水平荷载作用下框架结构的内力及变形计算ppt课件

1、程度荷载作用下框架构造的内力和侧移可用构造力学方法计算，工程度荷载作用下框架构造的内力和侧移可用构造力学方法计算，工程上常用的近似算法有反弯点法、程上常用的近似算法有反弯点法、D值法等。值法等。 程度荷载作用下框架构造的程度荷载作用下框架构造的 内力及侧移计算内力及侧移计算 D D 值值 法法 1求层剪力求层剪力框架第2层脱离体图V2=V21+V22+V23=F2+F32框架柱的侧向刚度框架柱的侧向刚度D值：值：普通规那么框架中的柱普通规那么框架中的柱2c2c12122hihiKKVDcKK2c除底层外的除底层外的其他各层其他各层称为柱的侧向刚度修正系数，它反映了节点转动降低了称为柱的侧向刚度

2、修正系数，它反映了节点转动降低了柱的侧向刚度，而节点转动的大小那么取决于梁对节点转动的约柱的侧向刚度，而节点转动的大小那么取决于梁对节点转动的约束程度。，这阐明梁线刚度越大，对节点的约束才束程度。，这阐明梁线刚度越大，对节点的约束才干越强，节点转动越小，柱的侧向刚度越大。干越强，节点转动越小，柱的侧向刚度越大。 底层柱的底层柱的D值值 同理，当底层柱的同理，当底层柱的 下端为铰接时，可得下端为铰接时，可得 KK215 . 0ccK1c 3层剪力在各柱间的分配层剪力在各柱间的分配该式即为层间剪力该式即为层间剪力Vi在各柱间的分配公式，它适在各柱间的分配公式，它适用于整个框架构造同层各柱之间的剪力

3、分配。可见，用于整个框架构造同层各柱之间的剪力分配。可见，每根柱分配到的剪力值与其侧向刚度成比例。每根柱分配到的剪力值与其侧向刚度成比例。 4柱的反弯点高度比柱的反弯点高度比y框架各柱的反弯点高度比框架各柱的反弯点高度比y可用下式表示：可用下式表示： 反弯点高度表示图反弯点高度表示图 y = yn + y1 + y2 + y3柱的反弯点高度比柱的反弯点高度比y y式中：式中：yn表示规范反弯点高度比，可表示规范反弯点高度比，可 由附表查得；由附表查得；y1表示上、下层横梁线刚度变表示上、下层横梁线刚度变 化时反弯点高度比的修正值；化时反弯点高度比的修正值；y2、y3表示上、下层层高变化表示上、

4、下层层高变化 时反弯点高度比的修正值。时反弯点高度比的修正值。梁刚度变化时反弯点的修正梁刚度变化时反弯点的修正反反 弯弯 点点 法法 由上述分析可见，由上述分析可见，D值法思索了柱两端节点转动值法思索了柱两端节点转动由于梁的刚度不同对其侧向刚度和反弯点位置由于梁的刚度不同对其侧向刚度和反弯点位置的影响，因此，此法是一种合理且计算精度较高的的影响，因此，此法是一种合理且计算精度较高的近似计算方法，适用于普通多、高层框架构造在水近似计算方法，适用于普通多、高层框架构造在水平荷载作用下的内力和侧移计算。平荷载作用下的内力和侧移计算。反反 弯弯 点点 法法 当梁的线刚度比柱的线刚度大很多时例如当梁的线

5、刚度比柱的线刚度大很多时例如ib/ic3，梁柱节点的，梁柱节点的转角很小。假设忽略此转角的影响，那么程度荷载作用下框架构造内力转角很小。假设忽略此转角的影响，那么程度荷载作用下框架构造内力的计算方法，尚可进一步简化，这种忽略梁柱节点转角影响的计算方法的计算方法，尚可进一步简化，这种忽略梁柱节点转角影响的计算方法称为反弯点法。称为反弯点法。反反 弯弯 点点 法法在确定柱的侧向刚度时，反弯点法假定各柱上、下端都不产生转动，在确定柱的侧向刚度时，反弯点法假定各柱上、下端都不产生转动，即以为梁柱线刚度比为无限大。将趋近于无限大代入即以为梁柱线刚度比为无限大。将趋近于无限大代入D值法的公式，值法的公式，

6、可得可得=1。因此，由式可得反弯点法的柱侧向刚度，并用。因此，由式可得反弯点法的柱侧向刚度，并用D0表示为：表示为： 2c012hiD c同样，因柱的上、下端都不转动，故除底层同样，因柱的上、下端都不转动，故除底层柱外，其他各层柱的反弯点均在柱中点柱外，其他各层柱的反弯点均在柱中点h/2h/2；底层柱由于实践是下端固定，柱上端的约束刚度底层柱由于实践是下端固定，柱上端的约束刚度相对较小，因此反弯点向上挪动，普通取离柱下相对较小，因此反弯点向上挪动，普通取离柱下端端2/32/3柱高处为反弯点位置，即取柱高处为反弯点位置，即取yh=yh=用反弯点法计算框架构造内力的用反弯点法计算框架构造内力的要点

7、与要点与D值法一样。值法一样。反反 弯弯 点点 法法 框架构造侧移的近似计算框架构造侧移的近似计算程度荷载作用下框架构造的侧移如下图，它可以看作由梁、柱弯曲变形引起的侧移和由柱轴向变形引起的侧移的叠加。前者是由程度荷载产生的层间剪力引起的，后者主要是由水平荷载产生的倾覆力矩引起的。框架剪切变形1梁、柱弯曲变形引起的侧移梁、柱弯曲变形引起的侧移 njjMuu1mkjkFjjkjkjDVDVu1顶点侧移：层间侧移：对于规那么框架，各层柱的抗侧刚度大致相等，而层间剪力自上向下逐层添加，因此层间侧移自上向下逐层添加，整个构造的变形曲线类似悬臂构件剪切变形引起的位移曲线，故称为“剪切型。框架构造1梁、柱

8、弯曲变形引起的侧移梁、柱弯曲变形引起的侧移 2柱轴向变形引起的侧移柱轴向变形引起的侧移框架弯曲变形 HNdzEANNu01程度荷载作用下，外侧柱子的轴力大，内侧柱子的轴力小。为了简化，忽略内柱的轴力。BMN近似取外侧柱轴力为：BzH)(yq1BzH)(yq1BH-z)(yqNN在高度z处HzBzydyyqNBzHN)()()(11BzH)(yq12柱轴向变形引起的侧移柱轴向变形引起的侧移（倒三角分布荷载）（均匀分布荷载）顶点集中荷载）230230230301141(32EABHVEABHVEABHVuN是程度外荷载在框架底面产生的总剪力。是程度外荷载在框架底面产生的总剪力。0V 对于高度不大于

9、50m或高宽比H/B4的钢筋混凝土框架办公楼，柱轴向变形引起的顶点位移约占框架梁柱弯曲变形引起的顶点侧移的5%11%。 框架构造除了要保证梁的挠度不超越规定值外，尚应验算构造的侧向位移。构造侧向位移的验算包括层间位移和顶点位移，要求分别满足：三、侧移的限值三、侧移的限值/huhuHuHu我国我国规定，按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之规定，按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比比u/h宜小于其限值宜小于其限值u/h，即：，即：u/h表示层间位移角限值，对框架构造取表示层间位移角限值，对框架构造取 1/550；h为层高。为层高。u/h u/h 由于变形验算属正常运用极限形状的验算，所以计算由于变形验算属正常运用极限形状的验算，所以计算u时，各作用时