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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
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