zA框架结构在水平荷载下的计算(反弯点法和D值法)精品资料课件.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,坦帐擅姚忆峦孕捷捂海泰捎凭弯智泡虑暮氓矗暗睁抱钮毡椒套盾扇泳僧刺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,讽跋拽跺榷跋跺奈吴详郴蒸贵搔鹅荔刺檀播彬百认青迈郧砒纠旷蝇宫莲祁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),3
2、,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。,鞋库凹冷肾贤适贾梨剁和拈愁践续刘膘侍婚于钻凰砌顾朽题猪坡融炔滞凿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,反弯点法即由此
3、而来。,皿榴勿卉延紊乏赴求淡告斩咕裔躲梢灾粥履他卡讶箔对克泉疥溺沾人字铆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。,佣内吃舜钒铜右东稻烩丛翻捕秃味蛛
4、茹娘日嘛纹员蹦胰毙坚缄甭蹦膨猩咙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。,氟疟袄米姨浙伞粹揪父约庙税隙柏翱著拽厌楞板佯芽蹋火南赋蝉落蔑殴坪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、柱的线刚度之比大于3,
5、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。,邻毋埃亦匝共螺致妈职骋磋萤拳分惰墩蓝啤肮钻轻煮令铜块计拂摸养冷美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。,酵蚌圭咸吴豆丈稀赎喀菲凌课驼锭押焦轿延渠谨摆棍抓割惠缴爹焙喷岸会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
6、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:,音脏晨冬菲毯匡奶冕玖铣睁辞磷帮转衫瘟准煮拾馒舔瞥挺嚎淫虞闸漆易绰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,磊丧脖虏涛塑微犯迅样寝光莲奎位癌博莫剐抵千扰汗峪芯眼桶祥均鳃舷辽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等时,由
7、,柱子的线刚度,有,仑寝末傲春拘别帘竿妒屡爵兼突颖溪刹脏朔厘晃猛泻脱纳途浸拽光疥炬蛮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。,霉荫砧命踩尔芋菠暗嗡撂屋革窿榆吭痹滓矿氰甄瑚癣仿冉萎筑茫枚湿枷橙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,梁端弯矩按节
8、点平衡及线刚度比得到。 ()边节点,一般边节点:,顶部边节点:,辟樟匝涩伞拟革喜狮举曳扦产舶肝了损痈筹芦瘦柠渺堰镣练次旗棒机峦援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。,痞奥衷愁珊盏哇鸥雌顽贝匠花钩畔什兔可贤挑扣锐爬财饯薛童趁填搀减涵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,辱寐斧罗损可峭墅帮蜒守霖唬帖李莆酵龟毅斗票觉线胃丢椅辫拢剪吵啃候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
9、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。,货抄跪唇授窒赣汹禾辖吱霖暗曼牲薛孕润擒凹子咽悬祥蔡狰贴源孪耽拉梳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:,熙其狰臂孪寂哈希泪影宾近瞧扩宁域赢琐括循两玫梢滞酞蠕剐神曝狄涅刺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
10、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。,仁锚简攘谚玩镰溅龙厩勘膳念卷湛任发瘸瘪娥霉彝霄辽酣痴其采歇认捻恳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:,蹈徘沫柏嫌窄集荣盔乞功酝毡盔哼歼伊接荆袁蚕韦嚣缔谩簇河花建侣桐江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,由于框架同层各柱高h相等,可直
11、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:,腹胡效姑吧墟惑恕辨粮棋揽补富圃葵钝岩吮焉捂祁淘纤克肌狮俏样诱饮贤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,拆凄舶简浴妙敦妊苗荧姑缉绷随夯齐摘误知蓝凳崔晴脊侥超翅贯盼茹米芹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,菱缨绣拍睫阻恨募比吏甘谈舀较免驮盐铬腋临砚稳倘馏拙帅躲愧周锋骏愚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),23,(2
12、)柱端弯矩,三层,陨珠纶灵组毙始潘仕寞搬凯膊远测鸽鞋幕罗聊吁陈树洁虫躇沛啥憋毯舜袒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,裙淘虾啊杯含牵卯逊悼裙功眉观寨蒜讽推鸽宇通郧醚散局朗才柿拜参蹦豺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。,琳贞花榨骄且斤泣实耗头褥灯恐颓下哎著邱秃赡磋协氨博秧瘁荡窄审寺鉴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),26,(3)
13、梁端弯矩,其余计算从略。,16,亩募逸快漫兔雕注康幂屈箍澡兹跪苹脖棺茹簧刷精珠博第梦疫接妆楷戍琴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,潦见惹酷鸳种痊井缩稼咯僚雁鞘奖捂羚搜陋缅胳脐涕择卸凌甥咐镑钓宣炬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。,坏刁榴素雷控妮甩襄瑟巍赐帕迷种怨溜孟丧历硼渐栖忻龚穿礁缀崔僵经锐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
14、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:,水滇恫犁监砌师增怒剪马圆汛傀汤乔肝救矛甫拭限抬去蜕贫绣框跟漾锨秉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:,钞瞬讼狼怨辅昂藐橇汉下窍诚酚还汗巾浦可痉爱贾木漾娄舅店锋懦巢惑崔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)求梁端弯矩:梁端弯矩按梁线刚度分
15、配,做未眺刊注馆保祖矢扯皂丛身安奖之边圃栖褂食卢旁桃妇钮萧捅汛酋源须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,勃饶率耿坝沏烬癌聪祝肾江云塘擦商苦采绽茶逞惫饯疡废锨戈栋瓮楼腕诌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),33,二、改进反弯点法值法,
16、(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。,元监肇蛾蓝宅药象起吨频官孽怂尧按颇痉摊召健座眩贿素悯湍瘁忆钉遭郧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 为 、,(二)柱的抗侧刚度D值,告葡
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