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如何确定抗侧力结构的水平荷载分配原则?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:水平荷载分配到各片抗侧力结构上的荷载,是根据水平位移协调原则确定的,因此,与各抗侧力结构的刚度有关,特别要注意各片抗侧力结构的水平力不能简单地只按其受荷面积的大小来计算。

如何确定抗侧力结构的水平荷载分配原则?

(一)结构计算的一般假定

实际建筑结构是复杂的三维空间结构,由于结构材料、风荷载、地震作用等影响因素均具有不同程度的随机性,使结构精确分析十分困难。因此在计算模型和受力分析上必须进行不同程度的简化。

1.结构分析的弹性静力假定

多层、高层建筑结构内力与位移均按弹性静力方法计算,一般情况下不考虑结构进入弹塑性状态所引起的内力重分布。目前国内设计规范,采用弹性方法计算结构内力,而按弹塑性极限状态进行截面设计。

地震作用通过地震设计反应谱简化为地震作用的等效静力(等效的水平力或竖向力),然后再采用弹性静力方法对结构进行内力分析。

作为“大震不倒”的保证,主要是通过抗震构造措施保证结构构件的变形能力,并采取对结构薄弱层进行弹塑性变形验算等手段,以提高结构安全性,防止建筑物倒塌。

2.平面结构假定

任何建筑结构都是三维空间结构。当采用规则的框架剪力墙、框架—剪力墙结构体系时,大多数可将空间结构沿两个正交主轴划分为若干平面抗侧力结构。在正交布置情况下,可以认为每一方向的水平荷载和地震作用只由该方向的平面抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不参加工作,但在框架—剪力墙结构体系中,还应考虑另一个方向相连剪力墙的翼缘作用。

当抗侧力结构与主轴斜交时,简化计算中,可将抗侧力构件的抗侧刚度转换到主轴方向上再进行计算。对于复杂的结构,又可进一步适当简化:当斜交构件之间的角度不超过15°时,可视为一个轴线;当两个轴线相距不大(如小于300~500mm),考虑到楼板的共同工作,可视为在同一轴线。

3.楼板在自身平面内刚性假定

各个平面抗侧力结构之间,通过楼板联系而形成整体。楼板常假定在自身平面内的刚度为无限大,在平面外刚度很小,可以不考虑。建筑在水平荷载作用下产生侧移时,楼板只有刚性位移——平移和转动,不必考虑楼板的变形。

计算中采用楼板刚度无限大的假定,就必须采取构造措施,加强楼板刚度,使其假定成立。当楼面有大的开洞或缺口使刚度受到削弱,楼板平面有较长的外伸段,底层为大空间剪力墙过渡层的楼面等情况时,应考虑楼板变形对内力与位移的影响,对简化计算的结果给予修正。

4.水平荷载按位移协调原则分配

将空间结构简化为平面结构后,整体结构上的水平荷载应按位移协调原则,分配到各片抗侧力结构上。当结构只有平移而无扭转发生时,根据刚性楼板的假定,在同一标高处的所有抗侧力结构的水平位移都相等。为此,对于剪力墙结构的水平荷载,可按各片剪力墙等效抗弯刚度EIeq的比例进行分配;纯框架结构中各柱的水平力,按各柱的抗侧刚度D的比例分配;框架—剪力墙结构因框架与剪力墙的变形性状不同,不能简单地只按各自的抗侧刚度进行分配,应当根据水平位移协调原则,保持楼层内外力平衡,建立微分方程式求解。

水平荷载分配到各片抗侧力结构上的荷载,是根据水平位移协调原则确定的,因此,与各抗侧力结构的刚度有关,特别要注意各片抗侧力结构的水平力不能简单地只按其受荷面积的大小来计算。

多、高层建筑结构分析时,采用上述基本假定进行简化计算,计算模型也较为简单,但须注意其结构仍保持着空间体系的受力特征和属性,因此还要配合一些相应的效应调整来弥补基本假定中的不足,使弹性静力计算结果能较好地符合弹塑性受力特性。

(二)截面尺寸估算

建筑结构属于超静定结构。它的内力和变形除取决于荷载的形式与大小之外,还与构件或截面的刚度有关,而构件或截面的刚度又取决于构件的截面尺寸,因此先要确定构件的截面尺寸。反过来,构件的截面尺寸又与荷载和内力的大小等有关,在构件内力没有计算出来以前,很难准确地确定构件的截面尺寸大小。因此,只能先估算构件的截面尺寸,等构件的内力和结构的变形计算好后,如果估算的截面尺寸符合要求时,便按估算的截面尺寸作为设计截面尺寸。如果所需的截面尺寸与估算的截面尺寸相差很大,则要重新估算和重新进行计算。

