框架受水平荷載ppt課件

1、第七講的主要問題第七講的主要問題1 1、框架構造、剪力墻構造手算法的根本原理是什么？其根本、框架構造、剪力墻構造手算法的根本原理是什么？其根本假定有哪些？假定有哪些？2 2、分層法用于框架構造在豎向荷載作用下的整體計算方法時，、分層法用于框架構造在豎向荷載作用下的整體計算方法時，要用哪些參數(shù)？這些參數(shù)的取值如何？要用哪些參數(shù)？這些參數(shù)的取值如何？3、試畫圖示框架構造在圖示荷載作用、試畫圖示框架構造在圖示荷載作用下的彎矩內力圖形定性。下的彎矩內力圖形定性。程度荷載在抗側力構件中的分布程度荷載在抗側力構件中的分布 各片抗側力構造按其抗側剛度的大小分擔構造的總程度荷載；第第8 8講講 5.2.2 5

2、.2.2 程度荷載下的近似計算程度荷載下的近似計算DD值法或反彎點法值法或反彎點法 各抗側構件在樓面處，變形協(xié)調不思索改動影響時，同一層樓面處各點的位移一致； 構造的總變形是平移與改動的疊加效應構造的總變形是平移與改動的疊加效應 分別計算各片抗側力構造在平移與改動作用時的的內力與位移，最分別計算各片抗側力構造在平移與改動作用時的的內力與位移，最后疊加其效應計算值。后疊加其效應計算值?？箓攘嬙斓膬攘εc位移抗側力構造的內力與位移 各抗側力構造在本身平面內承當程度力并產生變形；對比較規(guī)那么的、層數(shù)不多的框架構造，當柱軸向變形對內力及位移影響不大時，可采用D值法或反彎點法計算程度荷載作用下的框架內力

3、及位移。其圖形大致如下 1.柱抗側剛度D值(d值)和剪力分配(一)1)梁剛度無限大時，柱端近似固結, 層間位移為 時：icihiv212；其中，)(2hEIicc其中，其中，hh層高；層高； icic柱線剛度，柱線剛度，EIcEIc柱的抗彎剛度柱的抗彎剛度. .i i層柱頂剪力：層柱頂剪力：i i層柱頂?shù)目箓葎偠葘又數(shù)目箓葎偠?12hivdciiii2)2)梁相對柱的剛度較小時，每根柱在各層的結點有轉角梁相對柱的剛度較小時，每根柱在各層的結點有轉角, , 且同且同一層處各結點轉角相等，那么柱頂結點下側剪力：一層處各結點轉角相等，那么柱頂結點下側剪力：icicidhiv2125-4是思索結點隨

4、梁端轉動引起柱剛度減弱 Didi Didi，梁相對柱的剛度較小時，梁相對柱的剛度較小時，DiDi較小。較小。愈小，柱的抗側剛度愈小，柱的抗側剛度DiDi愈小。愈小。kkhikhihiVDccc212222612222)(612212hihiVcc; 2 kk令212 hiDc則：5-51)框架柱的剛度修正系數(shù)框架柱的剛度修正系數(shù)值及其計算公式值及其計算公式cibjiiK普通樓層底樓層cicicici1i2i3i4i2i4i031ii、2i2iciiiiiK24321KK2KK25 . 0ciiiK21邊柱中取同一層內各柱剪力按同一層內各柱剪力按( (抗側抗側) )剛度分配剛度分配D值法即按D值

5、大小分配框架剪力的方法?？蚣艹潭瓤偧袅pi可以直接按抗側剛度分配到柱。這與將Vpi先分配到每片框架，再分配到各柱的傳統(tǒng)做法在計算方面結果是一致的。 梁比柱的抗彎剛度大很多工程中以為，ib/ic3-5時，剛度修正系數(shù)1，Didi，這種直接用dic替代Dic的方法稱為(柱的)反彎點法。 框架平面內各柱側移相等，框架平面內各柱側移相等，i=i,j=i,k,i=i,j=i,k, 同一層內各柱剪力按剛度分配，第同一層內各柱剪力按剛度分配，第i i 層層 j j 柱所分配得的計算剪力：柱所分配得的計算剪力： D值法是普統(tǒng)統(tǒng)用的方法；值法是普統(tǒng)統(tǒng)用的方法； 反彎點法是反彎點法是D值法在值法在ib/ic3-

6、5時的特例，僅在層數(shù)較少的多層框架中適用。時的特例，僅在層數(shù)較少的多層框架中適用。PiijijijVDDVVpi為平面框架第i層總剪力； Di,j為第i層第j根柱的抗側剛度；(5-6) 2 2柱反彎點位置柱反彎點位置 反彎點反彎點桿件橫截面上彎矩發(fā)生反向桿件橫截面上彎矩發(fā)生反向( (方向改動方向改動) )的位置，也既反彎點的位置，也既反彎點截面處彎矩為零。截面處彎矩為零。 假設柱僅有程度剪力Vij作用，記反彎點至底柱端的間隔為hw， 那么柱底端彎矩 Mij=Vij*hw ； 柱頂端彎矩 Mij=Vij*(h-hw) 柱反彎點的位置與柱端轉角柱反彎點的位置與柱端轉角( (柱端約束柱端約束) )有

