【正文】 下層層高變化時 D值法 梁柱線剛度比及層數(shù)、層次的影響 柱的反彎點高度 y0h，附表 標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度比 上下橫梁剛度比的影響 對 y0加一增量 y1進(jìn)行修正 ， 附表 層高變化的影響 對 y0加增量 y y3進(jìn)行修正 ， 附表 經(jīng)上述修正后，柱底至反彎點的高度可按下式計算： D值法 hyyyyyh )( 3210 ????Vjk和 yh 和反彎點法類似 柱的彎矩 梁的彎矩 ? 反彎點法存在問題 ? 高層建筑梁柱線剛度接近 ? 抗震設(shè)防要求的框架結(jié)構(gòu) ? 層高變化 ? 梁柱線剛度變化 ? 極限情況：柱端約束為零，反彎點在柱端 ? 反彎點偏向轉(zhuǎn)角大、亦即約束剛度小的一側(cè)。 框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的變形由總體剪切變形和總體彎曲變形兩部分組成。 ? 總體剪切變形是由梁柱彎曲變形引起的框架變形，由于它的側(cè)移曲線和懸臂梁的剪切變形曲線相似，稱為剪切變形?？傮w彎曲變形是由框架兩側(cè)柱的軸向變形導(dǎo)致的框架變形，它的側(cè)移曲線與懸臂梁的彎曲變形相似，稱為彎曲變形。 ? 對于層數(shù)不多的框架結(jié)構(gòu)，只考慮剪切變形；對于較高的框架（ H50米）或較柔的框架 (H/B4),考慮框架的彎曲變形 . 由梁柱彎曲變形引起的側(cè)移 ??? ikii DV第 i層的相對側(cè)移和頂點位移： ?? ??? mi iv 1 由柱軸向變形引起的側(cè)移 軸力是使柱產(chǎn)生軸向變形 , 兩邊受力較大 , 中柱受力較小 ,可以忽略不計 . 邊柱產(chǎn)生的軸力為 B:兩側(cè)柱軸線間距離； M(z)：水平荷載在計算高度 z處引起的傾覆彎矩； 框架頂點的最大水平位移為 : N(z)：實際水平荷載引起的邊柱軸力； A(z)：框架邊柱截面積，假定其沿高度方向呈線性變化； ：頂層作用有單位水平集中力時，邊柱內(nèi)的軸力； 可以分別對頂部作用集中力、均布水平荷載、倒三角形分布荷載等典型情況求出其柱頂位移。 BzMN )(????? HN dzEANN0()Nz? 說明： 113020231( ) ( 1 )().1 ) ( ) ,1 4 3 2 l n 2, 1 , , 0 , 13( 1 )2NnNnNNN N NrA z A zHArHzNzBVHHzP N z P FB EABVFr r r rF r F r Fr????????? ? ??? ? ? ?式 中 ： 為 底 層 柱 的 截 面 積 ； 為 頂 層 柱 與 底 層 柱 截 面 積 之 比 ；將 這 兩 個 公 式 代 入 積 分 式 ， 可 求 得 不 同 水 平 荷 載 下 的 框 架 頂 層 的 最 大 側(cè) 移頂 部 集 中 力 ： 積 分 ：為 底 部 總 剪 力 ； 為 位 移 系 數(shù) 。－ ＋＝ 當(dāng) 當(dāng) ，－） 均 布 水 平 荷 載 時 ：2 3 342432 3 3 42452 9 18 11 6 l n6( 1 )1110439362 2 l n 5 ( 1 l n )223 [ ]31 ( 1 ) ( 1 )11 3 25 43 l n 4 3 l n6 2 3 12 3 4( 1 ) ( 1 )11 11 , , 0 ,30 2NNNNNNr r r r rFrr F r Frrr r rFr rrr r r rr r r r rrrr F r F? ? ???????? ? ? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ?－＝當(dāng) 時 ， ＝ ， 當(dāng) ＝ 時 ， ＝） 倒 三 角 荷 載 時 ：＋當(dāng) 當(dāng)? 在水平風(fēng)荷載或地震作用下，多、高層框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形由總體剪切變形和總體彎曲變形兩部分組成，總體剪切變形由梁柱構(gòu)件的彎曲變形引起，總體彎曲變形是由柱的軸向變形引起的。 ? 梁、柱彎曲變形引起的側(cè)向位移：忽略桿件的剪切變形及軸向變形，只計梁、柱彎曲變形引起的側(cè)向變形引起的側(cè)向位移，可用 D（或 d）值法計算。風(fēng)荷載或水平地震作用引起的層剪力由下向上逐層減小，而柱的抗側(cè)移剛度相差不大，其側(cè)移曲線與懸臂梁的剪切變形曲線相似。 ? 對于高層框架結(jié)構(gòu)，在水平荷載作用下框架柱內(nèi)會產(chǎn)生很大的軸力，柱的伸長或壓縮會造成框架的側(cè)移，其側(cè)移曲線與懸臂桿的彎曲變形曲線相似，因此，稱之為彎曲型的側(cè)向變形。