【结构设计】框支框架倾覆力矩的特殊性
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框架柱倾覆力矩百分比概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在介绍和解释框架柱倾覆力矩百分比这一概念,并探讨其在工程设计与加固中的重要性和应用。
框架结构是一种常见的建筑结构类型,其中的柱子起到支撑和稳定结构的作用。
然而,在地震、风灾等自然灾害或其他外部荷载作用下,框架柱可能发生倾覆,从而导致整体结构的破坏。
为了减轻或防止这种情况发生,需要对框架柱倾覆力矩进行分析和计算。
1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中,我们将对本文所涉及的内容进行简要概述,并明确文章的目的和意义。
接下来,在正文部分中,我们将详细介绍框架柱倾覆力矩的定义、计算方法以及其百分比指标在工程设计中的意义与作用。
同时,我们也将探讨影响框架柱倾覆力矩百分比的因素,以便更好地理解该指标在实际工程中应具备的条件和影响因素。
最后,在结论部分中,我们将总结框架柱倾覆力矩百分比的重要性,并提出对框架柱设计和加固的建议。
1.3 目的本文旨在揭示框架柱倾覆力矩百分比这一工程指标的重要性和应用场景,为工程师、设计师及相关从业人员提供理论基础和实践指导。
通过深入了解该概念及其计算方法,能够更好地评估并预测框架结构在外部荷载作用下发生倾覆的风险,并采取适当措施进行结构设计和加固,以确保工程安全可靠性。
同时,本文也希望引起更多专家学者对于框架柱倾覆力矩百分比及相关问题的关注,促进相关研究领域的发展和创新。
2. 正文:2.1 框架柱倾覆力矩的定义和计算方法框架柱倾覆力矩是指当外部荷载作用于框架结构时,柱子受到的倾覆力矩。
它是评估结构抗倾覆能力的重要参数之一,对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。
计算框架柱倾覆力矩时,首先需要确定柱子受到的外部水平荷载,并考虑荷载的位置和大小。
其次,根据柱子的几何形状、材料特性以及支撑条件等因素,可以使用相关公式或专用软件进行计算。
常用的计算方法包括刚度假设法、等效弯曲刚度法、具体系数法等。
2.2 框架柱倾覆力矩百分比的意义与作用框架柱倾覆力矩百分比是指框架柱倾覆力矩与设计承载力之比,通常以百分比形式表示。
框架承担倾覆力矩的合理计算方法
常磊;崔济东;廖耘;周定;李盛勇
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2024(54)4
【摘要】为理清框架倾覆力矩的相关概念区别,并给出各自合理计算方法,对计算框架、支撑、框架+支撑、局部框架或者局部框架+支撑倾覆力矩的统一解法进行总结,给出相应的力学法。
指出框架倾覆力矩和框架承担倾覆力矩之间的显著区别,给出两者的异同以及建筑结构中框架承担倾覆力矩的计算原则,并进一步给出合理计算框架承担倾覆力矩的方法,即修正的统一解法。
修正的统一解法适用于一般建筑结构和带竖向构件转换的结构,也适用于带伸臂框架-核心筒结构。
最后对典型结构算例的框架承担倾覆力矩进行计算分析,结果合理可行。
【总页数】12页(P124-135)
【作者】常磊;崔济东;廖耘;周定;李盛勇
【作者单位】广州容柏生建筑工程设计事务所
【正文语种】中文
【中图分类】TU973;TU318
【相关文献】
1.底层框架—抗震墙多层砖房在地震倾覆力矩作用下柱附加轴力计算方法的探讨
2.框架承担的倾覆力矩比例对框架—剪力墙结构抗震性能的影响
3.框架-剪力墙结
构框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究4.部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究5.能量法计算框架-剪力墙结构框架倾覆力矩比
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框剪结构倾覆力矩百分比摘要:一、框剪结构简介1.框剪结构的定义2.框剪结构的特点二、倾覆力矩百分比的概念1.倾覆力矩的定义2.力矩百分比的计算方法三、框剪结构倾覆力矩百分比的计算1.计算步骤2.影响因素四、框剪结构倾覆力矩百分比的实际应用1.在设计中的应用2.在工程检测中的应用五、总结1.框剪结构倾覆力矩百分比的重要性2.未来的研究方向正文:框剪结构是一种由框架结构和剪力墙结构组成的复合结构,具有承重性能好、抗震性能强等优点,广泛应用于各类建筑中。
框剪结构在设计和施工过程中,需要对其倾覆力矩进行严格控制,以确保结构的安全稳定。
倾覆力矩百分比是衡量框剪结构倾覆力矩大小的一个指标,其计算公式为:倾覆力矩百分比=倾覆力矩/总力矩×100%。
其中,倾覆力矩是指作用在结构上的力矩,总力矩是指结构所有支座处的力矩之和。
