按弯矩二次分配法计算例题5-2钢筋混凝土框架的弯矩,并绘出弯矩图。屋面和楼面荷载标准值见下表7。
表7 例题5-3框架屋面和楼面荷载
【解】
(1)计算梁、柱转动刚度
因为框架结构对称、荷载对称,又属奇数跨,故在对称轴上梁的截面只有竖向位移(沿对称轴方向),没有转角。所以可取如图4所示半边结构计算。对称截面处可取为滑动端。
梁、柱转动刚度及相对转动刚度如表8所示。
图4 [例题5-3]计算简图
表8 粱、柱转动刚度及相对转动刚度
(2)计算分配系数
分配系数按下式计算:
其中各节点杆件分配系数见表9。
表9 分配系数
(3)荷载分析
1)屋面梁上线荷载设计值
恒载:1.2[(2.93+1.00+2.60) ×4.5+0.25×0.60×25×1.2①]=40.67kN/m
活载:
(①式中系数1.2为考虑梁挑檐及抹灰重的系数)
q1=45.08 kN/m
2)楼面梁上线荷载设计值
教室
恒载:1.2[(1.10+1.00+2.60) ×4.5+0.25×0.60×25×1.2]=30.78kN/m
活载:
(②系数0.9为屋面及楼而活荷载折减系数。)
q2=42.12 kN/m
走道
恒载:=30.78kN/m
活载:
q3=44.96 kN/m
(4)梁端固端弯矩MF
顶层
边跨梁(教室):
中跨梁(走道):
其他层
边跨梁(教室):
中跨梁(走道):
(5)弯矩分配与传递
弯矩分配与传递按图5的方法进行。首先将各节点的分配系数填在相应方框内;将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应位置上。然后将节点放松,把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递(不向滑动端传递):右(左)梁分配弯矩向左(右)梁传递;上(下)柱分配弯矩向下(上)柱传递(传递系数均为1/2)。第一次分配弯矩传递后,再进行第二次弯矩分配,然后不再传递。实际上,弯矩二次分配法,只将不平衡弯矩分配两次,将分配弯矩传递一次。
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