第五章高层建筑结构近似计算案例.ppt

;5.1 计算基本假定 5.2 框架结构的近似计算方法 5.3 剪力墙结构的近似计算方法 5.4 框架—剪力墙结构的近似计算方法 5.5 扭转近似计算;空间结构简化为平面结构; 框架、墙只在自身平面内有有限刚度，只能抵抗平面内的作用力，忽略平面外的刚度，也不产生平面外的内力。;楼盖在其自身平面内刚度无限大，楼盖平面外刚度很小，可以忽略。;5.2 框架结构的近似计算方法;基本假定： 平面抗侧力结构单元； 无限刚性楼盖； 忽略梁、柱轴向变形及剪切变形； 等截面杆件，以杆件轴线作为框架计算轴线； 竖向荷载作用下，结构无侧移。;5.2.1竖向荷载作用下内力近似计算 —分层力矩分配法;分层力矩分配法; 计算步骤 ： ⑴框架分层，梁跨度及柱高与原结构相同，柱端为固端； ⑵计算各层梁上竖向荷载值；;⑶ 计算梁、柱线刚度（柱刚度修正——底层柱1.0；楼层柱0.9）； ⑷计算结点梁、柱弯矩分配系数，确定柱弯矩传递系数（底层柱1/2；楼层柱1/3） ； ⑸按力矩分配法计算单层框架梁、柱弯矩；;⑹将分层计算得到的、但属于同一层柱的柱端弯矩叠加得到柱的弯矩。 可将结点的不平衡弯矩再进行分配。;5.2.2水平荷载作用下的近似计算 反弯点法(梁柱线刚度比无穷大 或≥3) 修正反弯点法——D值法 适用范围： 比较规则的、层数不多的框架;1)柱抗侧刚度D值(d值)和剪力分配 梁刚度无限大、柱端固定时， 柱剪力V与层间位移 的关系： ;梁的刚度较小、梁柱有相对转角时，柱剪力V与层间位移 的关系： ;框架结构同一层各柱侧移相等，层剪力按柱的抗侧刚度分配：; 2）柱反弯点位置 （D值法） 柱反弯点位置与柱端约束程度有关；反弯点向约束较弱的一端靠近。 主要影响因素： (1)结构总层数及该层所在位置； (2)梁柱线刚度比； (3)荷载形式（均布，倒三角形）； (4)上层梁与下层梁刚度比； (5)上下层层高比。;反弯点高度;3）水平力作用下内力计算步骤 ⑴ 计算结构第i层的总层剪力Vi ； ⑵ 计算各梁、柱的线刚度； ⑶ 计算各柱抗侧刚度D（ D值法）或d（反弯点法）； ⑷ 计算各柱的剪力；;⑸ 确定柱反弯点高度系数y； D值法： 反弯点法：中间各层柱：y=1/2 底层柱： y=2/3 ⑹ 计算柱端弯矩； 柱上端弯矩 柱上端弯矩;⑺ 由柱端弯矩、结点平衡，计算梁端弯矩； ⑻ 计算梁、柱轴力、剪力。 ;5.2.3 水平荷载作用下侧移的近似计算 框架侧向位移的组成： 梁、柱弯曲变形产生的侧移（属剪切型） 柱轴向变形产生的侧移（属弯曲型） 核心区剪切变形产生的侧移（忽 略）;5.2.3 水平荷载作用下侧移的近似计算; 1）梁、柱弯曲变形产生的侧移 “剪切型位移”,可用D值法计算 框架结构第i层的层间位移 为：;各层楼板标高处位移： ;2）柱轴向变形产生的位移 “弯曲型位移”，多层框架可以忽略，高层建筑结构不能忽略。 假定：仅边柱有轴力及轴向变形； 柱截面由底到顶线性变化。;2）柱轴向变形产生的位移 柱轴向变形产生的i层位移： ;柱轴向变形产生的第i层层间位移 ;5.3 剪力墙结构的近似计算方法 ; 根据洞口大小和洞口分布,分为：; 剪力墙结构按纵、横两方向分别计算； 墙端带翼缘（翼缘宽按混凝土规范第10.5.3取） 各片剪力墙在同一层楼板标高的位移相等(平移)。;层剪力按墙的等效抗弯刚度分配;层剪力分配;5.3.2 整体墙近似计算方法 无洞口或洞口很小时，内力及位移按实体墙计算。;整体墙： 洞口面积不超过墙面面积的16?，且洞口间净距及洞口至墙边净距大于洞口长边。 ;截面折算惯性矩Iq及截面折算面积Aq为 ; 当剪力墙的高宽比(H/hw)≤4时, 计入剪切变形影响。倒三角形分布荷载作用下的顶点位移计算公式为 ： ;等效抗弯刚度为： ;5.3.3 联肢墙近似计算方法 —连续化方法 1）基本假定与基本方法 ;1）楼盖平面内刚度无穷大； 2）忽略连梁轴向变形，两墙肢水平位移相同； 3）连梁两端转角相等，连梁反弯点在跨中； 4）构件沿竖向分布均匀。;连梁连续化为沿高度均匀分布的连杆；;沿连杆跨中切开，切开点连杆弯矩为0，剪力?(x)是一个连续函数； ; 连杆切开点变形连续（相对位移为零），建立?(x)的微分方程。; 求解微分方程，得到?(x)，积分后得连梁剪力； 通过平衡条件求出连梁梁端弯矩、墙肢轴力及弯矩。 ;采用带刚域杆件（以上各公式中的2a用2al代替）;剪切模量 G＝0.42E 矩形截面连梁剪应力不均匀系数