1.钢筋混凝土构件截面

(1)框架梁截面尺寸:框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。

一般情况下,框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算:梁高h=(1/8~1/12)l,其中l 为梁的跨度。梁宽b=(1/2~1/3)h。在抗震结构中,梁截面宽度不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4,梁净跨与截面高度之比不宜小于4。当采用预应力混凝土梁时,其截面高度可以乘以0.8 系数。

(2)框架柱截面尺寸:框架柱的截面形式通常大多为方形、矩形。柱截面的宽与高一般取层高的1/15~1/20,同时满足h≥l0/25、b≥l0/30,l0 为柱计算长度。多层房屋中,框架柱截面的宽度和高度不宜小于300mm;高层建筑中,框架柱截面的高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。柱截面高度与宽度之比为1~2。柱净高与截面高度之比宜大于4。

为了减少构件类型,简化施工,多层房屋中柱截面沿房屋高度不宜改变。高层建筑中柱截面沿房屋高度可根据房屋层数、高度、荷载等情况保持不变或作1~2 次改变。当柱截面沿房屋高度变化时,中间柱宜上下柱对齐竖向轴线,均匀内收,避免上下偏心,否则在计算中应考虑偏心的附加作用;边柱和角柱宜使截面外边线重合。

在计算中,还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比(VC/fcbchc0)、剪跨比(λ=M/Vhc)、轴压比(μN=N/fcbchc)限值的要求,如不满足应随时调整截面尺寸,保证柱的延性。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制,如以ω表示柱轴压比的限值(见表3-5-1),则柱截面尺寸可用如下经验公式粗略确定:

式中:A 为柱横截面面积,m2,取方形时边长为a;n 为验算截面以上楼层层数;F 为验算柱的负荷面积,可根据柱网尺寸确定,m2;fc 为混凝土轴心抗压强度设计值;φ为地震及中、边柱的相关调整系数,7 度中间柱取1、边柱取1.1,8 度中间柱取1.1、边柱取1.2;G 为结构单位面积的重量(竖向荷载),根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为12~18kN/m2

(3)剪力墙截面尺寸:剪力墙的厚度须满足轴压比的要求,且按一、二级抗震等级设计时不应小于层高的1/20 及160mm;按三、四级抗震等级和非抗震设计时不应小于层高的1/25 及140mm;底部加强部位的墙厚一、二级不宜小于200mm 且不宜小于层高的1/16。

为防止结构刚度沿高度产生突变,剪力墙的截面尺寸和混凝土强度等级不宜在同一高度处改变,一般宜相隔2~3层以上,混凝土强度等级改变时,每次降低幅度宜在5~10MPa以内。

框架—剪力墙结构中,对于周边有梁、柱的剪力墙,厚度不应小于160mm,且不应小于层高的1/20。剪力墙中线与墙端边柱中线宜重合,防止偏心。梁的截面宽度不小于2bw(bw 为剪力墙厚度),梁的截面高度不小于3bw;柱的截面宽度不小于2.5bw,柱的截面高度不小于柱的宽度。如剪力墙周边仅有柱而无梁时,则应设置暗梁,暗梁的宽度同墙板厚度,高度可取3bw

工程设计时,一般根据结构平面布置要求及工程经验布置剪力墙,待后续刚度、地震作用、侧移计算后,再调整剪力墙数量、厚度、布置等。

(4)材料要求:当按一级抗震等级设计时,现浇框架的混凝土强度等级不宜低于C30,按二~四级抗震等级和非抗震设计时不应低于C20。

梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于5MPa。如超过时,梁、柱节点区施工时应作专门处理,使节点区混凝土强度等级与柱相同。装配整体式框架结构的混凝土强度等级不宜低于C30,其节点区混凝土强度等级还宜比柱提高5MPa。

