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第五章竖向荷载作用下横向框架内力分析.doc

1、第五章竖向荷载作用下横向框架(KJ-3)内力计算由于结构基本对称，在竖向荷载作用下的框架侧移可略去不计。其内力分析采用弯矩分配法，在竖向荷载作用下梁端可以考虑塑性内力重分布，取弯矩调幅系数0.8，楼面的竖向荷载分别按恒载及满跨活载计算。 5.1 竖向恒载作用下内力计算 5.1.1恒荷载计算：（1）计算单元：计算单元宽度为3.9m，如图所示。直接传给框架的楼面荷载如图中水平阴影所示，计算单元范围内的楼面荷载则直接通过次梁以集中力的形式传给横向框架梁，作用在各结点上。由于纵向框架梁与柱轴

2、线不重合，因此在框架结点上还作用有集中力矩。（2）荷载计算 ①均布荷载：在上图中=4.125/m代表横梁自重。 ②顶层： A、 D柱集中力=（2.256+2.187+4.1×1.35）×3.9=38.92KN C柱集中力=（2.187+4.1×2.55）×3.9=49.30KN F1处集中力=（1+4.1×2.7）×3.9=47.10KN F2处集中力=（1+4.1×2.4）×3.9=42.28KN F3处集中力=（1+4.1×2.85）×3.9=49.47KN 附加节点弯矩

3、38.92×0.18=7 ③1~4层： A、 D柱集中力=（3.8×3.15+2.187+3.9×1.35）×3.9+3.6×5.625=96.0KN C柱集中力=（3.8×3.15+2.187+3.9×2.55）×3.9+3.6×6.75=118.30KN F1处集中力=（1+3.9×2.7）×3.9=44.97KN F2处集中力=（3.8×3.15+1+3.9×2.4）×3.9=87.09KN F3处集中力=（1+3.9×2.85）×3.9=47.25KN 附加节点弯矩：96.0×0.18=17.2

4、8 即，5层边柱附加弯矩：38.92/2×0.42+96/2×0.18=16.81 4层边柱附加弯矩：96/2×0.42+96/2×0.18=28.8 2-3层边柱附加弯矩：96/2×1.0+96/2×0.18=56.64 1层边柱附加弯矩：96×0.18=17.28 5.1.2活荷载计算活荷载布置：办公室： 2.0kN/m2 走廊、楼梯、卫生间： 2.5kN/m2 不上人屋面： 0.5kN/m2 活载作用在次梁上，次梁作用

5、在主梁上，故考虑框架时，活载按集中力布置。活荷载作用下框架梁梁上的荷载分布如下：屋面： P1=0.5×3.9×1.35=2.63KN ; F1=0.5×3.9×2.7=5.27KN F2=0.5×3.9×2.4=4.68KN P2=0.5×3.9×2.55=4.97KN F3=0.5×3.9×2.85=5.56KN P3=0.5×3.9×1.35=2.63KN 露面： P1=2×3.9×1.35=10.53KN ; F1=2×3.9×2.7=21.06KN F2=2×3.9×1.35+2.5×3.9×1.05=20.77

6、KN P2=2.5×3.9×1.05+2×3.9×1.5=21.94KN F3=2×3.9×2.85=22.23KN P3=2×3.9×1.35=10.53KN 一层： P2=2.5×1.95×2.55+2×1.95×1.5+2.5×1.95×1.05=23.4KN F3=2.5×1.95×2.85+2×1.95×2.85=25.01KN P3=2.5×1.95×1.35+2×1.95×1.35=11.85KN 活荷载满跨布置图（单位:）恒荷载布置图单位(单位:）活载各层隔跨布置-①工况(单位:) 活载各层隔跨布置-②工

7、况 (单位:) 5.1.3恒载作用下固端弯矩计算均布荷载： =—4.125×7.5²/12= -19.34 =—4.125×5.7²/12= -11.17 =4.125×7.5²/12=19.34 =4.125×5.7²/12=11.17 集中力作用下： ① =-（47.1×2.7×4.8²+42.28×5.4×2.1²）/7.5²=-70.21 =(47.1×4.8×2.7²+42.28×2.1×5.4²)=75.89 =-49.47×3×2.7²/5.

