4竖向荷载作用下框架内力计算.docx
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4竖向荷载作用下框架内力计算
....
4竖向荷载作用下框架力计算
4.1横向框架计算单元
竖向荷载作用下，一般选取平面结构单元，按平面计算简图进行力分析，根据结构
布置和楼面荷载分布情况，本设计取6轴线横向框架进行计算，本设计中所有板均为
双向板，为了简化计算，对板下部斜向塑性绞线与板边的夹角可近似取45°角，由于框
架柱的间距不相等，通过主梁和次梁对板的划分不同，计算单元宽度应按照各个板的实
际传荷情况而确定，如图4-1。
图中横向阴影所示荷载传给横梁，纵向阴影所示荷载传
给纵梁。
图4-1标准层横向框架计算单元
4.2恒荷载计算
由于本设计次梁较多，在计算框架梁上荷载时应该先计算次梁自重和次梁传递的荷载，再将次梁自重和次梁传递的荷载，次梁传给主梁的荷载可近似地看成一个集中力，
......
....
因此在框架节点处还应作用有集中力矩。
4.2.1标准层次梁恒荷载计算
1、5或7轴线次梁上线荷载
1）AB跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。
图4-1
AB跨的次梁上的荷载分布
次梁自重：
q次25kN/m3
0.25m
0.50m3.13kN/m；
根据《实用建筑结构静力计算手册》（第二版），对于双向板楼面荷载传递按45°塑性绞线方向分为三角形荷载和梯形荷载，三角形荷载和梯形荷载均折算成等效均布面荷载。
5
q
2
3
α
a
三角形荷载：
ααq
，其中，
。
8
，梯形荷载：
12
l0
对于BC跨中有三角形荷载和梯形荷载同时在同一跨中出现，按理应该按照结构力学的方法进行求解，但为了简化计算，本设计中的三角形荷载和梯形荷载按上述方法计算，且按上述方法计算的荷载也能满足工程精度要求。
1
2100mm/4800mm
0.44；
q1
1
2
3
2
0.442
0.443
4.54kN/m2
3.18kN/m2；
2α1
α1q1
q1
q1
l0
3.18kN/m2
2.1m6.68kN/m；
qAB
q次q13.13kN/m
6.68kN/m2
16.49kN/m；
2）BC跨的次梁上的荷载分布如图
4-2所示。
图4-2BC跨的次梁上的荷载分布
2
750mm/2400mm
0.31
；
q2
1
2
3
1
2
2
3
4.54kN/m
2
2
；
2α
αq
0.31
0.31
3.79kN/m
q2
q2
l0
3.79kN/m2
0.75m
2.84kN/m；
3
750mm/3000mm
0.25；
q3
1
2
3
q
1
2
0.25
2
3
4.54kN/m
2
2
；
2α
α
0.25
4.04kN/m
q3
q3
l0
4.04kN/m2
0.75m
3.03kN/m；
qBC
q次q2q3
3.13kN/m
2.84kN/m
3.03kN/m
214.87kN/m；
......
....
3）CD跨的次梁上的荷载分布如图4-3所示。
图4-2CD跨的次梁上的荷载分布
41950mm/5400mm0.36；
q4
1
2
3
1
2
0.36
2
3
4.54kN/m
2
2
；
2α
αq
0.36
3.57kN/m
q4
q5
l0
3.57kN/m2
1.2m
4.28kN/m；
qCD
q次q4
3.13kN/m
4.28kN/m
2
11.69kN/m。
2、卫生间小次梁上线荷载
小次梁（横梁）自重：
q
25kN/m3
0.2m
0.4m2.00kN/m
小次
小次左1
750mm/2400mm
0.31；
q小次左1
1
2
3
12
2
3
4.54kN/m
2
2
；
2α
αq
0.31
0.31
3.79kN/m
q小次左1
q小次左1
l0
3.79kN/m2
0.75m2
5.68kN/m；
小次左2
750mm/3000mm
0.25
；
q小次左2
1
2
3
1
2
2
0.25
3
4.54kN/m
2
2
；
2ααq
0.25
4.04kN/m
q小次左2
q小次左2
l0
4.04kN/m2
0.75m2
6.06kN/m；
q小次右1
5
q
5
8.54kN/m2
2
10.68kN/m；
8
8
小次右2
1200mm/2400mm
0.50；
q小次右2
1
2
3
12
2
0.50
3
8.54kN/m
2
2
；
2α
αq
0.50
5.34kN/m
q
q
小次右2
l
0
5.34kN/m2
1.2m
2
12.82kN/m
小次右2
qBC次
q小次
q小次左1
q小次左2q小次右1
q小次右2
2.00kN/m5.68kN/m
6.06kN/m
10.68kN/m12.82kN/m。
37.24kN/m
对于卫生间小次梁（纵梁）应折算成集中荷载，作用在小次梁（纵梁）与框架梁相交部位。
q小次横
5q
58.54kN/m2
2
10.68kN/m
8
8
3、次梁传给主梁的荷载转化成集中力
PA6
qABl
16.49kN/m3.9m
64.32kN；
PB6
qABlqBClqBC次l
；
16.49kN/m
3.9m14.87kN/m
3.9m37.24kN/m2.4m211.68kN
......
