第五篇 资料.doc

第五章 空间结构简化为平面结构的两个假定：（1）框架和剪力墙只在自身平面内有刚度，平面外刚度很小，可以忽略，只能抵抗自身平面内内侧向力。（2）楼板在其自身平面内刚度无限大，平面外刚度很小，可以忽略不计。各个平面抗侧力构件之间通过楼板互相联系并协同工作。 内力分析解决两个问题：（1）水平荷载在各个抗侧力构件之间的分配。水平荷载分配与各个抗侧力单元的刚度有关，刚度越大，分配的水平荷载越大。（2）计算每片平面结构在分到的水平荷载作用下的内力和位移。如果结构有扭转，在结构计算时要先计算结构平移时的侧移和内力，然后再计算扭转下的内力，最后两部分内力叠加。 框架的计算可以采用力矩分配法和D值法，框架近似计算时有三个假定：（1） 忽略梁、柱的轴向变形及剪切变形。（2）杆件为等截面(等刚度)，以杆件轴线作为框架计算的轴线。（3）在竖向荷载下结构的侧移很小，假定竖向荷载作用下结构无侧移。 分层法 分层法计算要点：（1）计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩。（2）将框架分层，各层梁跨度以及柱高与原结构相同，柱端假定为固定。（3）计算梁、柱线刚度。（4）计算梁和柱弯矩分配系数和传递系数。（5）按力矩分配法计算单层梁、柱弯矩。（6）将分层计算得到的、但属于同一层的柱端弯矩叠加到柱的弯矩。 分配得到的弯矩在节点处不平衡时，可以在本层内再次分配，但不向远端柱传递。 D值法和反弯点法：D值法或反弯点法只能用来计算规则、层数不多、柱的变形对内力和变形影响不大的框架结构。 D值定义为：柱节点有转角时使柱端产生单位水平位移所需时间的水平推力。抗侧力刚度D值小于d值，即梁的刚度较小时，柱的抗侧力刚度较小。刚度修正系数α与梁柱的刚度有关，梁的刚度越小，α值越小，即柱的抗侧力刚度越小。当梁比柱的抗弯刚度大很多时，刚度修正系数α接近于1。当ib＞ic 时，可以采用反弯点法，反弯点法为D值法的特例。 D值法假定：（1）楼板平面内刚度无限大，即没片框架在同一楼层处侧移相等。（2）柱无轴向变形。 柱反弯点位置的确定：反弯点的位置与柱的约束有关，两端固定、转角相同反弯点在中间，一段为交接时弯矩为0，即反弯点在铰端。在计算时上部柱去中点，底部柱取2h/3处。 影响柱两端约束的主要因素是：（1）结构总层数以及该层所在的位置。（2）梁柱的线刚度。（3）荷载形式。（4）上层梁与下层梁线刚度比。（5)上下层层高比。 D值法计算步骤与内力：（1）计算作用在第i层结构上的总层简历Vi，并假定它作用在结构刚度中心。（2）计算各梁、柱的线刚度。（3）计算各柱的抗推刚度。（4）计算总剪力在各柱间的剪力分配。（5）确定柱的反弯点高度系数。（6）根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算第i层第j根柱柱端的弯矩。（7）由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩。（8）根据力平衡原理，由梁端弯矩和作用在该梁端的竖向荷载求出梁跨中弯矩和剪力。一般情况下，柱都有反弯点，地产柱子的轴力、剪力、弯矩最大，由下而上减小；当柱线刚度比梁线刚度大很多时，柱可能没有反弯点（计算所得到的反弯点高度比大于1.0）。 水平荷载作用下侧移计算：悬臂柱在水平荷载作用下，其总变形由弯曲变形和剪切变形组成，呈弯剪形。下部突出，为剪切型侧移，上部向外甩出，为弯曲型侧移。框架总位移由杆件弯曲变形产生的侧移和轴向变形产生的侧移两部分叠加而成。由构件弯曲变形引起的“剪切型侧移”，可由D值计算出，为框架的主要部分；由柱轴向变形产生的“弯曲型侧移”，可以由连续化方法估算。当结构高度增大时，由于柱轴向变形产生的侧移占总变形的百分比也增大，在高层建筑结构中不能忽略。计算侧移时：（1）梁、柱弯曲变形产生的侧移。（2）柱轴向变形产生的侧移。 剪力墙结构的计算方法 计算假定：假定和框架D值三假定一致，剪力墙结构可以按纵、横两方向分别计算，没个方向是由若干片平面剪力墙组成，共同抵抗外荷载。对每片墙，可以考虑纵横墙共同形成翼缘剪力墙，纵墙的一部分可以作为横墙的翼缘，横墙的一部分可以作为纵墙的翼缘。剪力墙的变形以弯曲变形为主，由于还存在剪切变形，且剪力墙上开洞，所以计算时应采用等效抗弯刚度计算剪力墙层间剪力分配。 整体墙的计算方法：整体墙是悬臂构件，为静定结构，内力 计算以及位移按材料力学方法计算。当有小洞口时，截面惯性矩取有洞口截面与无洞口截面惯性矩的加权平均值，计算过程中，当剪力墙高宽比≦4时，要考虑剪切变形的影响，计算在水平荷载的作用下定点位移Δ。 联肢剪力墙计算：计算时采用连续化方法。三个基本假定：（1）忽略连梁的轴向变形，即假定两墙肢水平位移完全相同。（2）两墙肢各个截面的转角和曲率都相等，连梁反弯点在梁中间。（3）各墙肢截面、各连梁截面及层高等几何尺寸沿全高是相同的