框架竖向荷载计算
六、⑤轴框架竖向荷载的内力计算—分层法
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) S z1=4/2x4.2/2+2.6/2x1.5=6.15
S z2=4/2x4.2/2+(4/2+2.6/2)x4.6/2=11.79
S z3=(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
(一) 框架计算简图 (见上页)
根据:轴力表以及轴压比N/Ac f c ≤0.8 (fc =11.9N/mm2) 底层柱A c ≥400x500 顶层柱A c ≥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)
1.2 惯性矩 (矩形:I=1/12bh3 mm 4)
、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 )
2、标准层楼板的荷载计算(标准值)(单位:KN/M2 )
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 WB 6传荷载:0.5x 4.16x2.6=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 WB 1传荷载: =a/l0=2/4.2=0.476 P 12=(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:19x 1. 2x0.12+0.5x1.2+17x0.02x1.2=3.75 WB 1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 WB 1传荷载:5/8x6.66x0.5x4=8.33 WB 2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 WB 3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
WB 2传恒载:α=a/l0=2/4.6=0.435
P 2=(1—2x0.4352+0. 0.4353)x6.66x 4/2=9.38 WB 3传恒载: =a/l0=1.3/4.6=0.283
P 3=(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 WB 2传荷载:5/8x6.66x0.5x4=8.33 WB 4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 WB 3传荷载:5/8x6.66x0.5x2.6=5.41
WB 5传恒载: α=a/l0=0.75/2.6=0.288
P 5=(1—2x0. 2882+0. 0. 2883)x6.66x1.5/2=4.29
总荷载:P=3.47+5.41+4.29=13.17
KL7—4传来剪力:F1=0.5x25.12x4=50.24 KN
KL7—5传来剪力:F2=0.5x13.17x2.6=17.12 KN
KL5—1 右端剪力 :F=F1+F2=50.24+17.12=67.36 ⑦
3、框架梁KL5—P 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 WB 5传恒载:5/8x6.66x1.5/2=3.12
总荷载:P=3.47+3.12=6.59 ⑧
(2)剪力:( KN )
L1-4的荷载计算:(KN/M)
梁自重:25x0.2x0.4+17x0.02x0.4x2=2.27
女儿墙重:1. 2x0.12x19x0.5x1.2+17x0.02x1.2=3.75 W B4传荷载:0. 5x6.66x1.5=5.00 总荷载:P=2.27+3.75+5=11.02
L1-5的荷载计算:(KN/M )
梁自重:25x0.2x0.4+17x0.02x0.4x2=2.27
女儿墙重:1. 2x0.12x19x0.5x1.2+17x0.02x1.2=3.75 W B5传恒载: =a/l0=0.75/2.6=0.288
P 5=(1—2x0. 2882+ 0. 2883)x6.66x1.5/2=4.29 总荷载:P=2.27+3.75+4.29=10.31
L1—4传来剪力:F1=0.5x11.02x4=22.04 KN
L1—5传来剪力:F2=0.5x10.31x2.6=13.40KN
KL5—P 右端剪力 :F=F1+F2=22.04+13.40=35.44 KN
2.3 标准层框架梁KL5荷载计算
1、KL5—2的荷载计算 (kN/M)
(1)、均布荷载:
