框支结构的抗侧移刚度影响因素

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影响多层框架结构侧移的几个因素

影响多层框架结构侧移的几个因素

影响多层框架结构侧移的几个因素刘继军(北京中天元有限责任公司)[提要]多层框架结构的水平作用,地震作用起决定因素,而风荷载不起控制作用。

建于八度区III类场地土上的多层框架结构,水平弹性位移又是结构形式及构件截面尺寸的决定因素。

[关键词] 水平地震作用III类场地土层间弹性位移角一、前言北京经济技术开发区地处漯水故道附近,地质情况较为复杂,抗震设防烈度为八度,建筑场地类别为III类,建筑场地类别为中软场地土,最近我们在开发区做了些小型办公楼、学校、超市等,结构形式为框架结构,层数为3~5层,高度20米左右,结合新老建筑抗震设计规范对抗震变形要求的差别,总结了一些自已的粗浅看法。

二、先谈一下新老规范对抗震变形的要求。

到今年年底废止的老规范(GBJ11-89),对框架结构在抗震计算时的层间弹性位移角限值[θe]为1/450,只在考虑砖填充墙的抗侧力作用下才为1/550。

而新规范(GB50011-2001)对层间弹性位移角限值[θe]的控制要求严格了,统一为1/550,这给三~五层的框架结构设计带来了一定的困难。

三、对影响弹性层间位移角限值的因素很多,其中场地类别对其影响尤为厉害。

同样的结构形式,在III类场地上截面尺寸为600的框架柱,变形不能满足规范的要求,而在II类场地上只需500的柱截面就能很容易满足规范的要求。

可见,场地类别对变形的影响重大,此时柱截面并不是以轴压比控制,而是变形为主要的控制因素。

其它还有很多因素对结构弹性位移也有影响,下面就一一介绍。

(一)建筑物的体形建筑物体形的规则与否,对结构弹性位移也有很大影响。

建筑物体形是否规则,直接影响到结构的抗震设计是否合理,建筑物的造价是否经济,好的建筑方案,应是既能满足建筑功能,结构受力简单明了,经济造价较低。

建筑物体形不规则包括平面不规则和竖向不规则。

平面不规则又包括扭转不规划、凹凸不规划和楼板局部不连接,竖向不规则包括侧向刚度不规划,竖向抗侧力构件不连续,和楼层承载力突变。

影响钢筋混泥土框架节点抗震性能的因素

影响钢筋混泥土框架节点抗震性能的因素

影响钢筋混泥土框架节点抗震性能的因素摘要:住宅的钢筋混凝土框架结构的基本要求是指以混凝土钢筋浇捣成,为了达到底层框架抗震设计抗震墙砖房的基本要求,随着建筑功能和建筑造型要求日趋多样化,随着我国钢材量的不断提高,组合结构的钢一混凝土在建筑行业得到了迅猛的发展。

就本文而言,本文讨论了影响框架节点抗震性能钢筋混凝土的一些因素,供给框架节点钢筋混凝土的抗震设计作为学习作用。

关键词:框架抗震性能钢筋混凝土抗震效果Abstract: the house of the reinforced concrete frame structure are basic requirements of the reinforced concrete poured refers to hin, in order to reach the bottom frame aseismic design of brick building aseismic walls basic requirements, with the building function and architectural modeling requirement becoming more diverse, with China’s steel quantity unceasing enhancement, combination of steel structure in a concrete construction industry has developed rapidly. This paper is concerned, this paper discusses the impact of reinforced concrete frame node, the seismic performance of some factors, supply framework node of the seismic design of reinforced concrete as learning effect.Keywords: frame aseismic performance reinforced concrete seismic effect近年来,抗震的理论的不断发展,“弱梁强柱,强剪弱弯,更强节点”已经成为在延性设计的钢筋混凝土框架结构上工程界的共识。

关于抗震设计中影响混凝土框架结构刚度诸多因素的分析

关于抗震设计中影响混凝土框架结构刚度诸多因素的分析

关于抗震设计中影响混凝土框架结构刚度诸多因素的分析[摘要]刚度是结构的一个重要指标,但是在实际设计中,由于计算模型的简化和非结构因素的作用,导致结构计算刚度与实际刚度存在一定偏差。

本文对框架结构设计过程中常见影响刚度各种因素进行分析,并初步提出设计中的应对措施。

[关键词]框架结构;抗震设计;刚度影响结构计算刚度与实际刚度偏差的诸多因素实际结构往往是很复杂的,进行结构计算以前,必须加以简化,用一个简化的力学计算模型来代替实际结构,这个计算模型应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径[1],反映实际结构主要受力和变形特点,同时计算模型可以略去部分次要细节以便于计算。

计算模型简化程度取决于所使用计算工具,有比较符合实际的有限元结构计算模型,也有适用于手算的简单力学模型。

钢筋混凝土框架结构的计算刚度往往与其实际刚度有较大出入,笔者认为,此偏差主要来自于现有计算软件对力学计算模型的简化,没有计入那些难于准确计算的因素造成的。

总体来说,没有计入的那些因素,常常使结构的计算刚度小于实际刚度,但在特定条件下也会使计算刚度大于实际刚度,主要表现为以下几方面:(一)造成计算刚度小于实际刚度的原因有如下几种情况: 1.填充墙等非结构构件的刚度影响现有计算软件对钢筋混凝土框架结构的设计计算中,一般无法计算填充墙、装修(饰)材料、支撑、设备等非结构构件的刚度对结构整体刚度的贡献。

实际工程中,填充墙等非结构构件,尤其是砖填充墙的刚度对结构刚度的影响是不能忽略的,由于未考虑砖填充墙的刚度常常使结构计算周期比结构实测自振周期(周期的大小与结构刚度成反比,实测周期可以直观的反应结构刚度大小)大很多,填充墙的影响与填充墙的材料性能、数量、单片墙体长度、墙体完整性(开洞情况)、平面分布及与框架的连接等情况息息相关。

定性地说,填充墙的数量多、单片墙体长度大、墙体开洞少且小、与框架连接好,它对框架结构的刚度的影响就越大,反之就越小。

关于框剪结构设计的影响因素探析

关于框剪结构设计的影响因素探析

关于框剪结构设计的影响因素探析框剪结构是最主要的抗侧力构件,拥有着极强刚度,通过优良的性质,从容满足我国当前对建筑抗震设计的要求,更好的为我国建筑行业的健康发展,保驾护航。

