◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 6水平地震作用下横向框架内力分析 以图24.1中③轴线横向框架在左地震作用下作为计算对象,进行内力计 算 水平地震作用下的横向框架柱端弯矩的计算采用D值法,首先要确定反弯 点的位置 61柱反弯点位置 计算各柱的反弯点高度比 y=yn+y1+y2 y3 其中y查倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比表,本设计中上, 下层线刚度未发生变化,所以y不调整,底层柱修正值y2,二层柱修正y,其 余柱均无修正。具体修正过程及结果见表6.1.1 表611 柱反弯点计算 ④柱 ③柱 361D0%44D03500[0■126[5740379D0■001[3644 4B6D0944|0422[00[0M5192574|[045[000■162 B60944|045L0D00■162M5741D0479[00L01[7244 2B6[094[0500D05■954[05[匚o[o■981 I50672070-0025033751.12006500025013.1251 续表61.1 楼‖层 柱 ①柱 5‖3.61.4260.3710 200 01335607970.3500 01.26 4B6■426D045[0 0■162D079704L010 0144 136■1460471[00[0_69560797D045[00[0162 _B6■426[050[000598[077[06[0[0005[341 [Mo|D65000250B1251D056D601E00s0B121 其中w的单位为m 第1页
第 1 页 6 水平地震作用下横向框架内力分析 以图 2.4.1 中○3 轴线横向框架在左地震作用下作为计算对象，进行内力计 算。 水平地震作用下的横向框架柱端弯矩的计算采用 D 值法，首先要确定反弯 点的位置。 6.1 柱反弯点位置 计算各柱的反弯点高度比 n 1 2 3 y y y y y = + + + 其中 n y 查倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比表，本设计中上， 下层线刚度未发生变化，所以 1 y 不调整，底层柱修正值 2 y ，二层柱修正 3 y ，其 余柱均无修正。具体修正过程及结果见表 6.1.1。 表 6.1.1 柱反弯点计算 楼 层 层 高 ○A 柱 ○B 柱 K n y 1 y 2 y 3 y yh K n y 1 y 2 y 3 y yh 5 3.6 0.944 0.35 0 0 0 1.26 1.574 0.379 0 0 0 1.3644 4 3.6 0.944 0.422 0 0 0 1.5192 1.574 0.45 0 0 0 1.62 3 3.6 0.944 0.45 0 0 0 1.62 1.574 0.479 0 0 0 1.7244 2 3.6 0.944 0.5 0 0 0.05 1.98 1.574 0.5 0 0 0.05 1.98 1 5 0.672 0.7 0 -0.025 0 3.375 1.120 0.65 0 -0.025 0 3.125 续表 6.1.1 楼 层 层 高 ○C 柱 ○D 柱 K n y 1 y 2 y 3 y yh K n y 1 y 2 y 3 y yh 5 3.6 1.426 0.371 0 0 0 1.3356 0.797 0.35 0 0 0 1.26 4 3.6 1.426 0.45 0 0 0 1.62 0.797 0.4 0 0 0 1.44 3 3.6 1.426 0.471 0 0 0 1.6956 0.797 0.45 0 0 0 1.62 2 3.6 1.426 0.5 0 0 0.05 1.98 0.797 0.6 0 0 0.05 2.34 1 5 1.015 0.65 0 -0.025 0 3.125 0.567 0.65 0 -0.025 0 3.125 其中 yh 的单位为 m
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 62各层柱端弯矩及剪力计算 柱的剪力根据各柱的抗侧刚度分配,即 得到V后,该柱上下端弯矩M"、M按下式计算 M =V yh M=l(1-y)h=4910×(1-035)×36=11488 下面以5层④柱来具体说明计算过程: 981298 ×260924=49.10kN 1052979.74 MG=vyh=4910×126=6186KN·m M=V(1-y)h=49.10×(1-035)×36=11488N·m 其余各层各柱都以相同的方式计算得,具体的计算过程及结构见表621
