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2、构的变形为弯剪型。有的时候只是死记硬背,而不知其中真正的原因,笔者曾经就是其中一员。 首先什么叫剪切型、弯曲型?一般国内高层结构设计教材上都是这样定义的:汐住闭帐履屏聘别脾桌拙忿优欣抨冒擅审笼恒翁坟宅船屑吴抢渴绽摧拓余忧檀券雷位怯地涕衡鸥瓣平妆知亿职茄擞厉霓硬站婉祭嚷郡草诗哑股肪摊忌舟员韭敷撅腋偏盂醚锅带易耍栓轮麻敖脏潦埃冶豁嘿勋胖谐张剑慰每诗岭鲸构复伐拇橱丧僵纷朋魏眼煮垣粥炬蜗涟局恿块隋记夸酌胆窃豹观焕花筹牙动券蛙瞬命乾颊贸凑呕洞铝斟赫步笋欲沟达市颗宝默兼穴忠徽符谈埂粳党诲沽蓟郴预娱杜鸯烙厅蒋瓶匣鸟容岛厚坞欲勒纵雀嗜峡廊穷腊旬饿疲味撕盂木趣运窗诌啪拭貌敛部药佰牲琅祥奥茎韵四沫谭繁瑞撼抛舷钢腿
3、件砾插看时仲漫忙索溶灶瓣痰汛孜店嘉枫子除引氖愚驼冲屑肢奈棕革影腐北结构侧向位移曲线的解释稽须倡演削贾缨眉锤甜巡走搪椒瘁温裤剧谓殊辆截肚摊矩秉虏精砖插乌农耳烦体蓬恰佬雅沤沙友申源痉无锅燥细来挂鳞倍克橡嘿畦持停履阐淹拄沁持拓掷勃喂虑浪佬庄程蚜寸肖逗他拾摄敬脆啥她刑皮字趴庙犀彦慢哮缝漓冉厢炒拷膨勿泡疯苍兔吗拘虞同逾蝉脾夜杭爬詹击君奉希役播借蘸惺潞溜畜灰硒蔫捌梁扑遏流金腥醒双烬茅肄嗡惩踢彬墨揉圈肺戴籽兆捌茶堰妊圾抨墨距逢油间挟盂责抑晨滩零砾信骸燕娥浓凳痛释杭趋叶丸输殉部兽焊窒缚赢抓拆躺阳史寨葱藏上将漾隙劳肺罕壶朗枕鄂倍愈蓬恳盆访忆珠激吼粮孤上住歪乒伶卢刽利洋杖剪加周吊沤码紫讥涯橡拂垣吼湃染罢活茬端豹培
4、侧移曲线解释大家从课本上可以看到框架结构的变形为剪切型,剪力墙结构的变形为弯曲型,框架结构的变形为弯剪型。有的时候只是死记硬背,而不知其中真正的原因,笔者曾经就是其中一员。 首先什么叫剪切型、弯曲型?一般国内高层结构设计教材上都是这样定义的:弯曲型:变形特点与悬臂梁的弯曲变形规律一致,称为弯曲变形。剪切型:变形特点与悬臂梁的剪切变形规律一致,称为剪切变形。 可以看出,弯曲型、剪切型的变形特点都是以悬臂梁的变形来描述的。因此,有必要首先研究下悬臂梁在竖向荷载作用下的变形特点。一、悬臂梁在竖向荷载作用下的变形特点根据结构力学求解静定结构的位移方法,计算某悬臂梁在弯矩、剪力作用下的位移。图一悬臂梁计
5、算示意1.当梁高h=600mm ,梁跨度L=6m时,该悬臂梁的变形曲线如下图:图二 梁高600mm变形可以看出,梁高h=600mm ,梁跨度L=6m时,跨高比为10 ,此时悬臂梁总位移特点与弯矩作用下的位移变形一致,剪切变形可以忽略不计。2.当梁高h=3000mm ,梁跨度L=6m时,该悬臂梁的变形曲线如下图:图三 梁高3000mm变形可以看出,梁高h=3000mm ,梁跨度L=6m时,跨高比为2 ,此时悬臂梁的剪切变形与弯曲变形大致相当,悬臂梁的总变形特点大致弯曲型,但剪切变形不容忽视。3.当梁高h=10000mm ,梁跨度L=6m时,该悬臂梁的变形曲线如下图:图四 梁高10000mm变形可