1 框剪结构的概念设计在当前的建筑抗震设计过程中,从一定程度上来说,概念设计要远远重要于分析计算,由于建筑结构受力的繁琐复杂,而且目前科学技术对地震的认识还存在局限性,而且,施工安装以及材料的性能等差异,都会影响到结构抗震分析技术的精准性,使其结构计算结果和实际世界差异较大.”抗震概念设计”是指通过抗震要求,尽可能的减少破坏程度从而对基础及地基进行选择,并且设计建筑平立面、结构等布置,注意抗震的薄弱环节,合理选择材料的延性,再通过合理的设计计算和结构的处理措施,从而设计出优良抗震能力的建筑。

在进行概念设计时,需要对多方面因素进行考虑,比如场地情况、梁柱截面、材料强度、地理位置以及剪力墙的布置位置等,都会对其进行影响,剪力墙是框架结构最主要的抗剪力构件,应用框架结构时,需要将其主轴方向均设置剪力墙,从而构成双向的抗剪力结构,尤其是当抗震强度较高时,防止发生单向布置,通过控制各种参数指标,从而对其进行全方位的概念设计。

2 框剪结构的结构设计2.1 布置剪力墙在进行框剪结构剪力墙的布置时,通常均匀布置与建筑四周,并且积极发挥抗扭性能。

一般来讲,假如平面的凹凸变化较大,那么该部分的结构能力也相对比较薄弱,通常在其凸出部分进行剪力墙的布设,对其抗剪能力予以加强,纵横的剪力墙应该尽可能的在一起连接,或者将其设置值具备边框的框剪剪力墙,并且形成T 形、L 形以及口字型,尽量将其结构刚心与建筑质心发生重叠,从而提高剪力墙的抗扭能力以及刚度,与此同时,还要遵从均匀、对称、连续以及周边的原则。

2.2 控制刚度特征值一般来说,刚度特征值越小,则结构的刚度越强。

目前,框架结构是最主要的抵抗地震作用的结构,如果抗侧刚度条件较差,那么结构将难以适应变形需求,从而导致框架受力较高,梁柱的截面尺寸也相应变大,从而降低框剪结构的使用性能。

影响框架结构抗震性能的因素浅析

影响框架结构抗震性能的因素浅析

影响框架结构抗震性能的因素浅析摘要:建筑结构抗震设计在框架结构设计中的地位日益重要,文章对影响工业与民用框架结构抗震性能的因素进行了简要的总结,为了减轻地震对建筑物顶部突出部分的破坏作用及影响,文章通过简要阐释,得出地震荷载作用下,结构的“鞭梢效应”产生的原因和条件,并为结构抗震设计提出建议。

关键词:建筑结构;刚度;延性;主振型;鞭梢效应建筑结构具有很多形式,包括砌体结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、索膜结构、筒体结构等,不同的结构形式,其抗震性能有明显的不同。

建筑的抗震等级一般是由多层和高层钢筋混凝土结构、构件进行抗震设计计算和确定并最终构造措施的标准。

为了抗震设计的安全可靠与经济合理,应充分考虑多方面因素及各种不同情况,并且针对钢筋混凝土结构、构件的抗震要求,在计算和构造上应区别对待。

因此,地震作用越大(或房屋高度越大),抗震要求亦越高;对于不同的结构体系,应有不同的抗震要求。

此外,同一结构中的不同部位以及同一种结构形式在不同结构体系中所起的作用不同,其抗震要求也应有所区别。

例如,在框架结构中,框架是主要抗侧力构件,而在框架一抗震墙结构中,框架是次要抗侧力构件(抗震墙是主要抗侧力构件),因此框架结构中的框架应比框架一抗震墙结构中的框架抗震要求高。

又如,在部分框支抗震墙结构中,框支层由于刚度和强度的削弱,往往成为塑性变形集中的薄弱楼层,因此其落地抗震墙底部加强部位的抗震要求就应高于一般抗震墙的抗震要求。

为此,我国抗震规范和高层规程综合考虑建筑抗震重要性类别、地震作用(包括区分设防烈度和场地类别)、结构类型(包括区分主、次抗侧力构件)和房屋高度等因素,对钢筋混凝土结构划分了不同的抗震等级。

