高层建筑结构,框架结构的内力和位移计算
发布时间:2024-11-08
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第五章
框架结构的内力和位移计算
空间结构分析:PKPM、TBSA、TAT、广厦 平面结构分析: (1)结构力学方法计算:弯矩分配法 (2)近似计算方法: <a>竖向结构计算:分层法 <b>水平荷载下平面框架结构分析: 反弯点法 D值法 手算优点:容易理解结构受力性能的基本概念,掌 握结构分析的基本方法 手算缺点:繁杂、耗时高层建筑结构——框架结构内力位移计算
梁柱截面尺寸的估算 取 N (1.2 ~ 1.4) Nc
混凝土柱
根据柱的负荷面积,估算柱在竖向荷载下的轴力 N c 按轴压构件估算截面积 Ac
抗震设计时,取 N (1.1 ~ 1.2) Nc
0.9 (抗震等级三级) 要求满足: N 0.8 (抗震等级二级) Ac f c 0.7 (抗震等级一级)
混凝土梁梁高h取(1/10 ~ 1/18)l ;梁宽取 (1 / 2 ~ 1 / 3)h高层建筑结构——框架结构内力位移计算
§ 5.1计算简图一、计算单元的确定 计算简图: ◆ 杆件以轴线表示 ◆ 梁的跨度:框架柱轴线距离 ◆ 层高:结构层高,底层柱长度从基础承台顶面算起 ◆ 注意:建筑标高-结构标高=装修层高度 跨度差小于10%的不等跨框架,近似按照等跨框架计算
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§ 5.1 计算简图◆忽略框架结构纵向与横向框架之间的空间联系,忽略空间 作用
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§ 5.1计算简图二、结构构件的截面抗弯刚度 考虑楼板的影响,框架梁的截面抗弯刚度应适当提高 现浇钢筋混凝土楼盖: 中框架:I=2I0 边框架:I=1.5I0 装配整体式钢筋混凝土楼盖: 截面形式选取: 中框架:I=1.5 I0 框架梁跨中截面: 边框架:I=1.2 I0 T型截面 装配式钢筋混凝土楼盖: 框架梁支座截面: 中框架:I=I0 矩形截面 边框架:I=I0 注:I0为矩形截面框架梁的截面惯性矩高层建筑结构——框架结构内力位移计算
§ 5.2 竖向荷载作用下的近似计算方 法——分层法计算假定: 多层多跨框架在一般竖向荷载作用下,侧移小,作为无侧 移框架按力矩分配法进行内力分析 每层梁上的荷载对其它层梁的影响可忽略不计,多层框架 简化为单层框架,分层作力矩分配计算 假定上下柱的远端为固定,实际仅底层柱为固定,其它柱 端均为弹性支座。修正:除底层柱外,各层柱线刚度
乘以0.9,柱的传递系数为1/3高层建筑结构——框架结构内力位移计算
§ 5.2 竖向荷载作用下内力近似计算方法——分层法分层法计算步骤:1.首先,将多层框架分解成一层一 层的单层框架
2.用弯矩分配法计算各开口框架的内力; 3.开口框架梁的内力即为原框架相应层的内力;原框架柱的内 力需将相邻两
个开口框架中相同柱号的内力叠加; 4.内力叠加后对于不平衡弯矩较大的节点,可再作一次分配, 但不传递。高层建筑结构——框架结构内力位移计算
§ 5.2 分层法-力学知识回顾 转动刚度——对转动的抵抗能力。杆端的转动刚度以S表示,指杆端产生单位转角时需要施加的力矩。
固端弯矩
方向 +
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§ 5.2 分层法-力学知识回顾 传递系数
分配系数
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§5.2 分层法-弯矩图
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§ 5.2 分层法-计算过程
最终结果: 分层计算的梁端弯矩为最终弯矩 上下层所得同一根柱子内力叠加,得到柱的最终弯矩 节点会不平衡,误差不大。如误差较大,可将节点不平衡弯 矩再进行一次分配 根据弯矩M——剪力V——轴力N高层建筑结构——框架结构内力位移计算
柱轴力N由其上柱传来的竖向荷载和本层梁的剪力平衡求得。高层建筑结构——框架结构内力位移计算
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