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框架竖向荷载计算

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六、⑤轴框架竖向荷载的内力计算—分层法

(一) 框架计算简图 （见上页）

1．1 初定梁、柱截面

主梁截面：由h=（1/8~1/12）L (L=4.2 /4.6) b=(1/2~1/3)h

取主梁截面：bxh=250x500 悬臂梁截面：bxh=250x500/450

柱截面：估算轴力N，N=受荷面积S x20KN/M2x层数

标准层柱的受荷面积：(m2)

Sz1=4/2x4.2/2+2.6/2x1.5=6.15

Sz2=4/2x4.2/2+(4/2+2.6/2)x4.6/2=11.79

Sz3=(4/2+2.6/2)x4.6/2+(4/2+2.6/2)x1.5=12.54

第九层柱的受荷面积：(m2) Sz1= Sz2=1/4x2.6x4.2=2.73

各楼层各柱所受轴力－表（ＫＮ）

楼层 柱 轴力=Sx20x层数

1 E 6.15x20x9=1107

D 11.79x20x9=2122.2

B 12.54x20x9=2257.2

2 E 6.15x20x8=984

D 11.79x20x8=1886.4

B 12.54x20x8=2006.4

3 E 6.15x20x7=861

D 11.79x20x7=1650.6

B 12.54x20x7=1755.6

4 E 6.15x20x6=738

D 11.79x20x6=1414.8

B 12.54x20x6=1504.8

5 E 6.15x20x5=615

D 11.79x20x5=1179

B 12.54x20x5=1254

6 E 6.15x20x4=492

D 11.79x20x4=943.2

B 12.54x20x4=1003.2

7 E 6.15x20x3=369

D 11.79x20x3=707.4

B 12.54x20x3=752.4

8 E 6.15x20x2=246

D 11.79x20x2=471.6

B 12.54x20x2=501.6

9 E 6.15x20x1=123

D 11.79x20x1=235.8

根据:轴力表以及轴压比N/Acfc≤0.8 (fc=11.9N/mm2)

底层柱Ac≥400x500

顶层柱Ac≥350x450

以及每隔两层变截面的原则

估算各层柱的截面尺寸如下表 （bxh, mm）

楼层数 E柱截面 D柱截面 B柱截面

1~2 400x500 450x500 500x550

3~4 350x450 400x450 450x500

5~6 350x450 350x450 400x450

7~8 350x400 350x400 350x400

9 300x350 300x350

1．2 惯性矩 (矩形:Ｉ＝1/12bh3 mm4)

梁 截面形式 惯性矩Ｉ 截面尺寸 惯性矩值

ED梁 Ｌ型 １.５Ｉ 250x500 3.9x109

DB梁 T型 ２Ｉ 250x500 5.2x109

悬臂梁 T型 ２Ｉ 250x500 5.2x109

楼层数 柱 截面形式 截面尺寸 惯性矩Ｉ

１～２ Ｚ１ 矩形 400x500 4.17x109

Ｚ２ 矩形 450x500 4.69x109

Ｚ３ 矩形 500x550 6.93x109

３～４ Ｚ１ 矩形 350x450 2.66x109

Ｚ２ 矩形 400x450 3.04x109

Ｚ３ 矩形 450x500 4.69x109

５～６ Ｚ１ 矩形 350x450 2.66 x109

Ｚ２ 矩形 350x450 2.66x109

Ｚ３ 矩形 400x450 3.04x109

７～８ Ｚ１ 矩形 350x400 1.87x109

Ｚ２ 矩形 350x400 1.87x109

Ｚ３ 矩形 350x400 1.87x109

９ Ｚ１ 矩形 300x350 1.07x109

Ｚ２ 矩形 300x350 1.07x109

、荷载计算 （标准值）

2.1楼板的荷载计算 （标准值）

1、顶层楼板的荷载计算（标准值）(单位：KN/M2 ）

板块： WB1、WB2、WB3、WB4、WB5 第九层WB6

隔热层： 25x0.02x1=0.5

面层： 0.5 0.5

防水层： 0.4 0.4

结构板重： 25x0.1=2.5 2.5

天花抹灰： 17x0.015=0.26 0.26

总恒荷载g： 0.5+0.5+0.4+2.5+0.255=4.16 0.5+0.4+2.5+0.255=3.66

活荷载q： 2.5 0.5

总荷载P：

（标准值）

4.155+2.5=6.66

3.655+0.5=4.16

2、标准层楼板的荷载计算（标准值）(单位：KN/M2 ）

板块： B2、B3、B7 B8、B9、B12 B6

面层： 0.5 0.5 0.5

结构板重： 25x0.1=2.5 2.5 2.5

底层抹灰： 17x0.015=0.26 0.26 0.26

总恒荷载g： 0.5+2.5+0.255=3.26 3.26 3.26

活荷载q： 2.5 1.5 2.0

总荷载P：

（标准值）

3.225+2.5=5.73

3.255+1.5=4.76

3.255+2=5.26 2.2 顶层框架梁KL5荷载计算

2.2—1 第九层框架梁KL5荷载计算

1、 KL5—2荷载计算：

（1）均布荷载： ( KN/M )