抗震等级的高低,体现了对抗震性能要求的严格程度。

不同的抗震等级有不同的抗震计算方法及相应的构造措施要求,从最高等级四级到一级,抗震要求依次提高;高层规程中还规定了抗震等级更高的特一级。

对于砌体结构,由于整体性比较差,抗震性能较差,对其进行科学的配筋,可有效的提高其抗震性能,但也只限于多层建筑,已经逐渐退出建筑市场。

高架桥框架支撑设计的刚度控制

高架桥框架支撑设计的刚度控制

高架桥框架支撑设计的刚度控制随着城市化进程的加快,越来越多的高架桥被用于道路交通系统中,以缓解城市交通拥堵问题。

而高架桥的设计和建造中,刚度控制是一个非常重要的因素。

本文将讨论高架桥框架支撑设计的刚度控制问题,并对其影响因素进行分析。

刚度是指结构物对力的反应能力。

在高架桥的设计中,合理地控制刚度是确保结构物在使用过程中不发生变形、下沉等安全问题的基础。

高架桥的刚度控制主要通过以下几方面进行:首先,设计师需要充分了解结构物的使用需求,包括桥梁的载荷、交通状况、使用年限等。

这些因素将直接影响到刚度的控制,因此必须在设计初期进行详细的分析和计算。

例如,在繁忙的城市交通中,高架桥需要承受大量的车辆荷载,这就要求桥梁设计要有足够的刚度来抵抗荷载的影响。

其次,材料的选择也对刚度控制有着重要的影响。

高强度的材料可以提高桥梁的刚度,从而减小变形的可能性。

而材料的选择又需要考虑经济性和可行性,因此必须在不同的因素之间进行权衡。

控制刚度的一个常见方法是使用预应力混凝土材料,其高度的抗拉强度可以有效增加结构物的刚度。

此外,桥梁的布置和结构形式对刚度控制也有很大的影响。

例如,在跨越大跨度的桥梁中,通常会采用悬臂梁或斜拉索等结构形式,以增加桥梁的刚度。

此外,支撑点的设置和相互连接方式也会对刚度产生影响。

合理的桥墩、桥台的布置可以增加结构的整体刚度。

最后,桥梁的施工工艺和监测监控也是刚度控制的重要环节。

在施工过程中,需要对桥梁的各个部位进行严格的控制,确保结构物的几何形状和刚度。

此外,桥梁的使用过程中也需要定期进行监测,及时发现和修复可能存在的刚度问题。

综上所述,高架桥框架支撑设计的刚度控制是一个复杂而重要的问题,需要综合考虑桥梁的使用需求、材料选择、结构形式、施工工艺和监测等方面的因素。

只有合理地控制刚度,才能确保高架桥的安全、稳定地使用,并且在城市交通系统中发挥良好的交通疏导作用。

因此,在高架桥的设计和建造中,刚度控制应被视为一个重中之重的问题,需要专业设计师和工程师进行仔细计算和严格控制。

支撑类型和布置方式对高层钢框架结构抗侧移刚度的影响

支撑类型和布置方式对高层钢框架结构抗侧移刚度的影响

钢结构工程研究⑥ 《钢结构》2006增刊220支撑类型和布置方式对高层钢框架结构抗侧移刚度的影响陈明华 高轩能(华侨大学土木工程学院,泉州,362021)提 要:以高层钢框架支撑结构为对象,建立了典型的钢框架支撑结构抗侧移刚度理论分析模型,通过计算不同支撑类型及支撑布置方式下的钢框架支撑结构顶点位移,研究了支撑型式对高层钢框架结构抗侧移刚度的影响。

研究结果表明,对于不同的支撑类型,支撑沿竖向集中布置于中间跨的钢框架结构抗侧移刚度好于将支撑布置在边跨以及其他跨上。

对于相同的支撑布置方式,单斜杆中心支撑框架明显比人字形中心支撑框架经济。

关键词:支撑类型 布置方式 高层钢框架 顶点位移 抗侧移刚度1.引言由于纯框架体系刚度小,通常6层以上的钢框架结构建筑,层间位移起控制作用,增加支撑体系,可提高结构整体刚度,减少梁、柱用钢量,并使梁、柱节点承受的弯矩减小,节点构造也相对简单,因而框架-支撑体系在中、高层钢结构建筑中得到了广泛应用[1]。

但在中、高层钢结构中,有多种支撑布置方案可供选择,如中心支撑、偏心支撑等,每种支论尚待商榷。

及支撑布置的经济性。

本文以常用的3框架模型(简称模型1)(简称模型2)和偏心支撑框架模型(简称模型3),以考察支撑类型对钢框架支撑结构的钢结构工程研究⑥ 《钢结构》2006增刊221抗侧移刚度的影响。

3种模型均采用6跨20层的钢框架支撑结构。

钢框架几何尺寸、梁柱截面和荷载作用情况如图1所示。

为分析方便起见,取框架的梁柱截面相同,支撑杆件采用893φ×的热轧无缝钢管,水平荷载简化为顶层作用集中力P =100kN 。

为了反映支撑布置方式对钢框架支撑结构的抗侧移刚度的影响,本文对各个计算模型均采用了若干种不同的支撑布置方式。

对于模型1,采用了11种支撑布置方式(如图2所示);对于模型2,采用了3种支撑布置方式(如图3所示)。

对于偏心支撑,文献[3]指出,耗能梁段长e =(1~1.3)M p /V p 时,该梁段对偏心支撑框架的承载力、刚度和耗能特别有利,本文计算模型的M p /V p =1.416m ,因此,对于模型3,分别取耗能梁段长e =1.35m 、1.4m 和1.45m ,各采用5种支撑布置方式(如图4所示)。

填充墙对框架结构体系侧移刚度的影响

填充墙对框架结构体系侧移刚度的影响

结构删移刚鹰的 彩响规律 ,为框 架结构抗 震设计提供理论傲据和建议

两 …
填 充墙对 框架 鲭构 懈移 刚 的影 响规律 结 度
果 表明 :填 屯墙一 框 架蛄 构体 系的侧 牡 目度 {
t 填充墙 一 框架ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构侧移刚度分析的
基本 原理
1】 . 带填充墙的框架结构的侧移刚度 H 筇 公式 ; ‘ 根据填充墙 榧架结掏体系在水平力 作用 下的 I作时 +砖砌体 填充辅 弹性模 睦取惮塑性模 .根据 文献 .即为弹性 梗量乘 以 ・ 个折减 系数,该系 数可取 O.
2单层填充墙一 框架结构侧移刚度 一 实例 分析
根 据 工程常 见情况 ,取 一单 层 单跨 . 填充 墙榧架为 例按 本文方法进行 分析 : 框架部分 :层高为 I = . T - 3 9【,跨度 t 】 为 B n ,涟凝 土强度等级 C 0 4 1 2 挫尺 r 为O 4 X0 4 .粱尺 寸为 0 2 . m , . .m: .5x0 4 : 混凝土弹性模量为 E - 5 1 mm: c 2 5 x 0N/ {
平面 上 分 布均 对 称 ,厚 2 0 m ,砂 浆 4r a 强 度 等 级 M 5,砌块 强 度 等 级 M Ul ,则 0 强 度 f .N/a , 性 模 量 E 2 0 N/ =15 rm! 弹 … 40
I I ! n n

增加墙体逐渐减弱 ,当填充墙未开洞时其
侧移 刚 度 甚 至 比 无填 充墙 框 架 提 高 了 6 0 % ;开 洞 填 允 墙 对 结 构 的 侧 移 刚 度 影 响 还 与开 洞 位 置 有 关 ,洞 口在 墙 中 部 时 侧 移 刚 度 最 小 ,靠 边 部 时 较 大 。

