凝土結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)條文解釋.ppt

1、1,偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng),5.3.4 當(dāng)結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)可能使作用效應(yīng)顯著增大時(shí)，在結(jié)構(gòu)分 析中應(yīng)考慮二階效應(yīng)的不利影響。 混凝土結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)可采用有限元分析方法計(jì)算， 也可采用本規(guī)范附錄B 的簡(jiǎn)化方法。當(dāng)采用有限元分析方法 時(shí)，宜考慮混凝土構(gòu)件開裂對(duì)構(gòu)件剛度的影響。 考慮重力二階效應(yīng)的兩種方法：有限元法；簡(jiǎn)化方法 【說明】 重力二階效應(yīng)計(jì)算屬于結(jié)構(gòu)整體層面的問題，一般在結(jié)構(gòu)整體分析中考慮， 本條給出了兩種計(jì)算方法：有限元法和增大系數(shù)法。受壓構(gòu)件的撓曲效應(yīng)計(jì) 算屬于構(gòu)件層面的問題，一般在構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)考慮。,2,13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)規(guī)范條文,6.2.3 彎矩作用平面內(nèi)截面對(duì)稱的偏心受

2、壓構(gòu)件，當(dāng)同一主軸 方向的桿端彎矩 不大于0.9 且設(shè)計(jì)軸壓比不大于0.9 時(shí)，若 構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比滿足公式（6.2.3）的要求，可不考慮軸向壓力在 該方向撓曲桿件中產(chǎn)生的附加彎矩影響；否則應(yīng)根據(jù)本規(guī)范第 6.2.4 條的規(guī)定，按截面的兩個(gè)主軸方向分別考慮軸向壓力在撓 曲桿件中產(chǎn)生的附加彎矩影響。 （6.2.3） 式中：M 1、M 2分別為已考慮側(cè)移影響的偏心受壓構(gòu)件兩端 截面按結(jié)構(gòu)分析確定的對(duì)同一主軸的組合彎矩設(shè)計(jì)值，絕對(duì)值較 大端為M 2，絕對(duì)值較小端為 M 1，當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí)， M 1/M 2取正值，否則取負(fù)值。 lc 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度，可近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向 上下支撐點(diǎn)之間的

3、距離；,3,13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)規(guī)范條文,6.2.4 排架結(jié)構(gòu)柱的二階效應(yīng)應(yīng)按本規(guī)范第 5.3.4 條的規(guī)定計(jì)算； 其他偏心受壓構(gòu)件，考慮軸向壓力在撓曲桿件中產(chǎn)生的二階效 應(yīng)后控制截面彎矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列公式計(jì)算： 當(dāng) 小于1.0時(shí)，取 =1.0； 對(duì)剪力墻類構(gòu)件，可取 =1.0。 注：此法與ACI規(guī)范基本相同，僅此處系數(shù)用曲率表達(dá)。,4,：構(gòu)件端截面偏心距調(diào)節(jié)系數(shù)，當(dāng)小于0.7時(shí)取0.7； 考慮了沿柱身彎矩分布梯度的影響。,5,13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)基本概念, 效應(yīng)：豎向力在產(chǎn)生了側(cè)移的結(jié)構(gòu)中引起的附加側(cè)移和附加內(nèi)力（也稱結(jié)構(gòu)側(cè)移引發(fā)的二階效應(yīng)）。 用結(jié)構(gòu)分析解決有限元分析（計(jì)算

4、機(jī)分析）；增大系數(shù)法 效應(yīng)：軸壓力在產(chǎn)生了撓曲的桿件中引起的附加撓度和附加內(nèi)力 （桿件自身?yè)锨鸬亩A效應(yīng)）,6,偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)基本概念,基本方法：屬于結(jié)構(gòu)分析問題， 應(yīng)采用“考慮幾何非線性的非線性有限元法” 02規(guī)范考慮二階效應(yīng)的方法 第一種：“使用構(gòu)件折減剛度的考慮二階效應(yīng)的結(jié)構(gòu)彈性分析方法”（亦稱“考慮幾何非線性的彈性有限元法”）； 第二種：“柱偏心距增大系數(shù)法”（或稱 法）； 第三種：“層增大系數(shù)法”或“整體增大系數(shù)法”。 第一種方法：較全面合理；第二、三種方法：基本等效,7,偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng),問題：按“層增大系數(shù)法”或“整體增大系數(shù)法”計(jì)算后，是否需考慮 效應(yīng)？（一些

