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分析钢构高层框架结构的受力特性及内力分布

2020-11-27 09:42

  一、柱脚轴向力产生的力偶是平衡倾覆力矩的主要部分

  在水平荷载作用下,梁柱刚接的框架结构与梁柱铰接的排架结构的重要差别,在于框架梁与框架柱刚接后形成如同一整体的空腹桁架结构,不再如排架结构中横梁仅起传递水平力的作用,致使排架柱处于悬臂柱受力状态。

  刚接框架在水平荷载作用下,结构一侧的部分柱脚产生轴向拉力,结构另一侧部分柱脚产生轴向压力,其中边柱柱脚的轴向力大于中柱。这些柱脚轴向力将形一边偶,平衡外部荷载产生的倾覆力矩,倾覆力矩与平衡力矩的表达式如下图:

钢构高层框架结构
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  一般情况下,柱脚轴向力产生的平衡力矩远大于柱脚弯矩之和。当框架边柱之间的距离越大,或钢构高层的高宽比越小,柱脚轴向力产生的平衡力矩也越大,梁柱内力也可有所减小。

  二、梁柱内力自上而下逐层增加

  钢构高层框架结构在竖向荷载作用下,除框架柱的轴向压力自上而下逐层增加外,而框架梁和框架柱的弯矩及剪力自上而下基本无显著变化。在水平荷载作用下,框架柱和框架梁的内力M、N、V的分布,不仅对柱是自上而下逐层增加,对框架梁也是如此,上小下大,而且第二层边跨的框架梁梁端内力常为最大。


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