剪力墙的钢筋混凝土强度等级不应低于C20。

2.钢结构构件截面

(1)钢框架梁:钢梁常采用热轧的窄翼缘H 型钢或焊接H 型钢。但不宜采用热轧的工字钢,因其翼缘厚度可变,不适应焊接坡口的加工要求和设置引弧板。对跨度较大或受荷很大,而高度又受到限制的部位,可采用抗弯和抗扭性能较好的箱形截面(双腹板梁)。有些设计,考虑了钢梁和混凝土楼板的共同工作,形成组合梁。大多数设计,在计算钢梁的刚度时,考虑混凝土楼板对钢梁的组合作用,而在钢梁承载力计算时,不考虑楼板对钢梁的组合作用。

(2)抗震建筑的框架柱宜采用由四块钢板焊接而成的箱形截面,由于柱子的内力在两个方向的水平地震作用下基本相等,故常采用方形的箱形截面柱。箱形截面柱也便于涂刷防火涂料和柱子的外包装修

框架柱也可采用热轧的H 型钢或焊接的H 型钢。由于H 型钢在截面性能上有对强轴的惯性矩和对弱轴的惯性矩之分,因此H 型钢的设置方位,宜使其强轴的惯性矩对应于柱弯矩较大的方向,或对应于柱的计算长度较大的方向。对于抗震的框架柱H 型钢设置方位,还可考虑强轴方向部分对应于x 方向、部分对应于y方向设置,以使两个方向的侧向刚度的大小有所调整。

(3)钢梁、钢柱截面尺寸的确定:根据荷载与支座情况,钢梁截面高度通常取跨度的1/20~1/50。翼缘宽度可先不考虑钢梁的整体稳定,根据梁间侧向支撑的间距按l/b 限值确定。确定了截面高度和翼缘宽度后,其板件厚度可按规范中局部稳定的宽厚比要求预估(见表3-5-3、表3-5-4)。

柱截面按长细比预估,通常50<λ<150,简单选择在100 左右。

钢梁、钢柱截面尺寸的确定还可查阅钢结构相关设计手册中的选型图表,或参考已建同类建筑。

(4)钢材的选择:比较常用的是Q235 和Q345。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理,从经济考虑,也可以选择不同强度钢材的组合截面。当强度起控制作用时,可选择Q345;稳定控制时,宜使用Q235。

还须注意,地震区高层钢结构不应采用15MnV 或15MnVq 钢。

(三)计算简图的确定

确定计算简图要综合考虑结构体系特征、计算精度要求及计算复杂程度限制,不同的结构体系采用不同的计算简图。

1.框架结构体系

(1)计算单元选取:框架体系房屋是由横向框架和纵向框架组成的空间结构。在通常情况下,为了简化计算,忽略它们之间的空间联系,而按横向平面框架和纵向平面框架分别计算。这样,就可单独取出一榀框架作为计算单元。如图3-4-1,该榀框架承受的荷载为图中阴影范围内的各种荷载。

图3-4-1 框架结构计算简图的选取

(a)空间示意图;(b)荷载影响示意图;(c)横向框架;(d)纵向框架

(2)梁、柱简化:在框架计算简图中,框架梁、柱以其轴线表示,均用单线条代表。框架梁、柱连接区以节点表示,杆件长度用节点间的距离表示,荷载的作用点也转移到轴线上。

在一般情况下,等截面柱子的轴线取截面形心线,当上、下层柱截面尺寸不同时,取顶层柱的形心线作为柱的轴线,待框架内力计算完成后,计算杆件内力时,要考虑荷载偏心的影响。梁跨度取柱轴线间的距离。柱高对楼层柱取层高,对底层柱取底部嵌固面到二层楼面间的高度。多、高层建筑底部嵌固面的确定原则详见本节(四)。

当各跨跨度相差不超过10%时,可当作具有平均跨度的等跨框架。斜形或折线形横梁当倾斜度不超过1/8时,仍可视为水平横梁计算。

(3)节点简化:在现浇钢筋混凝土框架结构体系中,由于梁和柱的纵向受力钢筋都穿过结点或留有足够的锚固长度,且现浇混凝土整体性和刚度较好,所以,一般将其简化成刚接结点。装配式钢筋混凝土框架结构一般是在连接部位预埋钢板,安装就位以后再焊接或栓接起来,故一般简化成铰接结点或半铰接结点。装配整体式钢筋混凝土框架结构,构件就位以后首先进行钢筋的焊接连接,然后再浇筑混凝土形成结点。这种结点抗转动能力也较好,也常简化成刚接结点。

