混凝土结构设计复习.ppt

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1、框架结构竖向荷载作用下的内力计算a.分层法竖向荷载作用下框架结构的受力特点及内力计算假定：（1）不考虑框架结构的侧移对其内力的影响；（2）每层梁上的荷载仅对本层梁及其上、下柱的内力产生影响，对其他各层梁、柱内力的影响可忽略不计。应当指出，上述假定中所指的内力不包括柱轴力，因为某层梁上的荷载对下部各层柱的轴力均有较大影响，不能忽略。竖向荷载作用下分层计算示意图根据以上假定，多、高层框架可分层作为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，一般循环2次。（2）除底层柱的下端外，其他各柱的柱端应为弹性约束。为便于计算

2、，均将其处理为固定端。这样将使柱的弯曲变形有所减小，为消除这种影响，可把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数0.9。分层法计算要点（1）将多层框架沿高度分成若干单层无侧移的敞口框架，每个敞口框架包括本层梁和与之相连的上、下层柱。梁上作用的荷载、各层柱高及梁跨度均与原结构相同。线刚度修正（3）用无侧移框架的计算方法(弯矩分配法)计算各敞口框架的杆端弯矩，由此所得的梁端弯矩即为其最后的弯矩值；因每一柱属于上、下两层，所以每一柱端的最终弯矩值需将上、下层计算所得的弯矩值相加。在上、下层柱端弯矩值相加后，将引起新的节点不平衡弯矩，如欲进一步修正，可对

3、这些不平衡弯矩再作一次弯矩分配。传递系数修正如用弯矩分配法计算各敞口框架的杆端弯矩，在计算每个节点周围各杆件的弯矩分配系数时，应采用修正后的柱线刚度计算；并且底层柱和各层梁的传递系数均取1/2，其他各层柱的传递系数改用1/3。例题一框架结构水平荷载作用下的内力计算混凝土结构设计（1）原理：框架结构在水平方向作用下（如风荷载或者地震荷载作用），手算时可以将其简化为框架受节点水平力作用，即将荷载集中于楼盖和屋盖位置。因此，各杆的弯矩图均为直线形，每杆都有一个零弯矩点即反弯点。先求出各柱反弯点处的剪力及反弯点的位置，即可进一步确定框架的内力。反弯点法计算步

4、骤：（a）确定反弯点高度:（反弯点处至该层柱下端距离）上层各柱：（上下端弯矩相等）底层柱：（上端弯矩比下端弯矩小）反弯点位置图假定：除底层外各层上、下柱两端转角相同，反弯点位置固定不变。混凝土结构设计（b）计算各柱侧移刚度表示柱上、下两端有侧向位移时在柱中产生的剪力。（c）同层各柱剪力分配一般情况下：以三层框架为例，用反弯点法计算水平荷载作用下框架的内力。顶层因此各柱的剪力为：…3-17…3-18混凝土结构设计第3章主页目录上一章帮助第二层各柱的剪力为：…3-19混凝土结构设计第3章主页目录上一章帮助第一层各柱的剪力为：…3-20（d）柱端弯矩计算反

5、弯点位置及该点剪力确定后，柱端弯矩：例题二用反弯点法计算框架的内力框架在水平荷载作用下的侧移由梁柱弯曲变形和柱的轴向变形产生，为剪切型变形。一般情况下，可只考虑梁柱弯曲变形产生的侧移（柱轴向变形引起的侧移很小）。侧移验算混凝土结构设计1、框架层间侧移：2、层侧移：3、顶点侧移：4、变形验算：混凝土结构设计侧移值的计算框架层间侧移j层侧移第j层的总剪力第j层各柱侧向总刚度…3-26…3-27例题三框架顶点侧移计算等高排架内力分析混凝土结构设计柱顶在水平集中力作用下的等高排架内力分析（p129—图2.5.9）混凝土结构设计柱顶作用的水平力与各柱顶的水平剪

6、力平衡…2-10横梁轴向刚度无穷大，各柱顶的位移相等…2-11各柱的柱顶剪力和柱顶位置的关系…2-12利用解超静定结构的三个条件：平衡条件、变形条件和物理条件求解柱顶剪力。混凝土结构设计…2-13解联立方程求得各柱柱顶剪力…2-14式中为第i根柱的剪力分配系数：在柱顶集中力作用下，可直接用剪力分配法求解。求得柱顶剪力后，用平衡条件可得到排架柱各截面的弯矩和剪力。总结：当排架柱顶作用水平集中力F时，各柱的剪力按其抗剪刚度与各柱的抗剪刚度总和的比例关系进行分配，也即剪力分配法；剪力分配系数必满足。各柱的柱顶剪力仅与的大小有关，而与其作用位置无关，但

7、的作用位置对横梁的内力由影响。任意荷载作用下等高排架的内力分析（p130—图2.5.10）恒载作用位置及相应的计算简图任意荷载作用下等高排架的内力分析不能直接应用剪力法，但通过柱顶加铰支连杆可以通过转换用剪力分配法求解。分四步走：在排架柱顶附加一个不动铰支座，限制其水平侧移；叠加上述计算结果，可得到排架在任意荷载作用下的柱顶剪力，至此，排架各柱的内力即可求解。此时排架变为多根一次超静定柱，利用柱顶反力系数可求得各柱顶反力Ri（p130—图2.5.10）及相应的柱端剪力，则柱顶假想的不动铰支座反力为;撤除不动铰支座，将R反向加于排架柱顶，用剪力分配法将

8、其分配给各柱，求得柱顶分为;例题四任意荷载作用下等高排架的内力计算