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蒙网结构体系受力性能分析
蒙网结构体系的受力性能分析
[摘要]蒙网结构体系是柱子沿房屋周边布置,中间无柱;刚桁架主要是混凝土结构,由高度有一层楼高,跨度等于建筑全宽的桁架纵横向交错布置;楼屋面板布置在刚桁架的上弦和下弦。
这种结构增大了建筑内部空间使用的灵活性、结构的可变性。
笔者认为采用钢筋混凝土作为材料的蒙网结构更适合于中国的国情。
但目前对该结构的设计只是停留在估算阶段,只有定性的认识。
本文对该体系在竖向力作用下的受力分析,期望能为该体系的软件化的计算形成一个开端。
首先我们通过力学分析发现:
桁架内的力偶作用,使得刚桁架上下弦梁上的负弯矩和跨中弯矩都有了很大的降低。
通过结构的空间分析发现:
板不仅仅能够承担板上的弯矩而且板的表面也可以承担剪力,传递轴力,而楼板与楼板之间形成的以空间桁架作为其肋的一系列隔板,增大了板的刚度,减小了整体结构的挠度,这就是蒙皮效应的作用机理。
上下楼板内的一组组力偶,对整个结构的弯矩、剪力、轴力有着很大的影响,降低了梁端等最不利位置处的弯矩。
同时通过一个具体实例对比两种结构设计软件计算的结构,进一步证实了蒙网结构的受力特性。
最后提出了蒙网结构体系设计的要点。
[关键词]蒙网结构;空间桁架;结构性能
第一章:
蒙网结构体系综述
1.1、前言
提到蒙网结构体系得从一处厂房改造说起。
某厂房位于几幢老厂房之间,进入施工现场的道路比较狭窄。
当时还是多采用混凝土屋架,而吊运混凝土屋架的吊车因为体型较大很难开到现场去,只能采用现场浇筑施工。
但对于该厂房而言,24m×18m的大空间很难想象能用框架结构做出中间无柱的空间,采用钢屋架或是预应力在当时条件下的造价相对较高。
因此首次考虑采用了蒙网结构。
见图(1,a、b、c)。
蒙网结构体系是由柱子、直(斜)腹杆刚桁架和楼屋面板共同组成的一个钢筋混凝土结构体系。
在一个大空间中,柱子沿房屋周边布置,中间无柱,每榀直(斜)腹杆刚桁架根据柱距纵横向交错布置,楼屋面板布置在桁架的上弦和下弦,形成了一个上部是井字桁架、下部是敞开的大空间。
这种结构形式一方面增大了建筑内部空间使用的灵活性,满足了厂房的使用需求,另一方面也为单层厂房提供了一处技术夹层。
因为该层相当于硬质吊顶层,可以专门走管道、安放设备等。
既美化了厂房的顶部,该层还便于上人维修。
蒙网结构在大跨上面的初步运用,替我们打开了研究大跨结构的新的思路。
它不仅可以运用于单层厂房上,为以后在一些多层及高层结构上采用或部分采用该结构提供了应用基础。
1.2名称由来
为什么称为蒙网结构?
主要是因为该体系具有结构上所说的蒙皮效应。
蒙皮效应是指在建筑物表面覆盖的材料(屋面板或墙板)利用本身的刚度和强度对建筑物整体刚度起加强作用。
蒙皮效应这一结构概念来自于飞机和船舶行业。
最初的飞机是用传统的布料来作飞机的表面材料,直到二十世纪二三十年代,德国人胡戈·容克斯,作为一名飞机设计师,他第一个提倡飞机的一体化设计,第一个造出了全金属飞机,也第一个提出了蒙皮的概念。
试验表明,当蒙皮上无数细微凹槽顺飞行方向铺设时,在大幅度提高机体表面强度的同时,相对飞行阻力最小。
这种蒙皮的构造在某些方面抗变形能力很强,自身有较好的强度。
所以在当时的好些飞机型号上得到成功运用。
在建筑结构中蒙皮效应的工作机理是围护板与檩条以及板与板之间通过不同的紧固件连接起来,形成了以檩条作为其肋的一系列隔板。
这种板在平面具有相当大的刚度,类似于薄壁深梁中的翼缘。
这种构造可以用来传递板平面内的剪力,承受板平面内的各种荷载作用。
而蒙网结构正是利用了这种蒙皮效应原理,上下层楼板都是通过梁与梁之间、梁与板之间刚性连接,形成了以梁作为其肋的一系列搁板,如同密肋楼盖。
同时又区别于密肋楼盖,它并不是孤立的一层密肋板,上下层板之间还通过一系列直或者斜腹板的连接,形成一个整体蒙网结构。