框架柱与基础一般采用整体现浇混凝土连接,有时预制柱插入基础杯口再浇筑细石混凝土连接,故通常简化成刚接结点。

钢结构节点可根据需要设计成刚接、铰接、半刚接。多数情况下根据结构体系设计思想确定钢框架节点型式。

2.钢筋混凝土剪力墙结构体系

剪力墙在竖向荷载作用下,除了在连梁内产生弯矩外,在墙肢内主要是产生轴向力。在水平荷载作用下,根据前述基本假定,可将空间的剪力墙结构简化为纵、横两方向墙体,分别按平面结构进行分析。这种简化的同时,可将与之正交的另一方向墙作为翼缘,如图3-4-2(a)的结构,y 向、x 向分别按图(b)、图(c)划分剪力墙。

图3-4-2 剪力墙单元

(a)剪力墙平面示意;(b)横向地震力计算;(c)纵向地震力计算

剪力墙有效翼缘宽度bi 可按表3-4-1中取小值,表中符号见图3-4-3。

表3-4-1 剪力墙有效翼缘宽度bi

图3-4-3 剪力墙翼缘宽度

3.框架—剪力墙结构体系

框架—剪力墙结构在竖向荷载(恒载、活载)作用下计算主要与楼屋盖结构平面布置有关,不考虑每榀框架、每片剪力墙之间的相互影响;而框架—剪力墙结构在水平荷载下的计算较复杂,要考虑协同工作。以下讨论框架—剪力墙结构水平荷载作用下的计算简图。

假定房屋在风力或地震作用下不产生扭转,根据刚性楼板假定,在同一楼层标高处的所有框架和剪力墙的水平位移相等。为了简化计算,忽略剪力墙和框架轴向变形,将计算区段内所有横向(或纵向)的框架、剪力墙和连梁按其刚度相叠加的方法合并成总框架、总剪力墙和总连梁。由于计算区段中的所有框架、剪力墙和连梁,依靠楼(屋)盖连结成整体,所以,一般情况下框架—剪力墙结构的计算简图应该是总框架与总剪力墙在每一楼盖标高处由刚性连杆连接的体系。刚性连杆既代表楼(屋)盖对水平位移的约束,也代表总连梁对水平位移的约束和对转动的约束,其中连杆的抗弯刚度仅代表总连梁的转动约束作用。(www.xing528.com)

框架—剪力墙结构中的连梁是指一端与剪力墙、另一端与框架连接的梁,或者两端都与剪力墙连接的梁。两端都与框架柱相连的梁是框架梁。

根据总剪力墙与总框架间联系和相互作用的方式不同,可将框剪结构水平荷载作用下的计算简图划分为铰结体系和刚结体系两种。如果连梁截面尺寸较小,其抗弯刚度就小,其转动约束可忽略不计,则水平连梁两端可认为是铰接,否则可认为刚接,如图3-4-4、图3-4-5。

图3-4-4 铰结体系计算简图

图3-4-5 刚结体系计算简图

图3-4-6所示结构,在横向水平力作用下,因框架与剪力墙间仅靠楼板联系而楼板平面外刚度为零,它对各平面结构不产生约束弯矩,可以把楼板简化为铰结连杆。铰结连杆、总框架和总剪力墙构成框架—剪力墙结构简化分析的铰结计算体系。图3-4-4为其计算简图,图中总剪力墙包含2 片墙,总框架包含5 榀框架。

图3-4-6 框架—剪力墙结构平面图

图3-4-7所示结构,在横向水平力作用下,剪力墙之间由连系梁连接,连系梁对墙产生约束弯矩,此时,宜将结构简化为刚结计算体系,图3-4-5为其计算简图。图中总剪力墙包含4 片墙,总框架包含5 榀框架。每层总连梁包含4 个刚结端(每根梁有两个刚结端)。

图3-4-7 框架—剪力墙结构平面图

图3-4-7所示结构,在横向水平力作用下,也可简化为图3-4-4所示的铰结体系。此时,总剪力墙包含2 片联肢剪力墙,总框架包含5 榀框架。

图3-4-7所示结构,在纵向水平力作用下,计算简图为图3-4-5所示的刚结体系。此时,总剪力墙包含4 片墙,总框架包含2 榀框架和6 根柱子,每层总连梁包含8 个刚结端(每根梁一个刚结端)。

