12.4多層框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算方法

1、12.4 豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 一、計(jì)算簡圖一、計(jì)算簡圖 框架結(jié)構(gòu)是由框架結(jié)構(gòu)是由橫向框架橫向框架和和縱向框架縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu)。組成的空間結(jié)構(gòu)。 為了簡化計(jì)算，通常忽略它們之間的空間聯(lián)系，而將空間結(jié)構(gòu)體系為了簡化計(jì)算，通常忽略它們之間的空間聯(lián)系，而將空間結(jié)構(gòu)體系 簡化為橫向和縱向平面框架計(jì)算，并取出單獨(dú)的一榀框架作為計(jì)算單元，簡化為橫向和縱向平面框架計(jì)算，并取出單獨(dú)的一榀框架作為計(jì)算單元， 該單元承受的荷載如該單元承受的荷載如下圖下圖中陰影部分所示。中陰影部分所示。 1.1.計(jì)算單元的選

2、取計(jì)算單元的選取 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 在計(jì)算簡圖中，框架節(jié)點(diǎn)多為在計(jì)算簡圖中，框架節(jié)點(diǎn)多為剛接剛接，柱子下端在基礎(chǔ)頂面，也按，柱子下端在基礎(chǔ)頂面，也按剛接剛接 考慮。桿件用軸線表示，梁柱的連接區(qū)用節(jié)點(diǎn)表示。等截面軸線取截面考慮。桿件用軸線表示，梁柱的連接區(qū)用節(jié)點(diǎn)表示。等截面軸線取截面形形 心心位置，當(dāng)上下柱截面尺寸不同時(shí)，則取位置，當(dāng)上下柱截面尺寸不同時(shí)，則取上層柱形心線上層柱形心線作為柱軸線?？缍茸鳛橹S線?？缍?取取柱軸線間的距離柱軸線間的距離。計(jì)算簡圖中的柱高，對。計(jì)算簡圖中的柱高，對樓層取層高樓層取層高；對；對底層柱，底層柱，現(xiàn)澆現(xiàn)澆 樓板

3、取基礎(chǔ)頂面與二層樓板樓板取基礎(chǔ)頂面與二層樓板頂面頂面之間的高度。之間的高度。 當(dāng)各跨跨度不等但相差不超過當(dāng)各跨跨度不等但相差不超過10%10%時(shí)，可當(dāng)作具有平靜跨度的等跨框架。時(shí)，可當(dāng)作具有平靜跨度的等跨框架。 2.2.計(jì)算模型的確定計(jì)算模型的確定 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 框架梁柱的線剛度分別為框架梁柱的線剛度分別為: : bc b i =E I /l cc c i =E I /h 框架梁截面慣性距應(yīng)考慮樓板的影響。在梁端，梁承受負(fù)彎矩，頂部的框架梁截面慣性距應(yīng)考慮樓板的影響。在梁端，梁承受負(fù)彎矩，頂部的 樓板受拉，樓板對梁截面的彎曲剛度影響較??；在跨

4、中，為樓板受拉，樓板對梁截面的彎曲剛度影響較?。辉诳缰?，為T T型截面梁，樓板型截面梁，樓板 的影響大。為方面設(shè)計(jì)，假定梁的截面慣性距沿軸線不變的影響大。為方面設(shè)計(jì)，假定梁的截面慣性距沿軸線不變。 現(xiàn)澆樓蓋現(xiàn)澆樓蓋：中框架梁取梁實(shí)際慣性距中框架梁取梁實(shí)際慣性距2 2倍，邊框架梁取梁實(shí)際慣性距的倍，邊框架梁取梁實(shí)際慣性距的1.51.5倍倍 裝配整體式樓蓋裝配整體式樓蓋：中框架梁取梁實(shí)際慣性距的中框架梁取梁實(shí)際慣性距的1.51.5倍，邊框架梁取梁實(shí)際慣性倍，邊框架梁取梁實(shí)際慣性 距的距的1.21.2倍。倍。 裝配式樓蓋裝配式樓蓋：按梁按梁實(shí)際剛度實(shí)際剛度計(jì)算。計(jì)算。 3.3.梁柱的線剛度梁柱的線剛