就如同我们常见的纸面石膏板,石膏和纸面板的强度和刚度都很小,而如果把石膏通过上下两层纸面板压合而成石膏板,这种板就具有一定的强度和刚度,可以用来作为装饰材料使用。
蒙网结构的道理也相同,如果把蒙网结构这一层看作一整体的话,它整层具有较大的刚度和强度,可以用于承受跨度较大的结构。
1.3结构体系与平面布置
1.3.1桁架
蒙网结构体系中腹杆桁架根据其腹杆体系布置的不同可以分为:
直腹杆桁架、斜腹杆桁架及混合桁架。
斜腹杆桁架是在桁架的每个节间设置斜拉杆,但是斜腹杆桁架也因桁架内设有斜杆,在建筑使用上影响很大。
直腹杆桁架是蒙网结构中常用的形式,其节间无斜杆,故可以方便地在建筑上布置门洞及走廊,设置小开间。
混合桁架借鉴了直腹杆桁架和斜腹杆桁架的共同特点,部分采用直腹杆桁架,部分采用斜腹杆桁架。
如某帘子布厂就在纵向一侧设置斜腹杆桁架,另一侧设置直腹杆桁架。
可以看出,在相同的条件下(同荷载、同跨度、同边界条件、同截面尺寸),采用斜腹杆桁架的跨中挠度可以明显减小,而且杆件受力也可以得以改善。
因此在蒙网结构设计时,应根据具体条件选择合适的平面桁架形式。
1.3.2楼盖
蒙网结构中可供选择的楼盖体系很多,但通常多选择混凝土楼板。
一是施工比较方便,二是造价相对低廉。
而楼板对于发挥蒙网结构体系的作用却很关键。
为了充分发挥蒙皮效应的工作原理,板必须满足以下诸多条件。
a楼板与四周梁要刚性连接。
b因为柱距大、跨度大,楼板的厚度相应有所增加。
c楼板必须具有足够平面内的强度和刚度,能同时承受水平力和垂直荷载。
d如果板的某一方面抗剪能力较弱,那么由较弱方面的抗剪能力决定了结构整体的抗剪能力。
e蒙网结构中的板的受力将参与到整个结构工作,那么板上的开洞将受到限制,或者说板上开洞要经过结构计算并进行补强。
1.3.3节点构造
蒙网结构因为也是一种混凝土结构体系,可以方便的采用混凝土结构的节点构造。
具体可以参考混凝土结构施工的构造详图。
1.3.4建筑平面布置
相对来说,蒙网结构体系的建筑平面布置要求比较高,最适宜的是有一定宽度的矩形平面,其结构布置可用几乎相同的桁架结构来完成。
当然,如果建筑密度变化不大,也可以布置成L形和凹形平面。
在居住建筑中,建筑师一直希望结构工程师提供跨中无竖向结构的空间,这样建筑师可根据用户的需要进行建筑平面内的灵活隔断,而蒙网结构可以达到这样的效果,因此具有广阔的应用前景。
1.4国内外研究现状、发展动态
研究蒙网结构体系,我们得提到和蒙网结构体系很相像的交错桁架结构体系。
随着现代科学技术的高速发展,以及人们对房屋的功能齐全、使用方便、居住舒适、安全节能、有益健康等方面的要求,使体系建筑正成为一支新生力量。
交错桁架结构体系是美国麻省理工学院于20世纪60年代中期开发的一种结构体系,它主要适用于住宅、旅馆、办公楼等平面为矩形或由矩形组成的高层钢结构房屋。
在美国、澳大利亚等国家已有不少应用,但研究工作开展较少。
据报道90年代初期,该体系已在美国和澳大利亚等国建成,最高已建至35-40层。
图2:
交错桁架结构模型
交错桁架结构是在钢框架结构上演变而来的可用于高层钢结构建筑的一种结构方案,而该体系无论是在建筑功能方面还是在力学特性上都有着胜过普通钢框架结构的优点。
该体系的基本组成是柱子、平面钢桁架和楼面板(见图2)。
柱子沿房屋周边布置,中间无柱,且桁架在相邻柱子上为上下交错布置,楼板一端搁置在桁架的上弦,另一端则搁置在相邻桁架的下弦。
这样在建筑上可获得两倍柱距的大开间,便于建筑平面自由布置,具有良好的适应性。
同时在结构上采用小柱距和短跨楼板,楼板的跨度仅为一个桁架上弦到相邻桁架下弦的距离,同具有相同内部开间的其他结构相比,楼板跨度减小,从而可以减小楼板的厚度,在整体上降低了结构的高度,减轻结构自重。
与混凝土结构和普通钢结构相比,该体系还有施工速度快,工期短,综合经济效益好的特点。