8、7²=-33.3 =49.47×2.7×3²/5.7²=37 ② =-（44.97×2.7×4.8²+87.09×5.4×2.1²）/7.5²=-91.83 =(44.97×4.8×2.7²+87.09×2.1×5.4²)=125.73 =-47.25×3×2.7²/5.7²=-31.81 =47.25×2.7×3²/5.7²=35.34 故竖向恒载作用下，待分配弯矩为： MA5=70.21+19.34-16.81=72.74 MA4=91.83+19.34-28.8=82.37 MA3=M

9、A2=91.83+19.34-56.64=54.53 MA1=91.83+19.34-17.28=93.89 Mc5左=-(75.89+19.34)=-95.23 Mc5右=(33.3+11.17)=44.47 MC4左=MC3左=MC2左=MC1左=-(125.73+19.34)=-145.07 MC4右=MC3右=MC2右=MC1右=(31.81+11.17)=42.98 MD5=-(35.34+11.7+7)=-54.04 MD4=MD3=MD2=MD1=-(35.34+11.7+17.28)=-64.32 5.1.4活荷载作用下固端弯矩计算 ①

10、 =-（5.27×2.7×4.8²+4.68×5.4×2.1²）/7.5²=-7.81 =(5.27×4.8×2.7²+4.68×2.1×5.4²)=8.37 =-5.56×3×2.7²/5.7²=-3.74 =5.56×2.7×3²/5.7²=4.16 ② =-（21.06×2.7×4.8²+20.77×5.4×2.1²）/7.5²=-32.08 =(21.06×4.8×2.7²+20.77×2.1×5.4²)=35.71 =-22.23×3×2.7²/5.7²=-1

11、4.96 =22.23×2.7×3²/5.7²=16.63 ③ =-25.01×3×2.7²/5.7²=-16.84 =25.01×2.7×3²/5.7²=18.71 15 5.2 弯矩分配由于结构基本对称，在竖向荷载作用下的框架侧移可忽略不计，其内力分析采用弯矩分配法，在竖向荷载作用下，楼面竖向荷载分别按恒载满布置，活载满跨布置，活载不利布置1，活载不利布置2计算。恒荷载作用下KJ-2梁内力计算（弯矩分配）（单位：kN•m） A轴　 C轴　 D轴上柱下柱右梁　左梁上柱下柱右

12、梁　左梁上柱下柱 0.000 0.415 0.585 　 0.282 0.000 0.346 0.372 　 0.650 0.000 0.350 　　 -72.740 　 95.230 　　 -44.470 　 54.040 　 0.000 　 30.187 42.553 　 -16.288 　 -19.985 -21.487 　 -35.126 　 -18.914 　　 -8.144 　 21.276 　　 -17.563 　

13、10.743 　　　 3.380 4.764 　 -1.047 　 -1.285 -1.381 　 6.983 　 3.760 　 33.567 -33.567 　 99.171 　 -21.270 -84.901 　 15.154 　 -15.154 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -82.370 　 145.070 　　 -42.980

14、　 64.320 　 0.000 24.174 24.174 34.022 　 -21.433 -26.228 -26.228 -28.202 　 -30.923 -16.698 -16.698 　　 -10.717 　 17.011 　　 -15.462 　 -14.101 　　 3.145 3.145 4.426 　 -0.325 -0.398 -0.398 -0.428 　 6.779 3.661 3.661 27.319 27.319

15、54.638 　 140.323 -26.626 -26.626 -87.071 　 26.075 -13.038 -13.038 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -54.530 　 145.070 　　 -42.980 　 64.320 　　 16.003 16.003 22.523 　 -21.433 -26.228 -26.228 -28.20

16、2 　 -30.923 -16.698 -16.698 　　 -10.717 　 11.262 　　 -15.462 　 -14.101 　　 3.145 3.145 4.426 　 0.882 1.079 1.079 1.160 　 6.779 3.661 3.661 19.148 19.148 -38.297 　 135.780 -25.149 -25.149 -85.483 　 26.075 -13.038 -13.038 0.293 0.2

17、93 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -54.530 　 145.070 　　 -42.980 　 64.320 　　 16.003 16.003 22.523 　 -21.433 -26.228 -26.228 -28.202 　 -30.923 -16.698 -16.698 　　 -10.717 　 11.262 　　 -15.462 　 -14.101 　