5、軟件二者均考慮） 現(xiàn)行方法： 法僅適用于有側(cè)移框架結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)中的柱如何考慮？ 新修訂規(guī)范解決方法：兩種二階效應(yīng)分開考慮 效應(yīng)：計(jì)算機(jī)計(jì)算 “考慮幾何非線性的彈性有限元法” 手算“層增大系數(shù)法”或“整體增大系數(shù)法” 效應(yīng)： 法（計(jì)算長(zhǎng)度取支承長(zhǎng)度） 5.3.4 混凝土結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)可采用有限元分析方法計(jì)算，也可采用本規(guī)范附錄B的簡(jiǎn)化方法。當(dāng)采用有限元分析方法時(shí)，宜考慮混凝土構(gòu)件開裂對(duì)構(gòu)件剛度的影響。,8,附錄B 近似計(jì)算偏壓構(gòu)件側(cè)移二階效應(yīng)的增大系數(shù)法,B.0.1 在框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)及筒體結(jié)構(gòu) 中，當(dāng)采用增大系數(shù)法近似計(jì)算結(jié)構(gòu)因側(cè)移產(chǎn)生的二階效應(yīng) （ 效應(yīng)）時(shí)，應(yīng)對(duì)

6、未考慮 效應(yīng)的一階彈性分析所得的 柱、墻肢端彎矩和梁端彎矩以及層間位移分別按式（B.0.1-1）和 式（B.0.1-2）乘以增大系數(shù) ：,9,偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng) - 效應(yīng)的增大系數(shù)法,對(duì)未考慮二階效應(yīng)的一階彈性分析所得的構(gòu)件端彎矩以及層間位移乘以增大系數(shù)進(jìn)行計(jì)算： ：引起結(jié)構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析構(gòu)件端彎矩； ：不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移荷載產(chǎn)生的一階彈性分析構(gòu)件端彎矩。 效應(yīng)只增大引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的桿端彎矩，而不增大不引起結(jié)構(gòu)側(cè)移的桿端彎矩。,10,B.0.2 框架結(jié)構(gòu)中，所計(jì)算樓層各柱的 可按下列公式計(jì)算 （層增大系數(shù)法）： B.0.3 剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)中的 可 按下列公式計(jì)算

7、（整體增大系數(shù)法）：,偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)- 效應(yīng)的增大系數(shù)法,11,偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)-排架結(jié)構(gòu),對(duì)排架結(jié)構(gòu)的二階效應(yīng)，近年來少有研究，故仍采用原來的方法。 B.0.4 排架結(jié)構(gòu)柱考慮二階效應(yīng)的彎矩設(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì) 算： 注： 柱的計(jì)算長(zhǎng)度，與02規(guī)范取值相同； 考慮了兩種二階效應(yīng)。,12,B.0.5 當(dāng)采用本規(guī)范第B.0.2條、第B.0.3條計(jì)算各類結(jié)構(gòu)中的 彎矩增大系數(shù) 時(shí)，宜對(duì)構(gòu)件的彈性抗彎剛度EI 乘以折減系 數(shù)：對(duì)梁，取0.4；對(duì)柱，取0.6；對(duì)剪力墻肢及核心筒壁墻肢， 取0.45；當(dāng)計(jì)算各結(jié)構(gòu)中位移的增大系數(shù)時(shí)，不對(duì)剛度進(jìn)行折 減。 注：當(dāng)驗(yàn)算表明剪力墻肢或核心筒壁墻肢

8、各控制截面不開裂時(shí)，計(jì)算彎矩增大系數(shù)時(shí)的剛度折減系數(shù)可取為0.7。,13,偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)- 效應(yīng),構(gòu)件兩端彎矩值相等,圖示構(gòu)件兩端作用軸向壓力N和相等的端彎矩M0 = N e0。在M0作用下，構(gòu)件將產(chǎn)生如圖虛線所示的彎曲變形，其中y0表示僅由彎曲引起的側(cè)移；當(dāng)N作用時(shí)，開始時(shí)各點(diǎn)力矩將增加一個(gè)數(shù)值Ny0，并引起附加側(cè)移而最終至y。在M0和N同時(shí)作用下的側(cè)移曲線如圖a所示實(shí)線。 構(gòu)件兩端彎矩值相等，附加彎矩和撓度大,14,13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)- 效應(yīng),(2) 構(gòu)件兩端彎矩值不相等但符號(hào)相同,構(gòu)件兩端彎矩值不相等但符號(hào)相同時(shí)，附加彎矩和撓度較大,15,13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)-

