結(jié)構(gòu)力學(xué)大作業(yè)

HUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY

結(jié)構(gòu)力學(xué)課程大作業(yè)

——多層多球框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力及住移計(jì)算

姓名：

班級(jí):

學(xué)號(hào):

華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院

2016年11月19日

目錄

任務(wù)...................................................3

計(jì)算簡(jiǎn)圖和基本數(shù)據(jù).....................................3

用分層法計(jì)算豎直荷載...................................4

二次力矩分配法計(jì)算豎直彎矩............................13

反彎點(diǎn)法計(jì)算水平荷載..................................16

側(cè)移的計(jì)算............................................21

電算..................................................22

誤差分析及心得........................................30

任務(wù)

1.求解多層多跨框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的彎矩以及水平荷載作用下的彎矩和

各層的側(cè)移。

2.計(jì)算方法：

（1）用近似法計(jì)算：水平荷載作用用反彎點(diǎn)法計(jì)算，豎向荷載作用采用分層法

和二次力矩分配法計(jì)算。

（2）用電算（結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器）進(jìn)行復(fù)算。

3.就最大相對(duì)誤差處，說明近似法產(chǎn)生誤差的來源。

4.將手算結(jié)果寫成計(jì)算書形式。

計(jì)算簡(jiǎn)圖和基本數(shù)據(jù)

1.計(jì)算簡(jiǎn)圖：如圖1所示。

Li=4.5mL2=3.0m=4.5mH2=3.3zn

2.基本計(jì)算參數(shù)

72

材料彈性模量：Eh=3.2x10KN/m

桿件尺三廣及抗彎剛度抗拉剛度表

底層柱其他層柱邊梁中間梁

尺寸550X550500X500250x450250X500

bxh(mm2)

抗彎剛度244016.7166666.76075083333.3

EI(KN-m2)

抗拉剛度9680000800000036000004000000

EA（KN）

荷載列表

豎向荷載22

=23KN/mg2=20KN/m

水平荷載F=32KN

P1Pv2=18KN

3.荷載分組:

（1）計(jì)算水平荷載（見圖2）；

（2）計(jì)算豎向恒載（見圖3）；

圖1計(jì)算簡(jiǎn)圖圖2水平荷載作用

圖3豎向荷載作用

用分層法計(jì)算豎直荷載

按照書上的方法，將結(jié)構(gòu)分成5層，分別用力矩分配法來計(jì)算，然后疊加。其

中底層以上的柱子剛度要乘折減系數(shù)0.9,傳遞系數(shù)取1/3,低層柱剛度不需要折減，

傳遞系數(shù)去l/2o

荷載：th=01xb=20X0.25=5KN/m

02=出xb=23x0.25=5.75KN/m

1.第五層計(jì)算

5KN/m

123

456

計(jì)算簡(jiǎn)圖

線剛度:

166666.7

ii-4=?2-5=，3-6==50505.1KN,m

60750

i.,=——-=13500KN-m

14.5

83333.3

――=27777.8KN-m

3.0

分配系數(shù):

結(jié)點(diǎn)1:

4x13500

〃__________________________—n229

M1-2-4x(0.9x50505.1+13500)-,

4x0.9x50505.1

ii=___________________________=0771

“IT4x(0.9x50505.1+13500).

結(jié)點(diǎn)2：

4x13500_

42T=4x(0.9x50505.1+13500+27777.8)=°-156

4x0.9x50505.1

ii_________________________________________Q524

“2-5-4x(0.9x50505.1+13500+27777.8)一,

4X27777.8

I，=______________________________________=0320

“2-3-4X(0.9X50505.1+13500+27777.8)'

結(jié)點(diǎn)3：

4X27777.8

咫-2-4x(0.9x50505.1+27777.8)一’

4X0.9x50505.1

建=_____________________________=0621

*6-4X(0.9x50505.1+27777.8)一'

固端彎矩：

1

碓2=-Mf-i=-適X5x4.52=-8.436KN-m

1

2

Mf_3=-Mf_2=--x5x3=-3.750KN?