18、　 3.145 3.145 4.426 　 0.882 1.079 1.079 1.160 　 6.779 3.661 3.661 19.148 19.148 -38.297 　 135.780 -25.149 -25.149 -85.483 　 26.075 -13.038 -13.038 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -93.890 　 14

19、5.070 　　 -42.980 　 64.320 　　 27.555 27.555 38.781 　 -21.433 -26.228 -26.228 -28.202 　 -30.923 -16.698 -16.698 　　 -10.717 　 19.390 　　 -15.462 　 -14.101 　　 3.145 3.145 4.426 　 -0.825 -1.009 -1.009 -1.085 　 6.779 3.661 3.661 30

20、700 30.700 -61.400 　 142.202 -27.237 -27.237 -87.728 　 26.075 -13.038 -13.038 活荷载满布作用下KJ-2梁内力计算（弯矩分配）（单位：kN•m） A轴　 C轴　 D轴上柱下柱右梁　左梁上柱下柱右梁　左梁上柱下柱 0.000 0.415 0.585 　 0.282 0.000 0.346 0.372 　 0.650 0.000 0.350 　　 -

21、7.810 　 8.370 　　 -3.740 　 4.160 　 0.000 　 3.241 4.569 　 -1.306 　 -1.602 -1.722 　 -2.704 　 -1.456 　　 -0.653 　 2.284 　　 -1.352 　 -0.861 　　　 0.271 0.382 　 -0.263 　 -0.323 -0.347 　 0.560 　 0.301 　 3.512 -3.512 　 9.086 　 -

22、1.925 -7.161 　 1.155 　 -1.155 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -32.080 　 35.710 　　 -14.960 　 16.630 　 0.000 9.415 9.415 13.250 　 -4.356 -5.331 -5.331 -5.732 　 -7.995 -4.317 -4.317 　　 -2.178

23、　 6.625 　　 -3.998 　 -2.866 　　 0.639 0.639 0.900 　 -0.552 -0.675 -0.675 -0.726 　 1.378 0.744 0.744 10.054 10.054 -20.108 　 37.427 -6.006 -6.006 -25.416 　 7.147 -3.573 -3.573 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481

24、 0.260 0.260 　　 -32.080 　 35.710 　　 -14.960 　 16.630 　 0.000 9.415 9.415 13.250 　 -4.356 -5.331 -5.331 -5.732 　 -7.995 -4.317 -4.317 　　 -2.178 　 6.625 　　 -3.998 　 -2.866 　　 0.639 0.639 0.900 　 -0.552 -0.675 -0.675 -0.726

25、　 1.378 0.744 0.744 10.054 10.054 -20.108 　 37.427 -6.006 -6.006 -25.416 　 7.147 -3.573 -3.573 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -32.080 　 35.710 　　 -14.960 　 16.630 　 0.000 9.415 9.415 13.25

26、0 　 -4.356 -5.331 -5.331 -5.732 　 -7.995 -4.317 -4.317 　　 -2.178 　 6.625 　　 -3.998 　 -2.866 　　 0.639 0.639 0.900 　 -0.552 -0.675 -0.675 -0.726 　 1.378 0.744 0.744 10.054 10.054 -20.108 　 37.427 -6.006 -6.006 -25.416 　 7.147

27、 -3.573 -3.573 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -32.080 　 35.710 　　 -16.840 　 18.710 　　 9.415 9.415 13.250 　 -3.962 -4.848 -4.848 -5.213 　 -8.995 -4.857 -4.857 　　 -1.981 　 6.625 　　 -4.498

28、　 -2.606 　　 0.581 0.581 0.818 　 -0.447 -0.547 -0.547 -0.588 　 1.253 0.677 0.677 9.996 9.996 -19.992 　 37.927 -5.394 -5.394 -27.138 　 8.362 -4.181 -4.181 活荷载隔层隔跨----①作用下KJ-2梁内力计算（弯矩分配）（单位：kN•m） A轴　 C轴　 D轴上柱下柱右梁　左梁