..
..
PC6
qBClqCDl
qBC次l
；
14.87kN/m
3.9m
11.69kN/m
3.9m
37.24kN/m2.4m192.96kN
PD6
qCDl
11.69kN/m3.9m
45.60kN。
P小次横
q小次横左
l10.68kN/m2.4m
25.63kN。
4.2.2标准层主梁恒荷载计算
恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布情况，如图4-4所示。
图4-4恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布
对于主梁，主梁板传荷载与次梁板传荷载相同，只是梁自重有所差别，故根据次梁
的板传荷载计算可知主梁的恒荷载。
主梁自重：
q主25kN/m30.3m0.6m4.50kN/m；
各跨主梁线荷载：
q主ABq1q主6.68kN/m24.50kN/m17.86kN/m；
q主BCq小次左1q小次左2q小次右1q小次右2q主
5.68kN/m6.06kN/m10.68kN/m12.82kN/m4.50kN/m；
39.74kN/m
q主CDqCDq主11.69kN/m4.50kN/m16.19kN/m
4.2.3标准层主次梁间荷载计算
根据表2-2可知，将主、次梁的梁间荷载叠加到主梁或框架柱上，以集中力的形式
来计算横向框架。
主、次梁隔墙上的荷载为：
P主隔
47.42kN/2
23.71kN；P次隔1
40.32kN/220.16kN；
次隔
38.30kN/2
19.15kN；
P小次纵隔
1
11.20kN/2
5.60kN
；
P2~5
P小次纵隔2~5
7.54kN/2
3.77kN；P小次横隔1
14.72kN/2
7.36kN；
P小次横隔2~5
13.95kN/2
6.98kN；P纵梁A
19.78kN/2
9.89kN；
P纵梁B
18.48kN/2
9.24kN；P纵梁C
7.54kN/23.77kN；
P纵梁D
14.69kN/2
7.35kN。
将次梁所有荷载以及主梁上的梁间荷载通过集中力的形式传递给框架柱或者主梁
上。
......
....
P1
PA6
P主隔
4.8m
P次隔2~5
P纵梁A
；
4.8m5.4m5.4m
64.32kN
23.71kN
0.31
19.15kN
9.89kN
100.71kN
P2
PB6
P主隔
5.4m
P小次横隔2~5
P纵梁B
5.4m
5.4m
2
4.8m
211.68kN23.71kN
0.35
1.89kN
9.24kN
；
231.11kN
P3
PC6
P主隔
5.4m
P小次横隔2~5
P纵梁C
5.4m
5.4m
2
4.8m
192.96kN23.71kN
0.35
1.89kN
3.77kN
；
206.92kN
P4
PD6
P主隔
5.4m
P次隔2~5
P纵梁D
；
4.8m5.4m5.4m
45.60kN
23.71kN
0.35
19.15kN
7.35kN
89.45kN
P小次
6.98kN
29.12kN。
25.63kN
2
4.2.4屋顶层次梁恒荷载计算
屋面层无卫生间小次梁，除卫生间外，其余部位板传荷方式相同。
屋面层横向框架计算单元如图4-5所示。
......
....
图4-5屋顶层横向框架计算单元
AB跨：
1
2100mm/4800mm
0.44；
q1
1
2
3
q
1
2
2
3
2
2
2α1
α1
0.44
0.44
6.48kN/m
4.54kN/m；
q1
q1
l0
4.54kN/m2
2.1m
9.54kN/m；
qAB
q次
q1
3.13kN/m
9.54kN/m
2
22.20kN/m；
、
跨：
1
2100
mm
/5400
0.39
；
BCCD
mm
q1
1
2α12
α13
q
1
2
0.442
0.443
6.48kN/m2
4.90kN/m2；
q1
q1
l0
4.90kN/m2
2.1m
10.29kN/m；
qBC
qCD
q次
q13.13kN/m
10.29kN/m223.71kN/m；
次梁传给主梁的荷载转化成集中力
PA6
qAB
l
22.20kN/m
3.9m
86.58kN；
PB6
qAB
l
qBC
l
qBC次
l
22.20kN/m
3.9m
23.71kN/m
3.9m179.04kN；
PC6
qBC
l
qCD
l
23.71kN/m
3.9m
23.71kN/m3.9m
184.94kN；
PD6
qCD
l
23.71kN/m
3.9m
92.46kN
4.2.5屋顶层主梁恒荷载计算
对于屋顶层主梁，屋顶层主梁板传荷载与屋顶层次梁板传荷载相同，只是梁自重有所差别，故根据次梁的板传荷载计算可知主梁的恒荷载。
主梁自重：
......