梁自重：25x0.4x0.2+0.02x0.4x17x2=2.27

WB6传荷载：0.5x4.16x2.6=5.4

总荷载： P=2.27+5.4=7.67 ①

（2）剪力 ：( KN )

KL9—5荷载计算：( KN/M )

梁自重：25x0.4x0.2+0.02x0.4x17x2=2.27

KL9—5传来剪力：F1=0.5x2.27=1.14 KN ②

同理，KL8—5传来剪力：F2=1.14 KN ②

2.2—2 第八层框架梁KL5荷载计算

１、 框架梁KL5—2的荷载计算

（1）均布荷载：( KN/M )

梁自重：25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47

墙重：19x0.12x2.2+17x0.02x2.2x2=5.70

WB1传荷载： =a/l0=2/4.2=0.476

P12=(1—2x0.4762+0.4763)x6.66x4/2=8.65

总荷载：P=3.47+5.70+8.65=17.82 ③

（2）剪力：( KN )

KL9—4的荷载计算：( KN/M )

梁自重：25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47

女儿墙重：19x１.２x0.12+0.5x1.2+17x0.02x1.2=3.75

WB1传荷载：5/8x6.66x0.5x4=8.33

总荷载：P=3.47+3.75+8.33=15.55

KL9—5的荷载计算：( KN/M)

梁自重：25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47

墙重：19x2.2x0.18+17x0.02x2.2x2=9.02

总荷载：P=3.47+9.02=12.49

KL8—4的荷载计算：( KN/M )

梁自重：25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47

WB1传荷载：5/8x6.66x0.5x4=8.33

WB2传荷载：5/8x6.66x0.5x4=8.33

总荷载：P=3.47+8.33x2=20.13

KL8—5的荷载计算：( KN/M )

梁自重：25x0.5x0.25+17x0.02x0.5x2=3.47

WB3传荷载：5/8x6.66x0.5x2.6=5.41

梯板传来荷载：0.5x9.57x3=14.36

总荷载：P=3.47+5.41+14.36=23.24

KL9—4传来剪力：F1=0.5x15.55x4=31.10 KN

KL9—5传来剪力：F2=0.5x12.49x2.6=16.24KN

KL8—4传来剪力：F3=0.5x20.13x4=40.26 KN

KL8—5传来剪力：F4=0.5x23.24x2.6=30.21KN

KL5—2左端剪力F=F1+F2=31.10+15.7=47.34 KN ④

KL5—2右端剪力F=F3+F4=40.26+30.21=70.47 KN ⑤

２、框架梁KL5—1的荷载计算 （KN/M）

（1）均布荷载：( KN/M )

梁自重：25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47

WB2传恒载：=a/l0=2/4.6=0.435

P2=(1—2x0.4352+0. 0.4353)x6.66x４/2=9.38

WB3传恒载： =a/l0=1.3/4.6=0.283

P3=(1—2x0. 2832+0. 0. 2833)x6.66x2.6/2=7.47

总荷载：P=3.47+9.38+7.47=20.32 ⑥

（2）剪力：( KN )

KL7—4的荷载计算：( KN/M )

梁自重：25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47

WB2传荷载：5/8x6.66x0.5x4=8.33

WB4传荷载：0.5x6.66x4=13.32

总荷载：P=3.47+8.33+13.32=25.12

KL7—5的荷载计算：( KN/M )

梁自重：25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47

WB3传荷载：5/8x6.66x0.5x2.6=5.41

WB5传恒载： =a/l0=0.75/2.6=0.288

P5=(1—2x0. 2882+0. 0. 2883)x6.66x1.5/2=4.29

总荷载：P=3.47+5.41+4.29=13.17

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附着式升降脚手架竖向主框架计算

附着式升降脚手架竖向主框架计算

附着式升降脚手架竖向主框架计算

㈠结构说明

竖向主框架是由主框架单元节组装而成的。单元节包括主框架下节、主框架上节和主框架加长节。每一单元节均是利用导轨立杆、外立杆、小横杆、廊道斜杆、节点板和M20螺栓连接而成的定型框架。根据具体工程选用主框架单元节。

