框架梁梁端弯矩调幅计算方法研究.pdf

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1、第5卷第1期V01．5No．12013年2月Feb．2013框架梁梁端弯矩调幅计算方法研究张艳如1李云贵2李守功1(1．建研科技股份有限公司，北京100013；2．中国建筑科学研究院，北京100013)【摘要】在建筑结构分析中，目前的调幅计算仅对各梁段进行弯矩调节，并未相应调整柱的内力，导致梁柱节点内力不平衡，并且也未考虑到梁刚度变化与梁调幅的关系。本文建议了一种针对结构整体的梁端弯矩调幅计算方法，考虑各梁段刚度变化，通过结构整体有限元分析，实现梁、柱及节点内力平衡的调幅计算。代表性算例计算结果表明，梁端刚度折减系数kd与传统意义上的调幅系数6之

2、间存在如下关系：kd=7．39一9．88+3．5。【关键词】刚度系数；内力平衡；调幅；分段梁；弯矩【中图分类号】TU323．3【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2013)01—0045—091引言口：20f1一止≠1％、P。，式中：P一受拉纵向配筋率；钢筋混凝土框架结构因其自身的材料性质，决P7一受压纵向钢筋配筋率；定了以目前的计算手段，在日常设计计算分析时只P6一平衡配筋率(平衡梁开裂弯矩的配筋率)。能用线弹性方法，在结构达到承载能力极限状态时用上式进行负弯矩调幅时，弯矩减小后截面的计算与实际会有较大差异，主要表现在构件刚度的P或

3、P—P’应等于或小于0．5p6。当P或P—P’大于相对变化而引起内力重分布方面。因此在设计时O．5p6，不能进行调幅。应尽量考虑这种差异，能更合理地估计结构的承载(2)欧洲规范能力和使用阶段性能，充分发挥结构潜力，收到节欧洲规范ENl992—1—1：2004规定用6表示弯约材性、简化计算、方便施工的效果。目前常用的矩调幅系数，为调幅后的弯矩与弹性弯矩的比值，办法是对梁的支座负弯矩进行弯矩调幅。这与美国规范不同即：口=1—6。其规定，对主要承受弯矩的板，相邻板跨的跨长比应为0．5—2．0。当2国内外现状及规范规定满足下列条件时，不需检验板塑性铰的转

4、动能力而直接进行弯矩调幅：2．1国外现状及规范规定国内外还有很多学者、院校及科研机构对调幅¨

5、

6、}：鲁厶≤50MPa系数都进行了大量的试验和理论研究，并且都给出6≥MPa了详尽的调幅公式，给我们后来的学者铺好了良好¨k4鲁^>50的进一步提高的阶梯。k，B类和C类钢筋(1)美国规范k。A类钢筋美国规范ACl318—05允许对钢筋混凝土构件式中6一调幅后的弯矩与弹性弯矩之比；进行的调幅值为1000占。，占。为最外层受拉钢筋的应戈。一调幅后极限状态时中和轴的高度；变，最大不超过20％。弯矩减小后的截面占。应大于d一截面有效高度；或等于0．0075。k

7、。～k。一系数，由执行欧洲规范国家的国家指如果容许的弯矩调幅值用配筋率P表示，则定的附录文件规定。【作者简介】张艳如(1986一)，女，硕士，工程师。主要研究领域：结构设计软件。一刚度系数1．0圉2门式框架整梁弯矩变化图(单位：kN。m1{’尝言蒜芸盅描籍1摹章尝霉竺絮鑫篙嚣菘器戮瓣纂f1式框架整梁刚度系数对弯矩调幅影响对图3鬟鬻嚣裂嚣熹篡嚣霎震黧嚣菇茹∥⋯影响有以下几点。框架梁梁端弯矩调幅计算方法研究47(1)梁端支座处负弯矩的绝对值随着梁刚度系数随着梁两端支座处梁段刚度系数减小，梁端支座负弯的增大而减小，即8’=帆／％随着刚度系数的增大而矩的

8、绝对值减小，即81。o=M。／Mo随之减小；而跨中减小。当刚度系数为0．5时，梁端支座处6’=1．0433；正弯矩随着刚度系数的减小而增大，即艿1。o随之增当刚度系数取2．0时，梁端支座处6’=0．9232；大。当端支座处梁段刚度系数n取1．0时，两端支座(2)跨中正弯矩随着梁刚度系数的增大而增和跨中81。o=1．0；当端支座处梁段刚度系数口取0．2大，即艿’随着梁刚度系数的增大而增大。当刚度系时，两端支座81‘o=0．7051，跨中扩o=1．4634。数为0．5时，梁端支座处67=0．932；当刚度系数取——冈度系数6=·口=2．0时，梁端支座

9、处6’=1．120—△一同度系数6=(1．6．a：劬．47。＼牟雕度系数6=(1．8，口==0．4／3．1．2门式框架分段梁心孙度系数b=l．口爿磁一太蓬毒矽L图4门式框架分段梁各段刚度系数图图5门式框架分段梁刚度系数变化弯矩对比图表2门式框架梁分七段弯矩变化表(单位：kN·m)图6门式框架分段梁刚度系数取b=1．0。a=O．4时弯矩简图(单位：kN·n1)104o104．o＼／＼／{96．3梁分七段，改变其梁端支座处梁段的刚度系数＼／和梁跨中段的刚度系数，计算分析其刚度系数变化厂r峪厶一对支座负弯矩和梁跨中弯矩影响，得出结论：图7门式框架梁端支

10、座弯矩调幅6=O．85时弯矩简图(1)由图5可见分段梁改变梁端支座处刚度系(单位：kN·in)数可以实现梁弯矩调幅，且跨中间段刚度系数分