5、度 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 4.4.荷載計(jì)算荷載計(jì)算 作用在多、高層建筑結(jié)構(gòu)上的荷載有作用在多、高層建筑結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載豎向荷載和和水平荷載水平荷載。豎向。豎向 荷載包括恒載和樓（屋）面活荷載、雪荷載，水平荷載包括風(fēng)荷載和荷載包括恒載和樓（屋）面活荷載、雪荷載，水平荷載包括風(fēng)荷載和 水平地震作用。水平地震作用。 活荷載大小見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范活荷載大小見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012GB50009-2012第第5.1.15.1.1條。條。 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 二、彎矩二次分配法二、彎矩二次分配

6、法 彎矩二次分配法是按無側(cè)移框架對各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行分配彎矩二次分配法是按無側(cè)移框架對各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行分配 和傳遞，并僅進(jìn)行二次分配的方法。具體計(jì)算步驟如下：和傳遞，并僅進(jìn)行二次分配的方法。具體計(jì)算步驟如下： 1 1）計(jì)算每一跨梁在豎向荷載作用下的固端彎矩。）計(jì)算每一跨梁在豎向荷載作用下的固端彎矩。 2 2）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的分配系數(shù)。）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的分配系數(shù)。 3 3）將各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行分配并向遠(yuǎn)端傳遞后，再對各節(jié)點(diǎn)分配）將各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行分配并向遠(yuǎn)端傳遞后，再對各節(jié)點(diǎn)分配 一次即結(jié)束。一次即結(jié)束。 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)

7、算 補(bǔ)充知識：補(bǔ)充知識： （1 1）轉(zhuǎn)動剛度）轉(zhuǎn)動剛度 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 （2 2）分配系數(shù)）分配系數(shù) 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 （3 3）傳遞系數(shù)）傳遞系數(shù) 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 （4 4）桿端彎矩）桿端彎矩 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 例例12-112-1 三跨二層鋼筋混凝土框架，各層框架梁所承受的豎向荷載設(shè)計(jì)值如圖三跨二層鋼筋混凝土框架，各層框架梁所承受的豎向荷載設(shè)計(jì)值如圖 所示，圖中括號內(nèi)數(shù)值為各桿件的相對線剛度。使用

8、彎矩二次分配法計(jì)算所示，圖中括號內(nèi)數(shù)值為各桿件的相對線剛度。使用彎矩二次分配法計(jì)算 該框架彎矩，并繪制彎矩圖。該框架彎矩，并繪制彎矩圖。 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 三、分層法三、分層法 多層多跨框架在豎向荷載作用下，不僅框架節(jié)點(diǎn)的側(cè)移很小，而且作多層多跨框架在豎向荷載作用下，不僅框架節(jié)點(diǎn)的側(cè)移很小，而且作 用在某一層梁上的荷載在該層梁及其相連的上下柱中產(chǎn)生的彎矩較大，其用在某一層梁上的荷載在該層梁及其相連的上下柱中產(chǎn)生的彎矩較大，其 它層梁柱的彎矩很小。特別是當(dāng)梁的線剛度大于柱的線剛度它層梁柱的彎矩很小。特別是當(dāng)梁的線剛度大于柱的線剛度3 3倍時(shí)尤為明顯

9、。倍時(shí)尤為明顯。 分層法的基本假定為：分層法的基本假定為： 1 1）豎向荷載作用下框架無側(cè)移。）豎向荷載作用下框架無側(cè)移。 2 2）豎向荷載僅對其作用層的梁及其相連的上下柱有影響。）豎向荷載僅對其作用層的梁及其相連的上下柱有影響。 3 3）柱的遠(yuǎn)端為固定端。）柱的遠(yuǎn)端為固定端。 第十二章 多層框架結(jié)構(gòu)房屋 12.4豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算 由于計(jì)算時(shí)假定柱的遠(yuǎn)端為固定端，實(shí)際上除底層柱在基礎(chǔ)處為固定由于計(jì)算時(shí)假定柱的遠(yuǎn)端為固定端，實(shí)際上除底層柱在基礎(chǔ)處為固定 端外，其余各住的遠(yuǎn)端均有轉(zhuǎn)角而非固定端。為減少由此引起的誤差，除端外，其余各住的遠(yuǎn)端均有轉(zhuǎn)角而非固定端。為減少由此引起的誤差，除 底層柱外，其他各層柱的線剛度均乘以折減系