第六章框架在恒載作用下的內(nèi)力分析

1、莊龍鋒 莆田市海景小區(qū)3號樓設計2.6 框剪在恒荷載作用下的內(nèi)力分析2.6.1 恒荷載計算上人屋面：架空隔熱層 二氈三油鋪小石子 30mm水泥砂漿找平層 20mm水泥爐渣找坡層 120mm現(xiàn)澆混凝土樓板 20mm石灰砂漿抹底 恒荷載標準值： 合計：2.6.2 恒荷載作用下框架的受荷情況(1)頂層荷載分析：取第7軸橫向框架進行計算，屋頂層的該框架的受荷情況如圖2.6.1所示，計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上須考慮集中力矩。荷載計算：計算簡圖如圖2.6.2所示: 圖2.6.1 頂層恒荷

2、載受荷簡圖 2.6.2 頂層AB、BC梁恒荷載作用計算簡圖AB梁荷載： 梁自重： 一側(cè)板傳來的荷載： (最高點) B端處 BC梁荷載： 梁自重： (2)標準層荷載分析：標準層層的該框架的受荷情況如圖2.6.3所示，計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上須考慮集中力矩。 荷載計算 計算簡圖如圖2.6.4所示. 圖2.6.3 標準層恒荷載作用受荷簡圖圖2.6.4 標準層恒荷載作用計算簡圖梁墻荷載：AB梁荷載： 梁自重：底層 標準層 墻自重： 一側(cè)板傳來的荷載： B端處 BC梁荷載：

3、 梁自重： 墻自重（墻長）： 柱子自重：查第五章表得KZ7： 底層 46.8KN 二四層 28.08KN 五十三層 23.60KN 十四十七 19.5KNKZ8： 底層 32.5KN 二八層 19.5KN 九十三層 15.8KN 十四十七 12.48KNB軸剪力墻：底層 130KN 二四層 70.2KN 五十七 63.96KN各層恒荷載作用計算簡圖如圖2.6.5圖2.6.5 各層恒荷載作用計算簡圖(3)支座反力及固端彎矩計算：頂層Q1作用下:三角形部分 小三角部分 矩形部分：G1作用下： BC跨： 總計：；由第五章可得墻5頂層形心距在B左1738.1mm處剪力墻上的彎矩：標準層：Q1作用下:三

4、角形部分 小三角部分 矩形部分：G1作用下： G2作用下： BC跨：g1作用下： g2作用下： 總計：；由第五章可得：墻5二至四層形心距在B左1628.0mm處剪力墻上的彎矩：墻5五至十六層形心距在B左1738.1mm處剪力墻上的彎矩：底層：Q1作用下:三角形部分 小三角部分 矩形部分：G1作用下： G2作用下： BC跨：g1作用下： g2作用下： g3作用下： 總計：；由第五章可得：墻5首層形心距在B左1681.8mm處剪力墻上的彎矩：框架梁傳來內(nèi)力： 對KZ7及DZ1及其剪力墻，考慮其傳力較為復雜，為簡便計算，偏安全按框架柱各自承擔四邊梁一半的荷載取值（其中洞口不扣除梁上墻不增加）即可得：

5、 KZ7：頂層 其余各層 由于偏心產(chǎn)生的彎矩： 底層四層 五十三層 十四十六 頂層 DZ1及其剪力墻：頂層：余其各層： 對于KZ8相關縱向梁的計算簡圖如圖2.6.6所示，計算結(jié)果如下梁自重：底層 其余各層 底層 ： 標準層： 2.6.6 KZ8相關縱梁梁恒荷載計算簡圖 頂層： 由于偏心產(chǎn)生的彎矩： 底層 二八層 九十三 十四十七 頂層 由于KZ7柱偏心對節(jié)點彎矩為有利影響，故對KZ7不考慮偏心所產(chǎn)生的有利影響。故可得7軸整榀框架恒載作用下的內(nèi)力如表2.6.1所示表2.6.1 7軸整榀框架恒載作用下的內(nèi)力ABC層號頂層53.3138.84337.28-54.56120.86-11.90十四十六4

6、7.0528.74185.52-30.8377.79-18.1九十三47.0529.43185.52-30.8377.79-18.1四八47.0528.73185.52-30.8377.79-18.1二四47.0528.73185.52-26.1377.79-18.1底層50.1931.59193.54-15.2389.8-30.07注：以上彎矩計算均以受拉為正受壓為負2.6.3 恒荷載作用下框剪的內(nèi)力分析 (1) 恒荷載作用下框剪的彎矩計算:；。2.6.2 A軸分配系數(shù)層次梁剛度柱剛度上柱分配系數(shù)下柱分配系數(shù)梁分配系數(shù)172.491.990.5160.484162.491.990.3410.

