值法反弯点法
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现讨论底层柱的D值。
c
0.5 K 2K
同理,当底层柱的下端为铰接时,可得
c
0.5K 1 2K
底层柱D值计算图式
综上所述,各种情况下柱的侧向刚度 D 值中系数 c 及梁柱线刚度比 K 按下表所列公
式计算。
柱侧向刚度修正系数 c
边柱
中柱
位置
简图
K
简图
K
c
一般层
K i2 i4 2ic
K i1 i2 i3 i4 2ic
7.4 查出 y1,这时反弯点应向上移动,y1 取正值;当 i3 i4 i1 i2 时,
取 1 (i3 i4 ) /(i1 i2 ) ,由1 和 K 从附表 7.4 查出 y1,这时反弯点应
向下移动,故 y1 取负值。 对底层框架柱,不考虑修正值 y1。
梁刚度变化时反弯点的修正
(3)上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值 y2 和 y3 当与某柱相邻的上层或下层层高改变时,柱上端或下端的约束刚度
式中:yn表示标准反弯点高度比; y1表示上、下层横梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值; y2、y3表示上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。
(1)标准反弯点高度比yn。 yn是指规则框架的反弯点高度比。
标准反弯点位置简化求解
(2)上、下横梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值 y1 若与某层柱相连的上、下横梁线刚度不同,则其反弯点位置
可得 =1。 c因此,由式可得反弯点法的柱侧向刚度,并用D0表示为:
D0
12ic h2
同样,因柱的上、下端都不转动,故除底层柱外,其他各层柱的反
弯点均在柱中点(h/2);底层柱由于实际是下端固定,柱上端的约束刚
度相对较小,因此反弯点向上移动,一般取离柱下端2/3柱高处为反弯点
位置,即取yh= 2 h
当梁的线刚度比柱的线刚度大很多时(例如ib/ic>3),梁柱节点的 转角很小。如果忽略此转角的影响,则水平荷载作用下框架结构内力的
计算方法,尚可进一步简化,这种忽略梁柱节点转角影响的计算方法称
为反弯点法。
在确定柱的侧向刚度时,反弯点法假定各柱上、下端都不产生转动, 即认为梁柱线刚度比为无限大。将趋近于无限大代入D值法 的公c 式,
发生变化,引起反弯点移动,其修正值为 y2h 或 y3h。y2,y3 的分析方法 也与 yn 相仿,计算时可由附表 7.5 查取。
如与某柱相邻的上层层高较大时,其上端的约束刚度相对较小,所以
反弯点向上移动,移动值为 y2h。令2 hu / h 1.0 ,则按 2 和 K 可由附 表 7.5 查出 y2,y2 为正值;当 2 <1.0 时,y2 为负值,反弯点向下移动。
框架第2层脱离体图
(2)框架柱的侧向刚度——D值:一般规则框架中的柱
DV
K 2K
12ic h2
wk.baidu.com
c
12ic h2
c
2
K K
框架柱侧向刚度计算公式
c 称为柱的侧向刚度修正系数,它反映了节点转动降低了 柱的侧向刚度,而节点转动的大小则取决于梁对节点转动的约束 程度。K ,c 1 这表明梁线刚度越大,对节点的约束能力 越强,节点转动越小,柱的侧向刚度越大。
3 用反弯点法计算框架结构内力的要点与D值法相同。
4 框架结构侧移的近似计算
水平荷载作用下框架结构的侧移(lateral displacement)如图所示, 它可以看作由梁、柱弯曲变形(flexural deformation)引起的侧移和由 柱轴向变形(axial deformation)引起的侧移的叠加。前者是由水平荷 载产生的层间剪力引起的,后者主要是由水平荷载产生的倾覆力矩引 起的。
不同于标准反弯点位置 ynh,其修正值为 y1h,如图所示。y1 的分析 方法与 yn 相仿,计算时可由附表 7.4 查取。
由附表 7.4 查 y1 时,梁柱线刚度比 K 仍按表 4.4.1 所列公式确定。
当 i1 i2 i3 i4 时,取1 (i1 i2 ) /(i3 i4 ) ,则由1 和 K 从附表
水平荷载作用下框架结构的内力和侧移可用结构力学方法计算,常 用的近似算法有迭代法、反弯点法、D值法和门架法等。
1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点
2 D 值法
( 1)层间剪力在各柱间的分配
Vij
Dij
s
Vi
Dij
j 1
该式即为层间剪力Vi在各柱间的分配公式,它适用于整个框架结构 同层各柱之间的剪力分配。可见,每根柱分配到的剪力值与其侧向刚度 成比例。
c
2
K K
底 固接
K i2 ic
K i1 i2 ic
c
0.5 K 2K
层 铰接
K i2 ic
K i1 i2 ic
c
0.5K 1 2K
柱高不等及有夹层的柱
不等高柱
夹层柱
柱的反弯点高度yh
反弯点高度示意图
框架各柱的反弯点高度比y可用下式表示: y = yn + y1 + y2 + y3
当与某柱相邻的下层层高变化时,令3 hl / h ,若 3 >1.0 时,则 y3 为负值,反弯点向下移动;若 3 <1.0,则 y3 为正值,反弯点向上移动。
对顶层柱不考虑修正值 y2,对底层柱不考虑修正值 y3。
c
3 反弯点法
由上述分析可见,D值法考虑了柱两端节点转动对其侧向刚度和反弯 点位置的影响,因此,此法是一种合理且计算精度较高的近似计算方法, 适用于一般多、高层框架结构在水平荷载作用下的内力和侧移计算。