因此它已越来越引起结构师的重视。
我国最早的交错桁架建筑是1994年11月建于上海北蔡的8层和5层钢结构住宅,采用冷弯成型矩形钢管混凝土和U型冷弯薄壁组合梁组成框架。
建造该试验住宅的上海现代房地产公司,于1999年还在新疆和上海分别建造了8层和5层钢结构住宅,并试用错列桁架体系的结构形式,使小开间取得了大开间的效果,引起了各界重视。
虽然交错桁架结构和蒙网结构有其相似的一面,都是大空间,都是柱、刚桁架和楼面板组成,但受力形式、结构组成都不相同。
因此对于蒙网结构的研究目前现在尚属空白。
1.5蒙网结构研究前景和优势
蒙网结构同交错桁架一样,它不仅可以在单厂结构中能够发挥作用,作为大空间结构的一种形式,它可以灵活地运用于各种建筑类型中,结构的可变能力得以增强。
蒙网结构为住户提供了大而可划分的空间,适应了商品房市场多品种、多样化的居住需求。
由于隔墙的轻质化和可拆改化,居住空间大小可以随意布置,空间组合创造的余地不受限制,可以最大化的满足客户对住宅功能和设备的高品位追求。
又由于隔墙的可拆改性,便于住宅的更新改造。
同时蒙网结构同交错桁架相比,又有它自身无法比拟的优势:
a蒙网结构采用钢筋混凝土作为材料更适合于中国的国情
中国钢材的产量目前还很有限,所以在现阶段的我国以钢结构作为大量推广的结构形式还不现实。
同时与传统的结构形式相比,钢结构的价位较高。
蒙网结构对于预应力或者钢结构等大跨建筑而言,它的建造的费用相对低廉,更便于推广。
同时钢结构中还存在防火性能、抗震性能和防腐蚀性能的技术难点。
因此采用混凝土结构更科学、更合理。
b蒙网结构的实用性也得到了增强
蒙网结构体型适中,可以灵活运用于各类建筑中。
同时它是钢筋混凝土结构可以和框架、框剪等结构形式无缝对接。
在一幢建筑中可以局部采用框架、框剪,局部采用蒙网结构。
在商场、宾馆等大型公共建筑中,它的技术层可以作为辅助用房。
在住宅中,技术层又可以作为小开间的房间使用。
因此房屋的利用率得以提高。
c蒙网结构真正体现了蒙皮效应
蒙网结构是纵横向交错布置的井字桁架,板于板之间形成了以桁架作为其肋的一系列隔板。
这种板在平面内具有相当大的刚度,类似于薄壁深梁中的腹板,桁架的上下弦类似于薄壁深梁中的加劲肋。
因此同交错桁架相比,这种结构更适合于跨度大的结构。
1.6研究方法和存在问题
根据国外已发表的文献看,对于交错桁架体系主要进行空间整体的弹塑性全过程分析,既考虑结构的几何非线性,又考虑结构的材料非线性,采用的主要方法是内力屈服面塑性铰法和塑性铰区域法,如Conci和Gattass,Shi和Atluri,以及Chandra等。
这些方法的优点是计算精度高,而过程又不过于复杂。
但在结构的加载过程中如何使杆件单元的弹塑性杆端力增量能始终保持在屈服面上或屈服面内均未能很好的处理。
也有一些学者提出过自己的方法,但或是因为仅局限于对柔性结构的分析,或是因为以小挠度理论为基础,再或是由于计算过于复杂而受到不同程度的限制。
我国的清华大学和湖南大学主要在做交错桁架结构的研究工作。
因为交错桁架在竖向力荷载作用下其受力特性同传统框架体系类似,所以一般不太把竖向力荷载下的受力性能作为研究的课题。
但由于其同一榀框架的抗侧移刚度沿高度分布不均匀,其抗侧力特性既不同于纯框架结构,也不同于刚度分布较均匀的剪力墙结构体系,因此交错桁架的抗侧特性的分析是研究的重点,而常规做法是采用SAP2000、ETABS等软件进行分析研究,并已取得了很多的研究成果。
蒙网结构的布置特点决定了已不能按其交错桁架研究的重点来进行分析。
交错桁架结构体系是以每榀框架以一层桁架层和一层敞开层隔层相同布置,而蒙网结构体系不仅每榀框架以一层桁架层和一层敞开层隔层相同布置,同时结构每层还以一层桁架层和一层敞开层隔层相同的布置。
因此对于蒙网结构的研究要从两个方面来考虑。
一是在水平荷载的作用下抗侧力特性的分析。