框剪结构倾覆力矩百分比的计算是一个复杂的过程,需要考虑结构的几何形状、材料性能、支座条件等多种因素。
在实际工程中,设计人员通常会借助计算机软件进行精确计算,以确保框剪结构的安全性能。
框剪结构倾覆力矩百分比在设计、施工和工程检测等多个环节都有重要作用。
在设计阶段,通过计算框剪结构倾覆力矩百分比,可以评估结构的稳定性和安全性,为设计师提供重要参考。
在施工阶段,施工人员可以根据倾覆力矩百分比,对结构进行精确的施工,确保结构质量。
在工程检测阶段,通过检测框剪结构倾覆力矩百分比,可以评估结构的运行状态,为维护和管理提供依据。
总之,框剪结构倾覆力矩百分比是框剪结构设计和施工中一个重要的参数,对于保证结构的安全性能具有重要作用。
框剪结构倾覆力矩百分比框剪结构倾覆力矩百分比是一个重要的结构设计参数,用于评估框剪结构的稳定性和安全性。
在建筑设计领域,框剪结构被广泛应用于高层建筑和大跨度结构中,其独特的力学性能使其成为一种可靠的结构形式。
框剪结构是由框架和剪力墙两个主要组成部分构成的。
框架主要承担垂直荷载,而剪力墙则负责承受横向荷载。
在地震等自然灾害作用下,横向荷载会导致结构发生摇摆,进而产生倾覆力矩。
因此,了解和计算框剪结构的倾覆力矩百分比对于结构的安全性评估至关重要。
倾覆力矩百分比是指倾覆力矩与结构的抗倾覆力矩之比,通常用百分比表示。
这个参数越小,表示结构的抗倾覆能力越强。
计算倾覆力矩百分比需要考虑框架和剪力墙的刚度、材料的强度、结构的几何形状等因素。
通过合理的设计和优化,可以使结构的倾覆力矩百分比达到较小的数值,从而提高结构的抗倾覆能力。
在实际工程中,工程师通常采用计算机模拟和结构分析软件来计算框剪结构的倾覆力矩百分比。
这些软件可以模拟真实的荷载和结构响应,通过数值计算的方法得出结构的倾覆力矩。
根据计算结果,工程师可以进行结构的优化设计,以达到倾覆力矩百分比的要求。
除了设计上的考虑外,框剪结构的倾覆力矩百分比还受到结构施工质量、材料的可靠性和结构的维护保养等因素的影响。
因此,在结构的使用寿命中,及时进行维护和检修是确保结构抗倾覆能力的重要手段。
总之,框剪结构倾覆力矩百分比是评估结构稳定性和安全性的重要参数。
通过合理的设计和优化,结构的倾覆力矩百分比可以降低,从而提高结构的抗倾覆能力。
在实际工程中,工程师需要借助计算机模拟和结构分析软件来计算和优化设计,以确保结构的安全性。
除此之外,结构的施工质量和维护保养也是确保结构稳定性的关键因素。
钢筋混凝土框架结构的抗倾覆性能研究摘要:钢筋混凝土框架结构是建筑工程中常见的一种结构形式,其抗倾覆性能对于确保建筑的稳定性和安全性至关重要。
本文旨在系统研究钢筋混凝土框架结构的抗倾覆性能,并提出相应的改进措施,以提高建筑结构的抗倾覆能力。
1. 引言钢筋混凝土框架结构是一种广泛应用于建筑工程中的结构形式,其通过在柱、梁之间设置钢筋混凝土墙体,形成一个稳定的框架结构。
然而,由于外部力的作用,框架结构在地震、风力等自然灾害下容易发生倾覆,严重威胁到建筑的安全性。
因此,研究框架结构的抗倾覆性能具有重要的理论和实际意义。
2. 抗倾覆性能的评价指标针对钢筋混凝土框架结构的抗倾覆性能,我们可以从以下几个方面进行评价:2.1 抗倾覆稳定系数抗倾覆稳定系数是衡量结构抵抗倾覆的能力的重要指标。
其定义为结构倾倒矩与倾覆力矩的比值,通过计算可得到结构的抗倾覆稳定系数。
2.2 等效弯矩系数等效弯矩系数是指在倾覆力矩作用下,结构所受到的等效弯矩与倾覆力矩的比值。
该指标能够反映结构的抗弯刚度和抗倾倒能力,因此也是评价抗倾覆性能的重要依据。
2.3 抗倾覆临界位移抗倾覆临界位移是指结构在倾覆过程中发生的位移距离。
该指标影响着结构在倾覆前的抗倾覆能力,同时也直接关系到结构的安全性。
3. 影响抗倾覆性能的因素钢筋混凝土框架结构的抗倾覆性能受到多种因素的影响。
首先,结构的几何形态是决定抗倾覆性能的重要因素,包括结构的高度、柱间距离等。
其次,结构的材料特性,如混凝土的强度、钢筋的数量和布置等,也会对抗倾覆性能产生重要影响。
此外,地震和风力等外部荷载也是影响结构抗倾覆性能的主要因素。
4. 抗倾覆性能改进措施为提高钢筋混凝土框架结构的抗倾覆性能,我们可以从以下几个方面进行改进:4.1 结构的良好设计良好的结构设计是确保抗倾覆性能的前提。
在设计过程中,应充分考虑结构的几何形态、材料特性和地震等外部荷载,合理确定结构的尺寸、数量和布置,以提高结构的整体稳定性和抗倾覆能力。
框剪结构倾覆力矩百分比1. 简介框剪结构是一种常见的建筑结构形式,由框架和剪力墙组成。
在设计和施工过程中,了解和掌握框剪结构的倾覆力矩百分比是非常重要的。
本文将介绍框剪结构、倾覆力矩的概念、计算方法以及影响因素。
2. 框剪结构框剪结构是一种由水平和垂直框架以及内部或外部的剪力墙组成的建筑结构形式。
水平和垂直框架通常由钢材或混凝土构成,用于承受建筑物自重和外部荷载。
而剪力墙则通过其刚性和强度来提供抗侧向力的能力。
