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1、.第 6 章 竖 向 荷 载 作 用 下 力 计 算 6.1 框 架 构 造 的 荷 载 计 算.板 传 荷 载 计 算 计 算 单 元 见 下 列 图 所 示：因 为 楼 板 为 整 表 达 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。一.A B,(C E)轴 间 框 架 梁：屋 面 板 传 荷 载：恒 载：3 226.6/25.2 6.6/25.2 2 1 25.2 KN/m 06.7 活 载：3 2
2、26.6/25.2 6.6/25.2 2 1 25.2 KN/m 2 楼 面 板 传 荷 载：恒 载：3 226.6/25.2 6.6/25.2 2 1 25.2.1KN/m 4 活 载：3 226.6/25.2 6.6/25.2 2 1 25.2.5KN/m 2 梁 自 重：3.34KN/m A B,(C E)轴 间 框 架 梁 均 布 荷 载 为：屋 面 梁：恒 载 梁 自 重 板 传 荷 载 3.34 KN/m+22.44 KN/m=25.78 KN/m 活 载 板 传 荷 载 6.36 KN/m 楼 面 板 传 荷 载：恒 载 梁 自 重 板 传 荷 载 3.34 KN/m+13.03
3、 KN/m=116.37 KN/m 活 载 板 传 荷 载 7.95 KN/m 二.B C 轴 间 框 架 梁：屋 面 板 传 荷 载：恒 载：3 222.7/25.2 2.7/25.2 2 1 25.2.06KN/m 7 活 载：3 22.7/25.2 2.7/25.2 2 1 25.2 2 楼 面 板 传 荷 载：恒 载：3 222.7/25.2 2.7/25.2 2 1 25.2.1KN/m 4 活 载：3 222.7/25.2 2.7/25.2 2 1 25.2.5KN/m 2 梁 自 重：3.34KN/m B C 轴 间 框 架 梁 均 布 荷 载 为：.屋 面 梁：恒 载 梁 自
4、重 板 传 荷 载 3.34 KN/m+14.10 KN/m=17.44 KN/m 活 载 板 传 荷 载 4.17 KN/m 楼 面 板 传 荷 载：恒 载 梁 自 重 板 传 荷 载 3.34 KN/m+13.38KN/m=16.72KN/m 活 载 板 传 荷 载 8.16 KN/m 三.A 轴 柱 纵 向 集 中 荷 载 计 算：顶 层 柱：顶 层 柱 恒 载 女 儿 墙 梁 自 重 板 传 荷 载 KN 5.14 75.3 2 8/5 25.2 06.7 2.3 34.23 5.4.672 6 顶 层 柱 活 载 板 传 荷 载=KN 28.18)5.1 5.1 25.2 25.22
5、(2 8/5 2 标 准 层 柱 恒 载 墙 自 重 梁 自 重 板 荷 载=KN 01.72)5.1 25.2(2 8/5 1.4 2.3 34.3)5.0 75.3(76.52 2 准 层 柱 活 载 板 传 荷 载=KN m m KN 8.28 8.4 2 8/5 4.2/2 a 根 底 顶 面 荷 载 底 层 外 纵 墙 自 重 根 底 自 重=KN 85.22)55.0 75.3(75.3)55.0 75.3(11.14 四.C 柱 纵 向 集 中 力 计 算：顶 层 柱 荷 载=梁 自 重+板 传 荷 载=3.13(3.75-0.5)+)2 25.1 25.2(2 8/5 06.7
6、 0.6 1.5 5/8 2 1.5=120.91KN 顶 层 柱 活 载=板 传 荷 载=KN 78.31 5.1 2 8/5 5.1 3.0)5.1 2 25.2(2 8/5 22 2 标 准 柱 恒 载=墙 梁 自 重 板 传 荷 载=m KN/32.114)5.1 2 25.2(2 8/5 1.4)5.0 75.4(113.3 19.292 2 标 准 层 活 载 板 传 荷 载=根 底 顶 面 恒 载=底 层 纵 墙 自 重 根 底 自 重=KN 95.58)55.0 75.3(75.3 95.46 3.框 架 柱 自 重：柱 自 重：底 层：边 柱 1.2 0.55m 0.55m
7、253/KN m 5.4m=49.01KN 中 柱 1.2 0.55m 0.55m 253/KN m 5.4m=49.01KN 标 准 层:边柱 1.2 0.5m 0.5m 253/KN m 3.6m=27KN 中柱 1.2 0.5m 0.5m 253/KN m 3.6m=27KN 用双向板可沿四角点沿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一轴间框架梁屋面板传荷载恒载活载楼面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自 面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载活载板传荷载楼面板传荷载恒载梁自重板传荷载活