c
0.5 K 2K
同理,当底层柱的下端为铰接时,可得
c
0.5K 1 2K
底层柱D值计算图式
综上所述,各种情况下柱的侧向刚度 D 值中系数 c 及梁柱线刚度比 K 按下表所列公
式计算。
柱侧向刚度修正系数 c
边柱
中柱
位置
简图
K
简图
K
c
一般层
K i2 i4 2ic
K i1 i2 i3 i4 2ic
7.4 查出 y1,这时反弯点应向上移动,y1 取正值;当 i3 i4 i1 i2 时,
取 1 (i3 i4 ) /(i1 i2 ) ,由1 和 K 从附表 7.4 查出 y1,这时反弯点应
向下移动,故 y1 取负值。 对底层框架柱,不考虑修正值 y1。
梁刚度变化时反弯点的修正
(3)上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值 y2 和 y3 当与某柱相邻的上层或下层层高改变时,柱上端或下端的约束刚度
式中:yn表示标准反弯点高度比; y1表示上、下层横梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值; y2、y3表示上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。
(1)标准反弯点高度比yn。 yn是指规则框架的反弯点高度比。
标准反弯点位置简化求解
(2)上、下横梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值 y1 若与某层柱相连的上、下横梁线刚度不同,则其反弯点位置
可得 =1。 c因此,由式可得反弯点法的柱侧向刚度,并用D0表示为:
D0
12ic h2
同样,因柱的上、下端都不转动,故除底层柱外,其他各层柱的反
弯点均在柱中点(h/2);底层柱由于实际是下端固定,柱上端的约束刚
度相对较小,因此反弯点向上移动,一般取离柱下端2/3柱高处为反弯点
位置,即取yh= 2 h
当梁的线刚度比柱的线刚度大很多时(例如ib/ic>3),梁柱节点的 转角很小。如果忽略此转角的影响,则水平荷载作用下框架结构内力的
计算方法,尚可进一步简化,这种忽略梁柱节点转角影响的计算方法称
为反弯点法。
在确定柱的侧向刚度时,反弯点法假定各柱上、下端都不产生转动, 即认为梁柱线刚度比为无限大。将趋近于无限大代入D值法 的公c 式,
发生变化,引起反弯点移动,其修正值为 y2h 或 y3h。y2,y3 的分析方法 也与 yn 相仿,计算时可由附表 7.5 查取。
如与某柱相邻的上层层高较大时,其上端的约束刚度相对较小,所以
反弯点向上移动,移动值为 y2h。令2 hu / h 1.0 ,则按 2 和 K 可由附 表 7.5 查出 y2,y2 为正值;当 2 <1.0 时,y2 为负值,反弯点向下移动。
框架第2层脱离体图
(2)框架柱的侧向刚度——D值:一般规则框架中的柱
DV
K 2K
12ic h2
wk.baidu.com
c
12ic h2
c
2
K K
框架柱侧向刚度计算公式
c 称为柱的侧向刚度修正系数,它反映了节点转动降低了 柱的侧向刚度,而节点转动的大小则取决于梁对节点转动的约束 程度。K ,c 1 这表明梁线刚度越大,对节点的约束能力 越强,节点转动越小,柱的侧向刚度越大。
3 用反弯点法计算框架结构内力的要点与D值法相同。
4 框架结构侧移的近似计算
水平荷载作用下框架结构的侧移(lateral displacement)如图所示, 它可以看作由梁、柱弯曲变形(flexural deformation)引起的侧移和由 柱轴向变形(axial deformation)引起的侧移的叠加。前者是由水平荷 载产生的层间剪力引起的,后者主要是由水平荷载产生的倾覆力矩引 起的。
不同于标准反弯点位置 ynh,其修正值为 y1h,如图所示。y1 的分析 方法与 yn 相仿,计算时可由附表 7.4 查取。
由附表 7.4 查 y1 时,梁柱线刚度比 K 仍按表 4.4.1 所列公式确定。
当 i1 i2 i3 i4 时,取1 (i1 i2 ) /(i3 i4 ) ,则由1 和 K 从附表
水平荷载作用下框架结构的内力和侧移可用结构力学方法计算,常 用的近似算法有迭代法、反弯点法、D值法和门架法等。
1 水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点
2 D 值法
( 1)层间剪力在各柱间的分配
Vij
Dij
s
Vi
Dij
j 1
该式即为层间剪力Vi在各柱间的分配公式,它适用于整个框架结构 同层各柱之间的剪力分配。可见,每根柱分配到的剪力值与其侧向刚度 成比例。
c
2
K K
底 固接
K i2 ic
K i1 i2 ic
c
0.5 K 2K
层 铰接
K i2 ic
K i1 i2 ic
c
0.5K 1 2K
柱高不等及有夹层的柱
不等高柱
夹层柱
柱的反弯点高度yh
反弯点高度示意图
框架各柱的反弯点高度比y可用下式表示: y = yn + y1 + y2 + y3
当与某柱相邻的下层层高变化时,令3 hl / h ,若 3 >1.0 时,则 y3 为负值,反弯点向下移动;若 3 <1.0,则 y3 为正值,反弯点向上移动。
对顶层柱不考虑修正值 y2,对底层柱不考虑修正值 y3。
c
3 反弯点法
由上述分析可见,D值法考虑了柱两端节点转动对其侧向刚度和反弯 点位置的影响,因此,此法是一种合理且计算精度较高的近似计算方法, 适用于一般多、高层框架结构在水平荷载作用下的内力和侧移计算。