反弯点法的适用条件为梁的线刚度与柱的线刚度之比大于3,其计算过程如下:(1)反弯点位置的确定由于反弯点法假定梁的线刚度无限大,则柱两端产生相对水平位移时,柱两端无任何转角,且弯矩相等,反弯点在柱中点处。因此反弯点法假定:对于上部各层柱,反弯点在柱中点;对于底层柱,由于柱脚为固定端,转角为零,但柱上端转角不为零,且上端弯矩较小,反弯点上移,故取反弯点在距固定端2/3高度处。
(2)柱的侧移刚度反弯点法中用侧移刚度d表示框架柱两端有相对单位侧移时柱中产生的剪力,它与柱两端的约束情况有关。由于反弯点法中梁的刚度非常大,可近似认为节点转角为零,则根据两端无转角但有单位水平位移时杆件的杆端剪力方程,最后得:
d=12i/h2(i为柱线刚度,h为层高)
原文地址:柱刚度计算公式作者:诸都
砼:E=2.4X10^7KN/m^2
钢:E=2.1X10^8KN/m^2
1、等截面单根柱:K=3*E*I/H^3;
2、变截面单根柱:K=3*E*I1*I2/(I2*(H^3-H2^3)+I1*H2^3)
3、纵向柱列柱顶由刚性系杆:K=sum(K1,……,Ki)
建筑力学行动导向教学案例教案提纲
模块六:静定结构的位移计算及刚度校核 6.1.1 杆系结构的位移 杆系结构在荷载或其它因素作用下,会发生变形。由于变形,结构上各点的位置将会移动,杆件的横载面会转动,这些移动和转动称为结构的位移。 图6-1 刚架的绝对位移图6-2刚架的相对位移 我们将以上线位移、角位移及相对位移统称为广义位移。 除荷载外,温度改变、支座移动、材料收缩、制造误差等因素,也将会引起位移,如图11.3(a) 和图11.3(b)所示。 图6-3其他因素引起的位移 6.1.2 计算位移的目的 在工程设计和施工过程中,结构的位移计算是很重要的,概括地说,计算位移的目的有以下三个方面: 1、验算结构刚度。即验算结构的位移是否超过允许的位移限制值。 2、为超静定结构的计算打基础。在计算超静定结构内力时,除利用静力平衡条件外,还 需要考虑变形协调条件,因此需计算结构的位移。 3、在结构的制作、架设、养护过程中,有时需要预先知道结构的变形情况,以便采取一 定的施工措施,因而也需要进行位移计算。 建筑力学中计算位移的一般方法是以虚功原理为基础的。本章先介绍虚功原理,然后讨论在荷载等外界因素的影响下静定结构的位移计算方法。 6.2.构件的变形与刚度校核 6.2.1轴心拉压变形 一、纵向变形 1、拉压杆的位移:等直杆在轴向外力作用下,发生变形,会引起杆上某点处在空间位 置的改变,即产生了位移△l。 2、计算公式
N N F F l l dx dx dx E EA EA σ ε?====??? 图6-4轴心受拉变形 EA l F l N =?—— EA 称为杆的拉压刚度 (4-2) 上式只适用于在杆长为l 长度N 、E 、A 均为常值的情况下, 即在杆为l 长度内变形是均匀的情况 [例6.2-1]某变截面方形柱受荷情况如图6-5所示,F=40KN 上柱高3m 边长为240mm,下柱高4m 边长为370mm ,E=0.03×105 Mpa 。试求:该柱顶面A 的位移。 解:1.绘内力图 图6-5 二、横向变形 1、横向变形 (公式6-1) 2.横向变形因数或泊松比 (公式6-2) 【例6.2-2】 一矩形截面钢杆,其截面尺寸b ×h =3mm ×80mm ,材料的E =200GPa 。经拉伸试验测得:在纵向100mm 的长度内,杆伸长了0.05mm ,在横向60mm 的高度内杆的尺寸缩小了0.0093mm ,试求:⑴ 该钢材的泊松比;⑵ 杆件所受的轴向拉力F P 。 解:(1)求泊松比。 求杆的纵向线应比ε 求杆的横向线应变ε′ 求泊松比μ (2)计算杆受到的轴向拉力 由虎克定律σ=ε·E 计算图示杆件在F P 作用下任一横截面上的正应力 σ=ε·E =5×10-4×200×103=100MPa 333 3 52522.4010310120104100.03102400.03103701.86BC BC AB AB AB BC AB BC N l N l l l l EA EA ?=?+?=+-???-???=+ ????=-求变形: a a d -1=?a a ?-= 'εε εν' =νεε-='4105100 05 .0-?==?= l l ε4 '1055.160 0093.0-?-=-=?=a a ε31.010 51055.14 4 '=??-==--εεμA F N = σ