框架在水平方向上具有较大的刚度,可以有效地抵抗水平荷载,如风荷载和地震荷载。
而剪力墙则在垂直方向上具有较大的刚度,可以有效地抵抗垂直荷载,如重力荷载。
3. 倾覆力矩倾覆力矩是指作用在建筑结构上的使其倾覆的力矩。
当外部荷载作用在建筑物上时,会产生一个倾覆力矩,如果该力矩超过了结构的抵抗能力,就会导致结构倾覆。
框剪结构的倾覆力矩可以通过以下公式计算:其中,是倾覆力矩,是水平方向上的倾覆力矩,是垂直方向上的倾覆力矩。
4. 计算方法框剪结构的倾覆力矩百分比可以通过以下公式计算:其中,是倾覆力矩百分比,是结构的最大倾覆力矩,和分别是结构在水平和垂直方向上的抵抗力矩。
通过计算倾覆力矩百分比,可以评估框剪结构的稳定性,并采取相应的措施来增加结构的抵抗能力。
5. 影响因素框剪结构的倾覆力矩百分比受到多种因素的影响,包括但不限于以下几个方面:•结构几何形状:包括高度、宽度、长度等参数。
较高的建筑物更容易受到风荷载和地震荷载的影响,从而增加了倾覆风险。
•材料性质:包括钢材或混凝土等材料的强度、刚度等参数。
较强和较刚性的材料可以提供更大的抵抗力矩,减小倾覆风险。
•建筑物用途:不同用途的建筑物所需的抗倾覆能力不同。
例如,高层住宅楼需要更高的抗倾覆能力来保证居民的安全。
•设计荷载:包括风荷载、地震荷载、雪荷载等。
较大的设计荷载会增加结构的倾覆风险。
综上所述,了解和计算框剪结构的倾覆力矩百分比对于建筑结构设计和施工至关重要。
框剪倾覆力矩比的权威解惑结构设计中,倾覆力矩是一个关乎结构体系合理性控制的重要概念.高规8.1.3条、抗规6.1.3条,利用框架倾覆力矩占结构总倾覆力矩的百分比,来界定结构性质,规定不同的控制和设计方法;高规7.1.8条,通过限制短肢墙倾覆力矩占结构总倾覆力矩的百分比,以控制结构中布置足够的普通墙,从而保证短肢墙结构体系的合理性;高规10.2.16条,通过控制框支框架倾覆力矩占结构总倾覆力矩的百分比,防止落地剪力墙过少造成的薄弱层,来保证部分框支剪力墙结构体系的合理性;显然,所有这些体系指标的控制,都建立在框架倾覆力矩正确计算的基础上.目前关于框架倾覆力矩的计算,有两种基本方法:规范算法与轴力算法一、《建筑抗震设计规范》6.1.3条文说明推荐的方法框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩的计算公式:式中M-框架-抗震墙结构在规定的侧向力作用下框架部分c分配的地震倾覆力矩;n—结构层数;m—框架i层的柱根数;V—第i层第j根框架柱的计算地震剪力;ij—第i层层高.hi规范算法的影响因素:1)框架柱的计算剪力Vc,ij —取决于柱与墙的相对刚度2)建筑层高hi—与结构布局无关二、轴力算法以外力作用下结构嵌固端的内力响应为依据,统计嵌固端所有框架柱实际产生的总体弯矩Moc“真实”的弯矩,不是“需要”的弯矩!轴力算法的影响因素:1)框架柱嵌固部位的计算弯矩Mcj和轴力Ncj——取决于柱与墙的相对刚度、相对位置、楼盖(梁)刚度等因素2)框架柱距倾覆点的距离Lcj——取决于柱子的平面布局三、规范算法与轴力算法的关系轴力算法的结果Moc,除了包含框架部分按侧向刚度分配的倾覆力矩Mc外,还包括由于结构整体的变形协调而额外负担的一部分抗震墙的倾覆力矩Mcw‘,即轴力算法的结果应为:Moc=Mc+Mcw‘Mow=Mw-Mcw'举例:5层,H=3m,平动周期:0.18s,墙体刚度相对大,框架的刚度比重下降规范算法MC=617.16kN-m框架比重下降轴力算法Moc=1036.91kN-m框架比重上升5层,H=3m,平动周期:0.294s,墙体相对刚度变小,框架的刚度比重上升规范算法MC=2081.64kN-m 框架比重上升轴力算法Moc=-206.08kN-m 框架比重下降四、规范的目的1、规范对结构底层框架部分的倾覆力矩分担比例提出要求,实质上是为了控制框架与抗震墙侧向刚度的相对大小;2、规范公式反映了结构体系中框架的刚度贡献量3、轴力公式的影响因素众多,无法对两种构件的相对刚度做出正确的评价.4、实际工程应以规范公式的计算结果为准.规范给定的计算公式是基于结构倾覆的基本概念和结构内外水平力相互平衡的条件得到的.按规范公式计算的框架部分分担的倾覆力矩百分比反映了结构体系中框架的刚度贡献量,规范对结构底层框架部分的倾覆力矩分担比例提出要求,实质上是为了控制框架与抗震墙侧向刚度的相对大小,当底层框架部分的倾覆力矩分担比例小于50%时,说明框架部分对结构整体抗侧刚度的贡献较小,抗震墙提供了大部分抗侧刚度,是主要的抗侧力构件,框架为次要抗震构件,是结构的二道防线.严格意义上讲,我们要求计算倾覆力矩分担比的目的是为了判别框架-抗震墙结构等双重体系的属性的,即是偏向墙的属性还是偏向框架的属性.欧洲规范采用的抗剪承载能力,我们的规范采用的倾覆力矩,本质上是考虑了层高修正的剪力分担比.。
框架―剪力墙结构的变形及受力特点在框架结构中加设适量的剪力墙,二者通过楼盖协同工作,以满足建筑物的抗侧要求,从而组成框架―剪力墙结构体系。