29、上柱下柱右梁　左梁上柱下柱 0.000 0.415 0.585 　 0.282 0.000 0.346 0.372 　 0.650 0.000 0.350 　　 -7.810 　 8.370 　　 0.000 　 0.000 　 0.000 　 3.241 4.569 　 -2.360 　 -2.896 -3.114 　 0.000 　 0.000 　　 -1.180 　 2.284 　　 0.000 　 -1.557

30、　　　 0.490 0.690 　 -0.644 　 -0.790 -0.850 　 1.012 　 0.545 　 3.731 -3.731 　 7.650 　 -3.686 -3.963 　 -0.545 　 0.545 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 0.000 　 0.000 　　 -14.960 　 16.630 　 0

31、000 0.000 0.000 0.000 　 3.141 3.843 3.843 4.133 　 -7.995 -4.317 -4.317 　　 1.570 　 0.000 　　 -3.998 　 2.066 　　 -0.461 -0.461 -0.649 　 0.839 1.027 1.027 1.104 　 -0.993 -0.536 -0.536 -0.461 -0.461 0.922 　 3.980 4.870 4.870 -1

32、3.721 　 9.708 -4.854 -4.854 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -32.080 　 35.710 　　 0.000 　 0.000 　　 9.415 9.415 13.250 　 -7.497 -9.174 -9.174 -9.865 　 0.000 0.000 0.000 　　 -3.749 　 6.625 　

33、　 0.000 　 -4.932 　　 1.100 1.100 1.548 　 -1.391 -1.702 -1.702 -1.830 　 2.371 1.281 1.281 10.515 10.515 -21.030 　 33.447 -10.876 -10.876 -11.695 　 -2.561 1.281 1.281 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.2

34、60 　　 0.000 　 0.000 　　 -14.960 　 16.630 　　 0.000 0.000 0.000 　 3.141 3.843 3.843 4.133 　 -7.995 -4.317 -4.317 　　 1.570 　 0.000 　　 -3.998 　 2.066 　　 -0.461 -0.461 -0.649 　 0.839 1.027 1.027 1.104 　 -0.993 -0.536 -0.536

35、 -0.461 -0.461 0.922 　 3.980 4.870 4.870 -13.721 　 9.708 -4.854 -4.854 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -32.080 　 35.710 　　 0.000 　 0.000 　　 9.415 9.415 13.250 　 -7.497 -9.174 -9.174 -9.865

36、　 0.000 0.000 0.000 　　 -3.749 　 6.625 　　 0.000 　 -4.932 　　 1.100 1.100 1.548 　 -1.391 -1.702 -1.702 -1.830 　 2.371 1.281 1.281 10.515 10.515 -21.030 　 33.447 -10.876 -10.876 -11.695 　 -2.561 1.281 1.281 活荷载隔层隔跨---②作

37、用下KJ-2梁内力计算（弯矩分配）（单位：kN•m） A轴　 C轴　 D轴上柱下柱右梁　左梁上柱下柱右梁　左梁上柱下柱 0.000 0.415 0.585 　 0.282 0.000 0.346 0.372 　 0.650 0.000 0.350 　　 0.000 　 0.000 　　 -3.740 　 4.160 　 0.000 　 0.000 0.000 　 1.055 　 1.294 1.391 　 -2.704

38、　 -1.456 　　 0.527 　 0.000 　　 -1.352 　 0.696 　　　 -0.219 -0.308 　 0.381 　 0.468 0.503 　 -0.452 　 -0.243 　 -0.219 0.219 　 1.436 　 1.762 -3.198 　 1.699 　 -1.699 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.2

39、60 　　 -32.080 　 35.710 　　 0.000 　 0.000 　 0.000 9.415 9.415 13.250 　 -7.497 -9.174 -9.174 -9.865 　 0.000 0.000 0.000 　　 -3.749 　 6.625 　　 0.000 　 -4.932 　　 1.100 1.100 1.548 　 -1.391 -1.702 -1.702 -1.830 　 2.371 1.281

40、1.281 10.515 10.515 -21.030 　 33.447 -10.876 -10.876 -11.695 　 -2.561 1.281 1.281 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 0.000 　 0.000 　　 -14.960 　 16.630 　　 0.000 0.000 0.000 　 3.141 3.843 3.843