关于结构侧向刚度的计算 1. 关于侧向刚度 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010(以下简称“《高规》”)有若干处出现了关于楼层侧向刚度的规定,其相应计算方法和适用范围不尽相同。 1.1 判别结构竖向布置规则性(《高规》3.5.2) 对于以剪切变形为主的框架结构(即结构中不含有剪力墙)的楼层侧向刚度比1γ的计算方法做出了规定,即: 111i i i i V V γ++?=? (《高规》3.5.2-1) 式中,1γ为楼层侧向刚度比,i+1i V V 、分别为第i 层和第i+1层的地震剪力标准值(注意,对于不同的地震作用计算方法,如分别采用底部剪力法和阵型分解反应谱法,该值的具体数值可能不同,但不影响楼层侧向刚度比1γ的计算),i+1i ??、分别为第i 层和第i+1层在地震作用标准值作用下的层间位移。 该公式的物理意义清晰明了,代表第i 层侧向刚度与第i+1层侧向刚度的比值,即: 111i i i i V V γ++= ?? 《高规》规定10.7γ≥,10.8γ'≥,1γ'的定义如下,即第i 层的侧向刚度与相 邻上部三层的侧向刚度的比值: 112312313i i i i i i i i V V V V γ++++++?'=??++ ?????? 对于其他结构形式,如框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构,侧向刚度比2γ的计算公式有所不同,要考虑层高修正(原因是这类结构其楼面体系对结构侧向刚度贡献较小,当层高变化时刚度变化不明显),即: 1211i i i i i i V h V h γ+++?=? (《高规》3.5.2-1) 《高规》要求,当11.5i i h h +≤时,20.9γ≥;当11.5i i h h +>,2 1.1γ≥。
PKPM软件关于混凝土柱计算长度系数的计算 软件关于混凝土柱计算长度系数的计算 错层结构的计算(一)错层结构的模型输入⑴错层高度不大于框架架高时的错层结构的处理;⑵对于错层高度大于框架梁高的单塔错层结构的输入⑶对于错层高度大于框架梁高的多塔错层结构的输入⑷错层洞口的输入(二)错层结构的计算⑴规范要求⑵错层结构设计中应注意的问题:SATWE软件在计算错层结构时,会在越层的柱和墙处施加水平力。由于在越层处水平力的存在,从而使越层构件上下端的配筋不一样,设计人员在出施工图时可以取二者的大值。(本章可能是讲课人员的提纲,没有具体内容。后面还有相类似的情况,只有标题)第七章PKPM软件关于混凝土柱计算长度系数的计算(一)规范要求⑴《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)(以下简称《混凝土规范》)第7.3.11条第2款规定:一般多层房屋梁柱为刚接的框架结构,各层柱的计算长度系数可按表7.3.11-2取用。⑵第7.3.11条第3款规定:当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时,框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算,并取其中的较小值:l0=[l+0.15(u+l)]H (7.3.11-1)l0=(2十0.2min)H (7.3.11-2)式中:u、l 柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值;min比值u、l中的较小值;H柱的高度,按表7.3.11-2的注采用。(二)工程算例⑴工程概况:某工程为十层框架错层结构,首层层高2m,第二层层高4.5m。其第一、二层结构平面图、结构三维轴侧图如图1所示。(图略)(三)SATWE软件的计算结果⑴计算结果
