪力(单位:KN.m表6.8
V B3= V
B2
=(-14.512-5.901÷4.2=-4.86KN
μ
B1B0
=1÷(1.18+1+5.37=0.133
μ
C1C2
=1.18÷(1.18+1+5.37+3.52=0.107
μ
C1C0
=1÷(1.18+1+5.37+3.52=0.090
μ
D1D2
=1.18÷(1.18+1+3.52=0.207
μ
D1D0
=1÷(1.18+1+3.52=0.175
(三分层法算恒载作用下弯矩
对C取矩∑=0
C
M
V B ×6.3+194.495=12.335+(7.07×2+5.81×6.3×3.15,故V B =33.93KN
对C取矩∑=0
C
M
V D ×9.6+212.582=89.851+5.81×9.6×4.8+7.07×3×1.5+14.14×6.6×6.3+99.96×3,故V D =110.90KN
恒载作用下梁固端弯矩计算统计表6.2
(二计算各节点弯矩分配系数
用分层法计算竖向荷载,假定结构无侧移,计算时采用力矩分配法,其计算要点是:①计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩。
②将框架分层,各层梁跨度及柱高与原结构相同,柱端假定为固端。
③计算梁、柱线刚度。
对于柱,假定分层后中间各层柱柱端固定与实际不符,因而,除底层外,上层柱各层线刚度均乘以0.9修正。
剪力为0处距离B点距离:m l 71. 1 81. 574. 1001. 501. 5(37. 45=+++÷=剪力为0处弯矩:
m KN M ∙-=+⨯++⨯⨯+
⨯-=96. 27513. 1071. 1 81. 574. 10210. 5(2
1
71. 137. 452 (2对于CD跨结构三层(屋面层
活载作用下结构二层弯矩分配表6.14
0.195 2.435 -5.641
↑ ↑ ↑
B C D
偏心弯矩
分配系数
固端弯矩
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
合计
一次0.919 0.868 -1.169 63.387 9.729 9.511 -77.998 33.846 -24.621 -22.018
剪力为0处弯矩:
m KN M ∙-=+⨯++⨯⨯+
⨯-=32. 330704. 16207. 6 74. 1081. 5210. 5(2
1
07. 641. 1622结构一层
在节点3处,剪力有突变,由182.64突变为
KN V 36. 618910. 532
1
2381. 537. 215-=-⨯⨯⨯-⨯-=
恒载作用下结构三层弯矩分配表6.3 B C D
上柱
偏心弯矩
分配系数0
固端弯矩
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
合计
一次分配14.650 -13.883 226.915 20.861 -251.346 84.509 -112.810二次分配14.512 -14.512 228.818 21.278 -250.096 105.707 -105.707
本设计取梁端支座负弯矩调幅系数可取为0.85。
M
M 85
. 0
='(计算过程从略
图6.3调幅后恒载作用下弯矩图(KN ·m
(五恒载作用下梁跨内最大弯矩、梁端剪力和柱轴力计算
1.恒载作用下梁跨内最大弯矩计算
本设计计算梁跨内最大弯矩时,采用按简支计算时的梁跨内最大弯矩与计算得的调幅后的梁端弯矩进行叠加得到。
恒载作用下结构二层弯矩分配表6.4
0.768 12.717 -28.301
↑ ↑ ↑
B C D
偏心弯矩
分配系数
固端弯矩
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
合计
一次分配6.931 4.431 -4.607 308.811 46.295 47.232 -385.113 169.804 -113.072 -92.837二次分配5.901 3.401 -9.302 300.595 44.486 45.423 -390.504 191.416 -105.826 -85.591
C3D3
=3.52÷(5.37+3.52+1.18=0.350
μ
D3C3
=3.52÷(3.52+1.18=0.749
②柱μ
B3B2
=1.18÷(5.37+1.18=0.180
μ
C3C2
=1.18÷(5.37+3.52+1.18=0.117
μ
D3D2
=1.18÷(3.52+1.18=0.251
结构二层
活载作用下结构三层弯矩分配表6.13 B C D
上柱
偏心弯矩
分配系数0
固端弯矩
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
分配传递
合计
往下传
一次1.199 -1.004 71.087 4.858 -78.357 23.092 -28.733二次分配1.164 -1.164 72.372 5.141 -77.513 27.317 -27.317