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Thisdocumentisforreferenceonly-rar21year.March土木工程畢業(yè)設(shè)計第六章豎向荷載(恒載+活載)作用下框架內(nèi)力計算第六章豎向荷載（恒載+活載）作用下框架內(nèi)力計算第一節(jié)框架在恒載作用下的內(nèi)力計算本設(shè)計用分層法計算內(nèi)力，具體步驟如下：①計算各桿件的固端彎矩②計算各節(jié)點彎矩分配系數(shù)③彎矩分配④調(diào)幅并繪彎矩圖⑤計算跨中最大彎矩、剪力和軸力并繪圖一、恒載作用下固端彎矩計算（一）恒載作用下固端彎矩恒載作用下固端彎矩計算(單位：KN·m)表框架梁BC跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)三層（屋面）計算簡圖彎矩圖結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖樓層框架梁CD跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)三層（屋面）計算簡圖彎矩圖節(jié)點3彎矩為·m3單元最大負彎矩為KN·m結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖樓層框架梁D-1/D懸挑梁固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖恒載作用下梁固端彎矩計算統(tǒng)計表結(jié)構(gòu)層MBC（KN·m）MCB（KN·m）MCD（KN·m）MDC（KN·m）MD-1/D（KN·m）三層0二層0一層注：彎矩以對節(jié)點順時針為負，逆時針為正。（二）計算各節(jié)點彎矩分配系數(shù)用分層法計算豎向荷載，假定結(jié)構(gòu)無側(cè)移，計算時采用力矩分配法，其計算要點是：①計算各層梁上豎向荷載值和梁的固端彎矩。②將框架分層，各層梁跨度及柱高與原結(jié)構(gòu)相同，柱端假定為固端。③計算梁、柱線剛度。對于柱，假定分層后中間各層柱柱端固定與實際不符，因而，除底層外，上層柱各層線剛度均乘以修正。有現(xiàn)澆樓面的梁，宜考慮樓板的作用。每側(cè)可取板厚的6倍作為樓板的有效作用寬度。設(shè)計中，可近似按下式計算梁的截面慣性矩：一邊有樓板：I=兩邊有樓板：I=④計算和確定梁、柱彎矩分配系數(shù)和傳遞系數(shù)。按修正后的剛度計算各結(jié)點周圍桿件的桿端分配系數(shù)。所有上層柱的傳遞系數(shù)取1/3，底層柱的傳遞系數(shù)取1/2。⑤按力矩分配法計算單層梁、柱彎矩。⑥將分層計算得到的、但屬于同一層柱的柱端彎矩疊加得到柱的彎矩。（1）計算梁、柱相對線剛度圖修正后梁柱相對線剛度（2）計算彎矩分配系數(shù)結(jié)構(gòu)三層①梁μB3C3=÷+=μC3B3=÷++=μC3D3=÷++=μD3C3=÷+=②柱μB3B2=÷+=μC3C2=÷++=μD3D2=÷+=結(jié)構(gòu)二層①梁μB2C2=÷++=μC2B2=÷+++=μC2D2=÷+++=μD2C2=÷++=②柱μB2B3=÷++=μB2B1=÷++=μC2C3=÷+++=μC2C1=÷+++=μD2D3=÷++=μD2D1=÷++=結(jié)構(gòu)一層①梁μB1C1=÷+1+=μC1B1=÷+1++=μC1D1=÷+1++=μD1C1=÷+1+=②柱μB1B2=÷+1+=μB1B0=1÷+1+=μC1C2=÷+1++=μC1C0=1÷+1++=μD1D2=÷+1+=μD1D0=1÷+1+=（三）分層法算恒載作用下彎矩恒載作用下結(jié)構(gòu)三層彎矩分配表BCD上柱下柱右梁B左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱偏心彎矩分配系數(shù)000固端彎矩分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←合計↓↓↓一次分配二次分配恒載作用下結(jié)構(gòu)二層彎矩分配表↑↑↑BCD上柱下柱右梁B左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱偏心彎矩分配系數(shù)固端彎矩分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←合計↓↓↓一次分配二次分配恒載作用下結(jié)構(gòu)一層彎矩分配表↑↑↑BCD上柱下柱右梁B左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁偏心彎矩分配系數(shù)固端彎矩分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←合計↓↓↓一次二次圖彎矩再分配后恒載作用下彎矩圖（KN·m）（四）框架梁彎矩塑性調(diào)幅為了減少鋼筋混凝土框架梁支座處的配筋數(shù)量，在豎向荷載作用下可以考慮豎向內(nèi)力重分布，主要是降低支座負彎矩，以減小支座處的配筋，跨中則應(yīng)相應(yīng)增大彎矩。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）5.2.3條：在豎向荷載作用下，可考慮框架梁端塑性變形內(nèi)力重分布對梁端負彎矩乘以調(diào)幅系數(shù)進行調(diào)幅，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