8、载板传荷载三轴柱纵向集中荷载计算顶层柱顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准 层柱荷载梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准柱恒载墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载根底顶面恒载底层纵墙自重根底自重框架柱自重柱自重底层边柱中柱标准层边柱中柱顶层边柱中柱恒荷载作用下框架的力恒荷载作用下.顶 层:边柱 1.2 0.55m 0.55m 253/KN m 3.9m=35.39KN 中柱 1.2 0.55m 0.55m 253/KN m 3.9m=35.39KN 6.2 恒 荷 载 作 用 下 框 架 的 力.恒 荷 载 作 用 下 框 架 的 弯 矩 计 算 恒 荷 载 作 用 下 框 架
9、的 受 荷 简 图 如 图 6-3 所 示，由 于 A E 二 轴 的 纵梁 外 边 线 分 别 与 该 柱 的 外 边 线 齐 平，故 此 二 轴 上 的 竖 向 荷 载 与 柱 轴 线偏 心，且 偏 心 距 离 为 75mm。则 均 布 恒 载 和 集 中 荷 载 偏 心 引 起 的 固 端弯 矩 构 成 框 架 节 点 不 平 衡 弯 矩。一.恒 荷 载 作 用 下 框 架 可 按 下 面 公 式 求 得：均 载 M1：21/12abM ql(6 1)集 中 荷 载 Me：Me=-Fe(6 2)故：m KN MB A.58.93 6.6 78.25 12/126 6 m KN MA B.
10、58.936 6 所 以 梁 固 端 弯 矩 为1M M MenF 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 KN,2.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:分 配 系 数 如 图 6 5,图 6 6 所 示：A柱：底 层 335.0)977.0 0.1 942.0/(977.00 下柱i 标 准 层
11、：340.0)0.1 0.1 942.0/(0.1 上柱i 五 层:410.0)0.1 942.0 35.1/(35.1 上柱i 顶 层：590.0)35.1 942.0/(35.1 下柱i B 柱：底 层：250.0)0.1 977.0 864.0 942.0/(942.0 右梁i 标 准 层：63.0)864.0 0.1 0.1 942.0/(0.1 下柱i 顶 层：241.0)942.0 864.0 35.1 0.1/(0.1 下柱i 顶 层：428.0)942.0 864.0 35.1/(35.1 下柱i 三.恒 荷 载 作 用 下 的 弯 矩 剪 力 计 算，根 据 简 图 6 4
12、用双向板可沿四角点沿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一轴间框架梁屋面板传荷载恒载活载楼面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自 面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载活载板传荷载楼面板传荷载恒载梁自重板传荷载活载板传荷载三轴柱纵向集中荷载计算顶层柱顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准 层柱荷载梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准柱恒载墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载根底顶面恒载底层纵墙自重根底自重框架柱自重柱自重底层边柱中柱标准层边柱中柱顶层边柱中柱恒荷载作用下框架的力恒
13、荷载作用下.梁：AM 0 21/2.0A B BM M ql Q l/1/2A A BQ M M l ql 6 4 柱：CM 0.0C D DM M Q h()/C C DQ 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.N6=114.5+25.78 6.6/2=199.574KN N5=N6+72.81+16.37 7.2/2+35.39=361.795KN N4=N5+72.01+16.37 6.6/2+27=514.826KN N3=N4+72.01+16.37 6.6/2+27=667.857K