框架的抗侧刚度

框架的抗侧刚度

框架的抗侧刚度框架的抗侧刚度是评估框架结构在侧向力作用下抵抗变形能力的重要指标。

在建筑工程中,框架结构广泛应用于各种建筑类型,如住宅、办公楼、桥梁等。

框架的抗侧刚度不仅关系到结构的安全性,还直接影响其使用功能和舒适度。

因此,对框架的抗侧刚度进行深入研究和合理设计至关重要。

一、框架抗侧刚度的基本概念抗侧刚度是指结构在受到侧向力(如风荷载、地震作用)时,抵抗侧向变形的能力。

对于框架结构而言,其抗侧刚度主要由梁、柱等构件的刚度和节点连接方式决定。

在侧向力作用下,框架结构会产生侧移,侧移的大小与结构的抗侧刚度成反比。

因此,提高框架的抗侧刚度是减小结构侧移、保证结构安全的有效手段。

二、影响框架抗侧刚度的因素1. 梁柱截面尺寸:梁柱的截面尺寸是影响其刚度的主要因素。

截面尺寸越大,梁柱的刚度越大,框架的整体抗侧刚度也相应提高。

2. 材料性质:材料的弹性模量、屈服强度等性质对框架的抗侧刚度有显著影响。

弹性模量大的材料,其受力后的变形较小,有利于提高结构的抗侧刚度。

3. 节点连接方式:节点是框架结构中力的传递和分配的关键部位。

节点的连接方式(如刚接、铰接)直接影响框架的抗侧刚度。

刚接节点能传递弯矩和剪力,使框架结构具有较好的整体性和抗侧刚度;而铰接节点仅传递剪力,对框架的抗侧刚度贡献较小。

4. 结构布局:框架结构的布局形式(如跨度、层数、高宽比等)也会影响其抗侧刚度。

一般来说,跨度小、层数少、高宽比小的框架结构具有较大的抗侧刚度。

5. 支撑系统:在框架结构中设置支撑(如斜撑、剪刀撑等)能有效提高结构的抗侧刚度。

支撑系统能将侧向力分散到更多的构件上,减小结构的侧移。

三、提高框架抗侧刚度的措施1. 增大梁柱截面尺寸:通过增大梁柱的截面尺寸来提高其刚度,从而增强框架的整体抗侧刚度。

但需注意,截面尺寸的增大可能会导致结构自重增加,对地基和基础的要求也相应提高。

2. 采用高强度材料:使用高强度材料(如高强度混凝土、钢材等)可以提高框架的抗侧刚度。

钢框架支撑结构的分析方法及影响因素

钢框架支撑结构的分析方法及影响因素

钢框架支撑结构的分析方法及影响因素作者:张丽娟孙绍霞来源:《城市建设理论研究》2013年第14期摘要:本文介绍了钢框架支撑结构的各种分析方法及影响因素,钢框架支撑结构高等分析方法将是未来钢框架支撑结构分析方法重点研究方向。

关键词:钢框架支撑结构;影响因素;高等分析方法中图分类号: TU391 文献标识码: A 文章编号:引言:在最近的十几年里随着计算机技术的发展,把钢结构的高等分析应用于设计已成为一种可能。

高等分析方法是一种能准确描述结构极限状态的二阶弹塑性分析方法,并且不需要对组成结构的单个构件进行繁琐的验算,一次计算一次完成,因此,高等分析方法是一种更为有效和更加精确的钢结构分析方法。

1、钢框架支撑结构分析方法钢框架支撑结构分析方法主要分为一阶弹性分析、二阶弹性分析、一阶弹塑性分析、二阶弹塑性分析、以及考虑了构件本身存在的残余应力、几何初始缺陷等因素的高等分析方法、以及考虑节点半刚性的高等分析方法。

按结构变位前的轴线建立平衡方程进行分析的称为一阶分析,按结构在己变形状态下的平衡进行分析的称为二阶分析,也就是考虑变形对外力效应的影响的分析。

我国钢结构规范((GB50017-2003)规定了两种设计分析方法,一种是传统的一阶弹性分析法,另一种是对∑N·△U/∑H·h>0.1的框架结构宜采用二阶弹性分析方法即只考虑框架整体P-△效应的二阶分析法。

现阶段钢框架支撑结构的研究方向是既考虑局部构件P-δ效应又考虑框架整体P-△效应的二阶分析法。

2、各种因素对钢框架支撑结构影响影响钢框架支撑结构的因素有很多,主要分为两大类:第一类是影响钢框架支撑结构性能的因素,第二类是结构体系的不同对钢框架支撑结构的影响。

2.1影响钢框架支撑结构性能的主要因素影响钢框架支撑结构性能的主要因素可分为三类:①几何非线性;②材料非线性;③节点区域的非线性。

几何非线性影响主要有:P-Δ效应和P-δ效应。

材料非线性影响主要有:塑性扩展和残余应力。

关于抗震设计中影响混凝土框架结构刚度诸多因素的分析

关于抗震设计中影响混凝土框架结构刚度诸多因素的分析

关于抗震设计中影响混凝土框架结构刚度诸多因素的分析[摘要]刚度是结构的一个重要指标,但是在实际设计中,由于计算模型的简化和非结构因素的作用,导致结构计算刚度与实际刚度存在一定偏差。

本文对框架结构设计过程中常见影响刚度各种因素进行分析,并初步提出设计中的应对措施。

[关键词]框架结构;抗震设计;刚度影响结构计算刚度与实际刚度偏差的诸多因素实际结构往往是很复杂的,进行结构计算以前,必须加以简化,用一个简化的力学计算模型来代替实际结构,这个计算模型应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径[1],反映实际结构主要受力和变形特点,同时计算模型可以略去部分次要细节以便于计算。

计算模型简化程度取决于所使用计算工具,有比较符合实际的有限元结构计算模型,也有适用于手算的简单力学模型。

钢筋混凝土框架结构的计算刚度往往与其实际刚度有较大出入,笔者认为,此偏差主要来自于现有计算软件对力学计算模型的简化,没有计入那些难于准确计算的因素造成的。

总体来说,没有计入的那些因素,常常使结构的计算刚度小于实际刚度,但在特定条件下也会使计算刚度大于实际刚度,主要表现为以下几方面:(一)造成计算刚度小于实际刚度的原因有如下几种情况: 1.填充墙等非结构构件的刚度影响现有计算软件对钢筋混凝土框架结构的设计计算中,一般无法计算填充墙、装修(饰)材料、支撑、设备等非结构构件的刚度对结构整体刚度的贡献。