其分析方法可以借鉴交错桁架结构研究方法,在这里不作为我的研究方向。
二是在竖向力荷载作用下的受力分析。
因为蒙皮效应的影响,蒙网结构已不能按传统框架体系的力学特征和变形规律进行工作,故荷载在结构构件中的分配关系比较复杂,不能根据刚度的大小按力学方法分配,而应根据协同工作的情况进行分析和计算,因此在分析中采用有限元分析方法(SAP2000及ETABS软件等)是必由之路,也是本文介绍的重点。
前几年已经采用蒙网结构体系建造的建筑,在结构设计时都只是对结构进行了估算,有了定性的认识,而没有定量的分析。
随着结构设计软件的运用普及,蒙网结构因和软件模型的不匹配和研究的不完善,而遭设计师的弃用。
同时现在通用的结构设计软件对该结构体系受力分析的不完全,也多多少少抑制了该体系在结构设计上的发展。
本文主要想通过分析该体系在竖向力作用下的受力情况为该体系在现行软件上的运用创造一些条件。
第二章:
理论分析和数值计算
2.1、结构可行性分析
研究钢筋混凝土蒙网结构主要是解决大跨下结构受力问题。
大跨结构一般采用预应力或者钢结构,如果用普通的梁做跨度很大的结构时,梁端和梁跨中的弯矩都较大,配筋将会超筋,因此将会很不经济。
那么蒙网结构将会如何解决这个问题。
首先我们来分析三种结构形式下,桁架、排架及刚架在水平力作用下的受力分析。
见图3(a、b、c)。
图4:
蒙网结构空间剖面受力图
在这三种情况下,外力N对结构整体产生的力矩M=N×H。
可以分析出来,桁架是通过柱中的竖向力形成的一对力偶来抵抗所产生的弯矩,即M=N×H=n×B。
排架因为柱中没有竖向力,每个柱顶的剪力产生的柱端弯矩之和来抵抗外力所产生的弯矩,即M=N×H=2×1/2×N×H=2M’。
刚架中抵抗外力产生的弯矩是由柱中轴力产生的一对力偶及柱顶剪力所产生的柱端弯矩共同组成,即M=N×H=2M’’+n1B。
排架中M’=1/2M,刚架中M’’=1/2×(M-n1B)=1/2M-1/2n1B。
那么我们可以得出一个结论,正是因为柱中轴力的存在,使得刚架的柱端弯矩得以降低。
而且如果轴力增大,跨度增加,那么柱端弯矩的降低还会明显。
如果我们把刚架转个90度就能够发现要想降低梁端的弯矩,梁内的轴力和层高对降低梁端弯矩起到明显作用。
也就是说直(斜)腹杆刚架内上弦和下弦内的轴力将组合成一对力偶,可以起到降低梁端弯矩的作用。
那么我们从一个结构的整体来看,把几榀腹杆刚架结构上下层各蒙一层板,就可以组成了蒙网结构体系。
该体系主要是因为考虑到两层板的协调变形、共同工作的作用,利用板本身的刚度和强度对建筑物整体起加强作用。
这种结构体系比普通二层楼框架梁结构的平面刚度明显增大,变形减小,因此不仅刚架的上下弦存在这一对力偶,上下板本身也存在这么一组力偶,从而使得整个结构的弯矩降低。
见图4。
2.2力学分析和单榀数值计算
对蒙网结构分析的重点在于力学分析和数值计算。
首先我们来分析一层单榀直腹杆刚架的受力。
对于直腹杆刚架梁上所受的竖向荷载,无论是板上传递来的力,还是梁本身自身受力,都可以折算到梁的各个结点上所受的力。
因为梁跨板跨相同,不考虑到边跨和中跨的区别,所以折算到结点的受力近似相同,我们可以近似按单位力(单位:
KN)考虑。
见图(5,a)。
图5
此刚架和荷载都是正对称的,根据对称性原理,我们把刚架从中间的中点切断,取基本结构如图(5,b)所示。
此半刚架也是正对称的,但荷载是反对称。
如图(5,c、d)所示,再根据对称性原理可以得到1/4刚架受力图。
见图(5,e)。
并绘出单位弯矩图和荷载弯矩图,如图(5,f、g、h)所示。
用图乘法计算力法方程中的各系数如下:
EIδ11=1/2×1.5×1.5×2/3×1.5+1.5×6×1.5=14.625m3
EIδ22=1/2×1.5×1.5×2/3×1.5+1.5×3×1.5=7.875m3
EIδ12=1.5×3×1.5=6.75m3