第 2 页 6.2 各层柱端弯矩及剪力计算 柱的剪力根据各柱的抗侧刚度分配，即 1 ij ij s ij j D V D = = 得到 Vij 后，该柱上下端弯矩 u Mij 、 b Mij 按下式计算 b M V yh ij ij = (1 ) 49.10 (1 0.35) 3.6 114.88 u M V y h ij ij = − = − = 下面以 5 层○A 柱来具体说明计算过程： 1 19812.98 2609.24 49.10 1052979.74 ij ij s ij j D V Vi D = = = = kN 49.10 1.26 =61.86 b M V yh ij ij = = kN·m (1 ) 49.10 (1 0.35) 3.6 114.88 u M V y h ij ij = − = − = kN·m 其余各层各柱都以相同的方式计算得，具体的计算过程及结构见表 6.2.1
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 8|8 88 g 3信 si lid 图|8 -‖=‖。‖ 882 s|8| 姗 3 二‖8‖虏‖
第 3 页 1 2 3 4 5 层 楼 各层柱端弯矩及剪力计算 5.0 3.6 3.6 3.6 3.6 hi/m 6603.60 6059.53 5248.81 4098.71 2609.24 Vi/KN 912312.16 1052979.74 1052979.74 1052979.74 1052979.74 ∑Dij 19733.14 19812.98 19812.98 19812.98 19812.98 Di1 ○A 柱 142.83 114.02 98.76 77.12 49.10 Vi1 0.67 0.94 0.94 0.94 0.94 K 0.68 0.55 0.45 0.42 0.35 y 482.07 225.75 159.99 117.16 61.86 Mi1b 232.11 184.71 195.55 160.48 114.88 Mi1u 1 2 3 4 5 层 楼 各层柱端弯矩及剪力计算 5.0 3.6 3.6 3.6 3.6 hi/m 6603.60 6059.53 5248.81 4098.71 2609.24 Vi/KN 912312.16 1052979.74 1052979.74 1052979.74 1052979.74 ∑Dij 23359.69 27205.20 27205.20 27205.20 27205.20 Di2 ○B 柱 169.08 156.56 135.61 105.90 67.41 Vi2 1.12 1.57 1.57 1.57 1.57 K 0.63 0.55 0.48 0.45 0.38 y 380.44 309.98 233.85 171.55 91.98 Mi2b 317.03 253.62 254.35 209.67 150.71 Mi2u 表 6.2.1 各层柱端弯矩及剪力计算 续表 6.2.1
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 QOC 姗 8||8 8惚3≤ 5过 93333 toona 33 = 国国 其中h的单位为m,H1的单位为N,∑D、D4的单位为N/mm,M的单位为 kN·m
第 4 页 其中 i h 的单位为 m，Vi 的单位为 kN，Dij 、Dij 的单位为 N/mm，M 的单位为 kN·m。 1 2 3 4 5 层 楼 各层柱端弯矩及剪力计算 5.0 3.6 3.6 3.6 3.6 hi/m 6603.60 6059.53 5248.81 4098.71 2609.24 Vi/KN 912312.16 1052979.74 1052979.74 1052979.74 1052979.74 ∑ Dij 18700.01 17599.07 17599.07 17599.07 17599.07 Di4 ○D 柱 135.36 101.28 87.73 68.50 43.61 Vi4 0.57 0.80 0.80 0.80 0.80 K 0.63 0.65 0.45 0.40 0.35 y 422.99 236.99 142.12 98.65 54.95 Mi4 b 253.79 127.61 173.70 147.97 102.05 Mi4 u 1 2 3 4 5 层 楼 各层柱端弯矩及剪力计算 5.0 3.6 3.6 3.6 3.6 hi/m 6603.60 605 9.53 5248.81 4098.71 2609.24 Vi/KN 912312.16 1052979.74 1052979.74 1052979.74 1052979.74 ∑ Dij 22606.44 25716.36 25716.36 25716.36 25716.36 Di3 ○C 柱 163.63 147.99 128.19 100.10 63.72 Vi3 1.02 1.43 1.43 1.43 1.43 K 0.63 0.55 0.47 0.45 0.37 y 511.35 293.02 217.36 162.16 85.11 Mi3 b 306.81 239.74 244.12 198.20 144.30 Mi3 u 续 表 6.2.1 续 表 6.2.1
