浅谈结构设计中抗侧刚度理解与应用.pdf

《浅谈结构设计中抗侧刚度理解与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年10月建材与装饰规划与设计浅谈结构设计中抗侧刚度理解与应用贾有泽（中联西北工程设计研究院陕西西安710082）摘要：建筑结构荷载会导致结构发生变形，而构件的内力与动力特征直接由内在刚度决定。结构刚度概念对结构整体受力分析有着非常重要的影响作用，而分析受力性质与结构刚度选择则是贯穿全部设计过程中的重要内容。本文从结构设计刚度概念出发，详细分析了多种刚度概念，并且提出了刚度概念在实际设计过程中的应用效果。通过多种刚度概念分析，设计人员可以更加清楚的了解结构刚度概念，并且使结构设计刚度选择工作更加方便，为建筑结构设计满足相关规范做出贡献。关键词：结构设计；刚度概念；刚度应用中图分类号：T

2、U318文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）40-0027-02结构设计过程中包括竖向、水平构建与假定、分析计算，以往2层间侧移的刚度计算应用设计人员主要关注荷载产生情况与数值大小，对重力的概念比结构动力学在计算过程中，需要计算图1（a）所示的刚架水较了解，但是却忽略了结构在抵抗外力阶段产生的变形能力，也平自振周期，常规的计算方法为单自由度周期计算方法，T=2仔没有考虑构件内在联系、构件内力、变形关系等刚度方面的概m，公式中的m取横梁总质量，柱的质量忽略。k为刚架层间念。实际上结构的力平衡与协调变形能力，其产生的内力均有构姨k件自身刚度与连接构建相对刚度决定，所以深入分析刚

3、度概念侧移刚度。是非常重要的结构设计环节。1结构设计刚度概念结构设计过程中，大量概念与设计规范都应符合刚度概念，尤其是高层建筑的抗震结构设计，必须全程关注刚度概念，将其完全融入结构设计之中。图1刚架水平自振周期1.1计算抗侧力构件内力根据图2所示，刚架质量在横梁上集中，为了计算刚架水平在计算无穷大的楼层平面刚度结构时，可以精准的计算抗侧振动自振频率，需要使用该公式：力构建内力数据。高层建筑的抗震结构属于刚性楼层，可以保证竖向构件结构承受水平力是根据抗侧力刚度进行分配的，经过棕2=1（[k11+k22）依（k11+k22）2-4（k11k22-k12k21）]2mmmmmm计算出的假定模型结构

4、更加接近建筑实际受力状态。根据刚度12姨1212计算数据设计的结构，安全度得到较大提升，尤其是分析构件内力更加准确。相反，在楼盖采取不规则结构时，如大洞口、凹凸、过深、过长，即使将楼板变形纳入计算程序之中，也无法完全掌握竖向构件的实际内力大小。1.2计算连续变化结构侧向刚度在高度均匀的结构下，计算连续变化的变形曲线侧向刚度。高层建筑的结构属于均匀连续变化状态，在水平力变化情况下图2水平振动自振频率会产生光滑的整体变形曲线，不会因为楼层变化导致位移突变，该公式中结构刚度系数为：k11、k12、k21。层间侧移刚度为：k1、所以并不会出现薄弱部位，这种结构也不会在发生地震的情况k2。二者之间的关

5、系为：k11=k1+k2、k22=k2、k12=k21=-k2。下出现大面积倒塌，其安全性较高，可以为人们提供良好的保多层与高层建筑的框架结构会受到水平力作用，经过一段时障。相反，存在侧向刚度突变的建筑，在刚度突变处会出现薄弱间后会发生侧移，如果侧移过大，就会导致隔墙、填充墙、幕墙等位置，导致应力集中，产生较大的塑性变形，在发生地震后，可能构件发生损伤，降低建筑物使用寿命与功能。所以控制结构侧移造成较大破坏。是建筑结构设计工作中非常重要的内容，其中侧移控制包括顶·27·规划与设计建材与装饰2014年10月层最大侧移与层间相对位移。框架结构出现整体侧移曲线，其主GAh进行等效剪切，并且通过公式

6、：酌=Y11Y伊Y2Y，则表示出2GAh要原因是框架柱轴向变形导致的侧移问题，其中包括框架梁弯221曲导致的变形侧移与整体剪切变形，两者相互叠加导致侧移曲上、下层的实际刚度变化情况。线出现。根据研究发现，建筑高度小于50m或高宽比小于5的框3.4等效侧向刚度法架结构，其发生轴向变形后，顶点将发生位移，移动距离约占弯等效侧向刚度可用公式（V1吟2）用于计算结构特定区域内V吟曲变形导致顶点变形距离的6~10%，该阶段无需计算柱轴向变21形发生的侧移问题。在计算框架梁变形发生的层间侧移过程中，侧向变形角的比值，主要用于结构侧向刚度变化比较大的特殊主要受到层间抗侧移刚度影响，在通过D值法对i层相对侧

7、移计位置，如转换层在3层及以上的转换结构转化层上、下刚度比V值。抗震时要求不低于0.8。算时，需要使用公式：吟U=1，其中V为i层层间剪力，D为i11D14结语层抗侧移刚度。为了使框架结构的刚度满足抗位移要求，保证建在结构设计工作中，设计人员必须明确认识到刚度概念的意筑不会因为位移导致结构承载力、稳定性下降，必须根据建筑弹义，只有深入了解其含义，才能使结构设计更加合理、灵活，并且性标准，求出楼层层高与最大位移