由公式可以看到：建筑高度越大、寬度越小時，軸向變形引起的側(cè)移越大；多層建筑高寬比小，所以側(cè)移主要由梁柱彎曲變形引起；高寬比較大的高層建筑，軸向變形引起的側(cè)移有時不能忽略，否則，誤差較大。 ? 框架頂層最大側(cè)移： ? 彈性層間位移角限值： ? 按彈性方法計算得到的框架層間水平位移除以層高，得到彈性層間位移角的正切值，近似認(rèn)為正切值與位移角相等。其值過大會導(dǎo)致框架中的隔墻等非承重填充構(gòu)件等開裂，因此規(guī)定了彈性層間位移角限值值。由 《 高層建筑技術(shù)規(guī)程 》 （ JGJ32022）可查。 MNn n n? ? ? ? ?[]euh ?? ?思考題 ? 進(jìn)行平面框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力計算時，分層法是近似計算方法之一， ? 1）分層法的適用條件 ? 2）分層法的基本假定及物理意義？ ? 3）分層法計算時，框架柱線剛度如何修正，框架梁柱的傳遞系數(shù)如何確定，框架節(jié)點處的內(nèi)力在疊加后不平衡時如何進(jìn)行調(diào)整？ ? 4）還可采用哪些計算方法？ ? 思考題 ? 反彎點法 (d值法） ? 1）基本假定、物理意義、內(nèi)力計算方法、適用條件 ? 2）梁端固定柱的抗側(cè)移剛度 d的計算公式、抗側(cè)移剛度 d的物理意義 ? 修正反彎點法 (D值法 ) ? 1）對反彎點法在哪些量值上進(jìn)行了修正？ ? 2）反彎點移動與柱端約束剛度相關(guān)，即： 偏向柱端約束剛度較小一端 ：因此，當(dāng)上下橫梁線剛度變化、上下層層高變化時，均需修正標(biāo)準(zhǔn)反彎點高度值。如何修正？ ? 在用反彎點法、修正反彎點法計算出柱端彎矩之后，如何求梁端彎矩、梁內(nèi)剪力、柱的軸力？ ? 框架結(jié)構(gòu)水平側(cè)移： ? 1）框架結(jié)構(gòu)總的水平側(cè)移由哪幾個部分構(gòu)成？ ? 2）多層框架結(jié)構(gòu)水平側(cè)移的計算方法 ? 3）框架結(jié)構(gòu)彈性層間位移角的計算方法及限值，為什么要對層間位移角進(jìn)行限制？ ? 多層框架內(nèi)力組合 ? 控制截面 ? 柱：上、下端截面；梁：梁兩端及跨中截面 ? 在進(jìn)行截面配筋計算時， 應(yīng)采用構(gòu)件端部截面的內(nèi)力，而不是軸線處的內(nèi)力。 如：梁端柱邊截面： ? 對一般框、排架結(jié)構(gòu)，由可變荷載效應(yīng)控制的組合： ? 由永久荷載效應(yīng)控制的組合： ? 考慮地震作用時， 39。39。39。()22bV V g qbM M V? ? ???111......................( 1 ) ...... ...... ..( 2)G G k Q Q knG G k Q i Q i kiS S SS S S????????? ?1.......( 3 )nG G k Q i C i Q i kiS S S? ? ???? ?GG E E h hk E v E v v k W W W KS C G E C E C W? ? ? ? ?? ? ? ?? 最不利內(nèi)力組合 ? 對框架梁、柱，其最不利內(nèi)力組合為： ? 梁端截面： ? 梁跨中截面： ? 柱端截面： ? ? 考慮活荷載最不利布置有： 分跨計算組合法、最不利荷載位置法、分層組合法和滿布荷載法 。 ? 分跨組合法 ? 將活荷載逐層逐跨單獨地作用在結(jié)構(gòu)上，分別計算出整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，然后根據(jù)不同構(gòu)件、不同的截面、不同的內(nèi)力種類，組合出最不利內(nèi)力。共有：“層數(shù) 跨數(shù)”種不同的活荷載布置方式，亦需要計算這么多次內(nèi)力，過程簡單，但工作量大，一般只能在電腦中完成。 m a x m a x m a x,M M V??maxM?m a xm a xm a xm in,M N VM N VNVNV??及 相 應(yīng) 的及 相 應(yīng) 的及 相 應(yīng) 的 M及 相 應(yīng) 的 M? 最不利荷載法 ? 為求某一指定截面的最不利內(nèi)力，可以根據(jù)影響線方法，直接確定產(chǎn)生此最不利內(nèi)力的活荷載布置。 ? 某跨梁跨中最大彎矩：除該跨布置活荷載外，在水平向及豎直向其它跨相間布置活荷載。 ? 梁端最大負(fù)彎矩： ? 柱最大軸向力：在該柱以上的各層中，與該柱相鄰的梁跨內(nèi)都布滿活荷載。 ? 計算工作量亦較大。 ? 分層組合法 ? 