41、 4.133 　 -7.995 -4.317 -4.317 　　 1.570 　 0.000 　　 -3.998 　 2.066 　　 -0.461 -0.461 -0.649 　 0.839 1.027 1.027 1.104 　 -0.993 -0.536 -0.536 -0.461 -0.461 0.922 　 3.980 4.870 4.870 -13.721 　 9.708 -4.854 -4.854 0.293 0.293 0.4

42、13 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 -32.080 　 35.710 　　 0.000 　 0.000 　　 9.415 9.415 13.250 　 -7.497 -9.174 -9.174 -9.865 　 0.000 0.000 0.000 　　 -3.749 　 6.625 　　 0.000 　 -4.932 　　 1.100 1.100 1.548 　

43、 -1.391 -1.702 -1.702 -1.830 　 2.371 1.281 1.281 10.515 10.515 -21.030 　 33.447 -10.876 -10.876 -11.695 　 -2.561 1.281 1.281 0.293 0.293 0.413 　 0.210 0.257 0.257 0.276 　 0.481 0.260 0.260 　　 0.000 　 0.000 　　 -16.840 　 18.710

44、　　 0.000 0.000 0.000 　 3.535 4.326 4.326 4.652 　 -8.995 -4.857 -4.857 　　 1.768 　 0.000 　　 -4.498 　 2.326 　　 -0.519 -0.519 -0.730 　 0.944 1.155 1.155 1.242 　 -1.118 -0.604 -0.604 -0.519 -0.519 1.038 　 4.480 5.482 5.482 -

45、15.443 　 10.923 -5.461 -5.461 AC跨弯矩 CD跨弯矩层次左支座右支座跨间弯矩左支座右支座跨间弯矩恒载作用下 5 33.567 99.171 82.96556 42.18812 84.9 15.154 38.86642 4 54.638 140.323 84.8654 72.8888 87.071 26.075 28.92716 3 38.297 135.78 96.95912 80.73524

46、 85.483 26.075 29.67937 2 38.297 135.78 96.95912 80.73524 85.483 26.075 29.67937 1 61.4 142.202 79.86128 69.64256 87.728 26.075 28.61595 活载满布作用下 5 3.512 9.086 7.13136 13.24472 7.161 1.155 2.150053 4 20.108 37.427 30.25716 10.71232 25.416 7.147 15.78926 3 20.108

47、 37.427 30.25716 10.71232 25.416 7.147 15.78926 2 20.108 37.427 30.25716 10.71232 25.416 7.147 15.78926 1 19.992 37.927 30.1514 10.3848 27.138 8.326 18.58805 活载1隔层隔跨作用下 5 3.731 7.65 7.50816 14.21732 3.963 0.545 两值之间 4 0.922 3.98 两值之间 13.721 9.708 19.98111 3 21.

48、03 33.447 31.09988 13.31976 11.695 2.651 两值之间 2 0.922 3.98 两值之间 13.721 9.708 19.98111 1 21.03 33.447 31.09988 13.31976 11.695 2.561 两值之间另一活载隔层隔跨作用下2 5 0.219 1.436 两值之间 3.198 1.699 3.740947 4 21.03 33.447 31.09988 13.31976 11.695 2.651 两值之间 3 0.922 3.98 两值之间

49、 13.721 9.708 19.98111 2 21.03 33.447 31.09988 13.31976 11.695 2.651 两值之间 1 1.038 4.48 两值之间 15.443 10.923 22.76095 竖向荷载作用下KJ-2梁端剪力/柱轴力计算竖向荷载作用下KJ-2梁端剪力计算层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力剪力设计值 AC跨 CD跨 AC跨 CD跨 V*=1.2V恒+1.4V活 VA=VC VC=VD VA VC VC VD VA VCl VCr VD 5 恒载满布 6

50、0.16 36.5 -8.75 8.75 12.24 -12.24 　　　　活载满布 4.99 2.78 -0.74 0.74 1.05 -1.05 67.642 90.714 63.85 31.534 隔层隔跨① 4.99 0 -0.52 0.52 　　 67.95 90.406 58.488 29.112 隔层隔跨② 0 2.78 　　 0.26 -0.26 61.692 82.692 62.744 32.64 4 恒载满布 81.5 35.38 -11.42 11.42 10.7

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第五章 竖向荷载作用下横向框架内力分析.doc