在框架中局部增加剪力墙可以在对建筑物的使用功能影响不大的情况下,使结构的抗侧刚度和承载力都有明显提高,所以这种结构体系兼有框架和剪力墙结构的优点,是一种适用性很广的结构形式。
1. 变形特点在水平荷载作用下,框架结构的侧向变形曲线以剪切型为主,而剪力墙的变形则以弯曲型为主。
由于两者是受力性能不同的两种结构,因而两者之间需要通过楼板的协同工作。
由于楼板平面内刚度很大(计算中假定为无限刚性),因此在同一楼板处必有相同的位移,这就形成了框架―剪力墙结构特有的变形曲线,呈反S形的弯剪型变形曲线。
框架下部位移增长迅速,上部增长较慢,剪力墙则与之相反。
在框架―剪力墙结构下部,侧移较小的剪力墙对框架提供帮助,墙把框架向左边拉,框架―剪力墙的侧移比框架单独侧移小,比剪力墙单独侧移大;而上部,框架又可以对剪力墙提供支持,即框架把墙向左边推,其侧移比框架单独侧移大,比剪力墙单独侧移小。
最终框架―剪力墙结构的侧移大大减小,且使框架和剪力墙中内力分布更趋合理。
·2. 受力特点剪力墙的侧移刚度远大于框架,因此剪力墙分配到的剪力也将远大于框架。
由于上述变形的协调作用,框架和剪力墙的荷载和剪力分布沿高度在不断调整。
框架结构在水平力作用下,框架与剪力墙之间楼层剪力的分配比例和框架各楼层剪力分布情况随着楼层所处高度而变化,与结构刚度特征值λ直接相关。
框剪结构中的框架底部剪力为零,剪力控制部位在房屋高度的中部甚至在上部,而纯框架最大剪力在底部。
因此,当实际布置有剪力墙(如:楼梯间墙、电梯井道墙、设备管道井墙等)的框架结构,必须按框架结构协同工作计算内力,不应简单按纯框架分析,否则不能保证框架部分上部楼层构件的安全框架墙,剪力墙的区别剪力墙(shear wall)又称抗风墙或抗震墙、结构墙。
关于友商对YJK框支框架所占倾覆力矩百分比计算质疑的回复随着YJK的应用口碑逐年提升,近来友商多次对YJK程序提出了公开质疑。
首先这里表明一下态度:本着为用户负责的态度,盈建科会慎重对待这些质疑,也欢迎友商或各方用户进一步给我们提意见,我们秉承“有则改之,无则加勉”的态度,让YJK产品接受更多的考验,使产品更加完善。
以下内容是此前友商官方发在土木吧、微信公众号“框支转换结构倾覆力矩准确计算实例分析”对YJK软件质疑的回复。
一、YJK提供两种统计倾覆力矩百分比方式YJK软件为了提高适用性,对框支框架所占地震倾覆力矩百分比计算,同时提供《抗震规范》和《轴力统计》两种算法,均输出在“倾覆弯矩及0.2V0调整wv02q.out”文本中。
二、两种算法友商原文认为:框支转换结构是明显的强耦合结构,唯有“轴力方式”能够正确计算倾覆力矩。
对于部分框支剪力墙结构,由于框支框架仅在框支楼层存在,如果硬套抗规公式,则会得出框支框架承担的倾覆弯矩比例很小(按极端的全部楼层竖向构件均为框支柱来考虑,硬套公式的倾覆弯矩比例亦是如此),因此软件提出了计算框支框架倾覆弯矩比例时,扣除框支层以上楼层的倾覆力矩,仅取框支楼层部分的结果计算,相当于把框支楼层当做隔离体看待。
《建筑结构》第47卷第9期的“部分框支剪力墙结构中框支框架承担倾覆力矩的计算方法及应用”中指出了直接套用抗规公式是不适用的;按轴力方法统计,由于力学方法的计算假定与抗规方法不一致,以其结果来判断框支层是否属于少墙框架结构,与规范判断准则有一定的差异。
文章中给出了取底部框支框架部分作为隔离体进行分析的方法,与软件的计算方法在思路上是一致的。
三、YJK 的《抗规》算法技术条件按照《抗震规范》6.1.3条条文说明中的公式计算框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩,同时输出按照轴力方式统计结果。
在《抗震规范》6.1.3条该公式中,总的框架倾覆力矩是各层分别计算的框架倾覆力矩的叠加结果。
框剪结构倾覆力矩百分比框架剪结构是指建筑结构中的框架结构和剪力墙结构相结合的一种建筑结构形式。
在框架剪结构中,框架起到承受重力荷载的作用,而剪力墙则承担着地震力的承载和控制作用。
在设计和施工过程中,需要对框剪结构的倾覆力矩百分比进行合理的考虑,以确保结构的稳定性和安全性。
框剪结构的倾覆力矩百分比是指地震作用下结构中的倾覆力矩与总的抗倾覆力矩之间的比值。
倾覆力矩是指地震作用下结构产生的退力矩,而抗倾覆力矩是指结构本身的抗侧力矩,同时考虑了剪力墙、钢筋混凝土核心筒和其他部件的抗倾覆贡献。
倾覆力矩百分比的大小直接影响到结构在地震作用下的稳定性和安全性。
在设计框剪结构时,需要首先明确结构的受力机制和倾覆力矩的计算方法。
通常情况下,可以根据建筑结构的布置和地震荷载的作用方向来确定主要的抗倾覆力矩来源,如剪力墙,核心筒或者其他构件。
然后,通过合理的结构设计和施工,确保这些构件能够承受所需的抗倾覆力矩。
最后,通过静力弹塑性分析和非线性时间历史分析等方法,计算结构在地震作用下的倾覆力矩并与总的抗倾覆力矩进行比较,得到倾覆力矩百分比。
