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(gòu)造、剪力墻構(gòu)造手算法的根本原理是什么？其根本、框架構(gòu)造、剪力墻構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)造在圖示荷載作用、試畫圖示框架構(gòu)造在圖示荷載作用下的彎矩內(nèi)力圖形定性。下的彎矩內(nèi)力圖形定性。程度荷載在抗側(cè)力構(gòu)件中的分布程度荷載在抗側(cè)力構(gòu)件中的分布 各片抗側(cè)力構(gòu)造按其抗側(cè)剛度的大小分擔構(gòu)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(cè)構(gòu)件在樓面處，變形協(xié)調(diào)不思索改動影響時，同一層樓面處各點的位移一致； 構(gòu)造的總變形是平移與改動的疊加效應構(gòu)造的總變形是平移與改動的疊加效應 分別計算各片抗側(cè)力構(gòu)造在平移與改動作用時的的內(nèi)力與位移，最分別計算各片抗側(cè)力構(gòu)造在平移與改動作用時的的內(nèi)力與位移，最后疊加其效應計算值。后疊加其效應計算值?？箓?cè)力構(gòu)造的內(nèi)力與位移抗側(cè)力構(gòu)造的內(nèi)力與位移 各抗側(cè)力構(gòu)造在本身平面內(nèi)承當程度力并產(chǎn)生變形；對比較規(guī)那么的、層數(shù)不多的框架構(gòu)造，當柱軸向變形對內(nèi)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(nèi)力

3、及位移。其圖形大致如下 1.柱抗側(cè)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(jié), 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?cè)剛度層柱頂?shù)目箓?cè)剛度212hivdciiii2)2)梁相對柱的剛度較小時，每根柱在各層的結(jié)點有轉(zhuǎn)角梁相對柱的剛度較小時，每根柱在各層的結(jié)點有轉(zhuǎn)角, , 且同且同一層處各結(jié)點轉(zhuǎn)角相等，那么柱頂結(jié)點下側(cè)剪力：一層處各結(jié)點轉(zhuǎn)角相等，那么柱頂結(jié)點下側(cè)剪力：icicidhiv2125-4是思索結(jié)點隨

4、梁端轉(zhuǎn)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(cè)剛度愈小，柱的抗側(cè)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(nèi)各柱剪力按同一層內(nèi)各柱剪力按( (抗側(cè)抗側(cè)) )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(cè)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(jié)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(nèi)各柱側(cè)移相等，框架平面內(nèi)各柱側(cè)移相等，i=i,j=i,k,i=i,j=i,k, 同一層內(nèi)各柱剪力按剛度分配，第同一層內(nèi)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(cè)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(zhuǎn)角柱反彎點的位置與柱端轉(zhuǎn)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(cè)剛度變化時，柱反彎點總向約束較小一側(cè)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(diào)整y1 ；3) 按上、下層層高比hu/h或hl/h的大小調(diào)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(zhuǎn)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(quán)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(zhuǎn)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(zhuǎn)角的影響，僅適用于層數(shù)較少的多層框架中。 從框架構(gòu)造的彎矩內(nèi)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??；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(nèi)力計算方法値法計算步驟及內(nèi)力計算方法( (只思索構(gòu)造平移只思索構(gòu)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(gòu)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(jié)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(cè)移彎曲型側(cè)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(nèi)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(gòu)造的內(nèi)力。構(gòu)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(cè)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(cè)移，此側(cè)移曲線為剪切型變形曲線；層間側(cè)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(cè)移，此側(cè)移曲線為彎曲型變形曲線。層間側(cè)移自上而下逐層隨減小。 框架構(gòu)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(cè)移不再可以忽略，但在與剪切型疊加后，總側(cè)移曲線仍以剪切型變形為主。1.梁、柱彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移計算(剪切型側(cè)移) 設第i層構(gòu)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(cè)移為(5-11) 建筑頂點側(cè)移為(共n層(5-12)2柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)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(chǎn)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(gòu)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