and52框架结构近似计算.ppt

1、1、第五章框架、剪力墙、剪力墙结构近似修正方法和概念设定修正，发表：郭剑虹，2，5.1框架结构设定修正概要，1，基本假定，1，弹性假定：结构在载荷作用下的整体工作按弹性状态考虑，内力和位移按弹性方法修正。 但是，关于框架梁等部件，考虑了局部塑性变形内力的再分布。 节点处塑性变形塑性铰链内力的再分布、塑性铰链：进入塑性工作阶段的截面的一种称呼，1 )塑性极限弯矩Mu 2)单向性，3，2 )平面结构假设，三维空间结构平面结构沿两个正交主轴可分为若干平面抗侧力结构。 该平面内的阻力结构只受到平面内的水平力，不受到与平面垂直的水平力，与平面垂直的水平力由另一方向的阻力部件负担。 3、刚性楼面，假设各平

2、面的抗侧力部件通过板的连接而形成一个空间整体结构，一般楼盖在自身的平面内刚性无限大，在平面外也可以不考虑刚性。 4、例外：大空间剪力墙结构的转换层楼面和楼面的整体性差，作为楼面上开有大孔的楼面上长悬伸段的基础，最好用刚性楼面调整假定的修正结构，或在修正运算中考虑楼面的平面内刚性。 中国：如果楼盖在自身平面内的最大相对位移小于建筑物长度的1/12000，则被认为是刚性楼盖。 大多数国家采用刚性地板复盖的假设。 5，2 )修正各片抗侧力结构分开的水平力所产生的应力和位移，在上述假设下，应力分析解决了两个问题：1 )根据各片抗侧力结构的相对刚度的大小，分配水平力，6 )手修算的优点：易于理解结构受力

3、性能的基本概念，把握结构分析的基本空间结构分析TAT、广厦、PKPM、平面结构分析：1 )精确法力法、位移法，2 )渐进法力矩分配法、迭代法、无剪切力分配法，3 )近似法层次法、反弯点法概念清晰，修正算简单，易于把握，精度充分，1 )精确的修正算假设少，在实际情况下2、渐进法通常利用一般的数学运算，使解答逐渐接近正确的值。 优点：运算简单，方法易于掌握，修正精度达到应用要求时可以停止修正，所以渐进法兼有近似法和精确法的功能。 缺点：由于数值修正运算不能包含变量，因此不能探讨某量变更时对结构的影响。平面结构分析方法的特征3360，2020/8/2，9， 9、8、忽略框架结构纵向和横向框架之间的空

4、间关系，忽略空间作用，三、修正简图，一、修正单元的确定，2020/8/2，9、修正简图的基础柱的长度从基础承台的顶面要注意：建筑高程结构的高程装饰层的高度宽度差小于10的不等跨距近似等跨度框架进行修正，2020/8/2，10，修正算法简化和假设：无视杆的扭转阻力作用空间的三向受力的框架节点简化为平面节点，受力状态分为刚性结节点：现浇钢筋混凝土结构铰链节点：装配式框架结构半铰链节点：装配式折叠2、11、2、结构构件的截面弯曲刚性考虑到地板的影响，框架梁的截面弯曲刚性， 现浇钢筋混凝土地板盖：中框： I2I0边框： I1.5I0组装一体型钢筋混凝土地板盖：中框： I1.5I0边框： I1.2 I0

5、组装式钢筋混凝土地板盖：中框： II0边框： II0注： I0为矩形截面框架梁的截面形式选择：横跨框架梁2020/8/2、12、5.2.1基于纵向负荷的近似修正方法分层法，2 .修正假定：假定纵向负荷引起的框架的横向移动在修正时能够忽略的上下柱的前端固定，则实际上只有基柱固定，其他的柱端都成为弹性支撑台。 修正：除基础柱外，各层柱线刚性乘以0.9，柱的传递系数为1/3的基础柱1/2。 1适用范围主要用于修正梁柱在多层多跨度中所有贯通的均匀框架。 梁柱线刚度比或框架不规则时，不适用的13，3层法的修正要点1 )以多层多跨度框架层即各层的梁和上下柱构成的单层为修正单位，以柱的前端为固定端，14，2

