中文名 | 重力二階效應(yīng) | 外文名 | Second order effects of gravity |
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名稱定義 | 由于P—△效應(yīng)的影響 | 軟件應(yīng)用 | PKPM建筑結(jié)構(gòu)軟件 |
重力二階效應(yīng)是柱子等構(gòu)件由于端部位移大,重心偏離軸線而引起的柱子底部的彎矩~~一般稱為P—△效應(yīng),在建筑結(jié)構(gòu)分析中指的是豎向荷載的側(cè)移效應(yīng)。當結(jié)構(gòu)發(fā)生水平位移時,豎向荷載就會出現(xiàn)垂直于變形后的豎向軸線分量,這個分量將增大水平位移量,同時也會增大相應(yīng)的內(nèi)力,這在本質(zhì)上是一種幾何非線性效應(yīng)。設(shè)計者可根據(jù)需要選擇考慮或不考慮P—△效應(yīng)。
(1)這里考慮的是針對結(jié)構(gòu)原始剛度計算的P—△效應(yīng),與《混規(guī)》7.3.12條考剛度折減的要求是完全不同的。
(2)只有高層鋼結(jié)構(gòu)和不滿足《高規(guī)》5.4.1條的高層混凝土結(jié)構(gòu)才需要考慮P—△效應(yīng)對應(yīng)水平力作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的不利影響。
(3)高厚比超限的鋼筋混凝土的設(shè)計者應(yīng)特別注意。
PKPM建筑結(jié)構(gòu)軟件--重力二階效應(yīng)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 規(guī)范:
高規(guī)第5.4.1-5.4.2條規(guī)定了高層建筑結(jié)構(gòu)要考慮重力二階效應(yīng)的 情況。高規(guī)5.4.4規(guī)定了高層建筑穩(wěn)定性的條件。
實現(xiàn):
1.軟件具有考慮重力二階效應(yīng)的開關(guān);既適合剛性樓板也適合彈性樓板。
2.考慮重力二階效應(yīng)不改變柱的計算長度系數(shù)。
3.程序按高規(guī)5.4.1計算剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向的等效側(cè)向剛度EJD和剛重比EJD/GH**2,以及框架結(jié)構(gòu)的層等效側(cè)向剛度D和剛重比Dh/G,并判斷是否考慮重力二階效應(yīng)和符合穩(wěn)定性要求。
4.剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向的剛重比EJD/GH**2介于1.4與2.7之間,或框架結(jié)構(gòu)的和剛重比Dh/G介于10與20之間,則必須考慮重力二階效應(yīng)。
5.剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向的剛重比EJD/GH**2小于1.4,或框架結(jié)構(gòu)的和剛重比Dh/G小于10,則結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。應(yīng)調(diào)整并增大結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。
實際應(yīng)用:
程序自動判斷是否需要考慮,若需要考慮,返回前處理勾選。
由于P—△效應(yīng)的影響,將降低結(jié)構(gòu)的承載力和結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。
側(cè)向剛度較柔的建筑物,在風荷載或水平地震作用下將產(chǎn)生較大的水平位移△,由于結(jié)構(gòu)在豎向荷載P的作用下,使結(jié)構(gòu)進一步增加側(cè)移值且引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件產(chǎn)生附加內(nèi)力。這種使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生幾何非線性的效應(yīng),稱之為重力二...
六層框架結(jié)構(gòu)出現(xiàn)要考慮重力二階效應(yīng)怎么辦?
那需不需要點P-△效應(yīng)這個選項呢?計算需要考慮重力二階效應(yīng)。。。
偏心受壓構(gòu)件在偏心荷載作用下,會產(chǎn)生變形。這個變形增加了原荷載的偏心程度,產(chǎn)生附加的偏心彎矩,這一部分增加的彎矩稱為受壓構(gòu)件的二階效應(yīng)。
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對軟土地基上的超高層建筑空間巨型框架的二階效應(yīng)分析建立了一種新的簡化分析模型.在空間巨型框架中,僅考慮二級框架柱的軸向剛度,并將其向一級框架梁的軸線方向連續(xù)化,使之成為一級框架梁單元的彈性地基,把一級框架梁當作文克彈性地基梁,形成由巨型柱和巨型文克彈性地基梁構(gòu)成的空間巨型框架,然后考慮了地基(半無限大彈性地基)的彈性變形,按空間剛架進行重力和水平力相互作用下的二階效應(yīng)計算.算例計算結(jié)果表明,新的簡化模型是合理可行的.