梁自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47 墙重:19x0.18x2.8+17x0.02x2.8x2=10.48 板B 12传荷载: =a/l0=0.476
P 12=(1—2x0.4762+0.4763)x 4.76x4/2=6.18
总荷载:P=3.47+10.48+6.18=20.13 ⑩
⑨
(2)剪力:( KN )
TL 荷载计算: (KN/M)
TL 自重:25x0.2x0.4+17x0.02x0.4x2=2.27 平台板传来恒载:0.5x4.76x2.6=6.19 梯板传来荷载:0.5x9.57x3=14.36
总荷载:P=2.27+6.19+14.36=22.82
KL9—4的荷载计算:( KN/M )
梁自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47
墙重:19x0.18x2.8+17x0.02x2.8x2=10.48
B 12传荷载:5/8x4.76x0.5x4=5.95 总荷载:P=3.47+10.48+5.95=19.90
KL9—5的荷载计算:( KN/M)
梁自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47 墙重:19x2.8x0.18+17x0.02x2.8x2=10.48 总荷载:P=3.47+10.48=13.95
KL8—4的荷载计算:( KN/M )
梁自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47 B 12传荷载:5/8x4.76x0.5x4=5.95 B 8传荷载:0.5x4.76x4=9.52
总荷载:P=3.47+5.95+9.52=18.94
KL8—5的荷载计算:( KN/M )
梁自重:25x0.5x0.25+17x0.02x0.5x2=3.47
B9传恒载: =a/l0=0.75/2.6=0.288
P 9=(1—2x0. 2882+ 0. 2883)x4.76x1.5/2=3.07
梯板传来荷载:0.5x9.57x3=14.36 总荷载:P=3.47+3.07+14.36=20.90
梯梁TL 传来剪力:F=0.5x22.82x2.6=29.67KN
KL9—4传来剪力:F1=0.5x19.90x4=39.80 KN
KL9—5传来剪力:F2=0.5x13.95x2.6=18.14KN
KL8—4传来剪力:F3=0.5x18.94x4=37.88 KN
KL8—5传来剪力:F4=0.5x20.90x2.6=27.17KN
KL5—2左端剪力F=F1+F2=39.80+18.14=57.94KN KL5—2右端剪力F=F3+F4=37.88+27.17=65.05KN
2、KL5—1的荷载计算
(1) 均布荷载:(KN/M)
KL5—1左端 :
梁自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47
墙重:0.18x(1.5x2.8—1.1x2.1)x19/4+0.45x2.1=2.56 板B 9传恒载: 5/8x4.76x0.5x1.5=2.23 总荷载:P=3.47+2.56+2.56+2.23=8.26
KL5—1右端
梁自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47
墙重:0.12x(3.1x2.8—1.1x2.1)x19/4+0.2x2.1
+0.02x(3.1x2.8—1.1x2.1)x17x2/4=5.12 B 6传荷载:5/8x5.26x0.5x3.1=5.10 B 7传恒载:α=a/l0=1.3/3.1=0.419
P 7=(1—2x0.4192+0.4193)x5.73x2.6/2=5.37 总荷载:P=3.47+5.12+5.10+5.37=19.06
(2 ) 剪力:
L3—1的荷载计算:( KN/M )
梁自重:25x0.2x0.4+17x0.02x0.4x2=2.27 墙重:0.12x(4x2.8—0.9x2.0)x19/4
+0.02x(4x2.8—0.9x2.0)x17x2/4=6.96
B 8传荷载:0.5x4.76x4=9.52
B 6传荷载:α=a/l0=1.55/4=0.3875
P 7=(1—2x.38752+0.38753)x5.26x3.1/2=6.18 总荷载:P=2.27+6.96+9.52+6.18=24.93
L3—2的荷载计算:( KN/M)
梁自重:25x0.2x0.4+17x0.02x0.4x2=2.27 墙重:0.18x(2.6x2.8—1.5x1.9)x19/4+0.4x1.9