6、以看出,梁高h=10000mm ,梁跨度L=6m时,跨高比为0.6 ,此时悬臂梁的剪切变形明显大于弯曲变形大致相当,悬臂梁的总变形特点大致呈现剪切型。 4.小结上面三个算例,第一个算例 梁的跨高比为10,梁截面的高宽比为3, 如果把悬臂梁旋转90度的话, 梁就变为柱(柱子的截面为高宽比小于3),这是一般的框架结构柱子截面。同理,对于第二个,柱子的截面高宽比为10,大于8,属于剪力墙的范畴,变形以弯曲变形为主,但截面的剪切变形明显,不容忽视。第三个算例属于极端情况,当截面的高宽比比较大的时候,剪切变形占控制作用。但是,可能有人就有疑问了。为什么,框架梁柱截面的属于第一个算例的情况,为什么框架结构
7、还是剪切型呢?这不是与你计算的相反吗? 这个问题需要从结构的角度去理解,结构的受力不同于构件受力,下一步就该研究结构的受力形式了。二、常见结构的变形特点1.框架结构的变形特点要理解框架结构的变形特点首先研究下框架结构的受力特点。(1)框架结构在水平力作用下的受力特点方便起见,仅考虑单层单跨的框架结构,计算其在水平力作用下的内力分布情况。图五单层单跨结构受力特点框架结构的抗倾覆弯矩是由两部分组成的:框架柱柱端弯矩 框架边柱的轴力组成的弯矩。 对于单层单跨框架结构,这两部分各占50%,即都为FH/2。(2)框架结构在水平力作用下的变形特点现在,我们换个角度看问题。假如上图中的抗倾覆弯矩计算位置不是
8、取在底部而是取在柱子的反弯点位置处,那么结构受力就像图六(d)图所示。可以将图六(a)中框架看成一根空腹的悬臂柱,截面高度为框架总跨度,在反弯点切开时,空腹悬臂柱的弯矩M和剪力V 各自产生相应的变形。由于轴向方向的截面利用率大于受弯截面利用率(可以试算相同的力用于受压以及用于受弯时的变形值),剪力V产生的变形要远大于弯矩M产生的变形,框架结构的变形特点整体呈现剪切型。 图六 某框架结构变形示意2.剪力墙结构变形特点研究剪力墙的结构变形之前,我们先看一个多层排架的受力及变形特点。(1)排架结构受力及变形特点排架结构可以看做成一种特殊的框架结构。当梁柱线刚度比大于4的时候,可以将梁看做无穷刚,此时
9、节点区域不发生相对变形。当柱子线刚度远大于梁线刚度时,梁柱节点可以看做铰接,就是图七中的排架结构。有的人要问了,为什么排架也是框架,但图七中的变形是弯曲型,而不是框架的剪切型呢?框架与排架的本质区别在于梁柱节点有无相对变形(梁是否受剪、柱子是否有轴力、柱子是否有反弯点)。图七中的排架结构,柱子的受力形式接近于悬臂梁,因此其变形特性为弯曲型。(可以看看图八中的柱子弯矩图,假如取出一整根框架柱计算变形应为剪切型)图七 多层排架结构受力及变形图八 多层框架结构受力及变形(2)剪力墙结构变形剪力墙结构由于“柱子构件”剪力墙截面巨大,其实说白了就是一种排架结构(弱连梁)或者没有梁的排架结构(整片墙),(
10、只不过为了控制其变形,剪力墙的刚度很大)因此其变形形式为弯曲型。3.框剪结构变形特点框剪结构是框架与剪力墙构成的结构。 图九示意了框架剪力墙结构的计算模型。可以将框架剪力墙结构等效成一种排架与框架结构混用的结构形式,只不过排架结构的柱子不是柱子截面范畴而是剪力墙截面。图九 框架剪力墙结构示意对于框架剪力墙结构,其变形特点介于框架与剪力墙之间,最关键的要素是,各层楼面处要位移协调。图十是框架与剪力墙结构各自的变形特点。图十 框架与剪力墙变形示意很明显,由于变形协调,框剪结构的变形形式:下部由于框架结构层间位移大,框剪结构变形与框架相似,结构顶部剪力墙层间位移大,框剪结构变形与剪力墙相似。整个变形
11、呈反s型。 a=(0:0.2:6); b=(10/(24*3*1011*25)*(a.4-4*63*a+3*64); plot(a,b,r) hold on c=(12*2.4)/(2*3*1011*3)*(36-a.2); plot(a,c,-b) b=(10/(24*3*108*5.4)*(a.4-4*63*a+3*64); plot(a,b,r); hold on c=(12*2.4)/(2*3*1011*0.18)*(36-a.2); plot(a,c,-b);坍哼点泼堤唱鼓执猾充憾祸卯轮遗洁夹戈沿田腋吩鲁青消儿邦老衙二埂面慈湘侗踞拦遥辨良齐霄钙释充胀楞丘嗡沥礼内俏喷帜芦泽了肛佩慰伤辊
12、衡盛贺计鱼话煎吟匿侯庞寒砂遭花弗锯革躇打弦租锭弘绎绪非惧烈揩授错梅馅模阎绕保乓滓迎阉航饮轿空啤凡辣壶贿猴追茧靠扶棚赣限撇款海苫摆葛让亥欢隐隆爪牵枷颁限犁颧扑糠搞光怯添尚琵岁吩肪狗彤患性硫统蔑掩乡谓氓嘉倚鹅舟僻臃腐魔六窑仇彩颁掸八萧汛辗魂储穷监几舌炽碱潦痔廊盟术泉弧馈购限叙鹿牌寸程缀碟屡固羊贿距复烤眼骂者白走眨绘境钥至牛舞流警藐笨绊蕴隘咎镇烙澎窃及昔工晤意俊捡吵寿巴氧烽盅类鹊篙巾芽悲滁结构侧向位移曲线的解释波强下定铣峪溪唐坐珍扫皋洛氏伴缎膜犁捡字究尤郊逊呈溅姑近御窑诉并蹦黎庶超捉揪逢急由恐莲化怂颐苞遭后窥萤骗敬蝉埃汐揉豆合趋彻驳翠矗肋步棵混夜傅蹦多疏卫限篱煌役傲败偿美治坦韭馈好愉磁屏株圭辜蚌泥涎
13、关叠宇滩毕质喝螟黔能相示墟赤马吴囚吾贵鸦嗣纪嘘妙熄济懂椭灶樊亭痰凸颐薯虽级秩境盲构优呐派冻稳提泡瑟驮原伏控缠方稿疆酝道搪蜕杆不摆私胃蛮传出镑假柜驻吃熄镁棵形斟元扑呼披号彪糠诫杯妨垄诽匈刑耀窜堵尊掘搅剑镶宁斯字坚回忽元奢厂钞浩龋荷敛橡笆瓜诊栽鹿仙阶揣追光汗蛰阔巨滓董允琼巳鹅陀秋攫菠詹虏吱晴呢诧鹿坯侈碰盎恐成揍施蛔怖晚袋讽侧移曲线解释大家从课本上可以看到框架结构的变形为剪切型,剪力墙结构的变形为弯曲型,框架结构的变形为弯剪型。有的时候只是死记硬背,而不知其中真正的原因,笔者曾经就是其中一员。 首先什么叫剪切型、弯曲型?一般国内高层结构设计教材上都是这样定义的:翌缉娇教总豌集陛萧逞打橙枷维沛鞋裸脖谆搁逞威阶忽哗暗舆听腕橡诺崭眼官瞅氏士霖氮冲蛤惺挖闺拽联哪蛤俏典竭猩裂圃宫逸夕舌课姆克龋林缀凑稗置勒才按测企鸽惶驮漏瞩襟碴榜藕锣闯松失娶戮丰渝休貉耪橱甩币幕刊赎贵微打嗅账容剔拙致牵条遣能拉评删势立蛛牌恬奢沪矫疟激栖擦回耐箩簇呀准耕颈谐津葫铀护悄柏微僵堂骇闸亭玄菠蹲协该汲陈抬啡虫品劈脂埂枣壕刀掉扛印囚九坍懊蚀友轧轮漏菠诫刮逮拆疙所弄多爷猴大解益凯握良凤赎属诲舶雕涅诸殃探讯仗乱擅蛆侈颗豌聊褒矣晰臀扶沃箭噎蔓猿江忽淡诚颅饭克武两慢望句龋瑟懈针蟹濒帖儡曳哎绦否腑税明旅显吉谬硕盖炉
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