《多层多跨框架结构.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多层多跨框架结构.docx（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、结构力学大作业多层多跨框架结构内力计算多层多跨框架结构内力计算任务书（结构二）目录一、 任务与目标 3二、 结构的基本数据 3三、 水平荷载作用下的计算1、D值法计算1.1、D值法简介 31.2、D值法计算过程 41.3、D值法求解所得内力图 92、结构力学求解器计算2.1、求解器计算及绘制内力图 113、求解器输出的内力结果 134、求解器法和D值法计算结果对比与分析 14四、 竖向均布荷载下的计算1、分层法1.1、分层法简述 151.2、分层法计算过程 151.3、由分层法所得内力图 232、结构力学求解器计算2.1、求解器计算及绘制内力图 253、求解器输出的内力结果 274、求解器法和
2、分层法计算结果对比与分析 28五、参考书目 28一、 任务与目标：计算多层多跨框架结构在荷载作用下的内力，画出内力图。计算方法：水平荷载作用下，用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。对两种方法的计算结果进行对比，分析近似法的误差。把计算过程写成计算书的形式。二、结构的基本数据Eh=2.8107kN/m2柱尺寸：500500，梁尺寸（边梁）：300400，（中间梁）250400竖向荷载：q，=16kN/m q=17kN/m水平荷载：FP，=16kN FP=17kN三、水平荷载作用下的计算1、D值法计算1）D值法简介：所谓D值法，其本质是对反弯点法的修正。造成反弯点法
3、缺点的根本原因是未考虑框架的节点转动。D值法则针对以上问题，近似考虑节点转动的影响，修正柱的侧移刚度和反弯点的高度，其中柱的侧移刚度不但与往本身的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关。而反弯点高度受下列因素影响： 梁柱线刚度比；该柱所在楼层位置； 上下层梁的线刚度；上下层层高；框架总层数。D值法的计算步骤与反弯点法相同，计算简单、实用，精度比反弯点法高，因而在高层建筑结构设计中得到广泛应用。2）计算步骤：求出相关几何参数：A（）I（m4）EI（kNm2）i=EIl柱0.255.20810-3145833.3332407.4边梁0.121.610-3448008960中梁0.11.3310-
4、337333.3317777.78用D值法计算每层柱的剪力计算K的公式为：层数柱子编号URVSWTD第五层K0.4390.660.220.527CD=ii+212ic/h2令C=12ic/he0.18C0.248C0.099C剪力（kN）5.477.513.02第四层柱子编号QMRNSOTP0.694CK0.220.660.660.22D=ii+212ic/h2令C=12ic/he0.099C0.248C0.248C0.099C剪力（kN）4.711.7911.794.7第三层柱子编号MINJOKPL0.694CK0.220.660.660.22D=ii+212ic/h2令C=12ic/he0
5、.099C0.248C0.248C0.099C剪力（kN）7.1317.8717.877.13第二层柱子编号IEJFKGLH0.694CK0.220.660.660.22D=ii+212ic/h2令C=12ic/he0.099C0.248C0.248C0.099C剪力（kN）9.5623.9423.949.56第一层柱子编号EAFBGCHD1.62CK0.2760.8250.820.276D=ii+212ic/h2令C=12ic/he0.341C0.469C0.469C0.341C剪力（kN）17.6824.3224.3217.68计算柱端弯矩计算公式：1端：M=(1-y)hV 2端：M=yh
6、V y=y0+y1+y2+y3 计算过程中所用到的表格如下注：上下层刚度未发生变化，故y1=0采取与矩阵位移法相同的坐标系，即x正方向向右，y正方向向下层数柱的编码反弯点高度1端M(kNm)2端M(kNm)第五层URy=y0=0.21815.44.29VSy=y0=0.318.9310.55WTy=y0=0.0310.550.33第四层QMy=y0=0.2113.373.55RNy=y0=0.3826.3216.13SOy=y0=0.3826.3216.13TPy=y0=0.2113.373.55第三层MIy=y0=0.415.410.27NJy=y0=0.4535.3828.95OKy=y0
7、=0.4535.3828.95PLy=y0=0.415.410.27第二层IEy=y0+y3=0.54-0.05=0.4917.5516.86JFy=y0=0.543.0943.09KGy=y0=0.543.0943.09LHy=y0+y3=0.54-0.05=0.4917.5516.86第一层EAy=y0+y2=0.914-0.05=0.8649.2268.74FBy=y0=0.6538.371.14GCy=y0=0.6538.371.14HDy=y0+y2=0.914-0.05=0.8649.2268.74计算梁两端的弯矩：梁端弯矩由节点弯矩方程求得，相邻梁的弯矩值按线刚度的正比分配，计算
8、结果如下，弯矩单位均为kNm梁的编号层数UVVW（1）（2）（1）（2）（1）（2）第五层15.412.96.3410.55梁的编号层数QRRSST（1）（2）（1）（2）（1）（2）第四层13.3710.2520.3622.911.5313.7梁的编号层数MNNOOP（1）（2）（1）（2）（1）（2）第三层18.9517.2634.2534.2517.2618.95梁的编号层数IJJKKL（1）（2）（1）（2）（1）（2）第二层27.8224.1347.947.924.1327.82梁的编号层数EFFGGH（1）（2）（1）（2）（1）（2）第一层26.0827.2754.1354.13
9、27.2726.08求出弯矩后，由公式Fs=M1+M2H计算剪力，由x或y方向的力平衡方程计算轴力，得到下表层数构件构件编号剪力kN轴力kN第五层梁UV-13.33-10.53VW-3.38-3.02柱UR5.4713.3VS7.51-9.92WT3.02-3.38第四层梁QR-4.72-12.3RS-20.6-5.96ST-5.05-1.68柱QM4.74.72RN11.7929.18SO11.79-25.47TP4.7-11.19第三层梁MN-7.24-14.57NO-32.62-8.49OP-7.24-2.43柱MI7.1315.96NJ17.8754.56OK17.87-50.85PL
10、7.13-18.43第二层梁IJ-10.39-14.57JK-45.62-8.5KL-10.39-2.43柱IE9.5626.35JF23.9489.79KG23.94-86.08LH9.56-28.82第一层梁EF-10.67-8.88FG-51.55-8.5GH-10.67-8.12柱EA17.6837.02FB24.32130.67GC24.32-126.96HD17.68-39.49至此，结构在水平荷载下的全部内力已计算完毕，绘制内力图如下。2、求解器计算：结构整体编码如图所示，内力图已由求解器绘出 下图为剪力图，右图为轴力图 求解器所绘制的弯矩图3、由求解器输出的计算结果：内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 39.7905317 18.2043070 -62.2275140 39.7905317 18.2043070 19.6918675 2 99.0614416 24.04
