结构力学-D值法.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,多层框架结构,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,框架：由梁和柱所组成的杆系结构。可用于,50m,以下的多层房屋中。,结构形式,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,*现浇式：整体性能好，抗震性能好，现场工作量大，费模板。,结构形式（按施工方法分,）,：,*装配式：标准化、工厂化生产，施工速度快，整体性能差，抗震性能弱。,*装配整体式：兼有现浇式和装配式两者的优点。,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,受力,特点,水平荷载作用下结构整体呈,剪切型变形,，单个构件以,弯曲变形,为主。,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,结构布置,*柱网的布置：柱距：,3.37.2m,，,梁跨：,4.57.0m,*承重框架的布置,横向布置,纵向布置,纵横向布置,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,当,结构不同部位荷载差异较大地基土压缩性有显著差异,沉降缝,当,平面形状复杂、高度方向有高差、质量分布不均匀,抗震缝,当,房屋过长或过宽时,伸缩缝,变形缝的设置,缝宽,50mm,缝宽,70mm,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,竖向布置,在,满足建筑功能要求的同时，尽量避免收进、挑出、抽梁、抽柱,层高为：,2.84.2m,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,构件的选型,楼盖,现浇式,装配式,装配整体式,梁、板尺寸的选择同梁板结构,一、结构的形式和布置,1.,结构形式布置,构件的选型,在装配式或装配整体式楼盖中，梁的截面形式有如下几种（可以增大净空，减小总高度）：,十字截面梁,花篮形截面梁,叠合梁,柱,截面的形式一般为矩形和方形，也可为,T,形或圆形。先按轴压估计柱的截面尺寸，在乘以,1.21.5,的放大系数,二、结构计算简图和荷载计算,1.,计算简图,横向框架计算单元,纵向框架计算单元,跨度,跨度,跨度,取,轴线间的距离,相邻楼板板底间的距离,基础顶面至一层楼板底间的距离,节点：视构造情况可以是刚节,点也可以是铰接点,二、结构计算简图和荷载计算,1.,计算简图,节点,视构造情况可以是刚节点也可以是铰接点,二、结构计算简图和荷载计算,1.,计算简图,构件截面的抗弯刚度（梁）,考虑楼板的加强作用,I,0,为不,考虑楼板加强作用时的惯性矩,*现浇式：中框架,I,=2.0,I,0,边框架,I,=1.5,I,0,*装配整体式：中框架,I,=1.5,I,0,边框架,I,=1.2,I,0,*装配式：,I,=,I,0,二、结构计算简图和荷载计算,2.,荷载计算,水平荷载按图示阴影范围计算,一般将水平荷载（风或地震）简化成作用于节点的水平集中力,竖向荷载按楼盖的形式确定，对活荷载还应作适当折减,楼面活荷载为等效均布荷载,三、框架的内力分析,1.,竖向荷载下的内力分析,弯矩分配法,结构的侧移几乎为零,可,采用力矩分配法,三、框架的内力分析,1.,竖向荷载下的内力分析,分层法,认为某层框架梁上的荷载只给本层梁及与本层梁相连的框架产生剪力和弯矩,进行弯矩分配后叠加，叠加后的不平衡弯矩再分配但不传递,三、框架的内力分析,1.,竖向荷载下的内力分析,分层法,实际上远端并非固结，为反映实际情况，做如下处理：,*除底层外，其余各柱的线刚度乘以,0.9,的折减系数,*除底层外，其余各柱的弯矩传递系数取为,1/3,三、框架的内力分析,2.,水平荷载下的内力分析,反弯点法,反弯点，此处只有剪力无弯矩,*弯矩为零点,=,反弯点,*假定：,1,）,底层反弯点在距基础顶,2/3,柱高处,2,）其它层柱的反弯点在,1/2,柱高处,三、框架的内力分析,2.,水平荷载下的内力分析,反弯点法,V,jk,V,jk,h,j,/2，or,2V,jk,h,j,/3,h,j,第,j,层,h,j,V,jk,jk,i,jk,平衡条件,梁的抗弯刚度“无穷大”,假定梁的线刚度“无穷大”,三、框架的内力分析,2.,水平荷载下的内力分析,反弯点法,i,b,l,i,br,r,M,b,l,M,b,r,M,c,b,M,c,t,*,求出各柱的弯矩后，由节点的平衡条件求的作用在梁端的总弯矩，再按梁的线刚度进行分配,*,根据梁的平衡条件求梁的剪力,三、水平荷载下的内力分析的,D,值法,反弯点法的两个,基本假定：反弯点高度不变和梁的刚度为无穷大。,给,算法带来了简化，却降低了精度,日本武藤清提出改进反弯点法即,D,值,法，对柱的侧移刚度和柱中反弯点的高度进行修正。,D,值法,：考虑柱端梁的变形和约束后，柱的侧移刚度,D,为：,考虑柱上下端节点弹性约束的修正系数。,D,值法,F,i,c,C,D,A,B,E,G,H,i,c,i,c,i,1,i,2,i,3,i,4,h,j,取,框架中的柱,AB,分析，假定：,*柱,AB,及其上下相邻柱子的线刚度为,i,c,；,*柱,AB,及其上下相邻柱子的层间位移为,j,；,*柱,AB,两端节点及其上下左右相邻各节点的转角均为,；,*,与柱,AB,相交的梁的线刚度分别为,i,1,、,i,2,、,i,3,、,i,4,。,F,i,c,C,D,A,B,E,G,H,i,c,i,c,i,1,i,2,i,3,i,4,h,j,j,H,G,D,F,B,A,C,E,M,BA,M,AB,h,j,变形后的情况,j,H,G,D,F,B,A,C,E,M,BA,M,AB,h,j,D,值法,根据,A,、,B,两点力的平衡条件：,两式相加,D,值法,j,H,G,D,F,B,A,C,E,M,BA,M,AB,h,j,AB,柱所受的剪力为：,柱的抗侧刚度,D,值法,类似地可以导出底层柱的抗侧刚度：,i,c,i,1,i,2,i,c,i,1,i,2,i,c,i,1,i,2,i,p,1,i,p,2,D,值法,求得柱的抗侧刚度,D,后，可按与反弯点类似的方法，推导出第,j,层第,k,柱的剪力：,已知柱的剪力，要求柱的弯矩，还需知道柱的反弯点位置。,D,值法,柱反弯点的位置取决于其上下端弯矩的比值。,假定同层各横梁的反弯点均在各横梁跨度的中央而该点无竖向位移。可用下列模型进行计算分别考虑各因素对反弯点的影响。,假定框架横梁的线刚度、柱的线刚度和层高沿框架高度保持不变,上下横梁刚度不同，反弯点向刚度较小的一端偏移,上下层层高变化时,D,值法,梁柱线刚度比及层数、层次的影响,柱的反弯点高度,y,0,h,，,附表,标准反弯点高度比,上下横梁刚度比的影响,对,y,0,加一增量,y,1,进行修正,，,附表,层高变化的影响,对,y,0,加增量,y,2,、,y,3,进行修正,，,附表,经,上述修正后，柱底至反弯点的高度可按下式计算：,D,值法,F,Qjk,和,yh,与反弯点法类似,柱的弯矩,梁的弯矩,