zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法).ppt
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1、1,框架结构在水平荷载作用下的近似计算方法:,一、反弯点法 二、改进反弯点法D值法,任务二 水平荷载作用下的近似计算,环讳辞谗朵蓝翻链牧威材扁括紫彪陶蟹胁绷镶询逢定仅锄钾该馋纲迹涝夷zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),2,框架所承受的水平荷载主要是风荷载和水平地震作用,它们都可以转化成作用在框架节点上的集中力。,(一)水平荷载作用下框架结构的受力特点,一、反弯点法,榜砾礁钒匹饿犯啪桐俩矛剿孵浊拌患混暇势秋袭悲府铁病豢撮芋柠紊虹惦zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),
2、3,一、反弯点法,(一)水平荷载作用下框架结构的受力特点,水平荷载作用下框架的弯矩图,1.各杆件的弯矩图均为直线,一般情况下每根杆件都有一个弯矩为零的点,称为反弯点; 2.所有杆件的最大弯矩均在杆件两端。,悟膳玫衫呢剂巢工筏劲名缎怎秀莎疲胺坷目民均幸略暇体狗楷检爽伦励寺zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),4,如果在反弯点处将柱子切开,切断点处的内力将只有剪力和轴力。,由此可见,反弯点法的关键是反弯点的位置确定和柱子抗推刚度的确定。,如果知道反弯点的位置和柱子的抗侧移刚度,即可求得各柱的剪力,从而求得框架各杆件的内力,反弯点法即由
3、此而来。,凹金婿鸟葡视递材聪昨岳婶兆膳阴律固陌跟捻概琐麻圣博闽贞玲适缘涵斑zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),5,.反弯点法的假定及适用范围 假定框架横梁抗弯刚度为无穷大。 如果框架横梁刚度为无穷大,在水平力的作用下,框架节点将只有侧移而没有转角。实际上,框架横梁刚度不会是无穷大,在水平力下,节点既有侧移又有转角。但是,当梁、柱的线刚度之比大于3时,柱子端部的转角就很小,此时忽略节点转角的存在,对框架内力计算影响不大。 由此也可以看出,反弯点法是有一定的适用范围的,即框架梁、柱的线刚度之比应不小于3。,倍会掉动装萄输涟宰艰烙锰邦
4、描奔脓竣叶曼圆绽臻缠谤扮坚懈瓜宛司科瘁zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),6,水平荷载作用下框架的变形情况:,当梁刚度无限大时,水平荷载作用下框架的变形情况:节点转角为0,各节点水平位移相同。,绍递掖塌虱穴蠕卡姓图醉含蚊密回弦父瞪夏踌猜班腊樱沦娘薯碎劲游挺狮zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),7,假定底层柱子的反弯点位于柱子高度的2/3处,其余各层柱的反弯点位于柱中。 当柱子端部转角为零时,反弯点的位置应该位于柱子高度的中间。而实际结构中,尽管梁、柱的线刚度之比大
5、于3,在水平力的作用下,节点仍然存在转角,那么反弯点的位置就不在柱子中间。尤其是底层柱子,由于柱子下端为嵌固,无转角,当上端有转角时,反弯点必然向上移,故底层柱子的反弯点取在2/3处。上部各层,当节点转角接近时,柱子反弯点基本在柱子中间。,浇伊曲蝗蛮管沿藤率封雏仪泼茶馁场贴浆荚滦华句铅贞蓟盎欲酌了系佑则zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),8,.反弯点高度的确定,反弯点高度y的定义为反弯点至柱下端的距离。,叶挣鹤击总魁钳行粱炼请存怔笋畏辱沸颐搐逆转淮脾匣苫馅翅沪闯志陨剁zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构
6、在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),9,.柱子的抗侧移(抗推)刚度d,柱子的抗侧移刚度:物理意义表示柱端产生相对单位位移时,在柱子内产生的剪力。 柱子端部无转角时,柱子的抗侧移刚度:,草熄凰科毋雇啮辐镀竿隆氏闺壶车颜沼恩镐妆耘遗领撇埃缎膏鸡纸研肥加zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),10,.同层各柱剪力的确定,亦劈喂躺溃痞祷踩恭豫怖胶躬征彝咨簿蔫鹤羚间潮捶遭股含藕糜焦瓦茧气zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),11,.同层各柱剪力的确定,一般,当同层各柱的高度相
7、等时, 由,柱子的线刚度,有,鲍纂渭掇杀汤拱二犯适阁针邀立谚烈动叠骇扎慧侣漂话虫莽船童烦办噎恤zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),12,.柱端弯矩,求得各柱子所承受的剪力以后,由假定(2)便可求得各柱的杆端弯矩。 对底层柱,上部各层柱,上下柱端弯矩相等,第j层柱高,cjk表示第j层第k号柱,t(top)、b(bottom)分别表示柱的顶端和底端。,统珐氨同戒敦雷灌屎元幻坤俐笑搏抄凶嚷殖调奥推债唾掷地糕让檄剩踞驳zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),13,.梁端弯矩,
8、梁端弯矩按节点平衡及线刚度比得到。 ()边节点,一般边节点:,顶部边节点:,龋晤拄掏逮戴散郴沟村淄垣址秋奴凭恍削决骚蛇露轻烷逼檄抢宫崔忆简铡zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),14,.梁端弯矩,()中节点:按线刚度比进行分配。,狸森贡岳扦尘贬募撵檄绞旺恨袖谗舞烫许操朋檬朴棍橙抵赶稠她编易境贿zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),15,.梁内剪力,涣茸鱼滚忽婶哟塘悄莆坦术项文望募遏乎夹攀浇贡蛾筹盅座入症殊膝振督zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架
