and52框架結(jié)構(gòu)近似計(jì)算.ppt

1、1、第五章框架、剪力墻、剪力墻結(jié)構(gòu)近似修正方法和概念設(shè)定修正，發(fā)表：郭劍虹，2，5.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)定修正概要，1，基本假定，1，彈性假定：結(jié)構(gòu)在載荷作用下的整體工作按彈性狀態(tài)考慮，內(nèi)力和位移按彈性方法修正。 但是，關(guān)于框架梁等部件，考慮了局部塑性變形內(nèi)力的再分布。 節(jié)點(diǎn)處塑性變形塑性鉸鏈內(nèi)力的再分布、塑性鉸鏈：進(jìn)入塑性工作階段的截面的一種稱呼，1 )塑性極限彎矩Mu 2)單向性，3，2 )平面結(jié)構(gòu)假設(shè)，三維空間結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)正交主軸可分為若干平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。 該平面內(nèi)的阻力結(jié)構(gòu)只受到平面內(nèi)的水平力，不受到與平面垂直的水平力，與平面垂直的水平力由另一方向的阻力部件負(fù)擔(dān)。 3、剛性樓面，假設(shè)各平

2、面的抗側(cè)力部件通過(guò)板的連接而形成一個(gè)空間整體結(jié)構(gòu)，一般樓蓋在自身的平面內(nèi)剛性無(wú)限大，在平面外也可以不考慮剛性。 4、例外：大空間剪力墻結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層樓面和樓面的整體性差，作為樓面上開(kāi)有大孔的樓面上長(zhǎng)懸伸段的基礎(chǔ)，最好用剛性樓面調(diào)整假定的修正結(jié)構(gòu)，或在修正運(yùn)算中考慮樓面的平面內(nèi)剛性。 中國(guó)：如果樓蓋在自身平面內(nèi)的最大相對(duì)位移小于建筑物長(zhǎng)度的1/12000，則被認(rèn)為是剛性樓蓋。 大多數(shù)國(guó)家采用剛性地板復(fù)蓋的假設(shè)。 5，2 )修正各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)分開(kāi)的水平力所產(chǎn)生的應(yīng)力和位移，在上述假設(shè)下，應(yīng)力分析解決了兩個(gè)問(wèn)題：1 )根據(jù)各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的相對(duì)剛度的大小，分配水平力，6 )手修算的優(yōu)點(diǎn)：易于理解結(jié)構(gòu)受力

3、性能的基本概念，把握結(jié)構(gòu)分析的基本空間結(jié)構(gòu)分析TAT、廣廈、PKPM、平面結(jié)構(gòu)分析：1 )精確法力法、位移法，2 )漸進(jìn)法力矩分配法、迭代法、無(wú)剪切力分配法，3 )近似法層次法、反彎點(diǎn)法概念清晰，修正算簡(jiǎn)單，易于把握，精度充分，1 )精確的修正算假設(shè)少，在實(shí)際情況下2、漸進(jìn)法通常利用一般的數(shù)學(xué)運(yùn)算，使解答逐漸接近正確的值。 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)算簡(jiǎn)單，方法易于掌握，修正精度達(dá)到應(yīng)用要求時(shí)可以停止修正，所以漸進(jìn)法兼有近似法和精確法的功能。 缺點(diǎn)：由于數(shù)值修正運(yùn)算不能包含變量，因此不能探討某量變更時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。平面結(jié)構(gòu)分析方法的特征3360，2020/8/2，9， 9、8、忽略框架結(jié)構(gòu)縱向和橫向框架之間的空