实际工程中,填充墙等非结构构件,尤其是砖填充墙的刚度对结构刚度的影响是不能忽略的,由于未考虑砖填充墙的刚度常常使结构计算周期比结构实测自振周期(周期的大小与结构刚度成反比,实测周期可以直观的反应结构刚度大小)大很多,填充墙的影响与填充墙的材料性能、数量、单片墙体长度、墙体完整性(开洞情况)、平面分布及与框架的连接等情况息息相关。

定性地说,填充墙的数量多、单片墙体长度大、墙体开洞少且小、与框架连接好,它对框架结构的刚度的影响就越大,反之就越小。

影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的十四个因素

影响钢筋混凝土框架节点抗震性能的十四个因素
1前 言 .
近年 来 . 着 抗 震随 在 构 的 延 性 设 计 上 ,强 剪 弱 弯 , 梁 强 柱 , 强 节 点 ” “ 弱 更 已经 成 为
工 程 界 的共 识 。这 种 “ 力 设 计 ” 能 的思 路 确 保 钢 筋 混 凝 土 结 构 在地 震 作 用 下 , 次 在 梁 端 和 柱 端 出 现 塑 性 铰 , 过 塑 性 耗 能 依 通 机 构 避 免 在 较 强 的地 震 作 用 下 结 构 产 生 严 重损 伤 和 在更 强 地 震 作 用 下 发 生 危 及 生 命 安 全 的局 部 或 整体 失 效 。 而 钢 筋 混 凝 土 框 架 节 点 在 结 构 达 到 预 计 的最 不 利 非 弹性 反 应 之 前 不 应 出 现剪切失效 , 并具 有 一 定 的耗 能 能 力 。 钢 筋 混凝 土 框 架 结 构 的 延 性 是 反 映 结 构 在 荷 载作 用 下 , 进 入 非 线 性 状 态 后 在 承 载 力 没 有 显 著 降低 情 况 下 的 变 形 能 力 。对 于 延 性 大 的 结 构 , 产 生 的 塑 性 变 形 也 大 , 永 久 变 形 其 但 太 大 . 构 可 能在 重 力 作用 下 引 起坍 塌 , 可 能 使 结 构 的 损 坏 结 也 部 位 不 可 修 复 。因 此 , 钢 筋混 凝 土 框 架 结 构 的 设 计 上 , 须 在 必 综 合 考 虑 一 定 程 度 的 承 载 能 力 和一 定 范 围 的延 性 。 钢 筋 混 凝 土 框 架 节 点 的受 力 机 理 指 通 过合 理 的 计 算 假 定 模 式 , 述 由 梁 、 、 传 来 的 内力 ( N、 T 在 框 架 节 点 核 描 板 柱 M、 V、 ) 芯 区 的传 递 和 由此 产 生 的各 种 破 坏 型 式 。 目前 较 流 行 的 有 三

多_高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响

多_高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响

多_高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响多、高层钢结构支撑的布置方式对框架侧向刚度的影响周学军陈鲁曲慧(山东建筑工程学院济南250014)摘要高层钢结构的结构形式多种多样,其中以撑系框架最为常用。

建立了典型的钢框架模型,通过计算支撑布置方式相同的6层和20层框架的顶点位移,考察竖向支撑对不同高度框架的承载能力和侧移刚度的影响,以及相同高度下,支撑方式不同对框架的承载能力和侧移刚度的影响。

在此分析的基础上,探讨了高层钢结构支撑的布置形式对框架侧向刚度的影响规律。

关键词支撑布置框架抗侧移刚度影响EFFECTS OF LAYOUT OF BRACES FOR MU LTIST ORE Y AN D HIGH2RISE STEE LSTRUCTURES ON LATERAL STIFFNESS OF FRAMESZhou X iejun Chen Lu Qu H ui(Shandong Institute of Architectural Engineering Jinan 250014)ABSTRACT The braced system is most frequently used for various types of high2rise steel structures1A typical model of steel frames is set up1Through calculating top displacements of a62storeyed frame and a202storeyed frame with identical brace layout,it is examined that the effects of vertical braces on the bearin g capacity and lateral stiffness of the frames with different heights,and the effects of the different brace forms on the bearin g capacity and lateral stiffness of the frames with identical heights1And on the basis of which the influencing law of the brace layout forms for high2rise steel structure on lateral stiffness of the frames is also ex plored1KE Y WOR DS brace layout lateral stiffness of frames influence高层钢结构常用的结构形式有:半刚接框架、刚接框架、撑系框架、交错桁架体系、偏心支撑体系、撑系框架与刚接框架相互作用体系、外伸带状桁架体系、框筒体系、桁架筒体及束筒等。

刚度特征值对结构侧移和内力分配的影响

刚度特征值对结构侧移和内力分配的影响

刚度特征值对结构侧移和内力分配的影响刚度特征值对结构侧移和内力分配的影响:
λ为框架-剪力墙体系的刚度特征值,它是一个框架与剪力墙刚度比有关的参数对于铰接体系λ=H(Cf/EcIeq),对于刚接体系λ=H(Cf+Cb/EcIeq),对于变形的影响当λ≤1时,框架的作用已经很小,框架-剪力墙结构基本上为弯曲变形λ≥6时剪力墙的作用已经很小,框架-剪力墙结构基本上为整体剪切变形若考虑连梁的约束作用,结构刚度特征值λ增大侧向位移减小,对于内力的影响,总框架与总剪力墙之间的剪力分配与刚度特征值λ很大关系,当λ=0时框架剪力为零,剪力墙承担全部剪力,当λ很大时,框架几乎承担全部剪力,当λ为任意值时,框架和剪力墙按刚度比各承担一定的剪力。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。