分層組合法以分層法為依據(jù)，對活荷載的最不利布置作如下簡化： ? 1）對于梁，只考慮本層活荷載的不利布置，而不考慮其它層活荷載的影響，因此，與連續(xù)梁的方法相同。 ? 2）對于柱端彎矩，只考慮柱相鄰上下層的活荷載影響，而不考慮其它層活荷載影響。 ? 3）對于柱最大軸力，則考慮在該層以上所有層中與該柱相鄰的梁上滿布活載的情況，但對于與柱不相鄰的上層活荷載，僅考慮其軸向力的傳遞而不考慮其彎矩的作用。 ? 滿布荷載法 ? 當(dāng)活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力遠(yuǎn)小于恒荷載及水平力所產(chǎn)生的內(nèi)力時，可不考慮活荷載的最不利布置，而把活荷載同時作用于所有的框架梁上，這樣求得的內(nèi)力在支座處與按最不利荷載法求得的內(nèi)力極為接近，可直接進(jìn)行內(nèi)力組合，但求得的梁跨中彎矩卻比最不利荷載位置法的計算結(jié)果要小，因此，對梁跨中彎矩應(yīng)乘以 ～ 予以增大。 ? 一般多層框架結(jié)構(gòu)：活荷載與恒載之比不大于 1，活荷載不大于 ，可以采用滿布荷載法。 25/K N m? 梁端彎矩調(diào)幅 ? 按造框架結(jié)構(gòu)的合理破壞形式，在梁端出現(xiàn)塑性鉸是允許的，為便于澆搗混凝土，也希望節(jié)點處梁的負(fù)鋼筋放得少一些；對于裝配式或裝配整體式框架，節(jié)點非絕對剛性，梁端實際彎矩將小于其彈性計算值。因此，框架設(shè)計時，一般均對梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅，即人為地減少梁端負(fù)彎矩，減少節(jié)點附近梁頂面的配筋量 . ? 設(shè)框架梁 AB，在豎向荷載作用下的梁端最大負(fù)彎矩分別為 ,梁跨中最大正彎矩為 ， ? 則調(diào)幅后梁端彎矩可取： ? ? 式中， 為彎矩調(diào)幅系數(shù)。對于現(xiàn)澆框架可取 ～ ；對于裝配整體式框架，可取 ～ . ? 梁端彎矩調(diào)幅后，在相應(yīng)荷載作用下其跨中彎矩必將增加，這時，必須校核梁的靜力平衡條件，即：調(diào)幅后梁端彎矩 的平均值與跨中最大正彎矩 之和，應(yīng)大于按簡支梁計算的跨中彎矩 。 ? 必須指出： 我國規(guī)范規(guī)定，彎矩調(diào)幅只對豎向荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行，因此，彎矩調(diào)幅應(yīng)在內(nèi)力組合之前進(jìn)行 。 00ABMM、 0CM00AABBMMMM????ABMM、039。CM0M39。39。0 0 0 01。22ABCCMM M M M M? ? ? ?? ? 思考題 ? ： ? 1）框架結(jié)構(gòu)總的水平側(cè)移由哪幾個部分構(gòu)成？ ? 2）多層框架結(jié)構(gòu)水平側(cè)移的計算方法 ? 3）框架結(jié)構(gòu)彈性層間位移角的計算方法及限值，為什么要對層間位移角進(jìn)行限制？ ? ? ? ? 無抗震設(shè)防要求時框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計 ? 柱的計算長度 ? 多層框架結(jié)構(gòu)，見教材表 13－ 3，或查相關(guān)規(guī)范或手冊。 ? 框架節(jié)點的構(gòu)造要求 ? 在豎向和水平荷載作用下，框架梁柱的節(jié)點受力十分復(fù)雜，有柱子上傳來的軸力、彎矩、剪力，有梁傳來的彎矩和剪力。節(jié)點區(qū)設(shè)計不當(dāng)，極易出現(xiàn)由于剪切和主拉應(yīng)力造成的脆性破壞，從而導(dǎo)致框架失效；另外，在風(fēng)或水平地震作用下，節(jié)點區(qū)受到往復(fù)荷載作用，深入核心區(qū)的的縱筋極易發(fā)生粘結(jié)破壞。 ? 材料強度 ? 節(jié)點區(qū)的混凝土強度等級，應(yīng)不低于柱子的混凝土強度等級；在裝配整體式框架中，后澆節(jié)點的混凝土強度等級宜比預(yù)制柱的混凝土強度等級提高一個數(shù)量級。 ? 截面尺寸 ? 節(jié)點截面過小時，梁上部鋼筋和柱外側(cè)鋼筋配置數(shù)量如過多，以承受靜力荷載為主的頂層端節(jié)點將由于核心區(qū)斜壓桿機(jī)構(gòu)中壓力過大而發(fā)生核心區(qū)混凝土的斜向壓碎。因此，對梁、柱負(fù)彎矩鋼筋的相對配置數(shù)量應(yīng)加以限制，這也相當(dāng)于限制節(jié)點的截面尺寸不能過小。規(guī)范規(guī)定：在框架頂層端節(jié)點處，梁的上部縱筋截面面積應(yīng)滿足：