框架结构的内力和位移计算.ppt

荷载和设计要求 § 5.1计算简图 计算简图 计算简图 计算简图 计算简图 § 5.2 竖向荷载作用下的近似计算方法——分层法 分层法 分层法 分层法 力学知识回顾 分层法 计算过程 构件弯矩图 §5.3 水平荷载作用下内力近似计算方法—反弯点法 反弯点法 反弯点法 反弯点法 反弯点法 反弯点法 反弯点法 反弯点法 §5.4 水平荷载作用下内力近似计算方法—D值法 D 值法 D 值法 § 5.5 水平荷载作用下侧移的近似计算 梁柱刚度比K 中柱：（梁线刚度不同） 边柱：（ 或 ） D 值法 梁柱刚度比K 楼层 简图 K 一般柱 边柱 ? ? ? ? ? 底层柱 固结 ? ? ? ? D 值法 由假定3——同一层各柱底侧移相等 2、确定柱反弯点高度 （1）主要因素：柱上下端的约束条件 两端约束相等：反弯点位于中点 约束刚度不等：反弯点移向约束较弱的一端 一端铰结：反弯点与铰结端重合 D 值法 （2）影响柱端约束刚度的主要因素： 结构总层数、该层所在的位置 梁柱线刚度比 荷载形式 上层与下层梁刚度比 上、下层层高刚度比 D 值法 （3）计算方法 a 标准反弯点高度比： （反弯点到柱下端距离与柱全高的比值） 条件：同层高、同跨度、各层梁和柱线刚度不变，在水平荷载作用下求得的反弯点高度比。 查表：根据不同荷载查不同表，由总层数n、该层在位置j、梁柱线刚度比K——标准反弯点高度比 D 值法 标准反弯点高度比 P h h h 均布荷载 倒三角形荷载 y 反弯点 D 值法 h h h b上下梁刚度变化时的反弯点高度比修正值 当 时， 令 ， 由 、K——表y1，取正值， 反弯点向上移 当 时， 令 ， 由 、K——表y1，取负值， 反弯点向下移 说明：底层柱，不考虑y1修正 D 值法 c1上下层高度变化时的反弯点高度比修正值y2 令 上层层高/本层层高 ＝h上/h＝ 1——y2为正值， 反弯点上移 1——y2为负值， 反弯点下移 说明：顶层柱不考虑y2修正 D 值法 c2上下层高度变化时的反弯点高度比修正值y3 令下层层高/本层层高＝h下/h＝ ——y3 1——y3为负值，反弯点下移 1——y3为正值，反弯点上移 说明：底层柱不考虑y2修正 柱反弯点高度比： D 值法 梁柱弯曲变形产生的侧移 (2)弯曲型变形 柱轴向变形产生的侧移 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 特点： 底层层间侧移最大，向上逐渐减小 特点：顶层层间侧移最大， 向下逐渐减小 (1)剪切型变形 剪切变形 弯曲变形 1、梁柱弯曲变形产生的侧移 由抗侧刚度D值的物理意义： 单位层间侧移所需的层剪力， 可得层间侧移公式： 顶点侧移公式： 所有层层间侧移之总和 2、柱轴向变形产生的侧移 随着高层框架的高度增加，柱轴向变形产生的侧移占的比例增大，不容忽视，水平荷载作用下，只考虑两根边柱轴力（一拉一压） M(z)——上部水平荷载对坐标Z力矩总和 B——两边柱轴线间的距离 任意水平荷载下柱轴向变形产生的第j层处侧移 把框架连续化，根据单位荷载法： N——q（z）对坐标z处的力矩M（z）引起的边柱轴力 N——为单位集中力作用在j处时在边柱产生的轴力 Hj——j层楼板距底面高度 柱轴向变形产生的侧移 积分后得到计算公式： V0——基底剪力（水平荷载的总和） Fn——系数，根据不同荷载形式查图 层间变形： 说明： 框架总变形＝梁柱弯曲变形侧移＋柱轴向变形侧移，框架变形仍以剪切型为主，底层层间侧移较大 作业： 如图所示某三层框架结构，混凝土C30,其中柱截面尺寸为全部400mm×400mm，梁截面尺寸为全部200mm×400mm，所受的总水平荷载每层约为50kN,试用D值法确定此结构的侧移 3000 3000 5000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 * * 框架结构的内力和位移计算 CHAPTER Five 1. 计算简图 2. 竖向荷