第八章扭转.ppt

第八章扭转第八章扭转二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据p（1）将整个结构作为一个空间结构，用矩阵位）将整个结构作为一个空间结构，用矩阵位移法来分析内力和位移（考虑扭转的影响）移法来分析内力和位移（考虑扭转的影响）p（2）简化计算，考虑扭转因素后修正剪力的近）简化计算，考虑扭转因素后修正剪力的近似计算似计算扭转计算方法扭转计算方法二、质量中心、刚度中心及扭转偏心距二、质量中心、刚度中心及扭转偏心距1、扭转偏心距、扭转偏心距 水平荷载合力作用线与刚度中心的垂直距离称之为水平荷载合力作用线与刚度中心的垂直距离称之为扭转偏心距。扭转偏心距。p风荷载合力作用线风荷载合力作用线按照各个受风面的风荷载合按照各个受风面的风荷载合力确定力确定p地震作用合力作用线地震作用合力作用线质量中心（应考虑偶然偏质量中心（应考虑偶然偏心距心距5%L）二、质量中心、刚度中心及扭转偏心距二、质量中心、刚度中心及扭转偏心距2、质量中心、质量中心 等效地震荷载的作用点即惯性力的合力作用点，与质量分布有关，等效地震荷载的作用点即惯性力的合力作用点，与质量分布有关，称为质心。称为质心。p可将建筑面积分为若干个单元，认为在每个单元中质量是均匀分布可将建筑面积分为若干个单元，认为在每个单元中质量是均匀分布的，如图所示。在参考坐标系的，如图所示。在参考坐标系XOY中确定质心坐标中确定质心坐标Xm，Ym，计，计算时可用重量代替质量算时可用重量代替质量二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据 式式中中mi；wi，i个面积单元的质量和重量；个面积单元的质量和重量；Xi；，；，yi；一第；一第i个面积单元的重心坐标。个面积单元的重心坐标。二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据3、刚度中心、刚度中心 把抗侧力单元把抗侧力单元的抗侧移刚度的抗侧移刚度作为假想面积，作为假想面积，求得假想面积求得假想面积的形心就是刚的形心就是刚度中心。度中心。二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据 框架结构框架结构二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据 剪力墙结构剪力墙结构二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据二、质量中心、刚度中心及扭转偏心据 刚度中心，即它是在不考虑扭转情况下刚度中心，即它是在不考虑扭转情况下各抗侧力单元剪力的合力中心，各抗侧力单元剪力的合力中心，其结构已经知道各抗侧力单元抵抗的层剪力值。其结构已经知道各抗侧力单元抵抗的层剪力值。框剪结构框剪结构三、考虑扭转后的位移三、考虑扭转后的位移p与与y轴平行的第轴平行的第I片结构沿片结构沿y方向间位移方向间位移p （a）p与与x轴平行的第轴平行的第k片结构沿片结构沿x方向间位移方向间位移p (b)pxi、ykI片及片及k片结构行形心片结构行形心 xoy坐标系中的坐标坐标系中的坐标值。值。四、结构转角和抗扭刚度四、结构转角和抗扭刚度 转转角角结结构抗扭构抗扭刚刚度度五、考虑扭转时结构的剪力五、考虑扭转时结构的剪力六、讨论六、讨论（1）在同一个结构中，各片抗倒力单元的扭转修正系数大小不一。即）在同一个结构中，各片抗倒力单元的扭转修正系数大小不一。即可能大于可能大于1，也可能小于，也可能小于1。当某片抗侧力结构的。当某片抗侧力结构的1时，表示它时，表示它的剪力在考虑扭转以后将增大；的剪力在考虑扭转以后将增大；1时表示考虑扭转后该单元的剪时表示考虑扭转后该单元的剪力将减小。力将减小。一般情况下，离刚心愈远的抗侧力结构，剪力修正也愈一般情况下，离刚心愈远的抗侧力结构，剪力修正也愈多。多。（2）在扭转作用下，各片抗侧力结构的层间变形及侧移也不相同，）在扭转作用下，各片抗侧力结构的层间变形及侧移也不相同，距距刚心较远的结构边缘抗侧力单元的侧移及层间变形最大刚心较远的结构边缘抗侧力单元的侧移及层间变形最大。在结构设。在结构设计时应注意扭转引起的附加变形不应太大。计时应注意扭转引起的附加变形不应太大。（3）抗扭刚度由）抗扭刚度由 及及 之和组成，也就是说，结构中纵向和之和组成，也就是说，结构中纵向和横向抗侧力单元共同抵抗扭矩。横向抗侧力单元共同抵抗扭矩。距离刚心愈远的抗侧力单元对抗扭距离刚心愈远的抗侧力单元对抗扭刚度贡献愈大。刚度贡献愈大。（4）上、下布置都相同的框架一剪力墙结构中上、下布置都相同的框架一剪力墙结构中，各层刚心并不在同一，各层刚心并不在同一根竖轴上，根竖轴上，有时刚心位置相差较大有时刚心位置相差较大。各层结构的偏心距和扭矩都会。各层结构的偏心距和扭矩都会改变，各层结构扭转修正系数也会改变。改变，各层结构扭转修正系数也会改变。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！14