在计算框剪结构的倾覆力矩时,需要考虑多种因素。
首先,需要确定结构的受力状况和地震作用的频率和振型。
其次,需要考虑结构的抗倾覆力矩来源和荷载传递路径。
例如,在框架结构中,主要的抗倾覆力矩来源是框架柱和剪力墙,而在剪力墙结构中,主要的抗倾覆力矩来源是剪力墙本身。
此外,还需要考虑结构的材料特性和构件的尺寸和形状。
框剪结构的倾覆力矩百分比的大小与结构的稳定性和安全性密切相关。
如果倾覆力矩百分比较大,说明结构可能会在地震作用下发生倾覆,存在安全隐患。
因此,设计和施工人员应根据结构自身的特点和地震荷载的作用情况,合理选择和配置抗倾覆力矩来源,确保结构的安全可靠。
总之,框架剪结构的倾覆力矩百分比是一个重要的工程参数,对结构的稳定性和安全性有直接影响。
在设计和施工过程中,设计和施工人员需要充分考虑结构的受力机制和抗倾覆力矩来源,通过合理的结构设计和施工,确保结构能够满足地震作用下的稳定性和安全性要求。
框剪结构倾覆力矩百分比
摘要:
1.框剪结构概述
2.框剪结构倾覆力矩的定义
3.框剪结构倾覆力矩百分比的计算方法
4.框剪结构倾覆力矩百分比的应用
5.结论
正文:
一、框剪结构概述
框剪结构是我国建筑结构设计中常用的一种结构形式,它是由钢筋混凝土柱、梁、板等构件通过焊接、螺栓连接而成的框架结构。
框剪结构因其优越的抗震性能、施工方便等优点,在我国建筑工程中得到了广泛应用。
二、框剪结构倾覆力矩的定义
框剪结构倾覆力矩是指在特定荷载条件下,框剪结构产生的绕基底下方形中心点的倾覆力矩。
它是衡量框剪结构稳定性的一个重要参数,对于保证结构的安全性具有重要意义。
三、框剪结构倾覆力矩百分比的计算方法
框剪结构倾覆力矩百分比的计算公式为:
倾覆力矩百分比= (倾覆力矩/ 结构总重量) × 100%
其中,倾覆力矩是指结构在特定荷载条件下产生的倾覆力矩;结构总重量是指结构的自重和所受荷载的总和。
四、框剪结构倾覆力矩百分比的应用
框剪结构倾覆力矩百分比是框剪结构设计中一个重要的控制指标。
设计人员需要根据规范要求,确保框剪结构在特定荷载条件下,倾覆力矩百分比不超过规定的限值,以保证结构的稳定性和安全性。
五、结论
框剪结构倾覆力矩百分比是衡量框剪结构稳定性的一个重要参数,对于保证结构的安全性具有重要意义。
Vol.51 No.10May 2021第51卷第10期2021年5月下建筑结构Building StructureDOI :10. 19701/j.jzjg.2021. 10. 002部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究曾庆立1>2,魏 琏2,王 森2,杜宏彪1(1深圳大学土木与交通工程学院,深圳518060;2深圳市力鹏工程结构技术有限公司,深圳518034)[摘要]分析了现行计算部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩比不同算法所存在的问题及不足。
通 过引入倾覆力矩比计算系数量化了 PKPM,ETABS 软件应用抗规法的计算结果。
计算结果表明,框支层的倾覆力矩比计算系数随结构楼层总数的增加逐渐减小,随框支层所在位置的增加逐渐增大,PKPM , ETABS 软件计算得到 的框支框架部分承担的倾覆力矩比偏小;通过对YJK 软件提供的计算结果反推了其算法的实质,指出其将框支层上部楼层的规定水平力均作用于框支层,将框支层以下楼层视为框架-剪力墙结构计算框支框架部分承担的倾覆 力矩比;在此基础上,结合其他学者的研究成果,提出了抗规法框支框架部分部分承担的倾覆力矩应为框支层框支框架部分及以上隔离体所分配到的层水平外力对框支层框支框架部分的力矩之和;除此以外,还给出了力偶法在部分框支-剪力墙结构的合理应用。
[关键词]框支-剪力墙;倾覆力矩;计算方法;框支框架;抗规法;力偶法中图分类号:TU375 文献标识码:A 文章编号:1002-848X ( 2021) 10-0007-05[引用本文]曾庆立,魏琏,王森,等.部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究[J ].建筑结构,2021,51( 10):7-11,6. ZENG Qingli , WEI Lian, WANG Sen, et al. Study on calculation method for overturningmoment carried by the frame -supported frame part of the partially frame -supported shear wall structure [J ]. Building Structure,2021,51(10) :7-ll,6.Study on calculation method for overturning moment carried by the frame-supported