..
..
q屋主
25kN/m3
0.3m
0.6m
4.50kN/m；
各跨主梁线荷载：
AB跨：
1
2100mm/4800mm
0.44；
q1
1
2
3
q
1
2
0.442
0.443
6.48kN/m2
4.54kN/m2；
2α1
α1
q1
q1
l0
4.54kN/m2
2.1m
9.54kN/m；
qAB
q屋主
q1
4.50kN/m
9.54kN/m2
23.58kN/m；
、
跨：
1
2100
mm
/5400
0.39
；
BCCD
mm
q1
1
2α12
α13
q
1
2
0.442
0.443
6.48kN/m2
4.90kN/m2；
q1
q1
l0
2
2.1m
10.29kN/m；
4.90kN/m
qBC
qCD
q屋主
q1
4.50kN/m
10.29kN/m225.08kN/m；
4.2.6屋顶层女儿墙集中力计算
对于屋顶层女儿墙，将女儿墙重力荷载作为集中力的形式附加到主梁上，再由主梁
传递给框架柱，对于本设计而言，在所取计算单元的女儿墙都应该将女儿墙重力荷载作
为集中力的形式附加到主梁上，本设计所取一榀框架为Y轴方向框架，所以，附加到主
梁上的女儿墙为纵梁上的女儿墙纵墙。
依据表2-2的计算结果，屋面层的女儿墙纵墙总重为：
865.80kN，纵墙总长度为：
45m2=90m，则女儿墙的线荷载为：
865.8kN/90m9.62kN/m。
传递到AB跨主梁女儿墙集中力：
P女1
9.62kN/m
2.1m
3.9m
57.72kN；
传递到CD跨主梁女儿墙集中力：
P女2
9.62kN/m
1.5m
3.9m
51.95kN；
PA
6
PA6
P女1
85.58kN
57.72kN
2201.02kN；
PD
6
PD6
92.46kN51.95kN
2
196.36kN。
将所有恒荷载计算结果汇总，见表4-1。
表4-1
横向框架恒载汇总表
楼层
AB跨
BC跨
CD跨
PA6
PB6
PC6
PD6
P小次横
6层
23.58
25.08
25.08
210.02
179.04
184.94
196.36
kN/m
kN/m
kN/m
kN
kN
kN
kN
——
楼层
AB
跨
跨
跨
P1
P2
P3
P4
P小次
BC
CD
1~5层
17.86
39.74
16.19
100.71
231.11
206.92
89.45
29.12
kN/m
kN/m
kN/m
kN
kN
kN
kN
kN
说明：
对于底层的梁间荷载，本设计在基础梁上附加，上部结构不再做处理。
......
....
4.3活荷载计算
4.3.1标准层次梁活荷载计算
1、5或7轴线次梁上线荷载
1）AB跨的次梁
1
2100mm/4800mm
0.44；
q1
1
2
3
q
1
2
0.442
0.443
2.00kN/m2
1.40kN/m2；
2α1
α1
q1
q1
l0
1.40kN/m2
2.1m
2.94kN/m；
qAB
q次
q1
3.13kN/m
2.94kN/m2
9.01kN/m；
2）BC跨的次梁
2
750mm/2400mm
0.31
；
q2
1
2
3
1
2
2
3
2.00kN/m
2
2
；
2α
αq
0.31
0.31
1.67kN/m
q2
q2
l0
1.67kN/m2
0.75m
2
2.50kN/m；
3
750mm/3000mm
0.25
；
q3
1
2
3
q
1
2
0.25
2
3
2.00kN/m
2
2
；
2α
α
0.25
1.78kN/m
q3
q3
l0
1.78kN/m2
0.75m
2
2.68kN/m；
qBC
q次
q2
q3
3.13kN/m
2.50kN/m
2.68kN/m
8.31kN/m；
3）CD跨的次梁
41950mm/5400mm0.36；
q4
1
2
3
1
2
3
2.00kN/m
2
1.57kN/m
2
；
2α
αq
20.36
0.36
q4
q5
l0
1.57kN/m2
1.2m
1.88kN/m；
qCD
q次q4
3.13kN/m
1.88kN/m
2
6.89kN/m。
2、卫生间小次梁上线荷载
小次梁自重：
q小次
25kN/m3
0.2m
0.4m
2.00kN/m
小次左1
750mm/2400mm
0.31；
q小次左1
1
2
3
12
2
3
2.5kN/m
2
2
；
2α
αq
0.31
0.31
2.09kN/m
q小次左1
q小次左1
l0
2.09kN/m2
0.75m
2
3.14kN/m；
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