第三章 刚度比 2014.7.16 一、定义: 刚度比是指结构竖向不同楼层的侧向刚度比值。 二、计算公式: ⑴规范要求: ①、②《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第3.5.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。 ③《高规》第E.0.2条规定当转换层设置在第2层以上时,按本规程式(3.5.2-1)计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6。 ④《抗震规范》第6.1.14-2条规定:结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。 ⑵计算公式: 框架:i 1i 1i i △△++=V V γ ;其他(框剪、剪…):1 i i i 1i 1i i h h +++?=△△V V γ 详见《高规》P15 ⑶应用范围: ①《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条用来判断竖向不规则 ②《高规》第3.5.2条规定的工程刚度比计算。用来避免竖向不规则 ③《高规》第E.0.2条用来计算转换层在二层以上时的侧向刚度比 ④《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算方法1。用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。 注:SATWE 软件在进行“地震剪力与地震层间位移比”的计算时“地下室信息”中的“回填土对地下室约束相对刚度比”里的值填“0”; 2、按剪切刚度计算 ⑴规范要求: ①《高规》第E.0.1条规定:当转换层设置在1、2层时,可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应小于0.4,抗震设计时γ不应小于0.5。 ②《抗震规范》第6.1.14-2条规定:结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。 ⑵计算公式: 1 22211h h ?=A G A G γ 详见《高规》P177 ⑶应用范围: ①《高规》第E.0.1条用来计算转换层在一二层时的侧向刚度比 ②《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算方法2。用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。 3、按剪弯刚度计算 ⑴规范要求: ①《高规》第E.0.3条规定:当转换层设置在第二层以上时,尚宜采用图E 所示的计算模型按公式(E.0.3)计算转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比γe 2。γe 2宜接近1,非抗震设计时γe 不应小于0.5,抗震设计时γe 不应小于0.8。 ⑵计算公式: 2 112H H △△=γ 详见《高规》P178
关于SATWE 中楼层侧向刚度比的取值 1 层刚度的三种计算方法及选用 层刚度的三种计算方法在《PKPM 多高层结构计算软件应用指南》中有介绍(P233),分别为剪切刚度、剪弯刚度和地震作用下层剪力和层间位移的比值,在WMASS.OUT 文件中对应以RJX1,RJX2,RJX3进行了输出。 1.1 剪切刚度 剪切刚度见于高规式(E.0.1-1)等效剪切刚度比的计算: 1121221 e G A h G A h γ=× 剪切刚度计算简单,考察的是抗侧力构件的截面特性及与层高的关系,主要用于方案阶段及初步设计阶段估算、剪切变形为主的结构及结构部位,如框架结构、结构的嵌固部位(结构嵌固部位刚度比计算)、转换层设置在地面以上1、2层时的转换层与其相邻上层的等效剪切刚度比等。 高规E.0.1规定当转换层设置在1、2层时,可近似采用该公式计算得到的等效剪切刚度比1e γ进行判断。1e γ宜接近1,非抗震设计时不应小于0.4,抗震设计时不应小于0.5。 PKPM 中对应为RJX1,结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度);输出刚度比Ratx ,X 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度) 1.2 地震作用下层剪力和层间位移的比值 地震作用下层剪力和层间位移的比值即按胡克定律(即楼层标高处产生单位水平位移所需要的水平力)确定结构的侧向刚度。