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节点刚域对框架结构抗侧刚度的影响

节点刚域对框架结构抗侧刚度的影响
竖向 刚域 、 水平 刚域 、 全 刚域 的施 加等 , 利用 E t a b s 模 型研 究节 点 刚域 对框 架抗侧 刚度 的影 响 。最 后 , 通
过 实际 工程 分 析 , 验 证 了节 点刚域 对 结构抗 侧 刚度影 响 的适 用性 , 为工 程设 计提供 参 考 。 关 键词 节点 刚域 , 抗侧 刚度 ,框 架结 构 ,有 限元分 析
c h a n g e d t o s t u d y t h e i n l f u e n c e o f r i g i d z o n e o f f r a m e j o i n t s o n f r a me l a t e r a l r e s i s t a n c e s t i f f n e s s b y E t a b s
Ke y w o r d s r i g i d z o n e o f f r a me j o i n t s , l a t e r a l r e s i s t a n c e s t i f f n e s s , f r a m e s t uc r t u r e ,F E A
I n o r d e r t o s t u d y t he i n lu f e n c e o f r i g i d z o n e o n l a t e r a l r e s i s t a n c e s t i f f n e s s ,t h e r e s e a r c h wa s c o n d u c t e d i n t e r ms o f t h e i n lue f n c e o n p l a n e ra f me a n d ra f me d— t u be a c c o r d i n g t o t h e c o mp o s i t i o n o f f r a me s .Fi r s t l y,be a m— e l e me n t

框架结果侧向刚度

框架结果侧向刚度

框架结果侧向刚度框架结构是建筑工程中常用的一种结构形式。

它由柱、梁和框架组成,具有较好的承载力和稳定性。

在框架结构中,侧向刚度是一个重要的性能指标,它影响着建筑物的耐震性能和使用安全。

本文将从以下几个方面进行详细介绍。

一、框架结构概述框架结构是指由柱、梁和框架组成的一种承重结构形式。

它采用了钢材或混凝土等材料作为主要承载部件,通过连接件连接成一个整体。

框架结构具有以下特点:1. 承载能力强:框架结构采用了钢材或混凝土等高强度材料作为主要承载部件,具有较强的承载能力。

2. 稳定性好:框架结构采用了柱、梁和框架等多个部件相互配合,形成一个整体,具有较好的稳定性。

3. 施工方便:框架结构可以预制,在现场组装安装,施工方便快捷。

二、侧向刚度概述侧向刚度是指结构在受到侧向力作用时,对于结构变形的抵抗能力。

它是衡量建筑物耐震性能的一个重要指标。

在地震等自然灾害中,建筑物需要承受侧向力的作用,如果建筑物的侧向刚度不足,就会导致建筑物倒塌或破坏,造成人员伤亡和财产损失。

三、框架结构侧向刚度影响因素框架结构的侧向刚度受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 结构材料:框架结构采用的材料不同,其弹性模量和抗弯刚度也不同,从而影响了其整体的侧向刚度。

2. 结构形式:框架结构采用不同的连接方式和布局形式,其整体的侧向刚度也存在差异。

3. 结构尺寸:框架结构柱、梁和连接件等部件尺寸大小不同,其整体的侧向刚度也会有所变化。

4. 建筑高度:建筑物高度越高,由于自重和风荷载等因素的影响,其侧向刚度也会增加。

5. 地基条件:地基的稳定性和承载能力也会对建筑物的侧向刚度产生影响。

四、提高框架结构侧向刚度的方法为了提高框架结构的侧向刚度,可以采取以下几种方法:1. 采用高强度材料:使用高强度钢材或混凝土等材料作为主要承载部件,可以提高整体的抗弯刚度和侧向刚度。

2. 增加连接件数量:增加连接件数量和布置密度,可以提高框架结构的整体稳定性和抗震性能。

框剪结构设计的影响因素

框剪结构设计的影响因素

框剪结构设计的影响因素导言在我国的抗震结构设计中,根据其层次提出了很多不同的地震防线概念,如果发生了地震的现象。

建筑楼板的剪力墙能够和其他结构一起形成一个比较坚固的抗剪结构,这一结构对提升建筑自身的安全性和稳定性有着非常重要的作用。

在剪力墙的刚度大不如前的时候会承担起后期的地震所产生的力的作用,在这一过程中需要有一定的塑性耗能机构,这样就能够更好的保证抗震的性能。

抗震概念设计高层建筑结构中抗震设计应该对概念设计引起一定的重视,站在某个角度上来说概念设计的重要性甚至已经超过了对建筑结构的分析和计算过程,高层建筑结构中受力具有非常强的复杂性,但是当前人们对地震还没有一个非常清晰的认识,材料的实际性能和施工安装过程中产生的变异性都会使得计算出的结果和实际的数值有非常大的不同。

通常,抗震概念设计就是指抗震设计的初期阶段就需要按照相关的标准和要求以及尽量减少对建筑物本身损害的原则来进行相应的地基基础设计,在这一过程中还要充分考虑到建筑的平面和立面结构形式的布置,同时还要将这一环节中非常重要的环节进行严格的控制,同时更要将施工过程中容易出现问题的环节预先采取措施,防止施工中出现严重的安全隐患,然后再通过设计计算和结构的实际情况进行相应的处理,这样才能更好的保证建筑的抗震性能,在进行概念设计的过程中需要仔细考虑很多因素对整个建筑结构的影响,在框架剪力墙结构中剪力墙发挥着非常重要的作用,所以在采用这种结构形式的时候应该在两个主轴方向都设置剪力墙,这样就能够有效的提高整个建筑结构的抗剪能力和稳定性,因为这种结构本身的抗震设防烈度比较高,所以在实际的施工中不应该对其进行单向的设置,同时还要对结构的重要参数都进行有效的控制,这样才能更好的实现概念设计。

实现了良好的概念设计才能更好的保证抗剪设计的质量,同时也保证了建筑结构自身的稳定性和安全性,同时也使得建筑的功能得到了优化。

结构设计1.框剪结构剪力墙布置剪力墙应该在布置在建筑物的周围,同时在布置的时候一定要保证其均匀性,同时还要充分发挥剪力墙自身的抗扭作用,在这一结构中,平面的凹凸处就是结构非常薄弱的环节,所以在这一区域布置剪力墙的过程中一定要能够更好的保证剪力墙自身的强度和刚度,横向的剪力墙和纵向的剪力墙也应该连接在一起,或者将整个结构设计成一种带边框的形式,最终形成一种L型或者是T型的口,同时在设计的过程中尽量要将整体结构的钢中心和建筑的质心重合在一起,这样才能更好的提高剪力墙自身的抗震能力和抗扭转能力,在设置的过程中也应该遵循连续均匀和对称的原则。

