结构力学课程设计多层框架结构
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结构力学课程设计多层多跨框架结构内力计算
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任课教师：_____________________
日期：____________________
多层多跨框架结构内力计算指导书
一.任务
1. 求解多层多跨框架结构在竖向荷载作用下的弯矩。
2. 计算方法：
（1 ）用近似法计算：手算竖向荷载作用下分层法计算； （2） 最好用电算（结构力学求解器）进行复算。
（3） 最好对比手算与电算，就最大相对误差处， 说明近似法产生误差的来源
3. 将手算结果写成计算书形式。计算简图：如图（一）所示。
4. 基本计算参数
材料弹性模量：E =3.0 107kN/m 2
竖向荷载： 恒载 g ,= 2 kN /m g 2=17kN/m 2
5荷载分组：
（1 ）只计算竖向恒载（见图二）；
本组计算的结构其计算简图如图一所示，基本数据如下:
7
2
混凝土弹性模量：E h =3.0 ekN/m 杆件尺寸：
1 F T
▼ ▼ V W V
F J y J
右 I J l 右 J y F
V < Y Y 1r v V V
F
。！ J < V
1,
W
f V ■
Tlh
Hi vJ r
W
Tib
F V V
J V V < V 1
r Y v
戸
图
L =5.5m 1 L 2.7m H 4.5m
2 1
H 3.6m
2
柱：底层： 2
b h = 55 55cm
其它层:
2 b h = 50 50cm
梁：边梁： 2
b h = 25 45cm
中间梁：
2 b h = 25 35cm
竖向均布恒载:
恒载:
2
g严N/m g2 = 17kN /m
2 口心
（见图
各杆件的线刚度：i二辛，其中I b h3
12
梁：I 0.25 0.453-3 4
= 1.9 10 m
12
EI
1 3.0 107 1.9 10 一3
= 10364 kN *m
L1 5.5
中间梁:
3
°.25 °.35=0.9 10宀4 12
EI
3.0 107 0.9 10一3
2.7
= 10000kN *m
底层柱:
3
竺—7.6 10入4 12
EI3
3.0 107 7.6 10 3
=50667kN *m
4.5
用分层法计算：本结构可以分顶层、中间层和底层三个部分进行分别计算, 如图四所示），然后再迭加即可。
3
门 ，
其它层柱： I
0.5 0.5
5.2 10 _ m
4
12
El 4
H 2
7 —3
3.0 10 5.2 10 ------------------------- =43333kN .m 3.6 二.竖向均布荷载作用下的计算
计算简图如图三所示。
7| 1、顶层弯矩计算 由于结构与荷载均为对称，因此可以取半结构进行计算，其计算简图如图五 所示。 17kN/m 1）计算分配系数 柱的线刚度i 乗折减系数0.9、传递系数C 为1/3 结点“ 1”: 4 汉10364 4 (0.9 43333 10364) =0.210 冬五 4 0.9 43333 5 4 (0.9 43333 10364) = 0.790 结点“ 2”: J21 口 4 10364 = 0.191 2 10000 4 0.9 43333 4 10364 2 10000 ■—22' 0.092 22 2 10000 4 0.9 43333 4 10364 4 0.9 43333 ■-260.717 2 10000 4 0.9 4333 3 4 10364 2）计算固端弯矩 ql2 12 2 17 5.5 42.854kN 12 M 22 -ql2 2 17 1.35 =「10.328kN *m 2 17 1.35 =-5.164kN *m 3）弯矩分配 注：为固端弯矩，工为最后杆端弯矩 2、中间层弯矩计算 同理可取半结构进行计算，其计算简图如图六所示 6 6 2）计算固端弯矩 1）计算分配系数 图六 柱的线刚度乗折减系数0.9。 结点“ 5”: 4 10364 4 (0.9 43333 2 10364) = 0.118 ”51 二 ^59 - 4 0.9 43333 0.441 4 (0.9 43333 2 10364) 结点“6”: 4 10364 6 5 2 10000 4 0.9 43333 2 4 10364 一0.192 2 10000 66 2 10000 4 0.9 43333 2 4 10364 _ 0.092 J 62 4 0.9 43333 610 一 2 10000 4 0.9 43333 2 4 10364 一 ^358 M 56 一 M 2 ql 2 21 5.52 12 52.938kN *m 12 M 66 ql 2 21 1.352 --12.758kN *m M 6F 6 ql 2 21 1.352 =-6.379kN *m