7、340.319152.491.990.3410.340.319142.491.990.3410.340.319132.493.190.2820.4530.265122.493.190.3870.3870.226112.493.190.3870.3870.226102.493.420.3770.4030.2292.493.420.3930.3930.21482.495.210.3260.4960.17872.495.210.4240.4240.15262.495.470.4150.4360.14952.495.470.4270.4270.14642.495.470.4270.4270.14632

8、.495.470.4270.4270.14622.495.470.4270.4270.14613.733.280.4740.2840.2422.6.3 C軸分配系數(shù)層次梁剛度柱剛度上柱分配系數(shù)下柱分配系數(shù)梁端分配系數(shù)172.491.99/0.8220.178162.491.990.4520.4510.097152.491.990.4520.4510.097142.491.990.4520.4510.097132.493.190.3730.5460.081122.493.190.4650.4660.069112.493.190.4650.4660.069102.493.420.4510.4830

9、.06692.493.420.4680.4680.06482.495.210.4680.4680.06472.495.210.4680.4680.06462.495.470.4570.480.06352.495.470.4690.4690.06242.495.470.3930.5560.05132.495.470.4780.4780.04422.495.470.4780.4780.04413.733.280.560.3360.104梁端、柱端彎矩用彎矩二次分配法計算。具體計算過程及結(jié)果如圖2.6.7所示：17層上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.5160.4840.1780.822-38.84-11.

10、920.04 18.80 2.12 9.78 4.90 0.00 0.00 4.09 -2.53-2.37-0.73 -3.36 22.41 -22.41 -10.51 10.51 16層0.3410.340.3190.0970.4520.451-28.74-18.19.80 9.77 9.17 1.76 8.18 8.16 10.02 4.90 0.00 0.00 4.89 4.09 -5.09 -5.07 -4.76 -0.87 -4.06 -4.05 14.73 9.60 -24.33 -17.22 9.01 8.20 15層0.3410.340.3190.0970.4520.451-2

11、8.74-18.19.80 9.77 9.17 1.76 8.18 8.16 4.89 4.90 0.00 0.00 4.08 4.09 -3.34 -3.33 -3.12 -0.79 -3.69 -3.69 11.35 11.34 -22.69 -17.14 8.57 8.57 14層0.3410.340.3190.0970.4520.451-28.74-18.19.80 9.77 9.17 1.76 8.18 8.16 4.89 4.15 0.00 0.00 4.08 3.38 -3.08 -3.07 -2.88 -0.72 -3.37 -3.36 11.61 10.85 -22.45 -

12、17.07 8.89 8.18 13層0.2820.4530.2650.0810.3730.576-29.43-18.18.30 13.33 7.80 1.47 6.75 10.43 4.89 5.69 0.00 0.00 4.08 4.21 -2.98 -4.79 -2.80 -0.67 -3.09 -4.77 10.20 14.23 -24.43 -17.31 7.74 9.86 12層0.3870.3870.2260.0690.4650.466-29.43-18.111.39 11.39 6.65 1.25 8.42 8.43 6.67 0.19 0.00 0.00 5.21 4.21

13、-2.65 -2.65 -1.55 -0.65 -4.38 -4.39 15.40 8.93 -24.33 -17.50 9.25 8.25 11層0.3870.3870.2260.0690.4650.466-29.43-18.111.39 11.39 6.65 1.25 8.42 8.43 0.10 5.55 0.00 0.00 4.22 4.08 -2.18 -2.15-1.25-0.57 -3.86 -3.87 9.30 14.79 -24.03 -17.42 8.77 8.65 10層0.3770.4030.220.0660.4510.483-29.43-18.111.10 11.86

14、 6.47 1.19 8.16 8.74 5.69 5.78 0.00 0.00 4.22 4.24 -4.33 -4.63 -2.53 -0.56 -3.81 -4.08 12.46 13.02 -25.48 -17.46 8.57 8.90 9層0.3930.3930.2140.0640.4680.468-29.43-18.111.57 11.57 6.30 1.16 8.47 8.47 5.93 4.68 0.00 0.00 4.37 4.24 -4.17 -4.17 -2.27 -0.55 -4.03 -4.03 13.33 12.08 -25.40 -17.49 8.81 8.68

15、8層0.3260.4960.1780.0640.4680.468-28.73-18.19.37 14.25 5.11 1.16 8.47 8.47 5.78 6.09 0.00 0.00 4.24 4.24 -3.87 -5.89 -2.11 -0.54 -3.96 -3.96 11.28 14.45 -25.73 -17.48 8.74 8.74 7層0.4240.4240.1520.0640.4680.468-28.73-18.112.18 12.18 4.37 1.16 8.47 8.47 7.13 5.96 0.00 0.00 4.24 4.14 -5.55 -5.55 -1.99 -

