框架結(jié)構(gòu)近似計(jì)算方法(2)(已修改)
2025-05-12 03:43 本頁(yè)面
【正文】 第 5 章 框架結(jié)構(gòu)近似計(jì)算方 法 5. 1 在豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)近似計(jì)算方法 5 . 1 .1 分層力矩分配法 在多層框架中，各層荷載產(chǎn)生的軸力除了向下傳以外，對(duì)其他層構(gòu)件內(nèi)力分配影響不大。因此可采用分層法。 分層法 近似計(jì)算的基本 假定： （ 1 ）忽略梁、柱軸向變形及剪切變形； （ 2 ）在豎向荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移很小，可以忽略不計(jì)； （ 3 ）本層梁上的荷載只影響本層梁和上下柱的內(nèi)力； （ 4 ）為減小計(jì)算誤差，除首層外，其它各層柱線剛度均乘以 0. 9 ，傳遞系數(shù)改為 1/ 3 。 ?????????????? ?圖 51 分層力矩分配法 分層力矩分配法的計(jì)算步驟是： （ 1 ）計(jì)算各層梁上豎向荷載值和梁的固端彎矩。 （ 2 ）將框架分層，柱端假定為固端。 （ 3 ）計(jì)算梁、柱線剛度。 有現(xiàn)澆樓面的梁，宜考慮樓板的作用 ，計(jì)算梁 的有效 翼緣 寬度。設(shè)計(jì)中，可近似按下式計(jì)算梁的截面慣性矩： 一邊有樓板 ic＝ 1. 5 i0 兩邊有樓板 ic＝ 2. 0 i0 式中， i0為按矩形截面計(jì)算的梁截面慣性矩。 為了減少梁的類(lèi)型，也可均取 ic＝ 1. 5 i0。 對(duì)于柱，假設(shè)分層后中間各層柱柱端固定與實(shí)際不符，因而，除底層外，上層各柱線剛度均乘以 0 .9 修正。 （ 4 ）計(jì)算和確定梁、柱彎矩分配系數(shù)和傳遞系數(shù)。 按修正后的剛度計(jì)算各結(jié)點(diǎn)周?chē)鷹U件的桿端分配系數(shù)。所有上層柱的傳遞系數(shù)取 1 ／ 3 ，底層柱的傳遞系數(shù)取 1 ／ 2 。 （ 5 ）按力矩分配法計(jì)算單層梁、柱彎矩。 （ 6 ）將分層計(jì)算得到的 彎矩，按 同一層柱的柱端彎矩疊加得到柱的彎 矩 。 一般情況下，分層計(jì)算法所得桿端彎矩在各節(jié)點(diǎn)不平衡。如果需要更精確的結(jié)果時(shí)，可將節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩再進(jìn)行一次分配。 柱子的軸力可由其上柱傳來(lái)的豎向荷載和本層軸力（與梁的剪力平衡求得）疊加得到。 [ 例 ] 用分層計(jì)算法做圖 5 2 所示框架的彎矩圖，括弧內(nèi)為桿件的線剛度， i ＝ EI ／ L的相對(duì)值。 [ 解 ] 分兩層，見(jiàn)圖 5 2 上層柱線剛度先乘 0 .9 ，然后計(jì)算剛度分配系數(shù)，各桿分配系數(shù)寫(xiě)在長(zhǎng)方框內(nèi)，帶星號(hào)的數(shù)據(jù)為固瑞彎矩；各節(jié)點(diǎn)都分配了兩次，上層各柱遠(yuǎn)端彎矩等于柱分配彎矩的 l ／ 3 （即傳遞系數(shù)為 1 ／ 3 ），下柱底截面彎矩為柱分配彎矩的 1 ／ 2 （傳遞系數(shù)為 1 ／ 2 ），最底行數(shù)據(jù)是最終分配彎矩。上層柱的分配彎矩要疊加，各桿最終彎矩見(jiàn)圖 5 4所示。 為了解分層計(jì)算的誤差，圖 5 4 括號(hào)內(nèi)給出了精確解的數(shù)值。本例題中梁的誤差較小，而柱的誤差較大。 圖 5 2 例題 5 1 圖 5 3 ( a ) 例題 5 1 圖 5 3 ( b ) 例題 5 1 圖 5 4 例題 5 1 5. 1 . 2 力矩分配法 在工程設(shè)計(jì)中采用力矩分配法，一般認(rèn)為分配兩次，傳遞一次，即可滿足工程設(shè)計(jì)要求。因此，為了保證節(jié)點(diǎn)彎矩平衡，計(jì)算步驟是： （ 1 ）各節(jié)點(diǎn)做第一次平衡分配； （ 2 ）各節(jié)點(diǎn)所得平衡彎矩相互傳遞； （ 3 ）各節(jié)點(diǎn)做第二次平衡分配。 （ 4 ）計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩。 5.
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