框支结构的抗侧移刚度影响因素

框支结构的抗侧移刚度影响因素

框支结构的抗侧移刚度影响因素框支结构的抗侧移刚度影响因素提交日期:2003-08-22浏览:9491引言近年来,框支结构在城市和乡镇建筑中应用十分广泛。

其中框支砖墙适合于多层建筑而框支剪力墙则适合于高层建筑,框支组合墙是一个新型的结构,它们共同面临的问题是在转换层的刚度突变,对抗震十分不利。

而抗侧移刚度对抗震研究是非常重要的.2框支砖墙抗侧移刚度计算框支砖墙的侧移刚度时,须利用考虑框架与落地剪力墙协同工作计算方法。

这时框架抗侧作用很小而抗震墙作用很大。

底部框架抗震墙砖房是由两种承重体系和抗侧力体系构成的。

底部两层为钢筋砼框架和钢筋砼抗震墙体系,其钢筋砼抗震墙已不再是高宽比小于1.0的低矮墙,而是高宽比大于1.5的中等钢筋砼抗震墙。

底部框架抗震墙具有协同工作的特征已得到证实。

在钢筋砼抗震墙中可方便地算出其弯曲刚度,也可以进一步考虑钢筋砼抗震墙剪切变形的等效刚度,但不能直接计算出其抗侧力刚度。

底部框架抗震砖墙砖房的抗侧刚度与钢筋砼抗震墙布置的数量有关。

底部钢筋砼墙布置的太少,则底部的抗侧刚度较上层的侧移刚度差得太多,其房屋的薄弱楼层出现在底部,底部钢筋砼抗震墙布置过多,则底部的抗侧力刚度会出现较上层抗侧力刚度大的状况,房屋的薄弱楼层会出现在上部砖房中,由于上部砖房的抗震性能力是比较差的,也是不符合即安全又经济的抗震设计原则的。

因此。

对底部框架抗震墙砖房的底部的抗侧力刚度提出简化计算方法和研究上部与下部侧移刚度的合理取值,有助于搞好这类房屋的抗震设计和提高这类房屋的整体抗震能力。

其刚度比易为1.2-2.0。

3框支组合墙的抗侧移刚度框支组合墙是指下部框架,上部为框架和砖墙的组合墙体.对影响组合墙体承载能力和刚度的主要因素.如砌体强度,墙体高宽比,约束柱配筋率和截面积,竖向荷载等.3.1砌体抗剪强度对组合墙抗侧力影响砌体抗剪强度对组合墙体抗侧力的影响建议墙体抗侧力公式:开裂荷载(1)极限荷载(2)(3)式中-----考虑弯曲作用对抗侧荷载的影响系数-----考虑砌体强度等级的影响系数-----考虑墙体高宽比的影响系数-----考虑配筋率的影响数系和及其它影象因素是本文的主要研究内容。

影响多层框架结构侧移的几个因素

影响多层框架结构侧移的几个因素

影响多层框架结构侧移的几个因素刘继军(北京中天元有限责任公司)[提要]多层框架结构的水平作用,地震作用起决定因素,而风荷载不起控制作用。

建于八度区III类场地土上的多层框架结构,水平弹性位移又是结构形式及构件截面尺寸的决定因素.[关键词] 水平地震作用III类场地土层间弹性位移角一、前言北京经济技术开发区地处漯水故道附近,地质情况较为复杂,抗震设防烈度为八度,建筑场地类别为III类,建筑场地类别为中软场地土,最近我们在开发区做了些小型办公楼、学校、超市等,结构形式为框架结构,层数为3~5层,高度20米左右,结合新老建筑抗震设计规范对抗震变形要求的差别,总结了一些自已的粗浅看法。

二、先谈一下新老规范对抗震变形的要求。

到今年年底废止的老规范(GBJ11-89),对框架结构在抗震计算时的层间弹性位移角限值[θe]为1/450,只在考虑砖填充墙的抗侧力作用下才为1/550。

而新规范(GB50011-2001)对层间弹性位移角限值[θe]的控制要求严格了,统一为1/550,这给三~五层的框架结构设计带来了一定的困难。

三、对影响弹性层间位移角限值的因素很多,其中场地类别对其影响尤为厉害。

同样的结构形式,在III类场地上截面尺寸为600的框架柱,变形不能满足规范的要求,而在II类场地上只需500的柱截面就能很容易满足规范的要求。

可见,场地类别对变形的影响重大,此时柱截面并不是以轴压比控制,而是变形为主要的控制因素。

其它还有很多因素对结构弹性位移也有影响,下面就一一介绍。

(一)建筑物的体形建筑物体形的规则与否,对结构弹性位移也有很大影响。

建筑物体形是否规则,直接影响到结构的抗震设计是否合理,建筑物的造价是否经济,好的建筑方案,应是既能满足建筑功能,结构受力简单明了,经济造价较低。

建筑物体形不规则包括平面不规则和竖向不规则.平面不规则又包括扭转不规划、凹凸不规划和楼板局部不连接,竖向不规则包括侧向刚度不规划,竖向抗侧力构件不连续,和楼层承载力突变。

