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1、会计学1混凝土结构设计复习混凝土结构设计复习(fx)第一页，共27页。竖向荷载作用(zuyng)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(ybn)循环2次。第1页/共27页第二页，共27页。（2）除底层柱的下端(xi dun)外，其他各柱的柱端应为弹性约束。为便于计算，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）将多层框架沿
2、高度分成若干单层无侧移的敞口框架，每个敞口框架包括包括(boku)本层梁和与之相连的上、下层柱。梁上作用的荷载、各层柱高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。及梁跨度均与原结构相同。线刚度修正线刚度修正第2页/共27页第三页，共27页。（3）用无侧移框架的计算方法(弯矩分配(fnpi)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，可对这些不平衡弯矩再作一次弯矩分配(fnpi)。传递系
3、数修正传递系数修正如用弯矩分配如用弯矩分配(fnpi)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(fnpi)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，其他各层柱的传递系数改用 1/3。第3页/共27页第四页，共27页。例题例题(lt)一一第4页/共27页第五页，共27页。框架结构水平荷载框架结构水平荷载框架结构水平荷载框架结构水平荷载(hzi)(hzi)作用下的内作用下的内作用下的内作用
4、下的内力计算力计算力计算力计算第5页/共27页第六页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计（1）原理：）原理：框架结构在水平方向作用下（如风荷载框架结构在水平方向作用下（如风荷载或者地震或者地震(dzhn)荷载作用），手算时可荷载作用），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，每杆都有一个零杆的弯矩图均为直线形，每杆都有一个零弯矩点即反弯点。弯矩点即反弯点。先求出各柱反弯点处的剪力及反弯点的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。位置
5、，即可进一步确定框架的内力。反弯点法反弯点法反弯点法反弯点法第6页/共27页第七页，共27页。计算计算(j sun)步骤：步骤：（a）确定）确定(qudng)反弯点高度反弯点高度 :（反弯点处至该层柱下端距离）（反弯点处至该层柱下端距离）上层各柱：上层各柱：（上下端弯矩相等）（上下端弯矩相等）底层柱：底层柱：（上端弯矩比下端弯矩小）（上端弯矩比下端弯矩小）反弯点位置图反弯点位置图假定：除底层外各层上、下柱两端转角相假定：除底层外各层上、下柱两端转角相同同(xin tn)，反弯点位置固定不变。，反弯点位置固定不变。第7页/共27页第八页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计（b）计算各柱侧移刚
6、度）计算各柱侧移刚度 表示柱上、下两端有侧向表示柱上、下两端有侧向(c xin)位移时在柱中产生的剪力。位移时在柱中产生的剪力。（c）同层各柱剪力分配）同层各柱剪力分配 一般一般(ybn)情况下：情况下：第8页/共27页第九页，共27页。以三层框架为例，用反弯点法计算水平以三层框架为例，用反弯点法计算水平(shupng)荷载荷载作作用下框架的内力。用下框架的内力。顶层顶层因此各柱的剪力为：因此各柱的剪力为：3-173-18第9页/共27页第十页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)帮帮 助助u 第二第二层层各柱的剪力为：各柱的剪力为：3-1
7、9第10页/共27页第十一页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计第3章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)帮帮 助助u 第一第一层层各柱的剪力为：各柱的剪力为：3-20第11页/共27页第十二页，共27页。（d）柱端弯矩计算）柱端弯矩计算 反弯点位置反弯点位置(wi zhi)及该点剪力确定及该点剪力确定后，柱端弯矩：后，柱端弯矩：第12页/共27页第十三页，共27页。例题例题(lt)二二用反弯点法计算框架用反弯点法计算框架(kun ji)的内力的内力第13页/共27页第十四页，共27页。框架在水平荷载框架在水平荷载(hzi)作用下的侧移由梁柱弯曲作用下的侧移由梁柱弯曲 变形和柱的