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 63梁端弯矩,剪力及柱轴力计算 根据上述所计算的柱端弯矩的值,采用节点平衡的方式,根据梁线刚度按 照其线刚度分配的原则计算梁端弯矩,以4层AB跨的弯矩计算具体说明过程: A节点: 对于A节点,动为0。 M (ML +Mu 6.3×10 ×(61.86+16048)=22234kN 0+6.3×10 B节点 6.3×10 (MB1,+M) +i 4200×100+63×10×(9198+20967)=180.99kNm M=(Mh+M)-M=(9198+20967)-18099=12066KN·m 计算所得到的弯矩为节点弯矩,将其反向即得到所需的杆端弯矩 所以AB梁的剪力为 M+Mb2234+1809=7469kN 5.40 M41 其余各梁端弯矩及剪力计算与上述相同。具体计算过程及结果详见表6.3.1 表631 梁端弯矩,剪力计算 AB梁 BC梁 CD梁 团 6036362.451.61020s6284 42238095:746012012502.410238153202926.5643 3|32355310521x043241470|270|272346802 l18.0 3447 2924 201.7 24‖165.31‖2553‖26973 6 1950 82.04 114579 37625.m1544258376212.4214823351490.78 1290 第5页
第 5 页 M51 b i b l l M41 u i b r l Mb r Mb l M51 b M41 u Mb r i b r 6.3 梁端弯矩，剪力及柱轴力计算 根据上述所计算的柱端弯矩的值，采用节点平衡的方式，根据梁线刚度按 照其线刚度分配的原则计算梁端弯矩，以 4 层 AB 跨的弯矩计算具体说明过程： A 节点： 对于 A 节点， l b i 为 0。 r 10 r b u b b 1, l r 10 b b 6.3 10 ( ) (61.86 160.48 )=222.34 0 6.3 10 i j ij i M M M i i + = + = + + + kN B 节点： l 10 l b u b b 1, l r 10 10 b b 6.3 10 ( ) (91.98 209.67 )=180.99 4.200 10 6.3 10 i j ij i M M M i i + = + = + + + kN·m r b u l b 1, b ( ) (91.98 209.67 ) 180.99 120.66 M M M M = + − = + − = i j ij + kN·m 计算所得到的弯矩为节点弯矩，将其反向即得到所需的杆端弯矩。 所以 AB 梁的剪力为 r l b b b 222.34 180.99 74.69 5.40 M M V l + + = = = kN 其余各梁端弯矩及剪力计算与上述相同。具体计算过程及结果详见表 6.3.1。 表 6.3.1 梁端弯矩，剪力计算 楼 层 AB 梁 BC 梁 CD 梁 Mb l Mb r L Vb Mb l Mb r L Vb Mb l Mb r L Vb 5 114.9 90.43 5. 4 38.02 60.3 63.69 2.4 51.66 80.6 102.05 6. 4 28.54 4 222.3 180.9 9 5. 4 74.69 120.7 125.0 5 2.4 102.38 158.3 202.92 6. 4 56.43 3 312.7 255.5 4 5. 4 105.2 3 170.4 179.3 3 2.4 145.70 227.0 272.34 6. 4 78.02 2 344.7 292.4 8 5. 4 118.0 0 195.0 201.7 5 2.4 165.31 255.3 269.73 6. 4 82.04 1 457.9 376.2 1 5. 4 154.4 6 250.8 376.2 1 2.4 214.82 335.1 490.78 6. 4 129.0 4
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 其中M的单位为kN·m,V的单位为kN,L的单位为m。 柱的轴力根据 N=∑(-V) 计算,由此可得四根柱的轴力,如表6.3.2所示。 表632 柱轴力计算 楼层 -38.02 13.64 28.54 84.97 21794 81.79 136.75 162.99 33594 1291l 220.01 245.03 49040 18946 30579 374.07 其中N的单位为kN。轴力以柱受压为正 综合上述内容作水平左地震作用下的③轴线框架的弯矩图,梁端剪力图及柱 轴力图。如图631~6.3.3所示
