1.反弯点法的适用范围
反弯点法适用于各层结构比较均匀(各层层高变化不大,梁的线刚度变化不大),节点梁柱线刚度比∑ib/∑ic>3的多层框架(i为梁、柱的线刚度)。
2.反弯点基本假定
(1)确定层间各柱的剪力时,假定梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大,即略去梁本身的变形;认为同层各柱上下两端均不发生角位移。
(2)确定层间各柱的反弯点位置时,认为除底层以外的其余各层柱,受力后上下两端的转角相同;即假定除底层柱的反弯点位于离柱底2/3的底层层高处外,其余各层柱的反弯点均位于该层层高中间部位。
(3)由于不考虑框架梁的轴向变形,则框架节点只有水平侧移,且同层各柱的侧移均相同。
3.反弯点法的求解步骤
在水平荷载作用下,不能再用分层法分析框架内力,这是因为分层法的两个基本假定已不再适用。多层多跨框架在风荷载或其他水平荷载作用下,其荷载一般都可简化为节点水平集中力的作用,其弯矩图如图3.8所示。各杆的弯矩图都是直线,每个立柱一般都有一个反弯点。当然,各柱的反弯点位置未必相同。图3.8为该框架受力后的变形图,各柱的上、下端既有水平位移,又有角位移(即柱端转角)。(www.daowen.com)
图3.8 框架在水平荷载作用下的弯矩和变形示意图
如果框架不考虑轴力所引起的各杆变形,则在同一横梁标高处,各柱端都将产生一个相同的水平位移,同一层各柱上下端的水平位移差Δ也相等。如果梁的线刚度比柱的线刚度大得多(例ib/ic>3),上述的节点角位移就很小。
如果能求出各柱的剪力及其反弯点的位置,则柱和梁的弯矩都可求得,所以对在水平荷载作用下的框架近似计算,一是需确定各柱间的剪力分配比,二是需确定各柱的反弯点位置。
以所示多层框架为例,将框架沿顶层各柱的反弯点处切开以示出剪力与轴力,按水平方向的平衡条件及柱的侧移刚度求解各柱剪力。即由假定(1)可得柱端水平剪力大小,根据假定(2)可知,除底层外的各层柱,其反弯点位于该柱的高度中央,底层柱的反弯点则位于离柱底2/3的底层层高处。
有了各柱的剪力,确定了反弯点位置后,顶层各柱的弯矩图就可绘出。根据假定(3),利用节点垂距平衡,顶层各梁的弯矩图也可求得,同理可求出其他各层的弯矩图。如求第三层各柱的剪力时,只需取第三层柱的反弯点以上部分作为隔离体接以上方法求解即可。其他各层柱与梁的弯矩图也可绘出。
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