簡(jiǎn)介:2024/3/28,1,D值法概述在反彎點(diǎn)法中,計(jì)算柱的剪力時(shí)假定框架梁的線剛度為無窮大,柱的抗側(cè)移剛度僅與柱本身性質(zhì)有關(guān);確定反彎點(diǎn)位置時(shí)則認(rèn)為柱的反彎點(diǎn)是固定的,與梁、柱的線剛度和層高等因素?zé)o關(guān)。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,2,D值法概述當(dāng)框架結(jié)構(gòu)的層數(shù)較多時(shí),柱的截面尺寸增大,梁柱線剛度比也常常小于3,此時(shí)用反彎點(diǎn)法計(jì)算將產(chǎn)生較大的誤差,為此提出了修正柱的抗側(cè)移剛度和調(diào)整柱反彎點(diǎn)高度的改進(jìn)反彎點(diǎn)法,即D值法,該方法精度更高,適用范圍更廣。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,3,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù)(節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響系數(shù)),一般小于1。,不考慮節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的柱抗側(cè)移剛度。,,,,修正后的抗側(cè)移剛度,2024/3/28,4,D值法修正后的抗側(cè)移剛度修正后的抗側(cè)移剛度與柱的線剛度,層高以及梁柱的線剛度之比均有關(guān)。當(dāng)K趨于無窮時(shí),修正系數(shù)趨于1,表明梁的線剛度越大,對(duì)節(jié)點(diǎn)的約束能力越強(qiáng),節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)則越小,抗側(cè)剛度則越大。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,5,D值法修正后的抗側(cè)移剛度上述公式適用于一般層框架柱,底層柱(包括與基礎(chǔ)剛接和鉸接)的修正系數(shù)有所不同。為了便于應(yīng)用,下面給出各種情況下的修正系數(shù)。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,6,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一般層柱,底層柱下端固支,底層柱下端鉸支,對(duì)左(右)邊柱,只需將柱的左(右)側(cè)梁的線剛度設(shè)為0即可。,2024/3/28,7,D值法柱的剪力得到修正后的抗側(cè)移剛度后,相應(yīng)柱的剪力值為,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,8,柱高不等及有夾層的柱,不等高柱,夾層柱,2024/3/28,9,D值法反彎點(diǎn)高度D值法中,框架柱的反彎點(diǎn)位置是變化的,柱的反彎點(diǎn)高度(反彎點(diǎn)到柱下端的高度記為YH,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,,,,YH,,,,,M圖,,A,B,,,,,H,2024/3/28,10,D值法反彎點(diǎn)高度本質(zhì)上,柱的反彎點(diǎn)高度與其上、下端的約束條件有關(guān)。當(dāng)上下端轉(zhuǎn)角相同時(shí),反彎點(diǎn)在柱高的中點(diǎn);當(dāng)轉(zhuǎn)角不同時(shí),反彎點(diǎn)將向轉(zhuǎn)角較大的一端移動(dòng),即向約束弱方向移動(dòng);當(dāng)一端為鉸接時(shí),反彎點(diǎn)與鉸接點(diǎn)重合。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,11,D值法反彎點(diǎn)高度D值法中,柱反彎點(diǎn)的高度按上式確定,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),Y0標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比,在各層等高、各跨相等以及各層梁、柱線剛度不變的情況下求得;Y1上、下層梁剛度變化的修正值;Y2,Y3分別為上、下層層高變化的修正值;,2024/3/28,12,D值法反彎點(diǎn)高度標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比Y0可根據(jù)框架的總層數(shù)N、柱所在層J和梁柱線剛度比K以及荷載形式查表得到。對(duì)風(fēng)荷載作用下的框架結(jié)構(gòu),荷載形式按均布水平荷載查表。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,13,D值法反彎點(diǎn)高度Y1根據(jù)上下橫梁線剛度比Α1=I1I2/I3I4和梁柱線剛度比K查表得到。當(dāng)上橫梁線剛度小于下橫梁線剛度時(shí),Y1取正值;當(dāng)上橫梁線剛度大于下橫梁線剛度時(shí),按Α1=I3I4/I1I2但Y1取負(fù)值;對(duì)于底層柱,取Y10,即不修正。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,14,D值法反彎點(diǎn)高度Y2根據(jù)上層層高與本層層高之比Α2和梁、柱線剛度比K查表得到。當(dāng)Α2>1時(shí),上層對(duì)本層的約束減小,Y2取正值,反彎點(diǎn)向上移動(dòng);當(dāng)Α2<1時(shí),上層對(duì)本層的約束增大,Y2取負(fù)值,反彎點(diǎn)向下移動(dòng);對(duì)于頂層柱,Y20。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,15,D值法反彎點(diǎn)高度Y3根據(jù)下層層高與本層層高之比Α3和梁、柱線剛度比K查表得到。當(dāng)Α3>1時(shí),下層對(duì)本層的約束減小,Y3取負(fù)值,反彎點(diǎn)向下移動(dòng);當(dāng)Α3<1時(shí),下層對(duì)本層的約束增大,Y3取正值,反彎點(diǎn)向上移動(dòng);對(duì)于底層柱,Y30。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,16,D值法柱端彎矩,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,17,D值法其余內(nèi)力其余內(nèi)力(梁端彎矩、梁剪力和柱軸力)計(jì)算過程與反彎點(diǎn)法相同,此處不再贅述。