应用于框架结构(高规3.5.2中第1条)及转换层设置在第2层以上(高规E.0.2)时刚度比的计算。 111i i i i V V γ++?= ? PKPM 中对应为RJX3,结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比);输出刚度比Ratx1,X 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。这对应于高规3.5.2中1款对框架结构的规定。该方法物理概念清晰,理论上适用于所有的结构,尤其适合于楼层侧向刚度有归路均匀变化的结构,适用于对结构“软弱层”及“薄弱层”的初步判别。但当楼层侧向刚度变化过大时,适应性较差。 另外,高规E.0.2规定当转换层设置在第2层以上时,应该按该方法计算转换层与其相邻上层的侧向刚度比,该值不应小于0.6。
刚度、线刚度、侧向刚度 理论类2010-04-13 16:12:45 阅读79 评论0 字号:大中小订阅 刚度是指:单位变形条件下,结构或构件在变形方向所施加的力的大小。在结构静力或动力分析时需要用到。如用位移法分析结构内力时要用到刚度矩阵,计算地震作用或风振影响时需要用到结构的刚度参数。还有在设计动力机器基础时也需要用到结构刚度参数。可以看有关结构力学或结构动力学的书。 机械零件和构件抵抗变形的能力。在弹性范围内,刚度是零件载荷与位移成正比的比例系数,即引起单位位移所需的力。它的倒数称为柔度,即单位力引起的 位移。刚度可分为静刚度和动刚度。 小位移和大位移计算刚度的理论分为小位移理论和大位移理论。大位移理论根据结构受力后的变形位置建立平衡方程,得到的结果精确,但计算比较复杂。小位移理论在建立平衡方程时暂时先假定结构是不变形的,由此从外载荷求得结构内力以后,再考虑变形计算问题。大部分机械设计都采用小位移理论。例如,在梁的弯曲变形计算中,因为实际变形很小,一般忽略曲率式中的挠度的一阶导数,而用挠度的二阶导数近似表达梁轴线的曲率。这样做的目的是将微分方程线性化,以大大简化求解过程;而当有几个载荷同时作用时,可分别计算每个 载荷引起的弯曲变形后再叠加。 静刚度和动刚度静载荷下抵抗变形的能力称为静刚度。动载荷下抵抗变形的能力称为动刚度,即引起单位振幅所需的动态力。如果干扰力变化很慢(即干扰力的频率远小于结构的固有频率),动刚度与静刚度基本相同。干扰力变化极快(即干扰力的频率远大于结构的固有频率时),结构变形比较小,即动刚度比较大。当干扰力的频率与结构的固有频率相近时,有共振现象,此时动刚度最小,即最易变形,其动变形可达静载变形的几倍乃至十几倍。 构件变形常影响构件的工作,例如齿轮轴的过度变形会影响齿轮啮合状况,机床变形过大会降低加工精度等。影响刚度的因素是材料的弹性模量和结构形式,改变结构形式对刚度有显著影响。刚度计算是振动理论和结构稳定性分析的基础。在质量不变的情况下,刚度大则固有频率高。静不定结构的应力分布与各部分的刚度比例有关。在断裂力学分析中,含裂纹构件的应力强度因子可根据柔 度求得。 举个两个简单的例子:用力弯折直径和长度相等的实心钢管和木头,哪个费劲哪个刚度(弯曲刚度)就大。很显然是钢管的大吧,你有可能把木头弯折,但要弯折钢管就很难吧!用力弯折长度相等而直径不等的实心钢管,当然是直径小的容易弯折吧,那就是直径小的刚度小了。所以刚度是和材料特性及截面特性直接相 关,当然线刚度还和长度有关了! 一般能满足F=k△,F为作用力,△为位移,k即为刚度,所以刚度物理意义为单位位移时所产生的力。k可以是某些量的函数,即可为表达式。由F的不同,叫法不同。另外就是我们要说的刚度叫线刚度,即单位长度上的刚度。比如,我们在用反弯点法计算多层框架水平荷载作用下内力近似计算时。计算柱的水平剪力时,剪力与柱层间水平位移△的关系为V=(12ic/h2)△那么d=(12ic/h2)就叫柱的侧移刚度,表示柱上下两端相对有单位侧移时柱中产生的剪力。其中ic表示柱的线刚度(即ic=EI/h),h为楼层高,EI是柱的抗弯刚度(M=EI(1/p),M为弯矩,(1/p)为曲率,也满足F=k△形式)。另外还可用D值法,即考
