框架受竖向荷载.ppt

第五、六讲的要点问题第五、六讲的要点问题1、高层民用建筑结构设计中，水平荷载的主要形式是什么？2、高层建筑结构设计中风荷载舒适度是什么？所有结构都应考虑风荷载舒适度问题？风荷载舒适度通过什么控制？风荷载舒适度计算时的重现期为多少年？而基本风压一般采用多少年的重现期？3、什么是建筑物的总体风荷载？什么是建筑物的局部风荷载？4、什么是风振系数？风荷载与地貌有怎样的关系？什么样的建筑平面最有利于抗风？5、风荷载沿建筑高度的分布大致呈什么形状？地震作用的分布呢？5、计算高层结构地震作用的最常用方法是什么？底部剪力法适用于什么情况？所有结构都应做时程分析？第七讲第七讲结构手算法的基本问题结构手算法的基本问题第第 5 章章 框架、剪力墙、框架框架、剪力墙、框架剪力墙结构剪力墙结构的近似计算方法与设计概念的近似计算方法与设计概念框框架架结结构构、剪剪力力墙墙结结构构、框框架架剪剪力力墙墙结结构构是是多多层层和高层建筑结构最常用的结构体系。和高层建筑结构最常用的结构体系。本章主要介绍框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构的近似计算方法，建立高层结构设计的基本概念。有有限限元元方方法法计计算算工工作作量量大大，当当计计算算模模块块准准确确时时精精度度较较高高，适用于计算机的程序操作；适用于计算机的程序操作；手手算算近近似似方方法法是是相相对对简简化化的的计计算算方方法法，计计算算精精度度相相对对较较低低；但但它它概概念念清清楚楚，易易于于分分析析、判判断断。常常用用于于初初步步设设计计时时的的快快速速估估算算；施施工工设设计计中中对对计计算算结结果果的的分分析析判判断断，可可以以修修正正程程序序假假定定的的某某些些缺缺陷陷及及运运算算中中的的些些微微误误差差 (参参数数选选择择、输输入入等等)。5 51 1 计算基本假定计算基本假定结结构手算法的原理：构手算法的原理：1）抗侧结构平面内刚度很大，平面外刚度较小（略）抗侧结构平面内刚度很大，平面外刚度较小（略）框架、剪力墙在自身平面内的抗侧刚度较大，但平面外刚度很小。2)楼板平面内刚度无限大，楼板平面外刚度很小可略楼板平面内刚度无限大，楼板平面外刚度很小可略 在侧向力作用下，楼板可作刚体平移或转动，楼板连接并使各个平面的抗侧力构件协同工作，变形协调。基本假定：1）分解分解结构结构为为若干个若干个平面抗侧结构平面抗侧结构，楼板、连梁连接各楼板、连梁连接各抗侧抗侧结构结构成整体成整体，2）各平面抗侧结构平面抗侧结构共同抵抗抵抗该平面方向的侧向荷载该平面方向的侧向荷载。3）楼板、连梁楼板、连梁的作用是联系和传递水平荷载。楼板作刚体楼板作刚体平移平移平移平移+刚体刚体转动转动转动转动52 框架结构的近似计算方法框架结构的近似计算方法框架是典型的杆件体系，主要的手算法是：1)忽略梁、柱轴向变形及剪切变形；忽略梁、柱轴向变形及剪切变形；2)等截面杆件，以杆件轴线作为框架计算轴线；等截面杆件，以杆件轴线作为框架计算轴线；3)竖向荷载作用下的侧移很小，忽略。竖向荷载作用下的侧移很小，忽略。竖向荷载作用下的内力分析方法竖向荷载作用下的内力分析方法 分层组合法分层组合法水平荷载作用下的内力分析方法水平荷载作用下的内力分析方法 DD值法或反弯点法值法或反弯点法 框架结构近似手算法的三点其它假定：框架结构近似手算法的三点其它假定：5.2.1 竖向荷载下的近似计算竖向荷载下的近似计算 分层（力矩分配）法 计算单元及计算简图：计算单元及计算简图：1）忽略框架结构纵向与横向框架之间的空间联系，忽略空间作用；注意：跨度差小于10的不等跨框架，近似按照等跨框架计算2）杆件以轴线表示，梁的跨度取框架柱中线距离；3）框架层高：上层取楼面梁的结构标高，底层柱长度自基础承台顶面算起，（结构标高建筑标高装修层高度），1)竖向荷载作用下多层多跨框架的侧移很小；分层法计算结构的内力、位移的理论依据据依据据：2)本层梁的固端弯矩、剪力对其他层梁的内力影响不大；分层（力矩分配）法的计算要点及步骤分层（力矩分配）法的计算要点及步骤8)8)上柱传来的竖向荷载上柱传来的竖向荷载(柱轴力柱轴力)加本层轴力加本层轴力(各梁端的剪力和各梁端的剪力和)得柱轴力。得柱轴力。1)分层分层，假定各层梁跨度、柱高同原结构，柱端固结；2)算算梁、柱线刚度梁、柱线刚度 ijk，并并按规范修正：A、底层柱乘以修正系数修正系数 0.9 0.9；B、带翼缘的现浇板梁现浇板梁截面惯性矩乘以修正系数修正系数 1.5(单侧单侧)或或 2.0(双侧）。双侧）。3)算算各层梁梁在竖向荷载作用下的固端弯矩固端弯矩。Mjk4)算算 结点弯矩分配系数结点弯矩分配系数 和杆端弯矩传递系数杆端弯矩传递系数k kijij:梁梁：向固结端固结端传取1/2；向滑动端滑动端传取1；柱柱：上层柱取上层柱取1/3，底层柱取，底层柱取1/2。5)5)分配、传递分配、传递结点的总不平衡弯矩，再汇总；经总不平衡弯矩，再汇总；经一次或多次结点不平衡弯矩不平衡弯矩的分配、传递，的分配、传递，得到单层梁、柱的结点得到单层梁、柱的结点(杆端杆端)计算弯矩。计算弯矩。6)6)各层柱在同一位置处的杆端计算弯矩叠加得柱端弯矩。各层柱在同一位置处的杆端计算弯矩叠加得柱端弯矩。7)7)分层计算法所得杆端弯矩通常在结点不平衡。精确的结果应继续分配结点分层计算法所得杆端弯矩通常在结点不平衡。精确的结果应继续分配结点的不平衡弯矩，直到精度满足要求。的不平衡弯矩，直到精度满足要求。框架竖向荷载作用下的分层法图解框架竖向荷载作用下的分层法图解柱线刚度修正系数柱线刚度修正系数：底层1.0;上层-0.9；框架梁柱弯矩传递系数框架梁柱弯矩传递系数 上层柱及梁:1/2；底层柱:1/3梁固端弯矩结点不平衡弯矩分配不平衡弯矩向杆件远端传递结点弯矩叠加结点新不平衡弯矩校核由梁柱弯矩反算柱剪力及柱轴力计算步骤：计算步骤：结点新不平衡弯矩较大时，再重分配结点新不平衡弯矩收敛后例题例题5-1 5-1 用分层法计算图示框架弯矩分布图，括号内数值为杆件的线刚度用分层法计算图示框架弯矩分布图，括号内数值为杆件的线刚度 i ijk jk弯矩传递系数弯矩传递系数C例题例题5-1a5-1a 图示为图示为框架框架标准层平面，用分层法计算第标准层平面，用分层法计算第5 5轴的弯矩分布图轴的弯矩分布图.