彎矩分配計(jì)算：

結(jié)點(diǎn)-14.0001235.0006.000

桿維4~11-41-22-12-52-33~23-65-26-3

分配系數(shù)0.7710.2290.1530.5240.3200.3790.621

固疆碰-8.4368.435-3.7503.750

2.1686.5041.9320.963-0.711-1.421-2.329-0.776

—0.386-0.771-2.589-1.581-C.791-0.863

分配與傳0.0990.2980.0880.0410.1500.3000.4910.164

遞彎紅-0.015-0.C30-0.102-0.062-C.031-0.034

0.0060.0120.0030.0020.0060.5120.0190.006

-0.C01-0.004-0.003

最終蹦2.2736.814一6.8148.643-2.695-3.2561.319-1.819-0.897-0.606

2.第四層計(jì)算

計(jì)算簡(jiǎn)圖

線剛度:

..........................................................................166666.7

G-4=，2-5=，3-6=U-7=，5-8=，6-9==50505.1KN'M

60750

i,=-=13500KN-m

,4s54.5

,83333.3

’5-6=3.0=27777.SKN-m

分配系數(shù)：

結(jié)點(diǎn)4：

4x0.9X50505.1

“4-1=44-7==0.435

4x(0,9x50505.1x2+13500)

4x12656.3

“I=4x(0.9x46296.3x24-12656.3)=0.13

結(jié)點(diǎn)5

4x0.9x50505.1_

肉-2=彌-8=47(0.9x50505.1X2+13500+27777.8)=°'344

4x13500

I，=___________________________________________________=0102

“5-44x(0.9x50505.1x2+13500+27777.8),

4X27777.8

“5-64x(0.9x50505.1x2+13500+27777.8),

結(jié)點(diǎn)6：

__4x0.9x50505.1_°,

“6-3—〃6-9-4x(0.9x50505.1x2+27777.8)—

4X27777.8

“6T=4X(0.9X50505.1X2+27777.8)

固端彎矩：

1

=_唯4二--X5.75x4.52=-9.703KN-m

12

1

唯6=一碓5二--x5.75x3.02=-4.313KN?m

12

彎矩分配計(jì)算:

123456789

1-42-53-64-14-74-5E-45-25-65-86-56-36-97-48-59-6

分配摹數(shù)0.4350.4350.1301020.3440.210.3440.2340.3830.363

GS篁8距9703-4.3134.313

1.407-0.9514.2214.2211.2610631-0.118-0.236-1.652-1.6521.407-0.551

分配與傳-0.677-C.602-2.031-1.24-2.031-0.62-0.677

逢0.0440.0790.1310.1310.039C.020.3730.1460.2370.2370.0440.079

-0.011-C.009-0.032-0.017-0.032-0.009-0.OB

0.0020.0020.0010.0020.0030.0C3

鼻終音迂1.451'-0.688-0.4724.3544.354'-8.708r9.743'?N063'-5.615-2.063''3.996-1.412-1.4121.451r-0.693-0.472

3.第三層計(jì)算：

第三層與第四層除了結(jié)點(diǎn)編號(hào)改變其它相同。

計(jì)算簡(jiǎn)圖

線剛度：

166666.7

U-7=%-8=?6-9=，7-10=^8-11=W-12=打=50505.1KN,m

60750

i=——-=13500KN-m

4.5

_83333.3

—二27777.8KN-m

分配系數(shù)：

結(jié)點(diǎn)7：

4x0.9x50505.1_

“7Y=〃7-io=4*(09/50505i12+13500)=°-435

4x13500

=___________________________=013

Mu7-8-4x(0.9x50505.1x2+13500)-'

結(jié)點(diǎn)8：

4x0.94x50505.1_

-344

他-5=48-11=4x(09x50505.1X2+13500+27777.8)=°

4x13500_

他V=4x(0.9x50505.1x2+13500+27777.8)=°'102

4x27777.8

〃—；_____________________________________=021

“8-9-4x(0.9x50505.1x2+13500+27777.8)一,

結(jié)點(diǎn)9：

4x0.9x50505.1_

MY=‘9-12=4*(0,9x50505.1x2+27777.8)=0383

4x27777.8

“9-8-4x(0.9x50505.1x2+27777.8)一’

固端彎矩：

1

M把8=-Mf_7=一適X5.75x4.52=-9.703KN-m

1

唯9=一唯8=一、X5.75x3.02=-4.313KN-m

彎矩分配計(jì)算:

結(jié)點(diǎn)

11

10

杼第?:

12-9

I

11-8

10-7

9-12

9-6

8-11

8-9

7-10

7-4

6-9

￡-8

8-5

8-7

4-7

配系7-8

44

0.3

1

0.2

3

.38

830

0.3

34

0.2

35

0.4

5

0.43

3

0.1

4

0.34

02

綃修0.1

13

4.3

13

-4.3

703

?9.

03

9.7

52

-1.6

1

1.26

1

4.22

1

4.22

1

55

-0.

11S

-O.

07

1.4

1

-0.55

07

1.4

2

-1.W

31

0.6

&

-2,0

4

-1.2

77

-C.6

”

-0.6

-2.on