基坑冠梁水平侧向刚度的讨论 摘要:本文讨论冠梁的水平侧向刚度对基坑的作用原理及模型,根据不同的模型建立不同的公式,并采用ANSYS分析软件对不同边长的冠梁在是否有拉锚的情况下进行计算,分析不同公式的精确程度及应用范围,并对冠梁对基坑的作用提出指导性结论。 关键词:冠梁;水平侧向刚度 Abstract: this paper discusses the horizontal lateral stiffness crown beam of foundation pit of mechanism and the model, according to different model set up different formula, and by using the ANSYS analysis software to different fields in the champions league, anchor beam whether the calculation, analysis of the different formula precision degree and the scope of application, and the beam to the foundation pit of crown put forward some guiding conclusion. Keywords: crown beam; Horizontal lateral stiffness 在现有的基坑设计计算理论中,没有明确如何考虑冠梁或者腰梁对支护结构的作用,但实际上,特别是在面积和边长度较小的基坑中,冠梁却起非常大的作用,甚至光靠冠梁,不需要内支撑或锚杆,就可以实现基坑支护的效果。因此,冠梁对支护结构的影响应该考虑到基坑支护结构的设计和计算中,这个思想在某些设计软件中体现,例如理正深基坑设计软件,冠梁的作用通过设置一个“冠梁水平侧向刚度”的参数来参与到支护结构内力计算中。 Ⅰ、其计算模型是在支护桩(墙)顶冠梁位置增加一个弹簧,弹簧的刚度等于冠梁的水平侧向刚度。其中,冠梁的水平侧向刚度通过以下公式进行计算:图1.水平侧向刚度计算简图 (1) 式中:K:冠梁水平侧向刚度估算值(MN/m); a:桩、墙位置(m); L:冠梁长度(m);
(一)地震力与地震层间位移比的理解与应用 ⑴规范要求:《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。 ⑵计算公式:Ki=Vi/Δui ⑶应用范围: ①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。 ②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。 (二)剪切刚度的理解与应用 ⑴规范要求: ①《高规》第E.0.1条规定:底部大空间为一层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。 ②《抗震规范》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。计算公式见《抗震规范》253页。 ⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。 ⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。 (三)剪弯刚度的理解与应用 ⑴规范要求: ①《高规》第E.0.2条规定:底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式(E.0.2)计算。γe宜接近1,非抗震设计时γe 不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。 ②《高规》第E.0.2条还规定:当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。