(四)多、高层建筑底部嵌固面的确定原则

多、高层结构底部嵌固面的确定是保证计算可靠的前提,按下列情况确定嵌固面位置。

(1)上部结构为框架或框—剪结构、有一层地下室为箱基时,结构的嵌固面可取在箱基顶板面。

(2)当设置半地下室、半地下室墙体截面惯性矩比半地下室上层墙体惯性矩增大75%以上,或当地下室全埋在地下、全地下室墙体截面惯性矩比全地下室上层墙体惯性矩增大50%以上时,嵌固面可取在地下室顶板面;

(3)当上部结构为框架或框架—剪力墙结构、地下室顶板整体性较好、刚度较大,且地下室周围有现浇钢筋混凝土墙体,能承受上部结构通过地下室顶板传来的剪力时,嵌固面可取在地下室顶板面;

(4)上部结构为框架—剪力墙体系有两层地下室,第二层地下室为箱基,上部剪力墙在地下室与地下室外墙的间距不超过表3-2-9的规定,地下室外墙为现浇钢筋混凝土,地下室一层顶板整体性较好(无大的洞口)时,则嵌固面可取在地下室一层顶板面;

(5)当上部结构为框架体系、地下室设置的层数与构成情况与上述第4 条中相同,但地下室平面为矩形且长宽比不大于3 时,嵌固面亦取在地下室一层顶板面;

(6)当上部结构为框架或框—剪结构,有一层地下室且地下室底板为筏基,当地下室顶板整体性较强(无大的洞口)刚度较大,且上部剪力墙在地下室与地下室外墙的间距符合表3-2-9中规定时,则嵌固面取在地下室顶板面;

(7)当上部为剪力墙结构体系,有一层地下室为箱基时,则嵌固面取在箱基顶板面;当剪力墙结构体系有两层地下室为箱基时,则嵌固面取在第二层箱基顶板面。

多、高层建筑如不符合上述诸条件,则嵌固面均应取在基础顶面。

(五)荷载及地震作用计算

作用在多层和高层建筑结构上的荷载有竖向荷载和水平力作用(包括风力与地震作用)。随着建筑物高度增加,水平力的影响越来越大。

1.竖向荷载

多、高层建筑的竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。

结构自重可由构件截面尺寸、长度、装修材料等直接计算,建筑材料单位体积重量、使用荷载(活荷载)及楼面活荷载折减系数均按荷载规范取用。屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑。

2.风荷载

垂直作用在建筑物表面的风荷载标准值ωk(kN/m2)按式(3-4-2)计算:

式中:βZ 为z 高度处的风振系数;μs 为风载体型系数;μz 为风压高度变化系数;ω0 为基本风压,kN/m2

对于高层建筑和高耸结构,基本风压可乘1.1的增大系数作为该建筑的基本风压值;对于特别重要和有特殊要求的高层建筑和高耸结构,其基本风压可乘1.2增大系数。其他各系数的取值规定详见荷载规范。

对于非抗震设计,水平荷载以风荷载为主;对于抗震设计,60m 以下的建筑物不考虑风的影响,其水平力以地震作用为主。

3.地震作用

多、高层建筑一般在6~9 度范围内进行抗震设防。6 度设防时一般不必计算地震作用,只须采取必要的抗震措施;7~9度设防时,要计算地震作用的影响。

地震时,由于地震波的作用产生地面运动,通过房屋基础影响上部结构,使结构产生振动,称为结构的地震反应,包括加速度、速度和位移反应。地震波可能使房屋产生竖向振动与水平振动。但一般对房屋的破坏主要由水平振动引起,设计中主要考虑水平地震作用,而对震中区、大跨、悬挑、高耸结构,还应考虑竖向地震作用的影响。

地震作用的计算方法可分静力法、反应谱方法(拟静力法)、时程分析法(直接动力法)三大类。抗震设计规范中规定等效水平地震荷载的计算方法分以下三种情况:

(1)高度不超过40m、刚度和质量沿高度分布均匀的建筑,可采用底部剪力反应谱法。底部剪力法是根据反应谱理论得出地震加速度反应谱,按照所设计的结构的动力特性,利用反应谱确定结构最大加速度反应值,乘以结构的总质量,便可得到结构所承受的总的水平地震作用,即结构底部剪力。然后按照每一楼层的高度和重量,将总的水平地震作用,分配到各楼层处。