9、 效應(yīng),(3) 構(gòu)件兩端彎矩值不相等且符號(hào)相反,彎矩和附加撓度增加較少,16,13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)- 效應(yīng),根據(jù)上述分析，可得以下幾點(diǎn)結(jié)論： 1) 當(dāng)一階彎矩最大處與二階彎矩最大處相重合時(shí)，彎矩增加的最多，即臨界截面上的彎矩最大； 2) 當(dāng)兩個(gè)端彎矩值不相等但符號(hào)相同時(shí)，彎矩仍將增加較多； 3) 當(dāng)構(gòu)件兩端彎矩值不相等且符號(hào)相反時(shí)，沿構(gòu)件產(chǎn)生一個(gè)反彎點(diǎn)，彎矩增加很少，考慮二階效應(yīng)后的最大彎矩值不會(huì)超過構(gòu)件端部彎矩或有一定增大。,17,13 偏心受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)- 效應(yīng),對(duì)上述圖所示壓彎構(gòu)件，彈性穩(wěn)定理論分析結(jié)果表明，考慮二 階效應(yīng)的構(gòu)件臨界截面的最大撓度y和彎矩M可分別表示為 構(gòu)件臨

10、界截面彎矩的增大取決于兩端彎矩的相對(duì)值，另外上 式是假定材料為完全彈性而得，而承載能力極限狀態(tài)的混凝土偏 心受壓構(gòu)件具有顯著的非彈性性能，故上式應(yīng)修正為,18,計(jì)算方法：偏心受壓構(gòu)件，在其偏心方向上考慮桿件自身?yè)锨绊懙目刂平孛鎻澗卦O(shè)計(jì)值可按下列公式計(jì)算： 等代柱端彎矩的折減系數(shù) ： 當(dāng) 小于1.0時(shí)，取 =1.0； 對(duì)剪力墻類構(gòu)件，可取 =1.0。 注：此法與ACI規(guī)范基本相同，僅此處系數(shù)用曲率表達(dá)。,19,效應(yīng),等代柱的端彎矩 小于b和d鉸支柱中的較大端彎矩，系數(shù) 的定義即為等代柱端彎矩的折減系數(shù)，且系數(shù)總不會(huì)大于1.0,20, 效應(yīng) 考慮條件：當(dāng)同一主軸方向的桿端彎矩比 不大于0.9且設(shè)

11、計(jì)軸壓比不大于0.9時(shí)，若構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比滿足下式的要求，可不考慮該方向構(gòu)件自身?yè)锨a(chǎn)生的附加彎矩影響。 同一主軸方向的彎矩設(shè)計(jì)值，絕對(duì)值較大端為 ， 絕對(duì)值較小端為 ，當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時(shí)，為正，否則為負(fù)； 構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度，近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向兩支撐點(diǎn)之間的距離。,21,6.2.17 矩形截面偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī) 定(圖6.2.17) ：,22,6.2.17 本次對(duì)偏心受壓構(gòu)件二階效應(yīng)的計(jì)算方法進(jìn)行了修訂， 即除排架結(jié)構(gòu)柱以外，不再采用 法。新修訂的方法主要希 望通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)一并考慮由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階 效應(yīng)。 為了進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)力取值的一致性，當(dāng)需要利用簡(jiǎn) 化計(jì)算方法計(jì)算由結(jié)構(gòu)側(cè)移引起的二階效應(yīng)和需要考慮桿件自 身?yè)锨鸬亩A效應(yīng)時(shí)，也應(yīng)先按照附錄B的簡(jiǎn)化計(jì)算方法 和按照第6.2.3條和6.2.4條的規(guī)定進(jìn)行考慮二階效應(yīng)的內(nèi)力計(jì) 算。即在進(jìn)行截面設(shè)計(jì)時(shí)，其內(nèi)力已經(jīng)考慮了二階效應(yīng)。,23,6.2.20 軸心受壓和偏心受壓柱的計(jì)算長(zhǎng)度 l0 可按下列規(guī)定確 定： 1 剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和棧橋柱，其計(jì)算長(zhǎng) 度l 0可按表6.2.20-1 取用；,24,2 一般多層房屋中梁柱為剛接的框架結(jié)構(gòu)，各層柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0 可按表6.2.20-2取用。,25,【説明】本次規(guī)范修訂，對(duì)有側(cè)移框架結(jié)構(gòu)的 效 應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算，不再采用 法，而采