水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形計算ppt課件

1、程度荷載作用下框架構(gòu)造的內(nèi)力和側(cè)移可用構(gòu)造力學(xué)方法計算，工程度荷載作用下框架構(gòu)造的內(nèi)力和側(cè)移可用構(gòu)造力學(xué)方法計算，工程上常用的近似算法有反彎點法、程上常用的近似算法有反彎點法、D值法等。值法等。 程度荷載作用下框架構(gòu)造的程度荷載作用下框架構(gòu)造的 內(nèi)力及側(cè)移計算內(nèi)力及側(cè)移計算 D D 值值 法法 1求層剪力求層剪力框架第2層脫離體圖V2=V21+V22+V23=F2+F32框架柱的側(cè)向剛度框架柱的側(cè)向剛度D值：值：普通規(guī)那么框架中的柱普通規(guī)那么框架中的柱2c2c12122hihiKKVDcKK2c除底層外的除底層外的其他各層其他各層稱為柱的側(cè)向剛度修正系數(shù)，它反映了節(jié)點轉(zhuǎn)動降低了稱為柱的側(cè)向剛度

2、修正系數(shù)，它反映了節(jié)點轉(zhuǎn)動降低了柱的側(cè)向剛度，而節(jié)點轉(zhuǎn)動的大小那么取決于梁對節(jié)點轉(zhuǎn)動的約柱的側(cè)向剛度，而節(jié)點轉(zhuǎn)動的大小那么取決于梁對節(jié)點轉(zhuǎn)動的約束程度。，這闡明梁線剛度越大，對節(jié)點的約束才束程度。，這闡明梁線剛度越大，對節(jié)點的約束才干越強，節(jié)點轉(zhuǎn)動越小，柱的側(cè)向剛度越大。干越強，節(jié)點轉(zhuǎn)動越小，柱的側(cè)向剛度越大。 底層柱的底層柱的D值值 同理，當(dāng)?shù)讓又耐?，?dāng)?shù)讓又?下端為鉸接時，可得下端為鉸接時，可得 KK215 . 0ccK1c 3層剪力在各柱間的分配層剪力在各柱間的分配該式即為層間剪力該式即為層間剪力Vi在各柱間的分配公式，它適在各柱間的分配公式，它適用于整個框架構(gòu)造同層各柱之間的剪力

3、分配。可見，用于整個框架構(gòu)造同層各柱之間的剪力分配?？梢?，每根柱分配到的剪力值與其側(cè)向剛度成比例。每根柱分配到的剪力值與其側(cè)向剛度成比例。 4柱的反彎點高度比柱的反彎點高度比y框架各柱的反彎點高度比框架各柱的反彎點高度比y可用下式表示：可用下式表示： 反彎點高度表示圖反彎點高度表示圖 y = yn + y1 + y2 + y3柱的反彎點高度比柱的反彎點高度比y y式中：式中：yn表示規(guī)范反彎點高度比，可表示規(guī)范反彎點高度比，可 由附表查得；由附表查得；y1表示上、下層橫梁線剛度變表示上、下層橫梁線剛度變 化時反彎點高度比的修正值；化時反彎點高度比的修正值；y2、y3表示上、下層層高變化表示上、

4、下層層高變化 時反彎點高度比的修正值。時反彎點高度比的修正值。梁剛度變化時反彎點的修正梁剛度變化時反彎點的修正反反 彎彎 點點 法法 由上述分析可見，由上述分析可見，D值法思索了柱兩端節(jié)點轉(zhuǎn)動值法思索了柱兩端節(jié)點轉(zhuǎn)動由于梁的剛度不同對其側(cè)向剛度和反彎點位置由于梁的剛度不同對其側(cè)向剛度和反彎點位置的影響，因此，此法是一種合理且計算精度較高的的影響，因此，此法是一種合理且計算精度較高的近似計算方法，適用于普通多、高層框架構(gòu)造在水近似計算方法，適用于普通多、高層框架構(gòu)造在水平荷載作用下的內(nèi)力和側(cè)移計算。平荷載作用下的內(nèi)力和側(cè)移計算。反反 彎彎 點點 法法 當(dāng)梁的線剛度比柱的線剛度大很多時例如當(dāng)梁的線