①裝配整體式框架梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)可取為～，現(xiàn)澆框架梁端負彎矩調(diào)幅系數(shù)可取為～；

②框架梁端負彎矩調(diào)幅后，梁跨中彎矩應(yīng)按平衡條件相應(yīng)增大；

③應(yīng)先對豎向荷載作用下框架梁的彎矩進行調(diào)幅，再與水平作用產(chǎn)生的框架梁彎矩進行組合；

④截面設(shè)計時，框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡支梁計算的跨中彎矩設(shè)計值的50％。本設(shè)計取梁端支座負彎矩調(diào)幅系數(shù)可取為。(計算過程從略)圖調(diào)幅后恒載作用下彎矩圖（KN·m）（五）恒載作用下梁跨內(nèi)最大彎矩、梁端剪力和柱軸力計算1．恒載作用下梁跨內(nèi)最大彎矩計算本設(shè)計計算梁跨內(nèi)最大彎矩時，采用按簡支計算時的梁跨內(nèi)最大彎矩與計算得的調(diào)幅后的梁端彎矩進行疊加得到。計算過程計算如下：簡支條件下恒載作用下固端彎矩計算表樓層框架梁BC跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)三層（屋面）計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖樓層框架梁CD跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖節(jié)點3彎矩大小為·m，單元（3）跨內(nèi)最大彎矩為KN·m調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖樓層框架梁D-1/D懸挑梁固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖2．跨中最大彎矩（1）對于BC跨結(jié)構(gòu)三層（屋面層）在簡支條件下疊加調(diào)幅后彎矩剪力圖如下剪力為0處距離B點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)二層剪力為0處距離B點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)一層剪力為0處距離B點距離：剪力為0處彎矩：（2）對于CD跨結(jié)構(gòu)三層（屋面層）在簡支條件下疊加調(diào)幅后彎矩剪力圖如下剪力為0處距離C點距離：剪力為0處距離D點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)二層剪力為0處距離C點距離：剪力為0處距離D點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)一層在節(jié)點3處，剪力有突變，由突變?yōu)楣始袅?處距離C點距離：剪力為0處距離D點距離：剪力為0處彎矩：本設(shè)計取調(diào)幅后的梁跨內(nèi)彎矩最大值和簡支時梁跨內(nèi)彎矩最大值的50％中的較大者，比較如下表：梁跨內(nèi)彎矩最大值取值表樓層BC跨CD跨取值取值三層二層一層說明:—調(diào)幅后的梁跨內(nèi)彎矩最大值；—簡支時梁跨內(nèi)彎矩最大值。依據(jù)上表繪制恒載作用下B～D軸×eq\o\ac(○,3)軸框架彎矩圖如下圖恒載作用下B～D軸×eq\o\ac(○,3)軸框架彎矩圖（KN·m）3.恒載作用下梁、柱端剪力計算梁端剪力計算計算方法為取隔離體進行計算，具體計算如下：屋頂層BC跨對B取矩VC×+=+（×2+）××，故VC=對C取矩VB×+=+（×2+）××，故VB=屋頂層CD跨對C取矩VD×+=+××+×3×+××+×3，故VD=對D取矩VC×+=+××+×3×+××+×,故VC=其他剪力計算類似，因此計算過程省略，以下匯總剪力：梁截面剪力(單位：表樓層B右截面C左截面C右截面集中力左集中力右D左截面D右截面1/D三層00二層00一層柱端剪力計算計算方法為取隔離體進行計算，具體計算如下：VB3=VB2=綜上，其他柱計算類似。V上=V下=（M上+M下）÷h，下面匯總柱剪力恒載作用下柱剪力（KN）表樓層柱層高M上M下V三層BCD二層BCD三層BCD注：剪力順時針為正，逆時針為負。圖恒載作用下B～D軸×eq\o\ac(○,3)軸框架剪力圖（KN）4.恒載作用下柱端軸力計算根據(jù)節(jié)點平衡法可求得柱軸力，規(guī)定柱受壓為正，受拉為負：B3軸力=B3集中力+梁B3C3剪力NB3=+=其它柱計算類似，計算過程省略。