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,18,D值法適用范圍D值法除了能解決反彎點(diǎn)法適用的問題之外,同樣適用于IB/IC3的情況以及高層結(jié)構(gòu),特別適合求解考慮抗震要求、有強(qiáng)柱弱梁的問題。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,19,D值法計(jì)算例題,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,,,4200,4800,,,,4200,4200,,,,,,,,,,,16KN,32KN,右圖括號(hào)中為梁、柱線剛度的相對(duì)值,2024/3/28,20,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算D值(相對(duì)值),DG柱,2024/3/28,21,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算D值(相對(duì)值),EH柱,2024/3/28,22,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算D值(相對(duì)值),FI柱,2024/3/28,23,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算D值(相對(duì)值),AD柱,2024/3/28,24,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算D值(相對(duì)值),BE柱,2024/3/28,25,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算D值(相對(duì)值),CF柱,2024/3/28,26,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),修正反彎點(diǎn)高度,DG柱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15,15,0347,A,B,C,D,E,F,G,I,H,0347,0587,18,18,0488,0366,0366,2024/3/28,27,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),修正反彎點(diǎn)高度,EH柱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15,15,0347,A,B,C,D,E,F,G,I,H,0347,0587,18,18,0488,0366,0366,2024/3/28,28,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),修正反彎點(diǎn)高度,FI柱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15,15,A,B,C,D,E,F,G,I,H,18,18,,,2024/3/28,29,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),修正反彎點(diǎn)高度,AD柱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15,15,A,B,C,D,E,F,G,I,H,18,18,2024/3/28,30,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),修正反彎點(diǎn)高度,BE柱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15,15,A,B,C,D,E,F,G,I,H,18,18,2024/3/28,31,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),修正反彎點(diǎn)高度,CF柱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15,15,A,B,C,D,E,F,G,I,H,18,18,2024/3/28,32,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其余過程與反彎點(diǎn)法類似,不再贅述。,2024/3/28,33,門架法,門架法是國(guó)際上通用的計(jì)算框架在水平荷載作用下內(nèi)力的近似方法。這種方法類似于反彎點(diǎn)法,先要假定反彎點(diǎn)的位置,但是比反彎點(diǎn)法簡(jiǎn)單。它不需要預(yù)先已知梁和柱截面尺寸的情況下便可以計(jì)算出框架的內(nèi)力。這種方法適合25層以內(nèi)、高寬比不大于4的框架結(jié)構(gòu)計(jì)算,特別適合于中等柔度的框架結(jié)構(gòu)和高層框架結(jié)構(gòu)計(jì)算。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,34,門架法基本假定梁、柱的反彎點(diǎn)位于它們的中點(diǎn)處;柱中點(diǎn)處的水平剪力按各柱支承框架梁的長(zhǎng)度與框架總寬度之比進(jìn)行分配。,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2024/3/28,35,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,,,,,,1,2,I,M,,,,,,,,V,V1,V2,VI,VM,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,LI,LI1,L,2024/3/28,36,①畫出框架的單線條圖,并在各層柱的中點(diǎn)處標(biāo)出該層由水平荷載產(chǎn)生的總剪力。②求頂層各柱剪力。沿頂層各柱反彎點(diǎn)處取脫離體,將頂部上半層取出,將頂層的總剪力按柱支承框架梁的長(zhǎng)度與框架總寬度之比分配給頂層各柱,并將各柱的剪力值標(biāo)注在圖上。③計(jì)算頂層各柱彎矩。柱端彎矩等于柱中點(diǎn)處剪力乘上該層層高的一半。,門架法計(jì)算步驟,2024/3/28,37,④計(jì)算頂層梁端彎矩。從左至右依次沿反彎點(diǎn)處對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)取脫離體,由節(jié)點(diǎn)處彎矩平衡條件可求梁端彎矩。⑤求框架梁剪力。橫梁各反彎點(diǎn)處的剪力等于梁端彎矩除以該段梁的長(zhǎng)度,梁端剪力可對(duì)梁取脫離體由靜力平衡條件計(jì)算。⑥求其他各層梁、柱的內(nèi)力。從頂上第二層至下面各層,依次將每一層取出,重復(fù)上述②⑤的步驟,可以將每一層梁、柱的內(nèi)力求得。,
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