每一单元节外排立杆一根；内排立杆两根（导轨简化为一根立杆），其中心间距为0.25ｍ。竖向主框架的内、外立杆中心距为0.75ｍ，大横杆的模数高度（即安装后的步高）为2.0ｍ，竖向主框架的上端防护栏杆高度1.5ｍ。

竖向主框架单元节之间的连接采用同样的连接方法。内外排立杆采用套接，利用螺栓连接的方法。

㈡计算说明

1.竖向主框架杆件轴线在一个平面内相交于一点且承受跨度为6.0ｍ的一榀架体的荷载。

2.在使用工况下，竖向主框架与导向件有四处附着，包括上、下每层一个导轮组即四个导轮组和四道限位锁；导向件与每个楼层均有一根穿墙螺栓与结构附着。

在升降工况下，提升电动葫芦承载，荷载包括恒载和作业层上0.5ＫN／ｍ2的施工荷载。

3.从荷载分析可知，竖向主框架承担荷载在使用工况下最大，因此，着重验算使用工况下的强度与稳定。

根据《附着式升降脚手架设计和使用管理办法》的规定，使用工况下，每层应设附着支承装置。对应导轨框架式爬架，在计算简图中，将上、下四个导轮组作为四个支座，其中导轮组可承受水平风荷载的作用，限位锁主要承受垂直荷载，但也可承受部分水平风荷载的作用。

作为竖向主框架每个支座，风荷载作用下的支座反力按照弯矩分配法进行计算。

综上，竖向主框架按照平面内单片进行内力分析计算；计算简化是根据可能出现的最不利情况进行的偏于安全的简化，根据上述简化求出的支座反力和最大弯矩、剪力、轴力的截面进行最不利组合，验算强度和稳定。

㈢结构尺寸及简化计算简图【参见附图（4）】

竖向主框架的总高度（不加防护杆）12.6ｍ，防护杆按1.8米计算,内外排立杆中心距0.75ｍ，组装后步高2ｍ，最上一个导轮组以上的架体悬臂部分高度4ｍ，小于4.5ｍ。

4-竖向荷载作用下框架内力计算

4-竖向荷载作用下框架内力计算

4竖向荷载作用下框架内力计算

4. 1横向框架计算单元

竖向荷载作用下，一般选取平面结构单元，按平面计算简图进行内力分析，根据结 构布置和楼面荷载分布情况，本设计取6轴线横向框架进行计算，本设计•中所有板均为 双向板，为了简化计•算，对板下部斜向塑性绞线与板边的夹角可近似取45°角，山于框 架柱的间距不相等，通过主梁和次梁对板的划分不同，计算单元宽度应按照各个板的实 际传荷情况而确定，如图4-1。图中横向阴影所示荷载传给横梁，纵向阴影所示荷载传 给纵梁。

4. 2恒荷载计算

由于本设讣次梁较多，在计算框架梁上荷载时应该先计算次梁自重和次梁传递的荷

载，再将次梁自重和次梁传递的荷载，

次梁传给主梁的荷载可近似地看成一个集中力，因此在框架节点处还应作用有集中 力'24CI0 3CC0 3M0 i

1 1

'v- 7

*

4-2CO 39CO 42D0

1吐 00

Z HE

ZLK

K2 - Z I " T

X a 吕 E m

Z §

HF ZLE g

图4-1标准层横向框架计算单元 矩。

4. 2.1标准层次梁恒荷载计算

1、5或7轴线次梁上线荷载

1) AB跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。

图4-1 AB跨的次梁上的荷载分布

次梁自重：q、、= 25kN/in x 0.25/H X 0.50m = 3.13kNIm ；

根据《实用建筑结构静力计算手册》(笫二版)，对于双向板楼面荷载传递按45°塑 性绞线方向分为三角形荷载和梯形荷载，三角形荷载和梯形荷载均折算成等效均布面荷 载。

三角形荷载:L，梯形荷载:(l-2a2+a3)^,其中，。

对于BC跨中有三角形荷载和梯形荷载同时在同一跨中出现，按理应该按照结构力 学的方法进行求解，但为了简化汁算，本设计中的三角形荷载和梯形荷载按上述方法计 算，且按上述方法计算的荷载也能满足工程精度要求。