16、0.54 -3.92 -3.92 13.76 12.59 -26.35 -17.48 8.79 8.69 6層0.4150.4360.1490.0630.4570.48-28.73-18.111.92 12.53 4.28 1.14 8.27 8.69 6.09 0.21 0.00 0.00 4.24 4.24 -2.62 -2.75 -0.94 -0.53 -3.88 -4.07 15.40 9.99 -25.39 -17.49 8.63 8.86 5層0.4270.4270.1460.0620.4690.469-28.73-18.112.27 12.27 4.19 1.12 8.49 8.

17、49 6.26 6.13 0.00 0.00 4.34 3.56 -5.29 -2.62-0.90-0.49 -3.71 -3.71 13.24 15.78 -25.43 -17.47 9.13 8.34 4層0.4270.4270.1460.0510.3930.556-28.73-18.112.27 12.27 4.19 0.92 7.11 10.06 6.13 6.13 0.00 0.00 4.24 4.33 -5.24 -5.24 -1.79 -0.44 -3.37 -4.77 13.16 13.16 -26.33 -17.61 7.99 9.62 3層0.4270.4270.1460.

18、0440.4780.478-28.73-18.112.27 12.27 4.19 0.80 8.65 8.65 6.13 6.13 0.00 0.00 5.03 4.33 -5.24 -5.24 -1.79 -0.41 -4.47 -4.47 13.16 13.16 -26.33 -17.72 9.21 8.50 2層0.4270.4270.1460.0440.4780.478-28.73-18.112.27 12.27 4.19 0.80 8.65 8.65 6.13 7.49 0.00 0.00 4.33 8.60 -5.82 -5.82 -1.99 -0.57 -6.18 -6.18 1

19、2.59 13.94 -26.52 -17.87 6.80 11.07 1層0.4740.2840.2420.1040.560.336-31.59-30.714.97 8.97 7.64 3.19 17.19 10.32 6.13 0.00 0.00 0.00 4.33 0.00 -2.91 -1.74 -1.48 -0.45 -2.42 -1.45 18.20 7.23 -25.43 -27.96 19.10 8.86 3.61 9.55 圖2.6.7 恒荷載作用下的7軸框架的彎矩二次分配法計算圖注：規(guī)定彎矩節(jié)點以順時針為正，桿端逆時針為正(2) 梁端剪力計算 梁端剪力可根據(jù)梁上豎向荷載引起

20、的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。具體計算過程如下。頂層： AB跨：取隔離體，計算簡圖如圖2.6.8所示。 圖2.6.8 AB梁的頂層及標準層計算簡圖由得由得設剪力為零的位置離左端Xm（經(jīng)推算0X1.95），則 即可得則跨中最大彎矩為：其余各層計算結(jié)果如表2.6.42.6.4 AB跨內(nèi)力分析層號樓面荷載17-22.4128.786.6422.14-7.3837.612.287.380.857-27.1216-24.3315.63.612-12.0338.5712.164.10.783-29.6915-22.6915.63.612-12.7237.8912.164.10.82-28.6614

21、-22.4515.63.612-12.8237.7912.164.10.825-28.513-24.4315.63.612-11.9938.6112.164.10.781-29.7612-24.4315.63.612-11.9938.6112.164.10.781-29.7611-24.0315.63.612-12.1638.4512.164.10.79-29.510-25.4815.63.612-11.5539.0512.164.10.757-30.449-25.415.63.612-11.5939.0212.164.10.759-30.48-25.7315.63.612-11.4539.1

22、512.164.10.751-30.617-26.3515.63.612-11.1939.4112.164.10.737-31.026-25.3915.63.612-11.5939.0112.164.10.759-30.395-25.4315.63.612-11.5739.0312.164.10.758-30.414-26.3315.63.612-11.239.412.164.10.738-31.013-26.3315.63.612-11.239.412.164.10.738-31.012-26.5215.63.612-11.1239.4812.164.10.733-31.141-25.431

23、5.63.612-12.9140.3613.274.10.783-31.14注：規(guī)定彎矩節(jié)點以順時針為正，桿端逆時針為正，剪力以逆時針方向為正。其中梁端彎矩，單位；樓面?zhèn)鱽淼木€荷載最大值，單位；樓面?zhèn)鱽淼木€荷載最大值與右端線荷載之差，單位；樓面?zhèn)鱽淼挠叶司€荷載，單位；梁左端剪力，單位；梁右端剪力，單位；梁自重加墻重產(chǎn)生的線荷載，單位；樓面單位面積傳來的線荷載，單位；剪力為零點距A軸的距離，單位；跨中最大彎矩，單位。BC跨：取隔離體，計算簡圖如圖2.6.9所示。圖2.6.9 BC梁的頂層及標準層計算簡圖頂層：由得由得設剪力為零的位置離左端Xm（經(jīng)推算X2），則 即可得則跨中最大彎矩為：其余各層計

