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风荷载或水平地震对框架结构的作用,一般可简化为作用于框架节点上的水平集中力,在此荷载的作用下,框架结构上的弯矩特征如图3-2-7所示,变形如图3-2-8所示。其受力与变形具有如下特点
(1)各杆的弯矩为直线分布,且每个杆均有一个零弯矩点即反弯点;
(2)在固定端处,角位移为零,但上部各层节点均有转角存在,节点的转角随梁柱线刚度比的增大而减小;
(3)如忽略梁的轴向变形,同层内各节点具有相同的侧向位移,同层各柱具有相同的层间位移。
鉴于框架结构在水平荷载作用下具有上述受力变形特点,如能求出各柱的反弯点位置及反弯点处的剪力,就可以利用静力平衡条件求出各杆件的内力。因此解题的关键是确定各柱反弯点的位置及反弯点处的剪力。
1、计算假定
梁的线刚度与柱的线刚度之比无限大(ib/ic≥3)(柱上、下端无转角)
梁端弯矩按左、右梁的线刚度分配,并满足节点平衡条件(规定了梁的弯矩计算)
2、反弯点位置
底层:距支座2/3层高处
其余层:1/2层高处
3、剪力在各柱中的分配
层间剪力按各柱的抗侧移刚度在楼层的各柱中分配
柱的抗侧移刚度?(
修正反弯点法(D值法)的计算要点是: 1)修正柱的抗侧移刚度; 2)修正反弯点刚度; 3)柱的剪力分配; 4)柱端弯矩计算; 5)梁端弯矩的计算; 6)梁的剪力的计算。
分层法:将框架结构沿高度分成若干无侧移的开口框架,并以每层的全部框架梁以及与其相连单飞框架柱作为该层的计算单元;根据各层梁上的竖向荷载,分别计算各梁的古段弯矩,计算梁、柱的线刚度和弯矩分配系数。各个节...
分层法:将框架结构沿高度分成若干无侧移的开口框架,并以每层的全部框架梁以及与其相连单飞框架柱作为该层的计算单元;根据各层梁上的竖向荷载,分别计算各梁的古段弯矩,计算梁、柱的线刚度和弯矩分配系数。各个节...
多高层建筑结构中反弯点法概念辨析
在多年的多高层建筑结构教学及设计、施工实践中发现关于多高层框架计算概念较模糊的问题,尤其是在水平荷载作用计算中,很多人对反弯点法的适用条件i_b/i_c≥3和建筑抗震结构概念设计中的"强柱弱梁"原则认识不清,不能正确理解和正确使用,甚至认为两者是矛盾的,提出了很多质疑。实际上,两者是从两个不同的角度阐述两个问题。文章从框架结构的本质意义出发,对相关概念进行了辨析,以期达到概念清楚、设计正确的目的。
反弯点高度修正表
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1 1 0.80 0.75 0.70 0.65 0.65 0.60 0.60 2 0.45 0.40 0.35 0.35 0.35 0.35 0.40 1 0.95 0.80 0.75 0.70 0.65 0.65 0.65 3 0.15 0.20 0.20 0.25 0.30 0.30 0.30 2 0.55 0.50 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 1 1.00 0.85 0.80 0.75 0.70 0.70 0.65 4 -0.05 0.05 0.15 0.20 0.25 0.30 0.30 3 0.25 0.30 0.30 0.35 0.35 0.40 0.40 2 0.60 0.55 0.50 0.50 0.45 0.45 0.45 1 1.10 0.90 0.80 0.75 0.70 0.70 0.65
反弯点法计算有的基本假定:
(1)求各个柱的剪力时,假定各柱上下端都不发生角位移,即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大;
(2)在确定柱的反弯点位置时,假定除底层以外,各个柱的上、下端节点转角均相同,即除底层外,各层框架柱的反弯点位于层高的中点;对于底层往,则假定其反弯点位于距支座2/3层高处。
(3)梁端弯矩可由节点平衡条件 求出,并按节点左右梁的线刚度进行分配。 对于层数较少,楼面荷载较大的 框架结构,柱的刚度较小,梁的刚度较 大,假定1与实际情况较为符合。一般 认为,当梁的线刚度与柱的线刚度之 比超过3时,由上述假定所引起的误 差能够满足工程设计的精度要求。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
反弯点法计算有哪些基本假定?
(1)求各个柱的剪力时,假定各柱上下端都不发生角位移,即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大;
(2)在确定柱的反弯点位置时,假定除底层以外,各个柱的上、下端节点转角均相同,即除底层外,各层框架柱的反弯点位于层高的中点;对于底层往,则假定其反弯点位于距支座2/3层高处。
(3)梁端弯矩可由节点平衡条件 求出,并按节点左右梁的线刚度进行分配。
对于层数较少,楼面荷载较大的 框架结构,柱的刚度较小,梁的刚度较 大,假定1与实际情况较为符合。一般 认为,当梁的线刚度与柱的线刚度之 比超过3时,由上述假定所引起的误 差能够满足工程设计的精度要求。
对比较规则的、层数不多的框架结构,当柱轴向变形对内力及位移影响不大时,可采用D值法或反弯点法计算水平荷载作用下的框架内力和位移。
用D值法计算水平荷载下框架内力有三个基本假定:假定楼板在其本身平面内刚度为无限大,忽略柱轴向变形,忽略梁、柱剪切变形。
D值法是更为一般的方法,普遍适用,而反弯点是D值法特例,只在层数很少的多层框架中适用。相同点求解过程一样,区别是反弯点法反弯点在各层固定,而D值法随梁柱刚度比而进行修正。