framepart of the partially frame-supported shear wall structureZENG Qingli 1,2, WEI Lian 2, WANG Sen 2, DU Hongbiao 1(1 College of Civil and Transportation Engineering , Shenzhen University , Shenzhen 518060, China ;2 Shenzhen Li Peng Structural Engineering Technology Co., Ltd., Shenzhen 518034, China)Abstract : The problems and shortcomings of different algorithms for calculating the overturning moment ratios carried by theframe -supported frame part of the partially frame -supported shear wall structure were analyzed. The calculation results ofPKPM and ETABS software according to the method of seismic design code were quantified by introducing the calculationcoefficient of overturning moment ratio. The calculation results show that the calculation coefficient of overturning moment ratio of the frame-supported layer gradually decreases with the increase of the total number of layers of the structure and gradually increases with the increase of the positions of the frame-supported layer , and the overturning moment ratio of the frame -supported frame part calculated by the PKPM and ETABS software is smaller. Through the calculation resultsprovided by the YJK software , the essential of the algorithm is deduced and it is pointed out that the overturning moment ratio of the frame -supported frame part is calculated by enforcing the required horizontal forces to upper floors of the frame-supported layer and the floors below the frame-supported layer as the frame-shear wall structure. On this basis , combinedwith the research results of other scholars , it is proposed that the overturning moment borne by the frame-supported frame part of the method of seismic design code should be the sum of the moments of the frame-supported frame part of the frame-supported layer distributed by the frame-supported frame and the above isolators to the frame-supported layer. In addition ,the reasonable application of the couple method in partially frame-supported shear wall structure is also given.Keywords : frame-supported shear wall ; overturning moment ; calculation method ; frame-supported frame ; method ofseismic design code ; couple method作者简介:曾庆立,博士研究生,一级注册结构工程师,Email :************************;通信作者:杜宏彪,博士,教授, 博士生导师,Email : gmms361@ 163. com 。