14、N N2=N3+72.01+16.37 6.6/2+27=820.888KN N1=N2+72.01+16.37 6.6/2+27=973.92KN 恒 荷 载 作 用 下 的 中 跨 框 架 的 轴 力 计 算：N6=120.91+17.44 7.2/2+25.78 6.6/2=268.77KN N5=N6+114.32+16.37 6.6/2+16.72 7.2/2+35.39=532.69KN N4=N5+114.32+16.37 6.6/2+16.72 7.2/2+27=788.24KN N3=N4+114.32+16.37 6.6/2+16.72 7.2/2+27=1043.75KN
15、 N2=N3+114.32+16.37 6.6/2+16.72 7.2/2+27=1299.29KN N1=N2+114.32+16.37 6.6/2+16.72 7.2/2+27=1554.82KN 图 6 7 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。在 分 层 法 中，用弯 矩 分 配 法 计 算 分 层 单 元 的 杆 端 弯 矩 时，任 一 节 点 的 不 平 衡 弯 矩 都 将影 响 到 节 点 所 在 单 元 中 的 所 有 杆 件。而 弯 矩 二 次 分 配 法 假
16、 定 任 一 节 点的 不 平 衡 弯 矩 只 影 响 至 与 该 节 点 相 交 的 各 杆 件 的 远 端。因 此 可 将 弯 矩分 配 法 的 循 环 次 数 简 化 到 一 次 分 配、一 次 传 递、再 一 次 分 配。所 以 本 框 架 设 计 采 用 弯 矩 分 配 法 计 算 框 架 力，传 递 系 数 为 1/2。各 节 点 分 配 两 次 即 可，恒 荷 载 作 用 下 框 架 力 如 表 6 1 所 示 图 6 8 恒 荷 载 作 用 下 的 弯 矩 图 单 位 KN.m 表 6 1 恒 荷 载 作 用 下 的 弯 矩 力 二 次 分 配 表 六.恒 载 作 用 下 的
17、的 框 架 弯 矩 图 用双向板可沿四角点沿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一轴间框架梁屋面板传荷载恒载活载楼面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自 面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载活载板传荷载楼面板传荷载恒载梁自重板传荷载活载板传荷载三轴柱纵向集中荷载计算顶层柱顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准 层柱荷载梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准柱恒载墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载根底顶面恒载底层纵墙自重根底自重框架柱自重柱自重底层边柱中柱标准层边柱中柱顶层边柱中
18、柱恒荷载作用下框架的力恒荷载作用下.对 于 无 荷 载 直 接 作 用 的 杆 件 如 柱，将 其 柱 端 的 弯 矩 连 以 直 线，即 为 该 杆 件 的 弯 矩 图；对 于 有 荷 载 作 用 的 杆 件 如 梁，则 以 杆 端 弯矩 的 连 线 为 基 线。叠 加 相 应 简 支 梁 的 弯 矩 图，即 为 该 杆 件 的 弯 矩 图。弯 矩 图 如 上 图 6 8 所 示 1.则 梁 跨 中 弯 矩 为：七.恒 载 作 用 下 剪 力 计 算 1.梁 端 剪 力：2.柱 端 剪 力：KN Q 03.20 9.3/)0.29 13.49(6 注：由 于 该 框 架 构 造 左 右 对
19、称，所 以 竖 向 荷 载 作 用 下 框 架 剪 力 图 反 对 注：由 于 该 框 架 构 造 左 右 对 称，所 以 竖 向 荷 载 作 用 下 框 架 轴 力 图 对 称用双向板可沿四角点沿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一轴间框架梁屋面板传荷载恒载活载楼面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自 面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载活载板传荷载楼面板传荷载恒载梁自重板传荷载活载板传荷载三轴柱纵向集中荷载计算顶层柱顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准 层柱荷载梁自重
