框架結構設計計算思路九步驟
1.梁柱截面的初選
一般依據跨度和荷載值得大小進行初步的預估,通用參考書中均有詳細的介紹。
2.根據自己預估的截面尺寸計算梁柱的線剛度大小。
(此處應該注意中間梁的線剛度和邊梁的線剛度的計算公式略有不同,考慮對中間梁肢的約束作用計算值也較大,邊上為1.5,中間為2)
3.側向剛度的計算
側向剛度考慮的是計算單元內一榀框架的計算,由公式的結構可以分析其制約因素為梁柱的位置,本層的計算高度。(位置決定了其周邊梁對該構件的整體制約,梁的線剛度的增強也會相應的提高柱的抗側移剛度。高度的影響更簡單,同樣的線剛度,層高越高,側向剛度就越小,簡單理解用手指去推尺子的不同高度,越高處越好推,側向剛度越小)
4.重力荷載值得計算
其實就是計算工程量,梁,柱,墻(應該及時扣除門窗的量,計算的高度應該為梁下的凈高度),門,窗,樓板,活荷載(不同位置荷載取值不同,樓面和走廊的荷載值一般就不會相同)
5.水平地震作用的計算
結構頂點位移計算,(荷載自上向下傳遞累加,水平的地震作用有柱子的總體抗側移剛度來承擔)由此計算出最大的層間側移值,ut
根據公式計算結構的自振周期t1
再根據計算的建筑的總的重力荷載代表值之和以及結構類型等因素求解f ek
再根據位置和本層的荷載代表值計算本層標高處的地震剪力
(理解分析:水平地震作用對建筑的破壞是由于柱子的抗側移剛度不足以抵御地震剪切力的作用,地震的剪切力的由來與重力荷載代表值,以及簡化的重力荷載所處的位置。詳細的相關性聯(lián)系可以參考一般的參考書)
6.風荷載作用計算
風荷載作用到建筑上是依面荷載的形式作用的,并且隨建筑高度的變化而變化,(uz系數(shù)的求解我已經做好了表格,只需要輸入相關的因素即可得出結果,建筑小能人-143期)
(理解分析:梯形的面荷載作用到一榀框架,并且剪力向下傳遞,受荷構件為本層的結構)
7.水平地震作用和風荷載的作用下柱端彎矩的計算
反彎點的計算。(必學內容)
剪力的計算:以左側額剪力為例,柱端的彎矩的方向為一致的方向,此時梁端必然會受到其影響,產生與之對抗的彎矩,梁在彎矩的作用下會對梁端產生不同方向的剪切力。
8.豎向荷載作用下框架結構內力分析
對計算單元內的區(qū)域進行劃分。(詳細分析參見建筑小能人-146期)
彎矩的二次分配(詳細參見建筑小能人-150期)
9.內力組合
永久荷載的分項系數(shù)1.0和1.2的理解。永久荷載在有利時取1.0.
(理解:以永久荷載和左震進行疊加,在一榀框架的最左邊編號為①,中柱的左端為②,中柱的右端為③。
永久荷載在①處為負值,順時針方向,左震在①處為正值,逆時針方向,作用相反起到抵消作用。
永久荷載在②處為正值,逆時針方向,左震在②處為正值,逆時針方向,作用相同起到增強作用。
永久荷載在③處為負值,順時針方向,左震在③處為正值,逆時針方向,作用相反起到抵消作用。
永久荷載和活荷載以及風荷載的疊加似乎不同于此處的規(guī)律,其實是由于三者的相互制約作用增加了其不確定性,所以需要進行試算,從而確定更不利的系數(shù)值。
以上的計算思路分析僅限交流之用,如有例舉與實際的計算理論不符還望及時交流更正。