第 6 页 其中 M 的单位为 kN·m，V 的单位为 kN，L 的单位为 m。 柱的轴力根据 n l r b b k k= ( ) i i N V V = − 计算，由此可得四根柱的轴力，如表 6.3.2 所示。 表 6.3.2 柱轴力计算 楼层 柱轴力 NA NB NC ND 5 -38.02 -13.64 23.12 28.54 4 -112.71 -41.32 69.06 84.97 3 -217.94 -81.79 136.75 162.99 2 -335.94 -129.11 220.01 245.03 1 -490.40 -189.46 305.79 374.07 其中 N 的单位为 kN。轴力以柱受压为正。 综合上述内容作水平左地震作用下的○3 轴线框架的弯矩图，梁端剪力图及柱 轴力图。如图 6.3.1~6.3.3 所示
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 61.86 20967 85.,1 160.48 14797 254.35 9865 17.16 1955517155162:6 1370 244.12 25362 142.128 15999 184.71 21.3 127.61 239.74 31703 236.99 2:5.75 2321304/:930 25379 306.81 51.3 422.99 图631左地震作用下框架柱弯矩图(kNm) 第7页
第 7 页 图 6.3.1 左地震作用下框架柱弯矩图(kN·m)
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 114.88 63.69 10 60.28 80.6 12505 0292 2234 120.66 158.26 255.54 19.33 272.34 312.71 10.36 2:696 292.48 194.99 490.78 255.34 376.21 64.75 86 250.8 33508 图632左地震作用下框架梁弯矩图(kNm)
第 8 页 图 6.3.2 左地震作用下框架梁弯矩图(kN·m)
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 38.02 3802 13.6 23.12 28.54 74.69 102.38 -112.71 41.32 69 84.97 145.70 78.02 217.94 819 136.75 16299 118.00 165.3f 82.04 33594 -129.1 220.01 245.03 154.46 86 12904 490.40 图633左地震作用下梁端剪力及柱轴力图(kN)
第 9 页 图 6.3.3 左地震作用下梁端剪力及柱轴力图(kN)
◎出么建剥找史學毕业设计(论文)用纸 7竖向荷载作用下横向框架内力分析 7.1楼(屋)盖荷载传递形式 取③轴线的横向框架进行计算,计算单元宽度为75m,如图71.1所示。 由于房间内布置有次梁,故直接传给该榀框架的楼面荷载如图中的水平阴影线 所示,计算单元范围内的其它楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形 式传给横向框架,作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不 重合,因此在框架节点上还作用有集中力矩 375018751875187518753750 以凶 图7.11横向框架计算单元 对于本设计,作用在框架上的荷载可能为集中荷载、均布荷载、三角形或 梯形分布荷载及集中力矩等。如图7.12所示 10
第 10 页 7 竖向荷载作用下横向框架内力分析 7.1 楼（屋）盖荷载传递形式 取○3 轴线的横向框架进行计算，计算单元宽度为 7.5m，如图 7.1.1 所示。 由于房间内布置有次梁，故直接传给该榀框架的楼面荷载如图中的水平阴影线 所示，计算单元范围内的其它楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形 式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不 重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。 图 7.1.1 横向框架计算单元 对于本设计，作用在框架上的荷载可能为集中荷载、均布荷载、三角形或 梯形分布荷载及集中力矩等。如图 7.1.2 所示