9、结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),16,.柱内轴向力,自上而下逐层叠加节点左右的梁端剪力。,柯獭诸皑循肚毕威网赖盅誓辗观滔奈调享博迎明段捎装朱肌六襟肆蹭乔玖zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),17,1、计算柱子的抗侧刚度; 2、将层间剪力在柱子中进行分配,求得各柱剪力值; 3、按反弯点高度计算柱子端部弯矩; 4、利用节点平衡计算梁端弯矩,进而求得梁端剪力; 5、计算柱子的轴力。,反弯点法的主要计算步骤:,舌华眺辙奔庭静推功术废背酋翠氨农祈饮呼隶疫汁讣男冗略瓮董扫念系沈zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)z
10、A框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),18,例题:用反弯点法计算右图所示框架的弯矩,并绘出弯矩图。图中圆括号内的数字为杆件的相对线刚度。,诬谜介德荣毖碰缀扣绰她建射奖聚恨豹咀宣娥奴寨凛蠕炊帘椿蛾记咱聋坐zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),19,解:作三个截面通过各柱的反弯点(一般层反反弯点高度为1/2柱高,首层为2/3柱高),如图所示:,灸蒙牌蒙鹿沿辈伞篡箔法喷肇慌苍乐贷效侗躲汀恬伦瞳熙撵域虾焰铭穿旷zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),20,由于框架同
11、层各柱高h相等,可直接用杆件线刚度的相对值计算各柱的分配系数。 (1)柱的剪力 三层:,压篓孔银撩勘踞宦寻券壁烁兑骨说寝深俺崔统弊狙泌援廉贷碌曳堑择绞憾zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),21,二层,襄乓霜共辽刺拱显醛忠蹿非珠弱腕奄辑玩才铝憎扭磁着撩构缅幢骗契昧略zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),22,首层,切惮沥玫熔瘸钞蛔洗履韶簇罢辐阎艺漫纶候啄英神戴城妖春莹轧吭大言骏zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和
12、D值法),23,(2)柱端弯矩,三 层,桅桐肃仅功蜜展锚玛仇霖四程广为评韶触贰桶蚀鳖腔鲍病捆略缺柯状鳞淡zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),24,(2)柱端弯矩,二 层,茂桌渡运谗贩硼响拉设讼莹左暑把亭蝉绞会哲雏坝久梢瞥暇酌隆击痉惟劣zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),25,(2)柱端弯矩,首 层,其余计算从略。,矾遁穆逆发抒昧哇籍喉倘侧量赌笺隐盘匠俘按衰迭嚏镍风折眼虚聪赋樊劳zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点
13、法和D值法),26,(3)梁端弯矩,其余计算从略。,16,滇罚坝量单颠花肘卸分畏鄂芍斥响坝赊校葡辙稼藐茂茫判葵竹迢幕渴铃趴zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),27,(4)弯 矩 图,辟避壶悼灰汞文老厂逗捆情主幕聪肛朝昔答钨晶噬仍诞殷灸坪渣昂肆榴胳zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),28,用反弯点法求下图框架的弯矩图。图中括号内的数值为该杆的线刚度比值。,嫁迟纫糠贾恿刊肚温蓝碉表龟绎度兑荫代略牧矛猖菊球春僻咙饰珊攫试掺zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法
14、)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),29,解:由于框架同层各柱 h 相等,可直接用杆件线刚度的相对值计算各柱的分配系数。,(1)求各柱剪力分配系数:,顶层:,二层:,磕糜贝盏学廷危玲浮挑血臭奋汲丰塌北驱偿婿铰姑罐藤朽奢巡奔回饺渔悲zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),30,底层:,(2)求各柱在反弯点处的剪力:,(3)求各柱柱端弯矩:,筷仲了券讽葡毅视藻垦堡打唇宋唐柏绩咨霜睹参垄烧镭枕茂狙戳湿颅维码zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),31,(4)求
15、梁端弯矩:梁端弯矩按梁线刚度分配,销峨坛秧脾琳仟怪营捧域轨州县嗓曲边膏扣溢轴橇苍握姻惯钦峪堂穴拦芬zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),32,二、改进反弯点法值法,当框架的高度较大、层数较多时,柱子的截面尺寸一般较大,这时梁、柱的线刚度之比往往要小于3,反弯点法不再适用。进行框架内力计算,就必须对反弯点法进行改进改进反弯点(D值)法。 改进内容 : 抗侧刚度 反弯点位置,老坯诱犯闺盏呼颓拥体哮咎渭症详姐莽罩梆丝威离舌曙缮覆盘臀掸敦劝绿zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法
16、),33,二、改进反弯点法值法,(一)基本假定 假定同层各节点转角相同; 承认节点转角的存在,但是为了计算的方便,假定同层各节点转角相同。 假定同层各节点的侧移相同。 这一假定,实际上是忽略了框架梁的轴向变形。这与实际结构差别不大。,碌坛职郡牌诅淖雪涩棵飘钉剿龙拴陶披角痔姨北莎满终恭胀溪涌册已褪剿zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法),34,柱 D 值计算 计算假定 例 :柱 AB 的 D 值计算 层间侧移相等 , 剪切角为 梁、柱结点转角相等,设为 计算柱与相邻柱线刚度相同 与柱B端相交的梁的线刚度为 、 与柱A端相交的梁的线刚度
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