+0.02x(2.6x2.8—1.5x1.9)17x2/4=5.30
B 7传荷载:5/8x5.73x0.5x2.6=4.66 B9传恒载:=a/l0=0.75/2.6=0.288
P 9=(1—2x0. 2882+ 0. 2883)x4.76x1.5/2=3.07
总荷载:P=2.27+5.30+4.66+3.07=15.30
KL7—4的荷载计算:( KN/M )
自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47
墙重:0.18x(4x2.8—1.8x1.9)x19/4+0.4x1.9
+0.02x(4x2.8—1.8x1.9)17x2/4=7.97
B 6传荷载:α=a/l0=1.55/4=0.3875
P 6=(1—2x.38752+0.38753)x5.26x3.1/2=6.18 B 2传荷载:0.5x5.73x4=11.46
总荷载:P=3.47+7.97+6.18+11.46=29.08
KL7—5的荷载计算:( KN/M )
梁自重:25x0.5x0.25+0.02x0.5x17x2=3.47
B 7传荷载:5/8x5.73x0.5x2.6=4.66 B 3传载:α=a/l0=0.75/2.6=0.288
P 5=(1—2x0. 2882+0. 0. 2883)x5.73x1.5/2=3.69 总荷载:P=3.47+4.66+3.69=11.82
L3—1传来剪力:F1=0.5x24.93x4=49.86 KN L3—2传来剪力:F2=0.5x15.30x2.6=19.89KN
KL5—1 跨中剪力 :F=F1+F2=49.86+19.89=69.75 KL7—4传来剪力:F3=0.5x29.08x4=58.16 KN KL7—5传来剪力:F4=0.5x11.82x2.6=15.37 KN
KL5—1 右端剪力 :F=F3+F4=58.16+15.37=73.53
3、框架梁KL5—P 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 B 3传恒载:5/8x5.73x1.5/2=2.69 总荷载:P=3.47+2.69=6.16
(2)剪力:( KN )
L1-4的荷载计算:(KN/M)
梁自重:25x0.2x0.4+17x0.02x0.4x2=2.27
女儿墙重:1. 2x0.12x19x0.5x1.2+17x0.02x1.2=3.75 B2传荷载:0. 5x5.73x1.5=4.30 总荷载:P=2.27+3.75+4.30=10.32
L1-5的荷载计算:(KN/M )
梁自重:25x0.2x0.4+17x0.02x0.4x2=2.27
女儿墙重:1. 2x0.12x19x0.5x1.2+17x0.02x1.2=3.75 B3传恒载:α=a/l0=0.75/2.6=0.288
P 3=(1—2x0. 2882+ 0. 2883)x5.73x1.5/2=3.69 总荷载:P=2.27+3.75+3.69=9.31
L1—4传来剪力:F1=0.5x 0.32x4=20.64 KN
L1—5传来剪力:F2=0.5x9.31x2.6=12.10KN
KL5—P 右端剪力 :F=F1+F2=20.64+12.10=32.74 KN
(⑤轴框架竖向荷载内力见图见CAD 图)
《三》竖向荷载的内力计算
3.1 主梁,柱的的线刚度
构件相对线刚度值
)
节点总相对线刚度值
3.2 主梁,柱的的分配系数(μ=
如底层:
2. 271. 88x 0. 9
=0. 34 μA 1A 2==0. 26
2. 27+1. 88x 0. 9+2. 642. 27+1. 88x 0. 9+2. 64
2. 642. 64
μA 1B 1==0. 40 μB 1A 1==0. 29
2. 27+1. 88x 0. 9+2. 642. 55+2. 15x 0. 9+2. 17+2. 64
2. 55
μB 1B 0==0. 27
2. 55+2. 15x 0. 9+2. 17+2. 64
2. 17
μB 1C 1==0. 23
2. 55+2. 15x 0. +2. 17+2. 64
2. 15x 0. 9
μB 1B 2==0. 21
2. 55+2. 15x 0. +2. 17+2. 64
2. 17
μC 1B 1==0. 23
2. 17+3. 76+3. 32x 0. 9
3. 76
μC 1B 1==0. 40
2. 17+3. 76+3. 32x 0. 9
3. 32x 0. 9
μC 1B 1==0. 37
2. 17+3. 76+3. 32x 0. 9
μA 1A 0=
(分配系数和固端弯矩见CAD 图)
(弯矩的分配与传递的计算过程以及分配与传递后的弯矩图,剪力图和轴力图都见与CAD)