框架结构近似计算方法5.1.ppt

框架结构近似计算方法 内容 结构分析的内容及计算基本假定 竖向荷载作用下的计算方法 水平荷载作用下的计算方法 计算基本假定 弹性工作状态假定 平面抗侧力结构和刚性楼板假定 平面抗侧力结构假定 整个结构可以划分成不同方向的平面抗侧力结构，共同抵抗结构承受的侧向水平荷载 刚性楼板假定 水平放置的楼板，在其自身平面内刚度很大，可以视为刚度无限大的平板；楼板平面外的刚度很小，可以忽略 刚性楼板将各平面抗侧力结构连接在一起共同承受侧向水平荷载 平面抗侧力结构假定 刚性楼板假定 高层建筑结构分析的内容 总水平荷载在各片平面抗侧力结构间的分配 荷载分配与各片平面抗侧力结构的刚度、变形特点都有关系，不能像低层建筑结构那样按照受荷载面积计算各片平面抗侧力结构的水平荷载 计算每片平面抗侧力结构在所分到的水平荷载作用下的内力和位移 结构有扭转时，先计算结构平移时的内力和位移，然后计算扭转下的内力，最后将两部分叠加 竖向荷载下的近似计算—分层法 一、计算假定 不考虑结构的侧移 每层梁上的荷载对其它层梁的影响不计，仅向下的柱中传递轴力，即本单元上梁弯距不在其它单元上进行分配及传递 活荷载一般按满布考虑，不进行各种不利布置的计算 除底层外，其它各层柱的线刚度乘以折减系数0.9，传递系数取1/3 二、计算单元选取及计算方法 每层框架梁连同上下层柱作为基本计算单元，柱远端按固定端考虑 各单元内力：忽略侧移影响，用力矩分配法计算 框架内力：分层计算所得的梁的弯矩即为其最后的弯矩。每根柱(底层柱除外)属于上、下两层，所以柱的弯矩为上、下两层计算弯矩相加 分层法中计算单元的选取 三、计算结果的处理 弯距计算分配完成后，梁端弯距即为梁的平衡弯距。柱端弯距取相邻单元对应的柱端弯距之和 一般地，分层计算的结果，在各节点上的弯距不平衡，但误差不大可不计。如果较大时，可将不平衡弯距再进行一次分配 在竖向荷载作用下，梁端负弯距较大时，可考虑塑性内力重分布予以降低 为使梁跨中钢筋不至于过少，保证梁跨中截面有足够的承载力，经过调幅后的梁跨中弯距不小于按简支梁计算的跨中弯距的50％ 梁端弯距调幅只对竖向荷载进行，水平力作用下的梁端弯距不允许调幅 水平荷载下的近似计算—反弯点法 一、多层框架在水平荷载下内力及变形特点 如不考虑轴向变形的影响，则上部同一层的各结点水平位移相等；上部各结点有转角；柱脚处固定，线位移和角位移为0 各杆的弯矩M图均为直线。每杆M均有一零弯矩点，称反弯点，该点有剪力 二、反弯点法的基本假定 在确定柱子的反弯点位置时，假定除底层以外的各个柱子的上下端节点转角均相同 在求各柱的剪力时，认为梁柱线刚度比较大(ib/ic＞3)时，节点转角很小，可忽略不计，即柱端转角θ≈0 不考虑梁的轴向变形，故同层各节点水平位移相等 底层柱与基础固接，线位移与角位移均为0 三、反弯点法的基本思路 将每层以上的水平荷载(即层剪力)按某一比例分配给该层的各柱，求出各柱的剪力 确定各柱反弯点高度y 反弯点处切开，求柱端弯矩 四、计算方法和步骤 确定柱反弯点高度 计算柱反弯点处的剪力 计算柱端弯矩 计算梁端弯矩 求其它内力 1.确定柱反弯点高度 反弯点高度y是指反弯点至柱下端的距离 对于上层各柱，由假定一，反弯点在柱中点即：yi=hi / 2 (i=2，3，…，n) 对于底层柱，由于底端固定而上端有转角，反弯点向上移，通常假定反弯点在距底端2h1／3处(y1=2h1/3) 反弯点位置 2.计算柱反弯点处的剪力 框架的层间总剪力Vpj 设框架结构共有n层，外荷载（Fj）在第j层产生的层间总剪力Vpj为 层间剪力 层间总剪力在楼层各柱之间的分配 柱的侧移刚度d 由假定2：柱的剪力与水平位移的关系为： 层间总剪力Vpj在同层各柱间的分配 设框架共有n层，第j层内有m个柱子，各柱剪力为Vjl、Vj2、…、Vji，…，根据层剪力平衡的条件有 (b)代入（a）得： 3.计算柱端弯矩 各柱端弯矩由该柱剪力和反弯点高度计算 上部各层柱：上下端的弯矩相等，即： Mji上=Mji下=Vjihj /2 底层柱：上端弯矩 M1i上=V1ih1/3 下端弯矩 M1i下=2V1ih1/3 4.计算梁端弯矩 梁端弯矩可由节点平衡条件和变形协调条件求得 5.求其它内力 由梁两端的弯矩，根据梁的平衡条件，可求出梁的剪力 由梁的剪力，根据结点的平衡条件，可求出柱的轴力 小结 多跨框架在水平荷载作用下，当(ib／ic≥3)时，可采用反弯点法计算杆件内力 计算各柱侧移刚度；并按柱侧移刚度把层间总剪力分配到每个柱 根据各柱分配到的剪力及反弯点位置，计算柱端弯矩 根据结点平衡条件和变形协调条件计算梁端弯矩 由梁两端的弯矩，根据梁的平衡条件，可求出梁的剪力 由梁的剪力，根据结点的平衡条件，