● 1.框架承重方案的选择 房屋平面一般横向尺寸较短,纵向尺寸较长,横向刚度比纵向刚度弱。当将框架结构横向布置时,可以在一定程度上改善房屋横向与纵向刚度相差较大的缺点,而且由于连系梁截面高度一般比主梁小,窗户尺寸可以设计的大一些,室内采光、通风较好。因此,在多层框架结构中,常采用这种形式。 框架结构纵向承重方案中,楼面荷载右纵向梁传至柱子,横梁高度一般较小,室内净高较大,而且便于管线纵向穿行。此外,当地基眼房屋纵向不够均匀时,纵向框架可在一定程度上调整这种不均匀性。纵向框架承重方案的最大缺点是房屋的横向抗侧移刚度小,因而在工程中很少采用。 框架结构双向承重方案因在纵横两个方向中都布置有框架,因此整体性和受力性能都很好。特别适合于对房屋结构的整体性要求较高和楼面荷载较大的情况下采用。 主梁的跨度一般为6~9m ,次梁一般为4~7m 。但是,随着柱网尺寸的加大,楼板 厚度以及梁、柱截面尺寸增大,材料用量增加,不经济。 ● 2.截面尺寸估算 一般,框架梁的截面尺寸可按下式计算: 0111 1~;~8182 4b b b h l b h ???? == ? ????? ; 多层和高层建筑中的楼面可以做成装配式、装配整体式和现浇式三种形式。装配式楼面的刚度弱,一般只用于多层建筑。房屋高度超过50m 的高层建筑宜采用现浇楼面结构。房屋高度不超过50m 的高层建筑,除现浇楼面外,还可以采用装配整体式楼面,也可以采用与框架梁右可靠连接的预制楼面。 三种楼面结构与框架梁的谅解构造不一样。在现浇楼面中,楼面板的钢筋与框架梁的钢筋交织在一起,混凝土同时浇灌,整体性好。在装配整体时候楼面中,将预制的楼面板搁支在框架梁上厚,在预制板上做一层刚性的钢筋混凝土面层,整体性比现浇楼面弱。装配式楼面时将楼面板直接搁支在框架梁上,整体性差。在计算框架梁的截面惯性矩时,要考虑楼面板与梁连接使梁的惯性矩增加的有力影响,为力简化起见,可按下表中的简化公式计算量的惯性矩: 楼板类型 边框架梁 中框架梁 现浇楼板 I=1.5I 0 I=2.0I 0 装配整体式楼板 I=1.2I 0 I=1.5I 0 装配式楼板 I=1.0I 0 I=1.0I 0 框架柱截面一般都采用举行活方形截面,在多层建筑中,框架柱的截面尺寸可按下式估 算: ()1 1~,1~21218::c i c c c c i b H h b b i ??== ??? 柱截面宽度;h :柱截面高度;H 第层的层高 ; 在高层框架时,按上式估算的框架柱截面可能偏小,可按下式计算:
剪切刚度、剪弯刚度和地震剪力与地震层间位移比 剪切刚度: 1.定义: 是反应结构面剪切变形性质的重要参数,其数值等于峰值前剪切刚 度曲线上任一点的切线斜率。 2.应用: (1)《高规》附录E第E.0.1条规定:当转换层设置在1、2层时,可近似采用转换层与其相邻上层结构的○2等效剪切刚度比(对于转换层)γe1表示转换层上、下层结构刚度的变化,γe1宜接近1,非抗震设计时γe1不应小于0.4,抗震设计时γe1不应小于0.5。γe1可按下列公式计算: (2)《抗震规范》第6.1.14第3条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小2。 《高规》第5.3.7条规定:高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2(○1等效剪切刚度比)。其条文说明指出楼层侧向刚度比可按本规程附录E.0.1条公式计算。 地震力与地震层间位移比 1.定义: 实际上就是使结构发生单位层间位移角所需要的力。
2.应用: (1)《高规》第3.5.2条均规定:抗震设计时,高层建筑相邻楼层的侧向 刚度变化应符合下列规定: 1)对框架结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ 1 可按式(3.5.2—1)计算,且本层与相邻上层的比值不宜小于0.7,与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。(○3侧向刚度比,对于每一层) 2)对框架-剪力墙、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒 中筒结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ 2 可按式(3.5.2-2)计算,且本层与相邻上层的比值不宜小于0.9;当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时,该比值不宜小于1.1;对结构底部嵌固层,该比值不宜小于1.5。(○4等效侧向刚度比,对于每一层) (2)《高规》附录E中第E.0.2条:当转换层设置在第2层以上时,按本规程式(3.5.2—1)计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6。(○5侧向刚度比,仅对于转换层) (3)《高规》附录E中第E.0.3条:当转换层设置在第2层以上时,尚宜采用图E所示的计算模型按公式(E.0.3)计算转换层下部结构与上部结构的 等效侧向刚度比γ e2。γ e2 宜接近1,非抗震设计时γ e2 不应小于0.5,抗震设计 时γ e2 不应小于0.8。(○6等效侧向刚度比,对于转换层上部结构与下部结构)(也叫等效剪弯刚度比)
