在竖向荷载作用下框架内力的近似计算——分层计算法

将框架结构划分为平面框架后, 按照楼板的支承方式计算由楼盖传到框架上的荷载, 即按照

框架的承荷面积计算竖向荷载。 图 24-4(a)所示为框架上的可能出现的竖向荷载形式, 可能

是均布荷载, 或者是三角形或梯形分布荷载, 如有次梁, 则还有集中荷载。 在柱上作用的集

中力是另一方向的梁传来的荷截, 当这个集中力作用在柱截面重心轴上时, 只产生柱轴力。

多层多跨框架在一般竖向荷载作用下侧移是很小的, 可按照无侧移框架的计算方法进行内力

分析。 由影响线理论及精确分析可知, 各层荷载对其他层杆件的内力影响不大。 因此, 可将

多层框架简化为多个单层框架, 并且用力矩分配法求解杆件内力, 这种分层计算法是一种近

似的内力计算法。 如图 24-4(a)所示的三层框架分成如图 24-4(b)所示的三个单层框架分别计

算。 分层计算所得的梁弯矩即为最终弯矩; 每一根柱都同时属于上、 下两层, 必须将上、 下

两层所得的同一根柱子的内力叠加, 才能得到该柱的最终内力。

用力矩分配法计算各单层框架内力的要点如下, 具体计算见例 24-1。

(1)框架分层后, 各层柱高及梁跨度均与原结构相同, 把柱的远端假定为固端。

图 24-4 竖向荷载下分层计算简图

(2)各层梁上竖向荷载与原结构相同, 计算竖向荷载在梁端的固端弯矩。

(3)计算梁柱线刚度及弯矩分配系数。

别为梁跨度与层高。

计算梁截面的惯性矩时, 应考虑楼板的影响, 现浇楼板的有效作用宽度可取楼板厚度的 6

倍(梁每侧), 设计时也可按下式近似计算有现浇楼板的梁截面惯性矩:

式中, l1为由矩形截面计算得到的截面惯性矩。

除底层柱外, 其他各层柱端并非固定端, 分层计算时假定它为固端, 因而除底层柱以外的其

他柱子的线刚度乘以 0.9 修正系数(底层柱不修正), 在计算每个节点周围各杆件为刚度分配

系数时, 用修正以后的柱线刚度计算。

(4)计算传递系数。

底层柱和各层梁的传递系数都取 1/2; 而上层各柱对柱远端的传递, 由于将非固端假定为固

端, 传递系数改用 1/3。

(5)分别用力矩分配法计算得到各层内力后, 将上下两层分别计算得到的同一根柱的内力叠

加。 这样得到的结点上的弯矩可能不平衡, 但误差不会很大。 如果要求更精确一些, 可将结

点不平衡弯矩再进行一次分配。

【例 24-1】 某七层办公楼为框架结构, 其柱网布置及梁柱尺寸见图 24-5。 各层梁、 柱截面

尺寸均相同。 ②~⑦轴竖向荷载见表 24-1。 框架各层层高及混凝土强度等级见表 24-2。

图 24-5 柱网布置及梁柱尺寸

本例题计算该结构②~⑦轴框架在恒载作用下的内力。使用荷载及考虑地震时的重力荷载作

用下内力计算方法相同。

3.8m 宽楼板传来的荷载和梁上隔断砖墙荷载。 屋顶层以上在③~⑥轴及 A~C 轴之间有局

部突出的一层楼, 该部分为房间。 所以表内所列屋顶层也有房间的使用荷载, 它代表③~⑥

轴间 A~C 梁承受的楼面荷载, 其余部分的梁都按屋面荷载计算。

表 24-1 竖向荷载

表 24-2 梁、 柱线刚度计算

解梁、 柱线刚度计算见表 24-2。 恒载数值及固端弯矩分别示于图 24-6(a)、 (b)。 由于对称, 取

THE END
0.框架结构在竖向荷载作用下内力计算方法有哪些?各有何特点?框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法.在进行竖向荷载作用下的内力分析时,可假定:(1)作用在某一层框架梁上的竖向荷载对其他楼层的框架梁的影响不计,而仅在本楼层的框架梁以及与本层框架梁相连的框架柱产生弯矩和剪力.(2)在竖向荷载作用下,不考虑框架的侧移.计算过程可如下:(1)分层:分层框架柱jvzquC41sd4{wx~gdcth0lto1zlf/zzguvopp8vwguzjqw42:ei6gkkd9d<72l898;j7gB<8;5i7:kg0jvsm
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