EIδ1p=1/2×9/4×3×1.5+(9/4+3)×3×1/2×1.5=16.875KN·m3
EIδ2p=(9/4+3)×3×1/2×1.5=11.8125KN·m3
消去EI,建立力法方程为:
14.625X1+6.75X2+16.875=0
6.75X1+7.875X2+11.8125=0
解方程组,求得:
X1=-0.764KN,X2=-0.845KN
最后得弯矩图计算公式如下:
M=X1M1+X2M2+Mp,最后根据对称性,绘出弯矩图,见图(5,i)。
为了便于分析,我们来比较一下同跨度同高度相同受力条件下的一层单榀框架的受力。
同上例一样,我们也近似得按单位力(单位:
KN)考虑,如图(6,a)。
图6
根据对称性原理,我们做出半刚架结构受力图,如图(6,b)所示,并绘出单位弯矩图和荷载弯矩图,如图(6,c、d、e)。
用图乘法计算力法方程中的各系数如下:
EIδ11=1/2×3×3×2/3×3=9m3
EIδ22=1×6×1+1×3×1=9m3
EIδ12=1/2×3×3×1=9/2m3
EIδ1p=1/2×3×3×(-6)=-27KN·m3
EIδ2p=(-1/2)×3×3/2×1-(3/2+6)×3×1/2×1-3×6×1=-63/2KN·m3
消去EI,建立力法方程为:
9X1+9/2X2-27=0
9/2X1+9X2-63/2=0
解方程组,求得:
X1=-0.764KN,X2=-0.845KN
根据对称性原理可以绘出弯矩图,见图(6,f)所示。
从以上的分析我们得出直腹杆刚架的杆端弯矩和跨中弯矩比普通刚架都要有明显的降低,但现实中的建筑以多层刚架模型居多,因而我们要来分析两层单榀刚架和两层单榀直腹杆刚架在相同荷载作用下的受力图。
见图(7,a、b),图(8,a、b)所示。
图7(a)图7(b)
图8(a)图8(b)
从以上的例子分析比较发现,其梁端的弯矩降低并不明显,如果按此分析的话,蒙网结构的优势并不能充分的发挥。
但以上的分析只是针对单榀刚架而言,并不能反映蒙网结构的整体工作效果。
因为在蒙网结构中板是上弦受压下弦受拉,形成的力偶对整体结构而言影响很大。
而现在的设计软件一般都采用TAT和SATWE软件来建立力学模型,是以杆元来进行计算,板元不参与工作,不参与力学分析的。
所以我们分析蒙网结构已不能按传统框架体系的力学特性和变形规律进行工作。
因此需要选用ETABS软件对结构建模来分析计算每榀直腹杆刚架的内力。
第三章:
软件分析
3.1、模型建立和分析
我们仍然以某厂为例建立一个蒙网结构体系的单层厂房模型,并设定该模型为A工况。
见图(9,a)所示。
为方便计算,我们设定柱距为6m,层高为3m,总高度为6m,房屋长度和宽度都为18m的一个蒙网结构单厂模型。
柱子截面选用500×500mm的混凝土柱,直腹杆刚架采用600×300mm截面的上弦和下弦,单榀直腹杆刚架的间距为6m。
由于板面积较大,板中设混凝土次梁和刚架连接,次梁截面为500×250mm,刚架中腹杆截面为250×250mm,板设定为150mm厚的混凝土板。
根据规范规定取楼面活荷载标准值为2.5KN/m2。
同时再建立一个跨度、高度相同的普通框架结构的单厂模型,设定为B工况模型。
见图(9,b)所示。
该厂房四周为框架,中间无柱,框架柱截面同蒙网结构柱截面500×500mm。
因为跨度太大,板面设置纵横交错的井字梁,井字梁截面为500×250mm。
为了和蒙网结构作比较,荷载要基本相同,因此板仍然为150mm厚的混凝土板。
并根据规范规定楼面活载标准值为2.5KN/m2。
图9(a)蒙网结构模型图9(b)框架结构模型
这两种模型工况我们用ETABS软件分析,首先定义材料属性。
定义混凝土取用C25,每单位体积重量为25KN/m3,混凝土的弹性模量为2.8×104N/mm2,泊松比取0.2。
钢筋取用Ⅲ级筋,每单位体积重量为78.5KN/m3,钢筋的弹性模量取2.0×105N/mm2,泊松比设定为0.3。