7、有關。通常柱上下端固定剛度大時，反彎點關。通常柱上下端固定剛度大時，反彎點在柱中點，在柱中點， ； 一側剛度變化時，柱反彎點總向約束較小一側剛度變化時，柱反彎點總向約束較小端接近，端接近， 鉸接端點就是反彎點鉸接端點就是反彎點 ；,hhywh hijVhy. )1 (ijVhy, 5 . 0y1/2h2/3h1 反彎點法計算反彎點法計算設: 上部各層柱子反彎點在柱中點，即 ； 底層柱的反彎點設在2/3h1(h1為底層柱高)，即 。 5 . 0y3 2y D值法計算值法計算1)按荷載方式、總層數(shù)n及層位置k確定規(guī)范反彎點高度比 y0 (或yn)； 2)按上、下層梁剛度比(ibib-1)、梁柱線剛

8、度比ib/ic，i的大小調整y1 ；3) 按上、下層層高比hu/h或hl/h的大小調整y2、y3 。4反彎點高度比 y=y0+y1+y2+y3 (y1、y2、y3為正時上移，y1、y2、y3為負時，下移，)5反彎點距柱下端間隔為y*h 思索柱兩端約束剛度的變化：參考中冊) 思索柱兩端受梁的剛性約束強，柱端無轉角D值法與反彎點法的異同值法與反彎點法的異同 反彎點法、D值法均按樓層中各柱的Dij值權重比分配層剪力： D值法是普統(tǒng)統(tǒng)用的方法， D值法思索了框架梁端的轉角影響，柱反彎點位置隨相鄰梁、柱剛度較弱的方向偏移； 反彎點法是D值法在 ib/ic3-5 時的特例，可以估定固定的反彎點位置，忽略了

9、框架梁端轉角的影響，僅適用于層數(shù)較少的多層框架中。 從框架構造的彎矩內力分布規(guī)律看，每根柱子都有反彎點，底層柱的軸力、剪力和彎矩最大，自下向上減小；留意，當柱剛度比梁剛度大很多時，柱子能夠沒有反彎點(計算反彎點高度比大于1.0)。PiijijijVDDV3. D3. D値法計算步驟及內力計算方法値法計算步驟及內力計算方法( (只思索構造平移只思索構造平移) ) )(, 1bjitijrblbrbrbiMMiiiM, )(, 1bjitijrblblblbiMMiiiMPiijijijVDDV212hidcij2)算各梁線剛度ibi、柱的線剛度ici(思索現(xiàn)澆板的剛度很大)；1)算各層的總層剪力

10、Vi(1，n)，并假定Vi作用在構造剛度中心處；3)算各柱抗推剛度 Dij= di ； 4)算層總剪力在各柱間的分配：5)按荷載方式、層高變化等，確定柱反彎點高度系數(shù)y；6)根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點位置yh，計算第i層第j柱柱端彎矩；柱上端：柱上端： Mijt=VijMijt=Vij* *h h* *(1-y) (1-y) ， 柱下端柱下端: Mijb=Vij: Mijb=Vij* *h h* *y (5-7)y (5-7)7)根據(jù)結點平衡，由柱端彎矩計算梁端彎矩；8)由力的平衡，梁端彎矩和該梁上的豎向荷載求梁跨中各截面的彎矩和剪力。邊跨梁左Mb= Mijt + M i+1,j b (5-

11、8)中跨梁右(5-9)剪切型側移彎曲型側移作業(yè)： 圖示三層框架，各梁線剛度、各柱D值見圖示。試用反彎點法計算程度荷載作用下的框架內力;畫框架彎矩圖;計算各樓層的層間位移值i及絕對位移值i。例題5-2: 用D值法分析圖示構造的內力。構造所受總程度力為P，單榀框架梁、柱的線剛度見圖上示。55.2.3 程度荷載作用下側移的近似計算 程度荷載作用下懸臂柱的總變形程度荷載作用下懸臂柱的總變形= =剪切型變形剪切型變形 + + 彎曲型變形。彎曲型變形。 剪切型變形曲線 下凹； 主要由剪切力引起，剪力引起梁柱彎曲及相應的側移，此側移曲線為剪切型變形曲線；層間側移自上而下逐層隨剪切力而增大。 彎曲型變形曲線上

12、凸。 主要由豎軸向變形引起，柱軸力引起柱軸向變形及相應的二次彎矩(M N=N*)、側移，此側移曲線為彎曲型變形曲線。層間側移自上而下逐層隨減小。 框架構造中變形曲線的主要特點 多層以剪切型為主、彎曲型隨層數(shù)增多而顯著 層數(shù)不多的框架中，柱軸向變形很小，框架的彎曲型變形很小，可以忽略。所以，普通只需計算剪切型變形。 隨框架層數(shù)的增多，柱軸力的加大，柱軸向變形引起的彎曲型側移不再可以忽略，但在與剪切型疊加后，總側移曲線仍以剪切型變形為主。1.梁、柱彎曲變形產生的側移計算(剪切型側移) 設第i層構造的層間變形為iM，當柱總數(shù)為S時： sjijipMiDV1/iiMiMi1niMiMn1 當各層的D值接近時，層間變形由底層向上逐漸減小Vpi逐漸減小，所以，變形曲線為“剪切型。 第i層側移為(5-11) 建筑頂點側移為(共n層(5-12)2柱軸向變形產生的側移計算(彎曲型變形) 在程度荷載作用下，假定僅在邊柱中有不平衡軸力，且柱截面由底到頂為線性變化，那么各樓層處由柱軸向變形產生的彎曲型變形N近似為： 第i層彎曲型變形 iN=V0H3n/(EA1B2) Fn (513) 第i層彎曲型層間變形 iN=iN-Ni-1 514 H、B分別為建筑物總高度、構造寬度(即框架邊柱之間間隔)； V0底層總剪力； E、A1分別為混凝土彈性模量、框架底層柱截面面積； n根據(jù)不同荷載方式計算的位