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面的增大墙体承载力增大。与实验结果相同。
3.5混凝土强度和砖强度对抗侧荷载的影响是被公认的,显而易见的。
3.6垂直压应力对墙体抗侧承载力和刚度的影响
随着垂直压应力的增加,墙体强度提高,刚度增大,侧移减小。框支墙体的抗侧承载力较落
地墙体为低,并随着垂直压应力的增大而相差愈大。落地墙体的抗侧承载力随垂直压应力
墙体抗强度的贡献主要是由于柱混凝土对钢筋的握裹而使钢筋产生销栓作用。可以预计
。当配筋多时需要的握裹力也大,而一定强度等级和一定截面积的混凝土的握裹力是有
限的,由于握裹力的不足而使钢筋的销栓作用不能充分发挥。
式中 a=0.057 b=
3.4不同约束柱断面对墙体抗侧力强度的影响
3.1 砌体抗剪强度对组合墙抗侧力影响
砌体抗剪强度对组合墙体抗侧力的影响建议墙体抗侧力公式 :
开裂荷载 ( 1)
极限荷载
(2)
(3)
式中 -----考虑弯曲作用对抗侧荷载的影响系数
-----考虑砌体强度等级的影响系数
-----考虑墙体高宽比的影响系数
的提高作用,不及的增大所引起的托梁的挠度增大而对墙体抗侧承载力的影响来得大,
这又归结为托梁挠度的影响是主要因素。至于第三点则是更明显,由于框架梁,柱的开
裂破坏,降低了其刚度,使梁的挠度得到额外的增大,造成墙体的抗侧承载力的进一步
减弱。当纯框架的抗侧强度低于二层组合墙体的抗侧强度时,还可能发生框架先与墙体
破坏的情况。
4框支剪力墙抗侧移刚度
4.1混合法分析
底层大空间剪力墙结构中,框支剪力墙底应用越来越多。其中,混合法为手算所广泛采
用,即上部剪力墙用力法,取连续连杆的剪力为未知量,列连杆切口变形连续方程,下
用有限元法对不同约束柱断面的墙体进行计算分析。对1/2比例墙体,约束柱分为120X1
20, 150X120,180X120,及200x120四种;对足尺墙体约束柱分为240X240,300X240及400X
240三种。各柱的配筋均相同,只改变柱的截面积。计算结果表明,抗侧力强度随着柱截
-----考虑配筋率的影响数系
和 及其它影象因素是本文的主要研究内容。不带 这几个影响系数的式(1)和式(
2)已具有相当好的精度而设置了这些影响系数将使公式1公式2精度更高。 就为考虑砌体
强度等级的影响系数,由式(3)可以看出 与砌体抗剪强度成线性关系,其与有限元法
的结果
宽比小于1.0的低矮墙,而是高宽比大于1.5的中等钢筋砼抗震墙。底部框架抗震墙具有
协同工作的特征已得到证实。在钢筋砼抗震墙中可方便地算出其弯曲刚度,也可以进一
步考虑钢筋砼抗震墙剪切变形的等效刚度,但不能直接计算出其抗侧力刚度。
底部框架抗震砖墙砖房的抗侧刚度与钢筋砼抗震墙布置的数量有关。底部钢筋砼墙布置
可以看出高宽比对抗侧刚度很大,梁柱和墙的截面尺寸直接影响着结构的抗侧刚度。剪
力墙的抗剪强度远远大于柱的抗剪强度,所以落地剪力墙在增大底层框架抗侧刚度方面
起了很大作用。托梁对框支柱柱端转角的约束作用也将大大提高结构抗侧刚度,而且这
里的托梁是与上部剪力墙协同工作的。也就是说,托梁的刚度对结构的抗侧刚度有很大
在转换层的刚度突变,对抗震十分不利。而抗侧移刚度对抗震研究是非常重要的.
2 框支砖墙抗侧移刚度
计算框支砖墙的侧移刚度时,须利用考虑框架与落地剪力墙协同工作计算方法。这时
框架抗侧作用很小而抗震墙作用很大。底部框架抗震墙砖房是由两种承重体系和抗侧力
体系构成的。底部两层为钢筋砼框架和钢筋砼抗震墙体系,其钢筋砼抗震墙已不再是高
影响。混凝土等级和钢筋级别的影响是显而易见的
工程应用中,用到刚度计算时可以直接查表,但是如果在已知条件不足的情况下,可以用如下公式计算: w''=-M(x)/EI 式中:w——挠度;M(x)——截面弯矩;EI——即为所求的刚度,表示构件抵抗变形的能力;通过实验可以测得w,通过弯矩计算公式可以求得M(x)。
的增大而提高,框支墙体的抗侧承载力则是先随垂直压应力增大而提高,当垂直压应力
达到某一值后,反而随垂直压应力的增大而降低。框架梁和柱的开裂破坏,会进一步降
低地墙的抗侧承载力随垂直压应力的增大
而提高是符合一般规律的;而框支墙的先提高后降低,则是由于垂直压应力的增大所起
刚度提出简化计算方法和研究上部与下部侧移刚度的合理取值,有助于搞好这类房屋的
抗震设计和提高这类房屋的整体抗震能力。其刚度比易为1.2-2.0。
3 框支组合墙的抗侧移刚度
框支组合墙是指下部框架,上部为框架和砖墙的组合墙体.对影响组合墙体承载能力
和刚度的主要因素.如砌体强度,墙体高宽比,约束柱配筋率和截面积,竖向荷载等.
框支结构的抗侧移刚度影响因素
提交日期:2003-08-22 浏览: 949
1 引言
近年来,框支结构在城市和乡镇建筑中应用十分广泛。其中框支砖墙适合于多层建筑而
框支剪力墙则适合于高层建筑,框支组合墙是一个新型的结构,它们共同面临的问题是
十分接近,且基本上均较有限元值略小。
3.2 墙体高宽比影响
墙体高宽比对抗侧荷载的影响是公认的其近似公式为:
式中 H -----为墙片高
B -----为包括约束柱在内的整片墙的高度。
可见当墙体高度不变,宽度增加,高度比减小,弯曲作用也减少,有限元计算时还分析
了极限状态时的约束柱钢筋应力值,随着高宽比的减少,钢筋应力值增大,这说明高宽
比小的墙体更能发挥约束柱的钢筋作用。
3.3墙体配筋率对抗侧力强度的影响
配筋率超过某一定值后钢筋所能发的作用在减少。这可以这样来解释,约束柱中纵筋对
部用位移法,取底层框架的结点位移为未知量,对框架结点的位移建立相应的平衡方程
,其中剪力墙受剪切变形影响的折算惯性矩为:
底部剪力公式:
和剪力墙位移公式:
其中
--剪力墙受剪切变形影响的折算惯性矩
--框支柱截面惯性矩
--第i个墙支的截面积
--墙支截面惯性矩
的太少,则底部的抗侧刚度较上层的侧移刚度差得太多,其房屋的薄弱楼层出现在底部
,底部钢筋砼抗震墙布置过多,则底部的抗侧力刚度会出现较上层抗侧力刚度大的状况
,房屋的薄弱楼层会出现在上部砖房中,由于上部砖房的抗震性能力是比较差的,也是
不符合即安全又经济的抗震设计原则的。因此。对底部框架抗震墙砖房的底部的抗侧力
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