河北工业大学混凝土房屋结构设计课件 第四章.ppt

（4）满布荷载法 当活载与恒载的比值不大于1时，可不考虑活载的最不利布置，把活载同时作用于所有的框架上，这样求得的支座处的内力可直接进行内力组合。但求得的梁跨中弯矩应乘以1.1~1.2的系数予以增大。 框 架 混凝土房屋结构设计 竖向荷载作用下的内力计算方法 基本假定 忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移； 每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、下层 柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱上产生内力。 框 架 计算方法 分层法 弯矩二次分配法 混凝土房屋结构设计 由于除底层外上层各柱的柱端实际 为弹性固定，计算简图中假定为完 全嵌固，为减少计算误差： 除底层柱外，上层各柱的线刚度乘 以0.9的修正系数； 线刚度修正 框 架 传递系数修正 底层柱的弯矩传递系数取1/2， 其他各层柱的弯矩传递系数取1/3。 混凝土房屋结构设计 将框架分成若干个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算。 分层法计算示意图 框 架 （1）分层法 注意事项： 分层法计算的各梁弯矩为最终弯矩，各柱的最终弯矩为与各柱相连两层计算弯矩的叠加； 在内力与位移计算中，所有构件均可采用弹性刚度。 混凝土房屋结构设计 （2）迭代法（不考虑框架侧移） 框 架 分层法计算的基本步骤 把一个n层框架分解为n个单层敞口框架，柱的远端假定为固接 ； 每一单层敞口框架用力矩分配法计算其内力： 计算汇交于每一节点各杆的弯矩分配系数（按各杆件线刚度所占总线刚度的比例计算）； 按照单根固端梁计算荷载作用下的梁端弯矩，并求出汇交于每一节点的梁端弯矩之和（不平衡弯矩）； 将节点处的不平衡弯矩乘以各杆的弯矩分配系数，加负号后得到第一次分配的各杆端弯矩，梁端弯矩向远端传递； 将传递后的弯矩按照各杆端的弯矩分配系数分配，然后梁端弯矩再向远端传递，经过多次分配和传递，直到分配后的弯矩足够小； 求得各杆端所有分配得到和传递得到的弯矩之和，即为本层各杆件的杆端弯矩； 每一单层敞口框架计算得到的梁端弯矩即为最终的梁端弯矩，上下两层同一柱端的弯矩叠加得到最终的柱端弯矩。 混凝土房屋结构设计 计算汇交于每一节点各杆的弯矩分配系数（按各杆件线刚度所占总线刚度的比例计算）； 按照单根固端梁计算荷载作用下的梁端弯矩，并求出汇交于每一节点的梁端弯矩之和（不平衡弯矩）； 将节点处的不平衡弯矩乘以各杆的弯矩分配系数，加负号后得到第一次分配的各杆端弯矩； 每一杆端弯矩（包括梁端和柱端）均向远端传递一次； 经过一次传递后，再将节点不平衡弯矩分配一次； 求得各杆端所有分配得到和传递得到的弯矩之和，即为各杆件的杆端弯矩。 框 架 （2）弯矩二次分配法 计算步骤： 混凝土房屋结构设计 竖向荷载下框架梁端弯矩的调幅 在竖向荷载作用下，可以考虑梁端塑性变形内力重分布，减小梁端负弯矩，相应增大梁跨中弯矩。 调幅后的支座弯矩为： =βM 式中 —— 梁支座截面调幅后的弯矩； M —— 梁支座调幅前按弹性方法计算的弯矩； β —— 调幅系数，现浇框架：0.8~0.9 装配式框 架：0.7~0.8。 框 架 混凝土房屋结构设计 截面设计时，梁跨中正弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩之半。如为均布荷载，则 竖向荷载产生的梁的弯矩应先调幅，再与风荷载和水平地震作用产生的弯矩进行组合。 调幅后的跨中弯矩为： M ML MR ΔM 框 架 混凝土房屋结构设计 4.2.5 水平荷载作用下的内力近似计算 反弯点法 适用于梁柱线刚度比不小于3的 框架结构； 常用于在初步设计中估算梁和柱 在水平荷载作用下的弯矩值。 框 架 （1）反弯点位置 反弯点——弯矩为零的点 反弯点位置按右图取值： （以EI梁=∞为前题） 反弯点位置图 混凝土房屋结构设计 框 架 （a）框架变形图 （b）框架弯矩图 水平荷载作用下框架的变形图和弯矩图 混凝土房屋结构设计 （2）反弯点处的剪力计算 柱的剪力按同层柱的抗侧移刚度之比分配。 柱的侧移刚度：柱上下两端产生相对单位水平位移时，柱中所产生的剪力。柱的侧移刚度除与它自身的材料，截面特征和长度有关外，还与其两端的支承约束情况有关。 EIci—— 第i根柱的截面刚度