单层刚弹性方案房屋-混凝土结构与砌体结构第4版的成果

1）计算简图

单层刚弹性方案房屋可按考虑空间工作的排架计算。关于排架的计算假定，与弹性方案房屋相同。但是，由于需考虑空间工作，需在排架柱顶处增加一个水平弹性支座，计算简图如图19-23a所示。

图19-23 房屋内力分析单层刚弹性方案

对于刚弹性方案房屋，当排架柱顶作用一水平集中力R 时，由于空间工作的影响，排架柱顶的水平位移为ηup（η为空间性能影响系数，见表19-1），它比弹性方案房屋柱顶的水平位移up 小，其差值即为弹性支座阻止的水平位移量。

up-ηup=（1-η）up

设R′为弹性支座反力，根据力与位移成正比的关系，可求得弹性支座水平反力。

up∶（1-η）up=R∶R′

则

R′=（1-η）R

由此可见，对于刚弹性方案房屋的内力，可在弹性方案计算的内力的基础上，叠加由于空间性能引起的弹性支座反力（1-η）R 的作用所产生的内力而求得。

2）计算方法和步骤

内力分析可按以下步骤进行（图19-23）。

（1）在排架柱顶附加一个水平不动铰支座，以完全阻止排架的侧移，求出不动铰支座反力R 以及相应各柱的内力。

（2）撤除水平铰支座的影响，将支座反力R 反向作用于排架柱顶，与弹性支座反力R′的作用进行叠加，按平面排架求内力。因为R-R′=R-（1-η）R=ηR，所以在实际计算时，只要将第一步求出的不动铰支座反力R 乘以η（即ηR），反向作用于排架柱顶，就可用剪力分配法求出各柱的内力。

（3）将上面两步计算的结果叠加，即可得到刚弹性方案房屋墙、柱的最后内力。

现以两柱为等截面，且柱高、截面尺寸、材料均相同的单层单跨房屋为例，简要说明单层刚弹性方案房屋内力的计算步骤。(www.xing528.com)

①屋盖荷载：同弹性方案房屋一样，因屋盖荷载为对称荷载，所以排架顶端无水平位移，其内力按公式（19-4）～（19-7）计算。

②风荷载：在风荷载作用（图19-24）下的内力计算如下。

A.在排架柱顶附加一不动铰支座，其内力为

B.将ηR 反向作用于排架柱顶可得

即

即

C.叠加上述两部分内力可得

单层弹性和刚弹性方案房屋控制截面的选取、内力组合等均同单层刚性方案房屋。

图19-24 单层刚弹性方案房屋在风荷载作用下的内力计算