框架承担倾覆力矩的合理计算方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:框架结构在建筑设计中扮演着重要的角色,它可以承担一定的倾覆力矩,确保建筑物的稳定性和安全性。
在设计过程中,如何合理计算框架结构所需承担的倾覆力矩是一个关键问题。
本文将探讨框架结构承担倾覆力矩的合理计算方法,以及其中涉及的相关理论和技术。
一、倾覆力矩的定义和作用倾覆力矩是指外部作用力(如风载和地震作用)对建筑物产生的侧向力矩,是导致建筑物倾覆的主要力矩之一。
倾覆力矩的大小取决于建筑物的高度、形状、结构类型等因素。
在设计过程中,需要计算建筑物能够承受的最大倾覆力矩,以保证建筑物在外部作用力的影响下不会倾覆。
二、框架结构承担倾覆力矩的原理框架结构在承担倾覆力矩时,其主要作用是通过牢固的连接和合理的结构布局将外部作用力传递到基础中,使建筑物保持稳定。
框架结构的承载能力取决于其结构形式、材料特性和连接方式等因素。
在计算框架结构承担倾覆力矩时,需要考虑框架结构的整体刚度和受力性能,以确定其受力状态和承载能力。
1. 确定设计参数:在计算框架结构承担倾覆力矩时,首先需要确定设计参数,包括建筑物的高度、结构形式、设计风载或地震作用等参数。
2. 选择合适的理论方法:根据建筑物的特点和设计要求,选择合适的计算方法,常用的有静力分析法、动力分析法和有限元分析等方法。
3. 进行结构分析:对框架结构进行力学分析,计算其在外部作用力作用下的受力状态和承载能力。
4. 校核设计方案:根据计算结果对设计方案进行校核,确保框架结构能够承担倾覆力矩,满足设计要求。
5. 考虑安全系数:在计算框架结构承担倾覆力矩时,需要考虑安全系数,确保建筑物在实际使用中不会发生倾覆事故。
四、结论框架结构在建筑设计中承担着重要的倾覆力矩,其合理计算方法是确保建筑物稳定性和安全性的关键。
设计师在进行框架结构设计时,应根据建筑物的特点和设计要求,选择合适的计算方法,并进行严谨的结构分析和校核,以确保框架结构能够承担倾覆力矩,保证建筑物的安全稳定。
【结构设计】结构抗倾覆的分析总结结构抗倾覆的分析总结先列出关于倾覆力矩的规范:《建筑抗震设计规范》4.2.4条:高宽比大于4的高层建筑,在地震作用下基础底面不宜出现脱离区(零应力区);其他建筑,基础底面与地基土之间脱离区(零应力区)面积不应超过基础底面面积的15%。
《高层建筑混凝土结构技术规程》12.1.7在重力荷载与水平荷载标准值或重力荷载代表值与多遇水平地震标准值共同作用下,高宽比大于4的高层建筑,基础底面不宜出现零应力区;高宽比不大于4的高层建筑,基础底面与地基之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。
质量偏心较大的裙楼与主楼可分别计算基底应力。
从规范里我门看出了什么呢?1)宽比大于4的高层建筑的整体抗倾覆提出了更严格的要求,以减小和控制水平荷载作用下地基转动变形.避免因此产生过大P-Δ效应,造成结构破坏。
2)计算的假定是基础及地基均具有足够刚度,基底反力呈线性分布;重力荷载、合力中心与基底形心基本重合(偏心距≤B/60)。
如为基岩,地基足够刚,Mr/Mov要求可适当减小放松;如为中软土地基,Mr/Mov要求还应适当增大从严。
Mr--抗倾覆力矩Mov-倾覆力矩3)地震时,地基稳定状态受到影响,故抗震设计时,尤其抗震防烈度为8度及以上地区,Mr/Mov要求还宜适当从严;抗风时,涉及地下室周边被动土压力作用,但Mr/Mov要求仍应满足规程规定,不宜放松。
4)当扩大地下室基础的刚度有限不能可靠传力时,抗倾覆力矩计算的基础底面宽度宜适当减小,或可取塔楼基础的外包宽度计算,以策安全。
如下图所示,当考虑了上部塔楼偏置影响时,抗倾覆力臂取为塔楼综合质心到基础近边的距离。
而不应均直接取基础宽度的一半。
基础零应力区的比例与抗倾覆的关系如下:。
框支框架承担的地震倾覆力矩占结构总地震力矩之比例的算法解释一、规范要求:10.2.16 部分框支剪力墙结构的布置应符合下列规定:7 框支框架承担的地震倾覆力矩应小于结构总地震倾覆力矩的50%;二、规范要求的本意:规范条文说明:相比于02规程,此条有两处修改:一。
;二是增加第7款对框支框架承担的倾覆力矩的限制,防止落地剪力墙过少。
