《竖向荷载的计算案例综述》1600字

竖向荷载的计算案例综述1.1计算单元的确定计算说明对象：主楼第=8\*GB3⑧轴框架。如图7-1所示，集中或均布楼面荷载会通过纵向框架梁和次梁传递到主梁，然后传递到柱，且两侧边墙柱有偏心，因此会产生偏心距Mi。图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s11楼板计算单元1.2恒载计算图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s12各层梁恒载简图（1）对于第6层QiQQ折算系数后图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s13双向板上荷载的传递图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s14分布荷载转化为等效荷载Qi表示屋面、楼面板传递到横向框架梁的梯形或均布荷载。Q1=4.67×(1-2a2+a3)×4.25/2=6.57kN/mQ2=4.67×(1-2a2+a3)×4.25=13.14kN/mQ3=4.67×1.5=35.025kN/mQ5=4.67×4.25×5/8=6.20kN/mQ4=4.67×4.25×5/8=12.40kN/mQ次d=15.03kN/m，Qc次=21.6kN/m，Qbc=31.4kN/m，Q次a=14.66kN/m，Qa次=20.86kN/mP1-P4分别表示两侧纵梁直接传递到柱的恒载，计入梁的自重、楼板的自重等。P1=（2.0375+4.075）×4.67+3×8.46+2×2.37+4.25×8.46=94.62kNM1、M4是由于梁柱中心不重合，P1、P4在柱端产生的弯矩。M1=0.05×94.62=4.73kN∙mF1、F2分别表示通过两侧次梁直接传递到框架梁的恒载引起的集中力，计入梁的自重、楼板的自重等。F1=（1.9875+2.0375）×4.67+2×3.73=26.26kNP2=（1.9875+1.025+4.075+1）×4.67+1.25×8.46+2×2.37+1.2×2.37=106.69kNP3=（1.9625×2+1.025+1）×4.67+1.2×2.37+1.5×8.46+4.25×8.46=130.04kNF2=（1.9625+1.9875）×2×4.67+1.5×3.73=64.868kNP4=1.9875×2×4.67+4.25×8.46+1.5×8.46=111.97kNM4=P4×e=5.9kN∙m对于第2-5层qi11=q梁+q墙=12.86kN/mqi12=q梁=2.37kN/mQ次d=19.67kN/m，Qc次=26.48kN/m，Qbc=38.67kN/m，Q次b=25.72kN/m，Qa次=19.29kN/mP1=（2.0375+4.075）×4.84+3×（8.46+6.665）+2×（2.37+1.74)+4.25×15.125=159.46kNM1=P1×e=0.05×159.46=1.97kN∙mF1=（1.9875+2.0375）×4.84+2×3.73=26.94kNP2=（1.9875+1.025+4.075+1）×4.84+1.25×12.86+2×1.48+1.2×2.37=150.18kNP3=（1.9625×2+1.025+1）×4.84+1.2×2.37+1.5×12.86+4.25×12.86=182.75kNF2=（1.9625+1.9875）×2×4.84+1.5×3.73=66.21kNP4=1.9875×2×4.84+4.25×15.125+1.5×15.125=196.96kNM4=P4×e=9.85kN∙m对于第1层qi11=q梁+q墙=13.5kN/mqi12=q梁=2.37kN/mQ次d=20.31kN/m，Qc次=21.12kN/m，Qbc=38.67kN/m，Q次a=26.36kN/m，Qb次=19.93kN/mP1=（2.0625+4.1）×4.84+3×15.125+2×10.11+4.25×15.125=159.70kNM1=P1×e=0.1×159.7=15.97kN∙mF1=（1.9625+2.0625）×4.84+2×3.73=26.94kNP2=（1.9625+1.025+4.1+1）×4.84+1.25×12.86+2×1.48+1.2×2.37=150.18kNP3=（1.9625×2+1.025+1）×4.84+1.2×2.37+1.5×12.86+4.25×12.86=182.75kNF2=（1.9625+2.0125）×2×4.84+1.5×3.73=66.45kNP4=2.0125×2×4.84+4.25×15.125+1.5×15.125=191.20kNM4=P4×e=19.72kN∙m1.3框架活载计算图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s15各层梁活荷载简图对于第6层Q1内=5×0.5=2.5kN/mQ2=1.5×0.5=3.75kN/mP1=（2.0375+4.075）×0.5=3.056kNM1=P1×e=0.05×P1=0.153kN∙mF1=（1.9875+2.0375）×0.5=2.0125kNP2=（1.9875+1.025+4.075+1）×0.5=4.044kNP3=（1.9625×2+1.025+1）×0.5=2.975kNF2=（1.9625+1.9875）×2×0.5=3.95kNP4=1.9875×2×0.5=1.9875kNM4=P4×e=0.099kN∙m（2）对于第2-5层Q1内=5×2.0=10kN/mQ2=1.5×2.0=15kN/mP1=（2.0375+4.075）×2.0=12.225kNM1=P1×e=0.05×P1=0.611kN∙mF1=（1.9