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隨著高層建筑的發(fā)展,層數(shù)、高度的增加,重力二階效應(yīng)(又稱為重力P-Δ效應(yīng))的影響越來越引起人們的重視。本文作者編制了可考慮重力二階效應(yīng)的計算分析程序,并通過算例探討了影響重力二階效應(yīng)的因素。
一、程序調(diào)整:剛重比不滿足規(guī)范上限要求,在SATWE的“設(shè)計信息”中勾選“考慮P-Δ效應(yīng)”,程序自動計入重力二階效應(yīng)的影響。
二、結(jié)構(gòu)調(diào)整:剛重比不滿足規(guī)范下限要求,只能通過調(diào)整增強豎向構(gòu)件,加強墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。
三、規(guī)范給定的剛重比的上限值是2.7,當小于這個值時需要考慮重力二階效應(yīng);當大于這個值時沒有必要考慮重力的二階效應(yīng)。
什么是剛重比?
剛重比:規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)是否可以忽略不計。剛重比不滿足規(guī)范上限要求,說明重力二階效應(yīng)的影響較大,應(yīng)該予以考慮。規(guī)范下限主要是控制重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)不致過大,避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌。剛重比不滿足規(guī)范下限要求,說明結(jié)構(gòu)的剛度相對于重力荷載過小。但剛重比過分大,則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟技術(shù)指標較差,宜適當減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。
1、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)按建筑抗震設(shè)計規(guī)范第3.6.3條規(guī)定計入重力二階效應(yīng)。進行二階效應(yīng)的彈性分析時,應(yīng)按現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50017的有關(guān)規(guī)定,在每層柱頂附加假想水平力。
2、框架梁可按梁端截面的內(nèi)力設(shè)計。對工字形截面柱,宜計入梁柱節(jié)點域剪切變形對結(jié)構(gòu)側(cè)移的影響;對箱形柱框架、中心支撐框架和不超過50m的鋼結(jié)構(gòu),其層間位移計算可不計入梁柱節(jié)點域剪切變形的影響,近似按框架軸線進行分析。
3、鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)的斜桿可按端部鉸接桿計算;其框架部分按剛度分配計算得到的地震層剪力應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù),達到不小于結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的25%和框架部分計算最大層剪力1.8倍二者的較小值。
4、中心支撐框架的斜桿軸線偏離梁柱軸線交點不超過支撐桿件的寬度時,仍可按中心支撐框架分析,但應(yīng)計及由此產(chǎn)生的附加彎矩。
5、偏心支撐框架中,與消能梁段相連構(gòu)件的內(nèi)力設(shè)計值,應(yīng)按下列要求調(diào)整:
(1)支撐斜桿的軸力設(shè)計值,應(yīng)取與支撐斜桿相連接的消能梁段達到受剪承載力時支撐斜桿軸力與增大系數(shù)的乘積;其增大系數(shù),一級不應(yīng)小于1.4,二級不應(yīng)小于1.3,三級不應(yīng)小于1.2;
(2)位于消能梁段同一跨的框架梁內(nèi)力設(shè)計值,應(yīng)取消能梁段達到受剪承載力時框架梁內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積;其增大系數(shù),一級不應(yīng)小于1.3,二級不應(yīng)小于1.2,三級不應(yīng)小于1.1;
(3)框架柱的內(nèi)力設(shè)計值,應(yīng)取消能梁段達到受剪承載力時柱內(nèi)力與增大系數(shù)的乘積;其增大系數(shù),一級不應(yīng)小于1.3,二級不應(yīng)小于1-2,三級不應(yīng)小于1.1。
6、內(nèi)藏鋼支撐鋼筋混凝土墻板和帶豎縫鋼筋混凝土墻板應(yīng)按有關(guān)規(guī)定計算,帶豎縫鋼筋混凝土墻板可僅承受水平荷載產(chǎn)生的剪力,不承受豎向荷載產(chǎn)生的壓力。
7、鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換構(gòu)件下的鋼框架柱,地震內(nèi)力應(yīng)乘以增大系數(shù),其值可采用1.5。