三、倾覆力矩算法:以下图的简单对称结构为例说明:1)V*H 求和方式(抗规方法)框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩的计算公式in i mj ij c h V M ∑∑===11式中c M ——框架-抗震墙结构在规定的侧向力作用下框架部分分配的地震倾覆力矩;n ——结构层数; m ——框架i 层的柱根数;ij V ——第i 层第j 根框架柱的计算地震剪力; i h ——第i 层层高。
对一根框架柱来讲,根据其平衡条件,21M M h V c += (8) 同样根据平衡条件,此时梁上剪力N V b = (9) 在梁内由梁的平衡条件有Nl l V M b ==2 (10) 则按照抗规方法计算得到的柱倾覆力矩为:Nl M h V M c c 2221'+== (11)2)力学标准方式(即PKPM 中提供的轴力方式)按力学方法计算倾覆力矩,需要先计算合力作用点,然后用底部轴力对合力作用点取距。
SATWE 中的合力作用点计算方法为 ∑∑=ii i o N x N x (5) 其中o x ——x 向合力作用点i N ——x 向规定水平力下各构件的轴力 i x ——柱的x 坐标或者墙柱的中心点x 坐标。
则框架柱承担的倾覆力矩为: ()[]∑=+-=ni yi o ii cx M x x N M 1(6)即倾覆力矩为轴力产生的倾覆力矩与柱底弯矩之后,墙的计算方法与柱相同。
图6所示框剪结构在水平力F 作用下,在框架柱底部产生的轴力为N ,柱底弯矩为1M ,显然框架承担的倾覆力矩应该为:()12122M L L N M c ++= (7)四结论:从计算结果可以看出:1抗规方式算出的柱底部弯矩占结构总弯矩的比例与墙数量的相关性更强(主要跟墙柱的刚度在总刚度的占比有关),而轴力方式算出的柱底部弯矩的占结构总弯矩的比例与墙位置的相关性也有很大关系,甚至占主导的关系(根据轴力计算弯矩时的墙柱与结构合力作用点的距离(即力臂)的有关)。
钢结构倾覆力矩摘要:1.钢结构概述2.倾覆力矩的定义和计算3.钢结构中倾覆力矩的作用4.倾覆力矩对钢结构稳定性的影响5.防止倾覆力矩导致钢结构失效的措施正文:钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁和塔架等工程结构中的材料。
由于钢结构具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点,因此在各种工程结构中受到广泛关注和应用。
然而,钢结构在受到外部力矩作用时可能会发生倾覆,这对结构的安全性造成极大威胁。
因此,了解钢结构中倾覆力矩的作用和影响,以及采取相应的措施防止其导致结构失效,具有重要的理论和实践意义。
倾覆力矩是指作用在结构上的沿某一轴线方向的力矩,通常是由外部荷载产生的。
在钢结构中,倾覆力矩可能导致结构产生弯曲、扭曲和剪切等变形,从而影响结构的稳定性。
因此,在设计和分析钢结构时,必须考虑倾覆力矩的影响。
钢结构中倾覆力矩的作用主要表现在以下几个方面:1.影响结构的稳定性:当倾覆力矩较大时,结构可能发生倾覆或失稳,导致结构失效。
2.影响结构的刚度:倾覆力矩会改变结构的刚度,使得结构在受力过程中产生较大的变形。
3.影响结构的动力特性:倾覆力矩会影响结构的动力特性,使得结构在受到动力荷载作用时产生较大的振动。
为了防止倾覆力矩导致钢结构失效,可以采取以下措施:1.增强结构的稳定性:通过增加结构的支撑或采用其他稳定结构,提高结构的抗倾覆能力。
2.减小倾覆力矩:在设计和施工过程中,尽量减小作用在结构上的倾覆力矩,例如合理设置荷载分布、减小结构自重等。
3.采用预应力技术:通过施加预应力,提高结构的抗弯和抗扭能力,从而抵抗倾覆力矩的影响。
总之,钢结构中倾覆力矩对结构的安全性具有重要影响。
框支框架倾覆力矩的特殊性
一、规范要求:
10.2.16部分框支剪力墙结构的布置应符合下列规定:
7框支框架承担的地震倾覆力矩应小于结构总地震倾覆力矩的50%;
二、规范要求的本意:
规范条文说明:相比于02规程,此条有两处修改:一。
;二是增加第7款对框支框架承担的倾覆力矩的限制,防止落地剪力墙过少。
三、倾覆力矩算法:
以下图的简单对称结构为例说明:
1)V*H求和方式(抗规方法)框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩的计算公式
2)力学标准方式(即PKPM中提供的轴力方式)
按力学方法计算倾覆力矩,需要先计算合力作用点,然后用底部轴力对合力作用点取距。
SATWE中的合力作用点计算方法为
从计算结果可以看出:
1、抗规方式算出的柱底部弯矩占结构总弯矩的比例与墙数量的相关性更强(主要跟墙柱的刚度在总刚度的占比有关),而轴力方式算出的柱底部弯矩的占结构总弯矩的比例与墙位置的相关性也有很大关系,甚至占主导的关系(根据轴力计算弯矩时的墙柱与结构合力作用点的距离(即力臂)的有关)。
从控制墙的数量而言,采用抗规方式更合理。
2、《抗规》6.1.3条文说明明确采用V*H求和方式。
框架部分按刚度分配的地震倾覆力矩的计算公式,保持2001规范的规定不变:
框支框架的倾覆力矩,不能按抗规方法:。