4、間關(guān)系，忽略空間作用，三、修正簡(jiǎn)圖，一、修正單元的確定，2020/8/2，9、修正簡(jiǎn)圖的基礎(chǔ)柱的長(zhǎng)度從基礎(chǔ)承臺(tái)的頂面要注意：建筑高程結(jié)構(gòu)的高程裝飾層的高度寬度差小于10的不等跨距近似等跨度框架進(jìn)行修正，2020/8/2，10，修正算法簡(jiǎn)化和假設(shè)：無(wú)視桿的扭轉(zhuǎn)阻力作用空間的三向受力的框架節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)化為平面節(jié)點(diǎn)，受力狀態(tài)分為剛性結(jié)節(jié)點(diǎn)：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鉸鏈節(jié)點(diǎn)：裝配式框架結(jié)構(gòu)半鉸鏈節(jié)點(diǎn)：裝配式折疊2、11、2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面彎曲剛性考慮到地板的影響，框架梁的截面彎曲剛性， 現(xiàn)澆鋼筋混凝土地板蓋：中框： I2I0邊框： I1.5I0組裝一體型鋼筋混凝土地板蓋：中框： I1.5I0邊框： I1.2 I0

5、組裝式鋼筋混凝土地板蓋：中框： II0邊框： II0注： I0為矩形截面框架梁的截面形式選擇：橫跨框架梁2020/8/2、12、5.2.1基于縱向負(fù)荷的近似修正方法分層法，2 .修正假定：假定縱向負(fù)荷引起的框架的橫向移動(dòng)在修正時(shí)能夠忽略的上下柱的前端固定，則實(shí)際上只有基柱固定，其他的柱端都成為彈性支撐臺(tái)。 修正：除基礎(chǔ)柱外，各層柱線剛性乘以0.9，柱的傳遞系數(shù)為1/3的基礎(chǔ)柱1/2。 1適用范圍主要用于修正梁柱在多層多跨度中所有貫通的均勻框架。 梁柱線剛度比或框架不規(guī)則時(shí)，不適用的13，3層法的修正要點(diǎn)1 )以多層多跨度框架層即各層的梁和上下柱構(gòu)成的單層為修正單位，以柱的前端為固定端，14，2

6、 )以彎矩分配法修正各單位內(nèi)力3 ) 各層柱的線剛性乘以減率的0.9個(gè)床柱的彎矩傳遞系數(shù)為1/3，床柱為1/2 4 )橫梁的最后的彎矩即通過(guò)分層修正算出得到的彎矩5 )柱的最后的彎矩使上、下兩鄰的單純剛柱的彎矩重合6 )需要時(shí)， 對(duì)于重疊的節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，在本節(jié)點(diǎn)內(nèi)，可以描繪一次分配平衡7 )構(gòu)造彎曲圖的2020/8/2，16，最終結(jié)果：分層修正算出的梁端彎矩在最終彎矩上下層得到的同一柱內(nèi)力重疊，得到的柱的最終彎矩如果誤差大，則再次分配節(jié)點(diǎn)不平衡力矩，力矩m剪切力v軸力n，2020/8/2，17， 5.2.2水平荷載應(yīng)力近似計(jì)算方法反彎點(diǎn)法，水平荷載：風(fēng)力地震作用條件：梁的線剛性和柱的線剛性

7、比(2)忽略柱的軸向變形(3)假設(shè)同一樓層中各柱端的橫向移動(dòng)相等(4)反彎點(diǎn)高度：底層距下端2h/3，其他樓層為中點(diǎn)，2020/8/2 不考慮軸向變形的影響，同一層分別為修正構(gòu)想：1.反彎點(diǎn)的位置2 .反彎點(diǎn)的剪力、2020/8/2、20、修正方法1、反側(cè)剛性的修正兩端無(wú)旋轉(zhuǎn)角、單位水平位移、桿的桿端剪力方程式(柱剪力水平位移): 2020/8/2、22、2、剪切力的修正計(jì)算如下：假設(shè)3 :第j層的第I主柱的剪切力及其抗側(cè)剛性、第j層的總剪切力、2020/8/2， 23、第j層各柱的剪切力等于2020/彎矩：反彎點(diǎn)為柱中點(diǎn)梁的線剛性與柱的線剛性比3 :反彎點(diǎn)近似于中點(diǎn)底層柱：固定于底部，上端有

