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框架结构的内力和位移计算步骤一:结构布置步骤二:截面初选步骤三:计算简图及荷载计算荷载和设计要求步骤七:内力组合、确定最不利内力空间结构分析:TBSA、TAT、广厦平面结构分析:(1)结构力学方法计算:弯矩分配法(2)近似计算方法:<a>竖向结构计算:分层法<b>水平荷载下平面框架结构分析:反弯点法D值法手算优点:容易理解结构受力性能的基本概念,掌握结构分析的基本方法手算缺点:繁杂、耗时§3.1计算简图计算简图计算简图计算简化与假设:◆忽略梁、柱轴线变形及剪切变形◆空间三向受力的框架节点简化为平面节点,受力状态分为★刚结节点:现浇钢筋混凝土结构★铰接节点:装配式框架结构★半铰接节点:装配式框架结构二、结构构件的截面抗弯刚度考虑楼板的影响,框架梁的截面抗弯刚度应适当提高现浇钢筋混凝土楼盖:中框架:I=2I0边框架:I=1.5I0装配整体式钢筋混凝土楼盖:中框架:I=1.5I0边框架:I=1.2I0装配式钢筋混凝土楼盖:中框架:I=I0边框架:I=I0注:I0为矩形截面框架梁的截面惯性矩§3.2竖向荷载作用下的近似计算方法——分层法分层法例题:力学知识回顾传递系数计算过程构件弯矩图2弯矩二次分配法(3)将所有杆端的分配弯矩同时向其远端传递(对于刚接框架,传递系数均取1/2)。(4)将各节点因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配,使各节点处于平衡状态。至此,整个弯矩分配和传递过程即告结束。(5)将各杆端的固端弯矩、分配弯矩和传递弯矩叠加,即得各杆端弯矩。§3.3水平荷载作用下内力近似计算方法—反弯点法反弯点法计算思路:1.反弯点的位置2.该点的剪力1.柱抗侧刚度:单位位移下柱的剪力2、剪力的计算根据假定1:第j层各柱剪力为3、反弯点的确定:反弯点:弯矩为零的点柱两端完全无转角,弯矩相等:反弯点为柱中点梁的线刚度与柱的线刚度比≥3:反弯点近似在中点底层柱:底部固定,上端有转角,反弯点上移——反弯点在距柱底2h/3处4、计算柱端弯矩反弯点法总结:检验运用反弯点法的条件:梁的线刚度与柱的线刚度比≥3计算各柱的抗侧刚度把各层总剪力分配到每个柱根据各柱分配到的剪力及反弯点位置,计算柱端弯矩上层柱:上下端弯矩相等底层柱:上端弯矩:下端弯矩:梁端剪力柱的轴力节点左右梁端剪力之和即为柱的层间轴力。§3.4水平荷载作用下内力近似计算方法—D值法D值法令(D值的物理意义同d相同——单位位移下柱的剪力)D值计算假定:(1)各层层高相等;(2)各层梁柱节点转角相等;(3)各层层间位移相等令梁柱刚度比K中柱:(梁线刚度不同)梁柱刚度比K由假定3——同一层各柱底侧移相等(2)影响柱端约束刚度的主要因素:结构总层数、该层所在的位置梁柱线刚度比荷载形式上层与下层梁刚度比上、下层层高刚度比(3)计算方法<a>标准反弯点高度比:(反弯点到柱下端距离与柱全高的比值)条件:同层高、同跨度、各层梁和柱线刚度不变,在水平荷载作用下求得的反弯点高度比。查表:根据不同荷载查不同表,由总层数n、该层在位置j、梁柱线刚度比K——标准反弯点高度比标准反弯点高度比<b>上下梁刚度变化时的反弯点高度比修正值当时,令,由、K——表y1,取正值,反弯点向上移当时,令,由、K——表y1,取负值,反弯点向下移说明:底层柱,不考虑y1修正<c1>上下层高度变化时的反弯点高度比修正值y2<c2>上下层高度变化时的反弯点高度比修正值y3令下层层高/本层层高=h下/h=——y3>1——y3为负值,反弯点下移<1——y3为正值,反弯点上移说明:底层柱不考虑y2修正柱反弯点高度比:§3.5水平荷载作用下侧移的近似计算剪切变形441、梁柱弯曲变形产生的侧移由抗侧刚度D值的物理意义:单位层间侧移所需的层剪力,可得层间侧移公式:2、柱轴向变形产生的侧移随着高层框架的高度增加,柱轴向变形产生的侧移占的比例增大,不容忽视,水平荷载作用下,只考虑两根边柱轴力(一拉一压)任意水平荷载下柱轴向变形产生的第j层处侧移把框架连续化,根据单位荷载法:积分后得到计算公式:3框架结构的水平位移控制弹性侧移的限值作业:如图所示某三层框架结构,混凝土C30,其中柱截面尺寸为全部400mm×400mm,梁截面尺寸为全部200mm×400mm,所受的总水平荷载每层约为50kN,试用D值法确定此结构的侧移