8、轴向变形产生，为剪切型变形。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（柱轴向变形引起的侧移很小）。侧移验算侧移验算(yn sun)第14页/共27页第十五页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计1、框架层间侧移：、框架层间侧移：2、层侧移：层侧移：3、顶点、顶点(dngdin)侧移：侧移：4、变形验算：、变形验算：第15页/共27页第十六页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计n侧移值的计算侧移值的计算框架层间侧移框架层间侧移j层侧移层侧移第第j层的总剪力层的总剪力第第j层各柱
9、侧向总刚层各柱侧向总刚度度3-263-27第16页/共27页第十七页，共27页。例题例题(lt)三三框架框架(kun ji)顶点侧移计算顶点侧移计算第17页/共27页第十八页，共27页。等高排架内力等高排架内力(nil)分分析析第18页/共27页第十九页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计柱顶在水平集中力作用柱顶在水平集中力作用柱顶在水平集中力作用柱顶在水平集中力作用(zuyng)(zuyng)下的等高下的等高下的等高下的等高排架内力分析（排架内力分析（排架内力分析（排架内力分析（p129p129图）图）图）图）第19页/共27页第二十页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计v 柱顶作用
10、的水平力与各柱顶的水平剪力平衡柱顶作用的水平力与各柱顶的水平剪力平衡 2-10v 横梁轴向刚度无穷大，各柱顶的位移相等横梁轴向刚度无穷大，各柱顶的位移相等 2-11v 各柱的柱顶剪力和柱顶位置的关系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(tiojin)：平衡条件(tiojin)、变形条件(tiojin)和物理条件(tiojin)求解柱顶剪力。第20页/共27页第二十一页，共27页。混凝土结构设计混凝土结构设计2-13v 解联立方程求得各柱柱顶剪力解联立方程求得各柱柱顶剪力2-14式中式中 为第为第i根柱的剪力分配系数：根柱的剪力分配系数：在柱顶集中力作用下，可直接用
11、剪力分配(fnpi)法求解。求得柱顶剪力求得柱顶剪力 后，用平衡条件可得到后，用平衡条件可得到(d do)排架柱各截面的弯矩和剪力。排架柱各截面的弯矩和剪力。第21页/共27页第二十二页，共27页。总结：总结：总结：总结：当排架柱顶作用水平集中力当排架柱顶作用水平集中力当排架柱顶作用水平集中力当排架柱顶作用水平集中力F F时，各柱的剪力按其抗时，各柱的剪力按其抗时，各柱的剪力按其抗时，各柱的剪力按其抗剪刚度与各柱的抗剪刚度总和剪刚度与各柱的抗剪刚度总和剪刚度与各柱的抗剪刚度总和剪刚度与各柱的抗剪刚度总和(zngh)(zngh)的比例关系进行的比例关系进行的比例关系进行的比例关系进行分配，也即剪
12、力分配法；分配，也即剪力分配法；分配，也即剪力分配法；分配，也即剪力分配法；剪力分配系数必满足剪力分配系数必满足剪力分配系数必满足剪力分配系数必满足 。各柱的柱顶剪力各柱的柱顶剪力各柱的柱顶剪力各柱的柱顶剪力 仅与仅与仅与仅与 的大小有关，而与其作用位的大小有关，而与其作用位的大小有关，而与其作用位的大小有关，而与其作用位置无关，但置无关，但置无关，但置无关，但 的作用位置对横梁的内力由影响。的作用位置对横梁的内力由影响。的作用位置对横梁的内力由影响。的作用位置对横梁的内力由影响。第22页/共27页第二十三页，共27页。任意任意任意任意(rny)(rny)荷载作用下等高排架的内力分析荷载作用下
13、等高排架的内力分析荷载作用下等高排架的内力分析荷载作用下等高排架的内力分析（p130p130图）图）图）图）恒载作用位置及相应的计算简图恒载作用位置及相应的计算简图第23页/共27页第二十四页，共27页。任意荷载作用下等高排架的内力分析任意荷载作用下等高排架的内力分析第24页/共27页第二十五页，共27页。不能直接应用剪力法，但通过柱顶加铰支连杆可以(ky)通过转换用剪力分配法求解。分四步走：v 在排架柱顶附加一个在排架柱顶附加一个(y)不动铰支座，限制其水平侧移；不动铰支座，限制其水平侧移；v 叠加上述计算结果，可得到排架在任意荷载作用叠加上述计算结果，可得到排架在任意荷载作用(zuyng)
14、下的下的v 柱顶剪力，至此，排架各柱的内力即可求解。柱顶剪力，至此，排架各柱的内力即可求解。v 此时排架变为多根一次超静定柱，利用柱顶反力系数此时排架变为多根一次超静定柱，利用柱顶反力系数 可求得各柱顶反力可求得各柱顶反力Ri（p130p130图图图图2.5.102.5.10）及相应的柱端剪力，则柱顶假及相应的柱端剪力，则柱顶假想想 的不动铰支座反力为的不动铰支座反力为 ;v 撤除不动铰支座，将撤除不动铰支座，将R反向加于排架柱顶，用剪反向加于排架柱顶，用剪 力分配法将其分配给各柱，求得柱顶分为力分配法将其分配给各柱，求得柱顶分为 ;第25页/共27页第二十六页，共27页。例题例题(lt)四四 任意荷载作用下等高排架的内力(nil)计算第26页/共27页第二十七页，共27页。