框架钢结构内力计算

框架钢结构内力计算

对于本结构，考虑如下受荷情况：（1）恒载作用；（2）活荷载满跨布置；（3）风荷载作用（从左向右，或从右向左）；（4）横向水平地震作用（从左向右。或从右向左）。对于（1）、（2）情况，框架在竖向荷载作用下，采用力矩分配法计算；对于（3）、（4）情况，框架在水平荷载作用下，采用D值法计算。

5.1恒荷载标准值作用下的内力计算

5.1.1顶层力矩分配如下：

-127.69

45.55

-8.011

3.004

-84.147

129.85

22.775

-16.022

1.502

-0.955

137.15

74.13

-29.81

-10.427

4.577

38.47

-74.14

-14.905

-20.854

2.289

-1.243

-108.843

顶层

-10.544-8.757

三层

5.1.3二层力矩分配如下：

-11.212-9.203

二层

0.174

.

5

0.185

.

4

8

.

4

7

6

0.1420.215

00

.

3

2

6

.

2

6

5

.

3

9

-193.84

28.684

-7.452

1.297

-171.311

214.68

14.342

-14.905

0.649

-0.240

214.526

114.81

-18.451

-9.709

2.087

88.737

-114.81

-9.226

-19.418

1.044

-0.313

-142.723

82.425

3.726

86.151

42.455

-27.815

-0.449

-28.264

-26.518

3.00

-23.518

底层

-42.825

-0.691

-43.516

-21.758

-40.85

4.62

-36.23

-18.114

53.741

2.429

55.858

18.724

-9.422-7.839

28.99-28.99

叠加可得到最终的梁端、柱端弯矩。

其次求各层梁的最大弯矩，由于各层梁的最大弯矩求法相同，故此处列举顶层梁AC做实例。

由力矩分配法已求得：

第一个集中力处剪力

同理

在顶梁AC段，第二个集中荷载处，剪力变号，故此处弯矩最大。

同理可求得其它梁的最大弯矩及梁端剪力，列表如下：

梁剪力表

层号 4 3 2 1 AC跨

69.98 117.48 114.67 115.35

66.95 101.83 100.62 101.30

19.35 38.39 37.18 37.86 16.45 23.45 23.77 24.45 -32.15 -39.99 -39.67 -38.99 -34.19 -55.64 -53.72 -53.04 -81.79 -119.08 -117.16 -116.48 -84.55 -133.30 -129.93 -129.25

CD跨62.91 96.97 93.99 92.50 59.88 81.32 79.94 78.45 12.28 17.88 16.50 15.01 9.38 2.94 3.10 1.61 -38.22 -60.50 -60.34 -61.83 -41.26 -76.15 -74.39 -75.88

（注：表中单位为kN）

梁跨最大弯矩，柱轴力计算如下表：层号

4 上146.14 220.49 117.42

101.05 48.96 下154.23 228.57 125.50

3 上401.6

4 536.69 331.59

137.85 65.51 下408.84 543.90 338.21

2 上647.40 843.20 537.07

134.70 64.06 下654.60 850.40 544.27

1 上893.84 1147.53 744.036

132.41 62.77 下907.62 1161.31 757.82

柱的剪力可根据平衡方程求出。例如顶柱A：

,其它柱亦可按此方法求出，列表如下：

表5-3 柱剪力计算

层号

A 柱

B 柱

C 柱 4 53.59 21.31 21.15 3 57.50 27.99 23.09 2 50.30 25.01 20.65 1 25.98

13.19

10.98

由上可得恒载作用下的剪力图、弯矩图、轴力图如下：

A C

D

恒载作用下轴力图146.14

154.23401.64

408.84647.40

654.60893.84

907.62

220.49

228.57536.69

543.90843.20

850.401147.53

1161.31

117.42

125.50331.59

228.79537.07

544.27744.036

757.82

图5.1 恒载作用下轴力图