24、算結(jié)果如表2.6.52.6.5 BC跨內(nèi)力分析層號17-10.513.520-7.1311.172.0267.2216-17.223.529.5-21.1916.121.62717.2415-17.143.529.5-21.216.11.62817.2614-17.073.529.5-21.2216.091.6317.2913-17.313.529.5-21.1716.131.62617.2112-17.53.529.5-21.1316.171.62317.1511-17.423.529.5-21.1516.161.62417.1810-17.463.529.5-21.1416.161.624

25、17.169-17.493.529.5-21.1316.171.62317.158-17.483.529.5-21.1416.171.62417.167-17.483.529.5-21.1416.171.62417.166-17.493.529.5-21.1316.171.62317.155-17.473.529.5-21.1416.171.62417.164-17.613.529.5-21.1116.191.62117.113-17.723.529.5-21.0916.211.6217.082-17.873.529.5-21.0616.241.61817.031-27.967.129.5-2

26、8.4827.541.71424.4注：規(guī)定彎矩節(jié)點以順時針為正，桿端逆時針為正，剪力以逆時針方向為正。其中梁端彎矩，單位；樓面?zhèn)鱽淼木€荷載最大值，單位；樓面?zhèn)鱽淼木€荷載最大值與右端線荷載之差，單位；樓面?zhèn)鱽淼挠叶司€荷載，單位；梁右端剪力，單位；梁左端剪力，單位；梁自重加墻重產(chǎn)生的線荷載，單位；樓面單位面積傳來的線荷載，單位；剪力為零點距A軸的距離，單位；跨中最大彎矩，單位。(3) 柱端剪力計算柱端剪力按下式計算： 式中： 、分別表示柱上下端的彎矩柱端剪力計算結(jié)果見表2.6.6及表2.6.7。表2.6.6 邊柱A柱端剪力計算層次h(m)M柱上M柱下V柱上V柱下17322.4114.73-12.

27、38-12.381639.611.35-6.98-6.9815311.3411.61-7.65-7.6514310.8510.2-7.02-7.0213314.2315.4-9.88-9.881238.939.3-6.08-6.0811314.7912.46-9.08-9.0810313.0213.33-8.78-8.789312.0811.28-7.79-7.798314.4513.76-9.4-9.47312.5915.4-9.33-9.33639.9913.24-7.74-7.745315.7813.16-9.65-9.654313.1613.16-8.77-8.773313.1612.

28、59-8.58-8.582313.9418.2-10.71-10.71157.233.61-2.17-2.17注：1）表中M單位為kN·m,V單位為kN。 2）規(guī)定彎矩節(jié)點以順時針為正，桿端逆時針為正，剪力以逆時針方向為正。表2.6.7 中柱C柱端剪力計算層次h(m)M柱上M柱下V柱上V柱下17310.519.01-6.51-6.511638.28.57-5.59-5.591538.578.89-5.82-5.821438.187.74-5.31-5.311339.869.25-6.37-6.371238.258.77-5.67-5.671138.658.57-5.74-5.7410

29、38.98.81-5.9-5.9938.688.74-5.81-5.81838.748.79-5.84-5.84738.698.63-5.77-5.77638.869.13-6-6538.347.99-5.44-5.44439.629.21-6.28-6.28338.56.8-5.1-5.12311.0719.1-10.06-10.06158.869.55-3.68-3.68注：1）表中M單位為kN·m,V單位為kN。 2）規(guī)定彎矩節(jié)點以順時針為正，桿端逆時針為正，剪力以逆時針方向為正。 (4) 柱端軸力計算 柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到，計算柱底軸力還需考慮柱的自重。 柱

30、軸力計算結(jié)果見表2.6.8至表2.6.10.表2.6.8 邊柱A柱端軸力計算層次右+縱梁集中力柱自重柱軸力上端柱軸力下端1753.3112.4853.3165.791647.0512.48112.84125.321547.0512.48172.37184.851447.0512.48231.9244.381347.0515.8291.43307.231247.0515.8354.28370.081147.0515.8417.13432.931047.0515.8479.98495.78947.0515.8542.83558.63847.0519.5605.68625.18747.0519.5672.23691.73647.0519.5738.78758.28547.0519.5805.33824.83447.0519.5871.88891.38347.0519.5938.43957.93247.0519.51004.981024