再设定恒载的自乘系数为1,活载没有自乘系数。
最后定义荷载组合,取恒载1.2的分项系数,活载1.4的分项系数。
绘图建立好模型后,对点、线、面进行指定,并按设定的截面指定模型中的框架截面和楼板截面,再指定面上竖向活荷载标准值为2.5KN/m2。
同时对柱基设定为固定端,框架各截面荷载无释放,杆件端部长度不偏移,并对楼板禁用剖分,在楼板四周形成线约束。
为了更好的反映出板元工作所产生的效果,我们以上两例的模型不变,不布板,荷载通过转换作用在杆元上,建立两个体系模型。
设蒙网结构去板模型为C模型,框架结构去板模型为D模型,见图(10,a、b)所示。
在竖向力荷载作用下,我们把板面上的恒载及活载按三角形分布的恒载设计值折算到梁上,并不指定荷载组合,得出各榀刚架上(包括边跨和中跨上)的线荷载,即(1.2×25×0.15+1.4×2.5)×3/2=12KN/m得边框架梁上三角形分布荷载p=12KN/m,那么中框架梁上三角形分布荷载p=24KN/m,次梁上三角形分布荷载p=24KN/m。
同时因为没有板元,所以四周不形成线的约束。
图10(a)蒙网结构去板模型图10(b)框架结构去板模型
采用ETABS软件分析,计算如下内容:
a蒙网结构模型和框架结构模型在竖向力荷载下各榀刚框架柱、梁的受力分析。
b蒙网结构去板模型和框架结构去板模型在竖向力荷载下各榀刚框架柱、梁的受力分析。
c四种模型在竖向力荷载作用下的最大挠度。
经软件分析,各榀桁架、刚架的弯矩图、剪力图、轴力图计算结果如下:
见图(11、12、13、14)所示。
图11(a)A模型边框架弯矩图单位(KN·M)
图11(b)A模型边框架轴力图单位(KN)
图11(c)A模型中框架弯矩图单位(KN·M)
图11(d)A模型中框架轴力图单位(KN)
图11(e)A模型边跨次梁弯矩图单位(KN·M)
图11(f)A模型边跨次梁轴力图单位(KN)
图12(a)B模型边框架弯矩图单位(KN·M)
图12(b)B模型边框架轴力图单位(KN)
图12(c)B模型中框架弯矩图单位(KN·M)
图12(d)B模型中框架轴力图单位(KN)
图12(e)B模型边跨次梁弯矩图单位(KN·M)
图12(f)B模型边跨次梁轴力图单位(KN)
图13(a)C模型边框架弯矩图单位(KN·M)
图13(b)C模型边框架轴力图单位(KN)
图13(c)C模型中框架弯矩图单位(KN·M)
图13(d)C模型中框架轴力图单位(KN)
图13(e)C模型边跨次梁弯矩图单位(KN·M)
图13(f)C模型边跨次梁轴力图单位(KN)
图14(a)D模型边框架弯矩图单位(KN·M)
图14(b)D模型边框架轴力图单位(KN)
图14(c)D模型中框架弯矩图单位(KN·M)
图14(d)D模型中框架轴力图单位(KN)
图14(e)D模型边跨次梁弯矩图单位(KN·M)
图14(f)D模型边跨次梁轴力图单位(KN)
3.2、数值列表分析
根据上面所列受力图,找出重要的数值信息,列表比对分析如下(表1、2、3、4、5、6)。
表1杆元受力情况下C、D模型在竖向力荷载下梁弯矩图(单位:
KN·M)
位置
边框架梁
中框架梁
边跨次梁
中跨次梁
第二层梁端最大弯矩
普通框架
101.74
669.64
58.32
134.82
直腹杆刚架
87.86
527.31
76.42
158.49
第二层梁跨中最大弯矩
普通框架
72.7
357.12
146.57
201.6
直腹杆刚架
73.5
253.14
108.15
132.71
第一层梁端最大弯矩
普通框架
85.79
760.12
61.13
139.53
直腹杆刚架
104.21
725.59
87.01
179.46
第一层梁跨中最大弯矩
普通框架
65.25
32
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