8-5.2框架受水平荷载Hppt课件

1、第七讲的主要问题第七讲的主要问题1 1、框架构造、剪力墙构造手算法的根本原理是什么？其根本、框架构造、剪力墙构造手算法的根本原理是什么？其根本假定有哪些？假定有哪些？2 2、分层法用于框架构造在竖向荷载作用下的整体计算方法时，、分层法用于框架构造在竖向荷载作用下的整体计算方法时，要用哪些参数？这些参数的取值如何？要用哪些参数？这些参数的取值如何？3、试画图示框架构造在图示荷载作用、试画图示框架构造在图示荷载作用下的弯矩内力图形定性。下的弯矩内力图形定性。程度荷载在抗侧力构件中的分布程度荷载在抗侧力构件中的分布 各片抗侧力构造按其抗侧刚度的大小分担构造的总程度荷载；第第8 8讲讲 5.2.2 5

2、.2.2 程度荷载下的近似计算程度荷载下的近似计算DD值法或反弯点法值法或反弯点法 各抗侧构件在楼面处，变形协调不思索改动影响时，同一层楼面处各点的位移一致； 构造的总变形是平移与改动的叠加效应构造的总变形是平移与改动的叠加效应 分别计算各片抗侧力构造在平移与改动作用时的的内力与位移，最分别计算各片抗侧力构造在平移与改动作用时的的内力与位移，最后叠加其效应计算值。后叠加其效应计算值。抗侧力构造的内力与位移抗侧力构造的内力与位移 各抗侧力构造在本身平面内承当程度力并产生变形；对比较规那么的、层数不多的框架构造，当柱轴向变形对内力及位移影响不大时，可采用D值法或反弯点法计算程度荷载作用下的框架内力

3、及位移。其图形大致如下 1.柱抗侧刚度D值(d值)和剪力分配(一)1)梁刚度无限大时，柱端近似固结, 层间位移为 时：icihiv212；其中，)(2hEIicc其中，其中，hh层高；层高； ic ic柱线刚度，柱线刚度，EIcEIc柱的抗弯刚度柱的抗弯刚度. .i i层柱顶剪力：层柱顶剪力：i i层柱顶的抗侧刚度层柱顶的抗侧刚度212hivdciiii2)2)梁相对柱的刚度较小时，每根柱在各层的结点有转角梁相对柱的刚度较小时，每根柱在各层的结点有转角, , 且同且同一层处各结点转角相等，那么柱顶结点下侧剪力：一层处各结点转角相等，那么柱顶结点下侧剪力：icicidhiv2125-4是思索结点

4、随梁端转动引起柱刚度减弱 Didi Didi，梁相对柱的刚度较小时，梁相对柱的刚度较小时，DiDi较小。较小。愈小，柱的抗侧刚度愈小，柱的抗侧刚度DiDi愈小。愈小。kkhikhihiVDccc212222612222)(612212hihiVcc; 2 kk令212 hiDc则：5-51)框架柱的刚度修正系数框架柱的刚度修正系数值及其计算公式值及其计算公式cibjiiK普通楼层底楼层cicicici1i2i3i4i2i4i031ii、2i2iciiiiiK24321KK2KK25 . 0ciiiK21边柱中取同一层内各柱剪力按同一层内各柱剪力按( (抗侧抗侧) )刚度分配刚度分配D值法即按D

5、值大小分配框架剪力的方法。框架程度总剪力Vpi可以直接按抗侧刚度分配到柱。这与将Vpi先分配到每片框架，再分配到各柱的传统做法在计算方面结果是一致的。 梁比柱的抗弯刚度大很多工程中以为，ib/ic3-5时，刚度修正系数1，Didi，这种直接用dic替代Dic的方法称为(柱的)反弯点法。 框架平面内各柱侧移相等，框架平面内各柱侧移相等，i=i,j=i,k,i=i,j=i,k, 同一层内各柱剪力按刚度分配，第同一层内各柱剪力按刚度分配，第i i 层层 j j 柱所分配得的计算剪力：柱所分配得的计算剪力： D值法是普统统用的方法；值法是普统统用的方法； 反弯点法是反弯点法是D值法在值法在ib/ic3

6、-5时的特例，仅在层数较少的多层框架中适用。时的特例，仅在层数较少的多层框架中适用。PiijijijVDDVVpi为平面框架第i层总剪力； Di,j为第i层第j根柱的抗侧刚度；(5-6) 2 2柱反弯点位置柱反弯点位置 反弯点反弯点杆件横截面上弯矩发生反向杆件横截面上弯矩发生反向( (方向改动方向改动) )的位置，也既反弯点的位置，也既反弯点截面处弯矩为零。截面处弯矩为零。 假设柱仅有程度剪力Vij作用，记反弯点至底柱端的间隔为hw， 那么柱底端弯矩 Mij=Vij*hw ； 柱顶端弯矩 Mij=Vij*(h-hw) 柱反弯点的位置与柱端转角柱反弯点的位置与柱端转角( (柱端约束柱端约束) )