底部剪力法的优点是计算简单,便于手算,与习惯的静力分析方法一致;缺点是没有考虑高振型的影响。一般适用于简单结构以及粗略估计地震作用。

(2)除(1)中所说的情况外,一般高层建筑都要用振型分解反应谱法计算等效地震荷载。

振型分解反应谱法与底部剪力法相比较,它是先进行振型分解,然后利用反应谱确定每个振型的地震作用;再经过内力分析计算出每一振型相应的结构内力,并按照一定的方法进行各振型的内力组合。

显然,底部剪力法只是振型分解法中的一个特例,就是只考虑基本振型(第1 振型)的地震作用。所以,振型分解法的计算精度较高。

(3)当房屋高度较高、地震烈度较高或房屋沿高度方向刚度和质量极不均匀时,要采用时程分析法进行补充分析。

时程分析法是一种动力分析的方法,它可以了解到在一定的地面运动(输入地震波)条件下,整个结构反应的全过程(输出)。即能直接计算出地震地面运动过程中结构的位移、速度和加速度等的变化过程;能描述强震作用下,结构在弹性和弹塑性阶段的变形情况直至倒塌的全过程。由此可以得出结构抗震过程中的薄弱部位和环节,以便修正结构的抗震设计。

显然,进行时程分析所耗费的工作量是较大的,并且所选用的地震波也不一定与结构实际遭遇的地震影响完全一致。所以目前只对一些体型较复杂的建筑和一定高度的高层建筑,检验结构抗震性能时,才采用时程分析法。

毕业设计要求手算,一般只需用底部剪力法。

结构的总底部剪力可用式(3-4-3)计算:

第i 个楼层处作用的等效地震力Fi 按式(3-4-4a)计算:

顶点附加水平力按式(3-4-46)计算:

式中:α1 为相应于结构基本周期T1 的地震影响系数α值,但取值不小于0.2αmax,T1 为结构基本自振周期;Geq为结构等效总重力荷载,Geq=0.85GE,GE 为计算地震作用时总重力荷载,为各层重力荷载之和;Gi、Gj 分别为第i 层、j层的重力荷载,计算地震作用时,重力荷载取100%恒载,50%雪荷载,50%~80%活荷载;Hi、Hj 分别为第i 层、j层离地面的高度;δn 为顶点附加作用系数,当T1≤1.4Tg 时取0,当T1>1.4Tg 时按表3-4-2选用,当计算的δn>0.15 时取0.15。

表3-4-2 δn 的数值

图3-4-8 地震力沿高度分布

(六)荷载图式的简化原则

1.楼面荷载分配

在内力计算前,需将楼面上的竖向荷载分配给支承它的结构(梁、柱、剪力墙等)。楼面荷载的分配与楼盖的构造有关。当采用装配式或装配整体式楼盖时,板上荷载通过预制板的两端传递给它的支承结构。如果采用现浇楼盖时,楼面上的恒载和活荷载根据每个区格板两个方向的边长之比,沿单向或双向传递。区格板长边边长与短边边长之比大于2 时沿单向传递,小于或等于2 时沿双向传递。

当板上荷载沿双向传递时,可以按双向板楼盖中的荷载分析原则,从每个区格板的四个角点作45°线将板划成四块,每个分块上的恒载和活荷载向与之相邻的支承结构上传递。此时,由板传递给支承结构的荷载为三角形或梯形。为了简化内力计算,可以将三角形和梯形荷载换算成等效的均布荷载计算。

2.风荷载简化

在框架结构内力计算前,为简化起见,可将分布作用于墙体表面的风荷载换算成节点水平集中荷载计算。将计算单元内节点下半层和上半层墙面上的分布风荷载作用在该节点上,女儿墙和屋面上的风荷载由框架的顶节点承受。

在剪力墙结构、框—剪结构内力计算时,需将实际作用于结构上的风荷载改造为典型的顶点集中荷载、均布荷载或倒三角形荷载,以适应相应的协同内力计算图表。作用于出屋面小阁楼(电梯机房、水箱等)的风载传至下部结构上可按集中力F 计算,然后取一层楼面处的风载值为均布荷载q,再将剩余风荷载按对基础顶面弯矩等效的原则简化为倒三角形荷载。

3.其他原则

作用在框架梁上的集中荷载,其位置允许移动不超过计算跨度的l/20;计算次梁传给框架主梁的荷载时,允许不考虑次梁的连续性,即按简支梁传递集中力;作用在框架上的次要荷载可以简化成与主要荷载形式相同的荷载,转化的原则是对应结构的主要受力部位维持内力等效。

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