20、板传荷载顶层柱活载板传荷载标准柱恒载墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载根底顶面恒载底层纵墙自重根底自重框架柱自重柱自重底层边柱中柱标准层边柱中柱顶层边柱中柱恒荷载作用下框架的力恒荷载作用下.6.3 活 荷 载 作 用 下 框 架 的 力 6.3.1 活 载 作 用 下 的 框 架 力 同 恒 载 作 用 下 用 弯 矩 分 配 法 计 算 框 架 力，折 减 系 数 为 1/2，各 节点 分 配 两 次 即 可。活 荷 载 作 用 下 框 架 力 如 表 6 2 所 示。6.3.2 活 荷 载 作 用 下 框 架 的 力 计 算 活 荷 载 作 用 下 框 架 可 按 下 面 公 式 求 得：
21、均 载 M1：21/12abM ql(6 1)集 中 荷 载 Me：Me=-Fe(6 2)故：m KN MB A.09.23 6.6 36.6 12/126 6 所 以 梁 固 端 弯 矩 为1M M MenF。表 6 2 活 荷 载 作 用 下 的 弯 矩 力 二 次 分 配 表用双向板可沿四角点沿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一轴间框架梁屋面板传荷载恒载活载楼面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自 面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载活载板传荷载楼面板传荷载恒载梁自重板传荷载活载
22、板传荷载三轴柱纵向集中荷载计算顶层柱顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准 层柱荷载梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准柱恒载墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载根底顶面恒载底层纵墙自重根底自重框架柱自重柱自重底层边柱中柱标准层边柱中柱顶层边柱中柱恒荷载作用下框架的力恒荷载作用下.二.活 载 作 用 下 的 的 框 架 弯 矩 图 对 于 无 荷 载 直 接 作 用 的 杆 件 如 柱，将 其 柱 端 的 弯 矩 连 以直 线，即 为 该 杆 件 的 弯 矩 图；对 于 有 荷 载 作 用 的 杆 件 如 梁，则 以 杆 端 弯 矩 的 连 线 为 基 线。叠 加 相 应 简 支
23、梁 的 弯 矩 图，即 为该 杆 件 的 弯 矩 图。弯 矩 图 如 上 图 6 9 所 示 则 梁 跨 中 弯 矩 为：三.活 荷 载 作 用 下 的 框 架 剪 力 计 算 根 据 简 图 6 4 和 推 导 公 式 计 算 其 活 荷 载 作 用 下 的 剪 力 如 图 6 9 所 示：1.梁 端 剪 力：2.柱 端 剪 力：KN Q 87.6 9.3/)04.12 70.14(6 活 载 作 用 下 的 剪 力 图 详 见 图 6 1 2 注：由 于 框 架 构 造 左 右 对 称，所 以 竖 向 荷 载 作 用 下 框 架 剪 力 图 反 对 称 三.活 荷 载 作 用 下 的 力
24、计 算 1.边 跨 框 架 的 轴 力 计 算，包 括 连 梁 传 来 的 荷 载 及 柱 自 重 活 荷 载 作 用 下 的 中 跨 框 架 的 轴 力 计 算：活 载 作 用 下 的 轴 力 图 详 见 图 6 13。注：由 于 框 架 构 造 左 右 对 称，所 以 竖 向 荷 载 作 用 下 框 架 剪 力 图 反 对 称 用双向板可沿四角点沿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一轴间框架梁屋面板传荷载恒载活载楼面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自 面板传荷载恒载活载梁自重轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载梁自重板传荷载活载板传荷载楼面板传荷载恒载梁自重板传荷载活载板传荷载三轴柱纵向集中荷载计算顶层柱顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准 层柱荷载梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载标准柱恒载墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载根底顶面恒载底层纵墙自重根底自重框架柱自重柱自重底层边柱中柱标准层边柱中柱顶层边柱中柱恒荷载作用下框架的力恒荷载作用下