5、剛度比柱的線剛度大很多時例如ib/ic3，梁柱節(jié)點的，梁柱節(jié)點的轉(zhuǎn)角很小。假設(shè)忽略此轉(zhuǎn)角的影響，那么程度荷載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力轉(zhuǎn)角很小。假設(shè)忽略此轉(zhuǎn)角的影響，那么程度荷載作用下框架構(gòu)造內(nèi)力的計算方法，尚可進一步簡化，這種忽略梁柱節(jié)點轉(zhuǎn)角影響的計算方法的計算方法，尚可進一步簡化，這種忽略梁柱節(jié)點轉(zhuǎn)角影響的計算方法稱為反彎點法。稱為反彎點法。反反 彎彎 點點 法法在確定柱的側(cè)向剛度時，反彎點法假定各柱上、下端都不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，在確定柱的側(cè)向剛度時，反彎點法假定各柱上、下端都不產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，即以為梁柱線剛度比為無限大。將趨近于無限大代入即以為梁柱線剛度比為無限大。將趨近于無限大代入D值法的公式，值法的公式，

6、可得可得=1。因此，由式可得反彎點法的柱側(cè)向剛度，并用。因此，由式可得反彎點法的柱側(cè)向剛度，并用D0表示為：表示為： 2c012hiD c同樣，因柱的上、下端都不轉(zhuǎn)動，故除底層同樣，因柱的上、下端都不轉(zhuǎn)動，故除底層柱外，其他各層柱的反彎點均在柱中點柱外，其他各層柱的反彎點均在柱中點h/2h/2；底層柱由于實踐是下端固定，柱上端的約束剛度底層柱由于實踐是下端固定，柱上端的約束剛度相對較小，因此反彎點向上挪動，普通取離柱下相對較小，因此反彎點向上挪動，普通取離柱下端端2/32/3柱高處為反彎點位置，即取柱高處為反彎點位置，即取yh=yh=用反彎點法計算框架構(gòu)造內(nèi)力的用反彎點法計算框架構(gòu)造內(nèi)力的要點

7、與要點與D值法一樣。值法一樣。反反 彎彎 點點 法法 框架構(gòu)造側(cè)移的近似計算框架構(gòu)造側(cè)移的近似計算程度荷載作用下框架構(gòu)造的側(cè)移如下圖，它可以看作由梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移和由柱軸向變形引起的側(cè)移的疊加。前者是由程度荷載產(chǎn)生的層間剪力引起的，后者主要是由水平荷載產(chǎn)生的傾覆力矩引起的。框架剪切變形1梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移 njjMuu1mkjkFjjkjkjDVDVu1頂點側(cè)移：層間側(cè)移：對于規(guī)那么框架，各層柱的抗側(cè)剛度大致相等，而層間剪力自上向下逐層添加，因此層間側(cè)移自上向下逐層添加，整個構(gòu)造的變形曲線類似懸臂構(gòu)件剪切變形引起的位移曲線，故稱為“剪切型?？蚣軜?gòu)造1梁、柱

8、彎曲變形引起的側(cè)移梁、柱彎曲變形引起的側(cè)移 2柱軸向變形引起的側(cè)移柱軸向變形引起的側(cè)移框架彎曲變形 HNdzEANNu01程度荷載作用下，外側(cè)柱子的軸力大，內(nèi)側(cè)柱子的軸力小。為了簡化，忽略內(nèi)柱的軸力。BMN近似取外側(cè)柱軸力為：BzH)(yq1BzH)(yq1BH-z)(yqNN在高度z處HzBzydyyqNBzHN)()()(11BzH)(yq12柱軸向變形引起的側(cè)移柱軸向變形引起的側(cè)移（倒三角分布荷載）（均勻分布荷載）頂點集中荷載）230230230301141(32EABHVEABHVEABHVuN是程度外荷載在框架底面產(chǎn)生的總剪力。是程度外荷載在框架底面產(chǎn)生的總剪力。0V 對于高度不大于

9、50m或高寬比H/B4的鋼筋混凝土框架辦公樓，柱軸向變形引起的頂點位移約占框架梁柱彎曲變形引起的頂點側(cè)移的5%11%。 框架構(gòu)造除了要保證梁的撓度不超越規(guī)定值外，尚應(yīng)驗算構(gòu)造的側(cè)向位移。構(gòu)造側(cè)向位移的驗算包括層間位移和頂點位移，要求分別滿足：三、側(cè)移的限值三、側(cè)移的限值/huhuHuHu我國我國規(guī)定，按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之規(guī)定，按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比比u/h宜小于其限值宜小于其限值u/h，即：，即：u/h表示層間位移角限值，對框架構(gòu)造取表示層間位移角限值，對框架構(gòu)造取 1/550；h為層高。為層高。u/h u/h 由于變形驗算屬正常運用極限形狀的驗算，所以計算由于變形驗算屬正常運用極限形狀的驗算，所以計算u時，各作用時