圖柱截面表示圖恒載作用下柱軸力（單位KN）表截面梁端剪力BC梁端剪力CB梁端剪力CD梁端剪力DC豎向力B豎向力C豎向力D柱自重B柱C柱D柱123456一層D柱豎向力已加懸臂梁端剪力圖恒載作用下柱軸力（KN）二、框架在活載作用下的內(nèi)力計算（一）活載作用下固端彎矩計算活載作用下固端彎矩表樓層框架梁BC跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)三層（屋面）計算簡圖彎矩圖結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖樓層框架梁CD跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)三層（屋面）計算簡圖彎矩圖結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖樓層框架梁D-1/D懸挑梁固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖活載作用下梁固端彎矩計算統(tǒng)計表結(jié)構(gòu)層MBC（KN·m）MCB（KN·m）MCD（KN·m）MDC（KN·m）MD-1/D（KN·m）三層0二層0一層注：彎矩以對節(jié)點順時針為負，逆時針為正。（二）各節(jié)點彎矩分配系數(shù)節(jié)點彎矩分配系數(shù)同恒載，計算略。（三）分層法算活載作用下彎矩活載作用下結(jié)構(gòu)三層彎矩分配表BCD上柱下柱右梁B左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱偏心彎矩分配系數(shù)000固端彎矩65分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←合計往下傳↓↓↓一次二次分配活載作用下結(jié)構(gòu)二層彎矩分配表↑↑↑BCD上柱下柱右梁B左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱偏心彎矩分配系數(shù)固端彎矩65分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←合計↓↓↓一次二次分配活載作用下結(jié)構(gòu)一層彎矩分配表↑↑↑BCD上柱下柱右梁B左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁偏心彎矩分配系數(shù)固端彎矩分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←分配傳遞←→分配傳遞→←合計↓↓↓一次二次圖彎矩再分配后活載作用下彎矩（KN·m）（四）框架梁彎矩塑性調(diào)幅圖調(diào)幅后活載作用下彎矩圖（KN·m）（五）活載作用下梁跨內(nèi)最大彎矩、梁端剪力和柱軸力1．活載作用下梁跨內(nèi)最大彎矩本設(shè)計計算梁跨內(nèi)最大彎矩時，采用按簡支計算時的梁跨內(nèi)最大彎矩與計算得的調(diào)幅后的梁端彎矩進行疊加得到。計算過程計算如下：簡支條件下活載作用下固端彎矩計算表樓層框架梁BC跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)三層（屋面）計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖樓層框架梁CD跨固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)三層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)二層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖樓層框架梁D-1/D懸挑梁固端彎矩計算(單位：KN·m)結(jié)構(gòu)一層計算簡圖彎矩圖調(diào)幅后彎矩圖（1）對于BC跨結(jié)構(gòu)三層（屋面層）在簡支條件下疊加調(diào)幅后彎矩剪力圖如下剪力為0處距離B點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)二層剪力為0處距離B點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)一層剪力為0處距離B點距離：剪力為0處彎矩：（2）對于CD跨結(jié)構(gòu)三層（屋面層）在簡支條件下疊加調(diào)幅后彎矩剪力圖如下剪力為0處距離C點距離：剪力為0處距離D點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)二層剪力為0處距離C點距離：剪力為0處距離D點距離：剪力為0處彎矩：結(jié)構(gòu)一層剪力為0處距離C點距離：剪力為0處距離D點距離：剪力為0處彎矩：本設(shè)計取調(diào)幅后的梁跨內(nèi)彎矩最大值和簡支時梁跨內(nèi)彎矩最大值的50％中的較大者，比較如下表：梁跨內(nèi)彎矩最大值取值表樓層BC跨CD跨取值取值三層二層一層說明:—調(diào)幅后的梁跨內(nèi)彎矩最大值；—簡支時梁跨內(nèi)彎矩最大值。依據(jù)上表繪制活載作用下B～D軸×eq\o\ac(○,3)軸框架彎矩圖如下圖活載作用下B～D軸×eq\o\ac(○,3)軸框架彎矩圖（KN·m）2.活載作用下梁、柱端剪力計算（1）梁端剪力計算計算方法為取隔離體進行計算屋頂層BC跨對B取矩VC×+=+（3+3）××，故VC=對C取矩VB×+=+（3+3）××,故VB=屋頂層CD跨對C取矩VD×+=+3×3×+6××+×3，故VD=對D取矩VC×+=+3