框架在竖向荷载作用下内力计算.ppt

《框架在竖向荷载作用下内力计算》的讲解主要关注了在建筑结构设计中，如何通过近似方法计算多层与高层框架结构在垂直荷载下的内力。这通常涉及到弹性分析方法，包括力法、位移法以及一些简化的计算方法，如分层法、迭代法、力矩分配法、弯矩二次分配法和系数法等。 分层法是其中一种常用的手算方法，其基本假设是忽略框架结构在垂直荷载下的侧移，并且认为每层梁上的荷载只在本层及相邻层的梁和柱中产生内力。这种方法将多层或高层框架分层处理，每层视为一个独立的、柱端完全固定的简单刚架。简单刚架可以利用弯矩分配法进行计算，通常需进行两次分配循环以获得较为准确的结果。 在分层法计算时需要注意几个关键点： 1. 对于非底层柱，由于实际上柱端是弹性固定的，为了减少计算误差，线刚度通常乘以0.9的修正系数。 2. 底层柱的弯矩传递系数取1/2，而其他层柱的传递系数取1/3，这反映了节点的弹性固定特性。 3. 分层法计算得到的梁弯矩是最终弯矩，而柱弯矩由上、下两层计算结果叠加得到。 4. 若节点处弯矩不为零，可以通过再次进行弯矩分配进行修正。 此外，直捷分层法是对分层法的一种简化，它不再考虑柱端线刚度的折减，且除了底层柱以外，其他柱的弯矩传递被省略，简化了计算流程。 计算框架内力的步骤如下： 1. 计算梁和柱的线刚度。 2. 将框架分层拆分为开口框架。 3. 对每层框架使用力矩分配法计算内力，包括分配系数、固端弯矩的计算，以及循环过程。 4. 将梁端弯矩还原并叠加得到柱的弯矩。 5. 如有需要，修正节点不平衡力矩，再次进行弯矩分配。 6. 计算梁跨中弯矩和剪力，绘制M-V图以展示内力分布。 通过一个具体的例题，我们可以看到如何运用这些步骤来计算框架的内力，包括计算梁柱的线刚度、拆分框架、分配系数的计算、固端弯矩的确定以及循环过程的执行。 框架在竖向荷载作用下的内力计算是结构工程中的一个重要课题，它直接影响到建筑的安全性和稳定性。理解并掌握这些计算方法对于结构设计师来说至关重要，能够确保在实际工程设计中做出准确且经济的设计决策。