875+2.0375）×2.0=8.04kNP2=（1.9875+1.025+4.075+1）×2.0=16.175kNP3=（1.9625×2+1.025+1）×2.0=11.9kNF2=（1.9625+1.9875）×2×2.0=15.8kNP4=1.9875×2×2.0=1.95kNM4=P4×e=0.4kN∙m（3）对于第1层Q1内=5×2.0=10kN/mQ2=1.5×2.0=15kN/mQ1外==5kN/mP1=（2.0625+4.1）×2=12.32kNM1=P1×0.1=1.23kN∙mF1=（1.9625+2.0625）×2=8.05kNP2=（1.9625+1.025+4.1+1）×2=16.175kNP3=（1.9625×2+1.025+1）×2=11.9kNF2=2×2×（1.9625+2.0125）=15.9kNP4=2.0125×2×2=16.05kNM4=P4×e==1.60kN∙m1.4框架内力计算1.4.1弯矩计算利用结构力学求解器进行内力计算即各梁各荷载下的固端弯矩等。运用结构力学求解器，进行框架简图的绘制，并编辑杆件输入荷载。梯形均布荷载简化后的计算简图如下：图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s16=8\*GB3⑧轴计算简图恒载的弯矩图图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s17恒载命令最终计算结果如下表所示图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s18恒载杆件的弯矩（kNm）、剪力（kN）、轴力（kN）图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s19框架的弯矩图（kNm）（恒载）活载的弯矩图活载命令与恒载相似，最终结果如下图所示图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s110活载杆件的弯矩（kNm）、剪力（kN）、轴力（kN）图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s111框架弯矩图（kNm）（活载）1.4.2竖向荷载下的剪力和轴力计算同样是利用结构力学求解器，求在恒载作用和活载作用下的框架结构的剪力，如图所示：（1）恒载图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s112框架结构剪力图（kN）（恒载）图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s113框架结构轴力图（kN）（恒载）活载图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s114框架结构剪力图（kN）（活载）图STYLEREF1\s7SEQ图\*ARABIC\s115框架结构轴力图（kN）（活载）1.5梁端弯矩调幅原因：为了节约钢筋，通过调低支座弯矩来实现内力重分布，对梁端负弯矩进行调幅，以减少负弯矩钢筋过多的现象。注意：弯矩调幅仅对竖向荷载下的弯矩进行。调幅系数：0.8，详细的计算结果见下表。表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s11弯矩调幅前的梁端弯矩（单位：kN·m）（恒载作用下）层次DC跨梁CB跨梁BA跨梁左端右端左端右端左端右端6-153.35-61.62-46.18-14.71-72.58-191.925-230.52-72.81-49.28-0.13-81.78-280.954-241.50-72.68-53.47-5.98-88.93-293.853228.38-86.91-56.82-10.85-103.46-279.992-205.00-108.26-60.22-16.24-125.21-254.551-188.78-129.15-73.95-31.84-148.94-234.65表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s12调幅后的梁端弯矩（单位：kN·m）（恒载作用下）层次DC跨梁CB跨梁BA跨梁左端右端左端右端左端右端6-122.68-49.296-36.944-11.768-58.064-153.5365-184.416-58.248-39.424-0.104-70.224-224.764-193.2-58.144-42.776-4.784-71.144-235.083182.704-69.528-45.456-8.68-82.768-223.9922-164-86.608-48.176-12.992-100.168-203.641-151.024-103.32-59.16-30.272-119.152-181.72表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s13调幅调幅前的梁端弯矩（单位：kN·m）（活载作用下）层次DC跨梁CB跨梁BA跨梁左端右端左端右端左端右端6-40.5024.4913.7414.0722.72-42.275-88.36-6.33-1.42-8.30-14.06-95.484-93.97-4.95-6.46-6.74-12.79-101.343-90.66-9.02-1.52-1.76-16.92-98.072-80.99-18.10-9.42-9.94-26.06-88.141-69.50-29.15-15.16-16.57-31.59-76.18表STYLEREF1\s7SEQ表\*ARABIC\s14调幅调幅后的梁端弯矩（单位：kN·m）（活载作用下）层次DC跨梁C