6、 )以弯矩分配法修正各单位内力3 ) 各层柱的线刚性乘以减率的0.9个床柱的弯矩传递系数为1/3，床柱为1/2 4 )横梁的最后的弯矩即通过分层修正算出得到的弯矩5 )柱的最后的弯矩使上、下两邻的单纯刚柱的弯矩重合6 )需要时， 对于重叠的节点的不平衡弯矩，在本节点内，可以描绘一次分配平衡7 )构造弯曲图的2020/8/2，16，最终结果：分层修正算出的梁端弯矩在最终弯矩上下层得到的同一柱内力重叠，得到的柱的最终弯矩如果误差大，则再次分配节点不平衡力矩，力矩m剪切力v轴力n，2020/8/2，17， 5.2.2水平荷载应力近似计算方法反弯点法，水平荷载：风力地震作用条件：梁的线刚性和柱的线刚性

7、比(2)忽略柱的轴向变形(3)假设同一楼层中各柱端的横向移动相等(4)反弯点高度：底层距下端2h/3，其他楼层为中点，2020/8/2 不考虑轴向变形的影响，同一层分别为修正构想：1.反弯点的位置2 .反弯点的剪力、2020/8/2、20、修正方法1、反侧刚性的修正两端无旋转角、单位水平位移、杆的杆端剪力方程式(柱剪力水平位移): 2020/8/2、22、2、剪切力的修正计算如下：假设3 :第j层的第I主柱的剪切力及其抗侧刚性、第j层的总剪切力、2020/8/2， 23、第j层各柱的剪切力等于2020/弯矩：反弯点为柱中点梁的线刚性与柱的线刚性比3 :反弯点近似于中点底层柱：固定于底部，上端有

8、旋转角，反弯点距柱底2h/3为4， 柱端弯矩修正反弯点的方法总结：验证使用反弯点法的条件：梁的线刚性和柱的线刚性比3是修正各柱的阻力从各柱分配的剪切力及反弯点的位置，柱端弯矩上段柱：上下端弯矩相等下段柱：上端弯矩：下端弯曲根据节点平衡来修正梁端弯矩侧柱中心，2020/8/2，26，5.2.3水平荷载的反弯点法的缺点1 )柱的反侧刚性仅与柱的线刚性和层高有关2 )假定梁柱线刚性之比3 ) 柱的反弯点位置为一定条件：考虑梁的线刚度与柱的线刚度之比不满足3个条件(梁柱线刚度小，接合点角大):(1)平面结构假设；(2)忽略柱的轴向变形；(3)D值法考虑节点角，同层节点角相等；2 由于d值补正抗侧刚性的

9、补正水平负荷，框架不仅横向移动，而且在各节点有角，杆端有相对位移，角、(2)各层的梁柱节点的角相等(3)各层间的位移相等，2020/8/2、29，将中间节点I作为隔离体/令，k代入了梁柱刚性比柱刚性修正系数(表示梁柱线刚性比柱刚性的影响)，角位移方程式， 2020、2020/8/2、33、假设3同一层的各柱底侧移动相等、2、确定柱反弯曲点高度(1)的主要因素：柱上下端的约束条件两端约束相等：反弯曲点位于中点的约束刚性不同：反弯曲点(2)影响柱端约束刚性的主要因素：结构总层数， 该层所在的梁柱线刚性比载形式上层和下层梁刚性比上、下层层高比、2020/8/2、35、(3)修正计算方法标准反弯曲点高

10、度比： (反弯曲查找表：查看按载荷不同的表，总层数n、其层的位置j、梁柱线刚性比k标准反弯曲点高度比、2020/8/2、36、上下段的梁刚性变化时的反弯曲点高度比校正值时，k表y1校正、2020/8 使上下层高度变化时的反弯曲点高度比校正值y2、 不考虑，设上层层高/本层高h为上/h10的上下高度变化时的反弯曲点高度比修正值y3设下层层高/本层高h下/h y3 1y3为负值，设反弯曲点下1y3为正值，反弯曲点上移说明：底层柱不考虑y3修正，柱反弯曲点高度比： 柱反弯曲点高度：梁柱弯曲变形引起的侧移、(1)剪切型变形、(2)弯曲型变形、柱轴向变形引起的侧移、悬臂柱剪切变形、悬臂柱弯曲变形、 框架总变形梁柱弯曲变形侧移柱轴向变形侧移1 .梁柱弯曲变形引起的侧移是抗侧刚度d值的物理意义：单位层间侧移所需的层剪切力，层间侧移式：顶点侧移式：所有层间侧移的总和，2020/8/2 柱轴方向变形引起的侧移随着高层框架的高度而增加的M(z )上部水平负荷对坐标z力矩总和b根据两侧柱轴线间