8、旋轉(zhuǎn)角，反彎點(diǎn)距柱底2h/3為4， 柱端彎矩修正反彎點(diǎn)的方法總結(jié)：驗(yàn)證使用反彎點(diǎn)法的條件：梁的線剛性和柱的線剛性比3是修正各柱的阻力從各柱分配的剪切力及反彎點(diǎn)的位置，柱端彎矩上段柱：上下端彎矩相等下段柱：上端彎矩：下端彎曲根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡來(lái)修正梁端彎矩側(cè)柱中心，2020/8/2，26，5.2.3水平荷載的反彎點(diǎn)法的缺點(diǎn)1 )柱的反側(cè)剛性僅與柱的線剛性和層高有關(guān)2 )假定梁柱線剛性之比3 ) 柱的反彎點(diǎn)位置為一定條件：考慮梁的線剛度與柱的線剛度之比不滿足3個(gè)條件(梁柱線剛度小，接合點(diǎn)角大):(1)平面結(jié)構(gòu)假設(shè)；(2)忽略柱的軸向變形；(3)D值法考慮節(jié)點(diǎn)角，同層節(jié)點(diǎn)角相等；2 由于d值補(bǔ)正抗側(cè)剛性的

9、補(bǔ)正水平負(fù)荷，框架不僅橫向移動(dòng)，而且在各節(jié)點(diǎn)有角，桿端有相對(duì)位移，角、(2)各層的梁柱節(jié)點(diǎn)的角相等(3)各層間的位移相等，2020/8/2、29，將中間節(jié)點(diǎn)I作為隔離體/令，k代入了梁柱剛性比柱剛性修正系數(shù)(表示梁柱線剛性比柱剛性的影響)，角位移方程式， 2020、2020/8/2、33、假設(shè)3同一層的各柱底側(cè)移動(dòng)相等、2、確定柱反彎曲點(diǎn)高度(1)的主要因素：柱上下端的約束條件兩端約束相等：反彎曲點(diǎn)位于中點(diǎn)的約束剛性不同：反彎曲點(diǎn)(2)影響柱端約束剛性的主要因素：結(jié)構(gòu)總層數(shù)， 該層所在的梁柱線剛性比載形式上層和下層梁剛性比上、下層層高比、2020/8/2、35、(3)修正計(jì)算方法標(biāo)準(zhǔn)反彎曲點(diǎn)高

10、度比： (反彎曲查找表：查看按載荷不同的表，總層數(shù)n、其層的位置j、梁柱線剛性比k標(biāo)準(zhǔn)反彎曲點(diǎn)高度比、2020/8/2、36、上下段的梁剛性變化時(shí)的反彎曲點(diǎn)高度比校正值時(shí)，k表y1校正、2020/8 使上下層高度變化時(shí)的反彎曲點(diǎn)高度比校正值y2、 不考慮，設(shè)上層層高/本層高h(yuǎn)為上/h10的上下高度變化時(shí)的反彎曲點(diǎn)高度比修正值y3設(shè)下層層高/本層高h(yuǎn)下/h y3 1y3為負(fù)值，設(shè)反彎曲點(diǎn)下1y3為正值，反彎曲點(diǎn)上移說(shuō)明：底層柱不考慮y3修正，柱反彎曲點(diǎn)高度比： 柱反彎曲點(diǎn)高度：梁柱彎曲變形引起的側(cè)移、(1)剪切型變形、(2)彎曲型變形、柱軸向變形引起的側(cè)移、懸臂柱剪切變形、懸臂柱彎曲變形、 框架總變形梁柱彎曲變形側(cè)移柱軸向變形側(cè)移1 .梁柱彎曲變形引起的側(cè)移是抗側(cè)剛度d值的物理意義：?jiǎn)挝粚娱g側(cè)移所需的層剪切力，層間側(cè)移式：頂點(diǎn)側(cè)移式：所有層間側(cè)移的總和，2020/8/2 柱軸方向變形引起的側(cè)移隨著高層框架的高度而增加的M(z )上部水平負(fù)荷對(duì)坐標(biāo)z力矩總和b根據(jù)兩側(cè)柱軸線間