a, = 2100 mm/4^0 mm = 0.44 ；

4 荷载计算及计算简图

4 荷载计算及计算简图

荷载计算及计算简图

11 4 荷载计算及计算简图

4.1 竖向荷载

表4.1.1 梁自重计算

项 目 梁宽

（m） 梁高

（m） 板厚

（m） 材料重

（3/mKN） 均布梁重（mKN/）

纵轴线主梁 0.3 0.6 0.12 25 3.6

横轴线主梁 0.3 0.6 0.12 25 3.6

次梁 0.25 0.45 0.12 25

2.063

表4.1.1 柱自重计算

层 数 柱截面宽

（m） 柱截面高

（m） 柱高

（m） 材料重

（3/mKN） 柱重

（KN）

1 0.60 0.60 3.9 25 38.844

2~8 0.60 0.60 3.3 25 32.826

表4.1.3 竖向荷载计算汇总

位 置 项 目 荷载大小

屋 面 屋面均布恒载 6.442/mKN

屋面均布活载 0.52/mKN

楼 面 楼面均布恒载 3.772/mKN

办公室、厕所活载 2.02/mKN

走廊、楼梯活载 2.52/mKN

墙 体 标准层外纵墙自重 3.363mKN/

标准层内横墙或纵墙自重 5.616mKN/

标准层AB.CD跨山墙自重 6.048mKN/

标准层BC跨山墙自重 3.363mKN/

底层外纵墙自重 4.295mKN/

底层内横墙或纵墙自重 6.864mKN/

底层AB.CD跨山墙自重 7.392mKN/

底层BC跨山墙自重 4.707mKN/

男女卫生间隔墙 5.928mKN/

女儿墙 4.86mKN/

梁 纵轴线主梁 3.6mKN/

横轴线主梁 3.6mKN/ 重庆大学本科学生毕业设计

12 次梁 2.063mKN/

楼、屋面荷载按照图4.1.1所示导荷方式传递到相应框架梁上。

竖向荷载作用下的框架结构内力计算的结点法

竖向荷载作用下的框架结构内力计算的结点法

第３９卷第５期　２０１３年１０月　四川建筑科学研究　Ｓｉｅｈｕａｎ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　３３　

竖向荷载作用下的框架结构内力计算的结点法　

樊友景　，路晓明　，袁　横　（１．郑州大学土木工程学院，河南郑州４５０００１；　２．郑州科技学院，河南郑州４５００６４）　

摘要：考虑杆件远端刚结点处杆件数目、各杆线刚度及梁柱刚度比值的影响，推导出杆端的转动刚度和传递系数　统一计算公式。将框架结构竖向荷载作用下的内力计算分成若干个单结点结构计算，这种计算方法对框架结构的　梁柱线刚度比没有范围限制，使用范围广，计算工作量少，精度高。　关键词：框架结构；内力分析；转动刚度；传递系数；结点法　中图分类号：ＴＵ３７５．４　文献标志码：Ａ　文章编号：１００８—１９３３（２０１３）Ｏ５—０３３一ｏ３　

Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｊｏｉｎｔ　ｆｏｒ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆｏｒｃｅ　ｏｆ　ｆｒａｍｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｌｏａｄｓ　ＦＡＮ　Ｙｏｕｊｉｎｇ　，ＬＵ　Ｘｉａｏｍｉｎｇ２，ＹＵＡＮ　Ｙａｎ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００６４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｍｅｍｂｅｒｓ，ｌｉｎｅａｒ　ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ　ｏｆ　ｅｖｅｒｙ　ｍｅｍｂｅｒ　ａｎｄ　ｂｅａｍ—ｃｏｌｕｍｎ　ｓｔｉｆｎｅｓｓ　ｒａｔｉｏ　ａｔ　ｄｉｓｔａｌ　ｒｉｇｉｄ　ｎｏｄｅｓ　ｏｆ　ｍｅｍｂｅｒ，ａ　ｕｎｉｆｉｅｄ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｔｏ　ｃａｌｃｕｌａｔｅ　ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ　ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｂｅａｍ　ｅｎｄ．Ｔｈｅ　ｆｒａｍｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｓｏｍｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｊｏｉｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｔｏ　ｃｏｍｐｕｔｅ　ｉｔｓ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｆｏｒｃｅ　ｕｎｄｅｒ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｌｏａｄｓ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ａｎｙ　ｓｃｏｐｅ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｅａｍ－ｃｏｌｕｍｎ　ｌｉｎｅａｒ　ｓｔｉｆｎｅｓｓ　ｒａｔｉｏ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ａｃｃｕｒａｃｙ，ｓｍａｌｌ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　ａｍｏｕｎｔ　ａｎｄ　ｗｉｄｅ　ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｕｓｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｒａｍｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ｉｎｔｅｍａｌ　ｆｏｒｃｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ　ｓｔｉｆｎｅｓｓ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔ；ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｊｏｉｎｔ