荷载作用下的房屋结构都是空间受力体系,对框架结构、剪力墙及框架-剪力墙结构进行计算时,可以把空间结构简化为平面结构,并作以下两个假定:
(1)每榀框架和剪力墙可以抵抗自身内的侧力,平面外刚度很小,可忽略不计。即不考虑框架(剪力墙)参与抵抗平面外的水平作用,当做只抵抗自身平面内水平作用的平面结构。
(2)楼盖结构在自身平面内刚度无限大,平面外刚度很小,可忽略不计。
根据假定(1),可分别考虑纵向平面结构和横向平面结构的受力情况,即在横向水平分力作用下,只考虑横向框架(横向剪力墙)而忽略纵向框架(纵向剪力墙)的作用,而在纵向水平力作用下,只考虑纵向框架(纵向剪力墙)而忽略横向框架(横向剪力墙)的作用。这样可使计算大为简化。源'自^751],论`文'网]www.751com.cn
根据假定(2),楼盖只做刚体运动,楼盖自身不产生任何变形,因此可使结构计算中的位移未知量大大减少【8】。
框架节点一般总是三向受力的,但当按平面框架进行结构分析时,则节点也相应地简化。在现浇钢筋混凝土框架结构中,梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入区,这时应简化为刚节点。
在结构计算简图中,杆件用轴线来表示。框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距离。框架的层高(框架柱的长度)即为相应的建筑层高,而底层柱的长度则应从基础顶面算起。对于不等跨框架,当各跨跨度相差不大于10%时,在手算时可简化为等跨框架,跨度取原框架各跨跨度的平均值,以减少计算工作量。但在电算时一般可以按实际情况考虑。
在计算框架梁截面惯性距时应考虑到楼板的影响。在框架梁两端节点附近,梁受负弯矩,顶部的楼板受拉,楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小;而在框架梁的跨中,梁受正弯矩,楼板处于受压区形成T形截面梁,楼板对梁的截面抗弯刚度影响较大。在工程设计中,为简便起见,仍假定梁的截面惯性距I沿轴线不变,对现浇楼盖中框架取I=2I0边框架取I=1.5I0,这里I0为矩形截面梁的截面惯性矩。对于装配式楼盖其计算也有自己的取值方式,这里不再叙述。
2.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算
竖向荷载包括恒载、楼面及屋面活荷载、雪荷载。恒载由构件及装修材料的尺寸和材料重量计算得出,材料自重可查《建筑结构荷载规范》,楼面上的活荷载也可按《建筑结构荷载规范》。
框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法和弯矩二次分配法。本设计采用弯矩二次分配法。
1)弯矩二次分配法
此法是对弯矩分配法的进一步简化,在忽略竖向荷载作用下框架节点侧移时采用。具体做法是将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递,并以两次分配为限。其计算步骤如下:
①计算各节点的弯矩分配系数。
②计算各跨梁在竖向荷载作用下的固端弯矩。
③计算框架各节点的不平衡弯矩。
④将各节点的不平衡弯矩同时进行分配,并向远端传递(传递系数均为1/2),再将各节点不平衡弯矩分配一次后,即可结束。
弯矩二次分配法所得结果与精确法相比,误差甚小,其计算精度已可满足工程设计的要求。本设计就采用弯矩二次分配法【18】。