五层三跨框架结构内力计算任务书

五层三跨框架结构内力计算任务书

学院：土木工程与力学学院

教师：戴萍

科目：结构力学

班级：土木0901班

姓名：许和平

学号：U200915702

目录

1.计算任务 (3)

2.计算结构的基本数据 (3)

3.水平荷载计算 (5)

3.1反弯矩法 (5)

3.1.1反弯矩法弯矩图 (8)

3.1.2反弯矩法剪力图 (9)

3.1.3反弯矩法轴力图 (10)

3.2 D值法 (11)

3.2.1D值法弯矩图…………………………………………………12.

3.2.2 D值法剪力图 (13)

3.2.3 D值法轴力图 (14)

3.3结构力学求解器 (15)

3.3.1 结构弯矩图 (15)

3.3.2 结构剪力图 (16)

3.3.3 结构轴力图 (17)

3.4 计算结果比较 (17)

4.竖直荷载计算…………………………………………………………18.

4.1 分层法…………………………………………………………….18.

4.1.1 分层法弯矩图 (20)

4.1.2 分层法剪力图 (21)

4.1.3 分层法轴力图 (22)

4.2 结构力学求解器 (23)

4.2.1 结构弯矩图 (23)

4.2.2 结构剪力图 (24)

4.2.3 结构轴力图 (25)

4.3 计算结果比较 (26)

一、任务

1、计算多层多跨框架结构在荷载作用下的内力，画出内力图。

2、计算方法：水平荷载作用下，用反弯点法和D值法及求解器分别计算；竖向

荷载作用下，用分层法及求解器分别计算。

3、对两种方法的计算结果进行对比，分析近似法的误差。

4、把计算过程写成计算书的形式。

二、计算简图及荷载

结构（一）

1、计算简图如图1所示。

2、参考数据：

E h=3.0×107kN/m2

柱尺寸：600×600，梁尺寸（边梁）：400×600，（中间梁）500×400

竖向荷载：q′=17kN/m，q=17kN/m（图2）

水平荷载：F P，=15kN, F P=14kN（图3）

4

.

2

m

3

.

6

m

3

.

6

m

3

.

6

m

3

.

6

m 图1

图2

q’图3

三、水平荷载作用下的计算：

1.水平荷载作用下，采用反弯点法求解

解：

由I=bh3/12得：

I柱=0.64/12，I边梁=0.4×0.63/12, I中梁=0.5×0.43/12 所以：

E I柱=3.24×105kN·m, E I边梁=2.16×105kN·m,

E I中梁=8×104 kN·m

由此得：i边梁=E I边梁/6=3.6×104,

i中梁=E I中梁/2.1=3.8×104,

i柱=E I柱/3.6=9×104,

i底柱=E I柱/4.2=7.7×104,

由反弯点法原理得：

F QAE= F QBF= F QCG= F QDH=15/4=3.75kN;

F QEI= F QFJ= F QGK= F QHL=（15+14）/4=7.25kN；

F QIM= F QJN= F QKO= F QLP=（15+14×2）/4=10.75kN；

F QMQ= F QNR= F QOS= F QPT=（15+14×3）/4=14.25kN；

F QQU= F QRV= F QSX= F QTY=（15+14×4）/4=17.75kN；

由此可得：

M AE= F QAE×h/2=3.75×3.6/2=6.75 kN·m;

同理：

(顺时针为正)

M AE=M BH=M CG=M DH=6.75 kN·m;

M EA=M HB=M GC=M HD =6.75 kN·m;

M EI=M FJ=M GK=M HL=13.05kN·m;

M IE=M JF=M KG=M LH =13.05kN·m;

M IM=M JN=M KO=M LP=19.35kN·m;

M MI=M NJ=M OK=M PL =19.35kN·m;

M MQ=M NR=M OS=M PT= 25.65 kN·m;

M QM=M RN=M SO=M TP =25.65 kN·m;

由于底层反弯点为2/3h，所以

M QU=M RV=M SX=M TY=24.85 kN·m；

M UQ=M VR=M XS=M YT =49.70kN·m;

根据结点平衡计算梁端弯矩之和，再按左右梁的线刚度将弯矩分配到梁端：

由此原理可得：

（顺时针为正）

M AB=M DC=-6.75 kN·m；M BA=M CD=-3.28 kN·m;

M BC=M CB=-3.47 kN·m; M EF=M HG=-19.8 kN·m；

M GH=M FE=-9.70 kN·m; M FG=M GF=-10.10 kN·m;

M IJ=M LK=-32.40 kN·m；M KL=M JI=-15.88 kN·m;

M JK=M KJ=-16.52kN·m; M MN=M PO=-45.00 kN·m；

M NM=M OP=-22.05 kN·m; M NO=M ON=-22.95kN·m;

M QR=M TS=-50.50 kN·m；M RQ=M ST=-24.75 kN·m;

M RS=M SR=-25.75 kN·m;