梁柱刚度比对框架抗弯能力及变形的影响 摘要:根据力学基本原理,推导出框架结构在水平荷载作用下梁柱刚度比对框架抗弯能力影响较大。在同等框架柱截面特征情况下梁柱刚度比较大的框架结构抗弯能力较强,同时荷载作用产生的水平位移较小。分析表明在某些需要控制侧移的结构中,可以通过增加梁柱线刚度比来减小结构侧向位移。 关键词:框架结构;梁柱刚度比;水平荷载;侧向位移 引言 框架结构是目前多高层结构中应用比较广泛的一种结构形式,其结构设计理论及实际工程施工技术都已经比较成熟,但就框架结构梁柱刚度比对结构变形及抗弯能力影响这一方面,分析研究还不够完善。本文通过分析框架结构梁柱刚度比对框架结构位移及抗弯能力的影响,证明在给定水平荷载和结构材料及截面特征情况下,可以通过调整梁柱刚度比来增强结构抗弯能力,并能有效减小结构位移。 水平荷载作用下框架结构的变形及框架柱截面应力分布 框架结构在水平荷载作用下产生的弯矩主要由框架梁柱及框架柱中成对轴力形成的力偶矩承担,水平荷载产生的侧向位移主要由框架梁柱杆件弯曲变形及框架柱轴向变形引起的侧向位移组成[2]。其中框架梁柱杆件弯曲是框架结构产生水平位移的主要因素,其产生的水侧向位移占总侧向位移的大部分,一般情况下,框架柱轴向变形引起的侧向位移很小,可以忽略,仅当框架柱中轴力较大时才考虑该部分引起的侧向位移。以单跨框架结构为例,如下图所示,不同梁柱线刚度比情况下,框架结构在水平荷载作用下产生的变形及框架柱截面中应力分布情况。 由上图可以看出,当框架梁的刚度很大,而框架柱的刚度相对较小时,框架梁对框架柱的约束作用很强。在水平荷载作用下,框架整体受力,框架柱截面内应力分布以整体弯曲应力为主,框架柱轴向变形此时为最大,水平荷载在框架柱内产生的轴力也达到最大。此时,框架侧向位移曲线呈剪切型,框架柱中成对轴力形成的弯矩抵抗了水平荷载产生的弯矩的大部分,框架由梁柱弯曲变形引起的侧向位移也为最小值,轴向变形引起的侧向位移为最大,但是远小于框架柱内无轴力时梁柱弯曲产生的侧向位移。当框架梁刚度很小,而框架柱相对刚度很大时,框架梁对整个框架的约束作用很小。在水平荷载作用下,框架柱没有轴向变形,
柱下条形基础简化计算及其设计步骤 提要:本文对常用的静力平衡法和倒梁法的近似计算及其各自的适用范围和相互关系作了一些叙述,提出了自己的一些看法和具体步骤,并附有柱下条基构造表,目的是使基础设计工作条理清楚,方法得当,既简化好用,又比较经济合理。 一、适用范围: 柱下条形基础通常在下列情况下采用: 1、多层与高层房屋无地下室或有地下室但无防水要求,当上部结构传下的荷载较大,地基的承载力较低,采用各种形式的单独基础不能满足设计要求时。 2、当采用单独基础所需底面积由于邻近建筑物或构筑物基础的限制而无法扩展时。 3、地基土质变化较大或局部有不均匀的软弱地基,需作地基处理时。 4、各柱荷载差异过大,采用单独基础会引起基础之间较大的相对沉降差异时。 5、需要增加基础的刚度以减少地基变形,防止过大的不均匀沉降量时。 其简化计算有静力平衡法和倒梁法两种,它们是一种不考虑地基与上部结构变形协调条件的实用简化法,也即当柱荷载比较均匀,柱距相差不大,基础与地基相对刚度较 件下梁的计算。 二、计算图式 1、上部结构荷载和基础剖面图 2、静力平衡法计算图式 3. 倒梁法计算图式 三、设计前的准备工作 1. 确定合理的基础长度 为使计算方便,并使各柱下弯矩和跨中弯矩趋于平衡,以利于节约配筋,一般将偏心地基净反力(即梯形分布净反力)化成均布,需要求得一个合理的基础长度.当然也可直接根据梯形分布的净反力和任意定的基础长度计算基础. 基础的纵向地基净反力为: j j i p F bL M bL min max =±∑∑62