7、有有关。通常柱上下端固定刚度大时，反弯点关。通常柱上下端固定刚度大时，反弯点在柱中点，在柱中点， ； 一侧刚度变化时，柱反弯点总向约束较小一侧刚度变化时，柱反弯点总向约束较小端接近，端接近， 铰接端点就是反弯点铰接端点就是反弯点 ；,hhywh hijVhy. )1 (ijVhy, 5 . 0y1/2h2/3h1 反弯点法计算反弯点法计算设: 上部各层柱子反弯点在柱中点，即 ； 底层柱的反弯点设在2/3h1(h1为底层柱高)，即 。 5 . 0y3 2y D值法计算值法计算1)按荷载方式、总层数n及层位置k确定规范反弯点高度比 y0 (或yn)； 2)按上、下层梁刚度比(ibib-1)、梁柱线

8、刚度比ib/ic，i的大小调整y1 ；3) 按上、下层层高比hu/h或hl/h的大小调整y2、y3 。4反弯点高度比 y=y0+y1+y2+y3 (y1、y2、y3为正时上移，y1、y2、y3为负时，下移，)5反弯点距柱下端间隔为y*h 思索柱两端约束刚度的变化：参考中册) 思索柱两端受梁的刚性约束强，柱端无转角D值法与反弯点法的异同值法与反弯点法的异同 反弯点法、D值法均按楼层中各柱的Dij值权重比分配层剪力： D值法是普统统用的方法， D值法思索了框架梁端的转角影响，柱反弯点位置随相邻梁、柱刚度较弱的方向偏移； 反弯点法是D值法在 ib/ic3-5 时的特例，可以估定固定的反弯点位置，忽略

9、了框架梁端转角的影响，仅适用于层数较少的多层框架中。 从框架构造的弯矩内力分布规律看，每根柱子都有反弯点，底层柱的轴力、剪力和弯矩最大，自下向上减小；留意，当柱刚度比梁刚度大很多时，柱子能够没有反弯点(计算反弯点高度比大于1.0)。PiijijijVDDV3. D3. D値法计算步骤及内力计算方法値法计算步骤及内力计算方法( (只思索构造平移只思索构造平移) ) )(, 1bjitijrblbrbrbiMMiiiM, )(, 1bjitijrblblblbiMMiiiMPiijijijVDDV212hidcij2)算各梁线刚度ibi、柱的线刚度ici(思索现浇板的刚度很大)；1)算各层的总层剪

10、力Vi(1，n)，并假定Vi作用在构造刚度中心处；3)算各柱抗推刚度 Dij= di ； 4)算层总剪力在各柱间的分配：5)按荷载方式、层高变化等，确定柱反弯点高度系数y；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柱柱端弯矩；柱上端：柱上端： Mijt=VijMijt=Vij* *h h* *(1-y) (1-y) ， 柱下端柱下端: Mijb=Vij: Mijb=Vij* *h h* *y (5-7)y (5-7)7)根据结点平衡，由柱端弯矩计算梁端弯矩；8)由力的平衡，梁端弯矩和该梁上的竖向荷载求梁跨中各截面的弯矩和剪力。边跨梁左Mb= Mijt + M i+1,j b (5

11、-8)中跨梁右(5-9)剪切型侧移弯曲型侧移作业： 图示三层框架，各梁线刚度、各柱D值见图示。试用反弯点法计算程度荷载作用下的框架内力;画框架弯矩图;计算各楼层的层间位移值i及绝对位移值i。例题5-2: 用D值法分析图示构造的内力。构造所受总程度力为P，单榀框架梁、柱的线刚度见图上示。55.2.3 程度荷载作用下侧移的近似计算 程度荷载作用下悬臂柱的总变形程度荷载作用下悬臂柱的总变形= =剪切型变形剪切型变形 + + 弯曲型变形。弯曲型变形。 剪切型变形曲线 下凹； 主要由剪切力引起，剪力引起梁柱弯曲及相应的侧移，此侧移曲线为剪切型变形曲线；层间侧移自上而下逐层随剪切力而增大。 弯曲型变形曲线

12、上凸。 主要由竖轴向变形引起，柱轴力引起柱轴向变形及相应的二次弯矩(M N=N*)、侧移，此侧移曲线为弯曲型变形曲线。层间侧移自上而下逐层随减小。 框架构造中变形曲线的主要特点 多层以剪切型为主、弯曲型随层数增多而显著 层数不多的框架中，柱轴向变形很小，框架的弯曲型变形很小，可以忽略。所以，普通只需计算剪切型变形。 随框架层数的增多，柱轴力的加大，柱轴向变形引起的弯曲型侧移不再可以忽略，但在与剪切型叠加后，总侧移曲线仍以剪切型变形为主。1.梁、柱弯曲变形产生的侧移计算(剪切型侧移) 设第i层构造的层间变形为iM，当柱总数为S时： sjijipMiDV1/iiMiMi1niMiMn1 当各层的D值接近时，层间变形由底层向上逐渐减小Vpi逐渐减小，所以，变形曲线为“剪切型。 第i层侧移为(5-11) 建筑顶点侧移为(共n层(5-12)2柱轴向变形产生的侧移计算(弯曲型变形) 在程度荷载作用下，假定仅在边柱中有不平衡轴力，且柱截面由底到顶为线性变化，那么各楼层处由柱轴向变形产生的弯曲型变形N近似为： 第i层弯曲型变形 iN=V0H3n/(EA1B2) Fn (513) 第i层弯曲型层间变形 iN=iN-Ni-1 514 H、B分别为建筑物总高度、构造宽度(即框架边柱之间间隔)； V0底层总剪力； E、A1分别为混凝土弹性模量、框架底层柱截面面积； n根据不同荷载方式计算的位