多高层钢结构设计第五章课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 结构分析,5.1,结构分析方法,有限元方法 （机算）,简化方法 （手算）,对结构进行简化的手算方法仍是极有意义的。首先，计算机方法结果的合理性与正确性不能直接判断时，采用手算方法进行检验是较为可靠的。其次，结构初步设计时几乎总要进行数个方案的比较，从中选出最好的方案。在众多的结构方案中，可先采用手算方法进行结构方案合理判断与初选，定出,2,3,个方案后再进一步采用计算机方法进行细致分析，从而定出最佳结构方案。,5.2,有限元方法,一、结构分析步骤：,（,1,）划分单元,将结构分解细分为很多单元，单元与单元之间通过节点联系。,（,2,）建立单元刚度方程,单元刚度（简称单刚）方程为单元节点位移与单元节点力间的关系方程。,（,3,）建立结构的总体刚度方程,由单元刚度方程，根据单元节点与结构节点的对应关系及结构各节点的力平衡条件，可组装形成总体刚度（简称总刚）方程。,（,4,）确定结构变形,引入边界条件，求解结构总刚方程，可获得结构各节点的变形。,（,5,）确定单元内力,由单元节点与结构节点的对应关系及结构各节点的变形，确定各单元的变形，再由单元刚度方程求得单元节点力。,二、单元的类型与划分,多高层钢结构体系中会用到两种类型的结构，一类为杆系结构，由结构体系中的梁、柱、支撑等构成；另一类为墙板结构，由结构体系中的墙、楼板构成。,杆系结构单元划分,墙板结构单元划分,三、,平面受力梁单元,梁单元的刚度方程为,式中,（,1,）简单梁单元,简单梁单元是指不考虑轴力影响及剪切变形影响的梁单元,（,2,）,Timoshenko,梁单元,Timoshenko,梁单元是指不考虑轴力影响但考虑剪切变形影响的梁单元,（,3,）,Euler,梁单元,Euler,梁单元是指考虑轴力影响但不考虑剪切变形影响的梁单元,EI,N,a,=,2,简化,gG,g,g,k,k,k,+,=,0,（,5,14,）,其中,（,5,15,）,（,5,16,）,（,4,）,Timoshenko,-,Euler,梁单元,其中,Timoshenko,-,Euler,梁单元是指考虑轴力及剪切变形影响的梁单元,其中,四、 节点域变形,(,a,),伸缩变形,(,b,),弯曲变形,(,c,),剪切变形,节点域试验,或,w,u,钢框架结构基本未知量,考虑节点域剪切变形的梁单元,考虑节点域剪切变形的柱单元,考虑节点域剪切变形影响的梁柱简化单元,对于,H,型截面柱，,aL,(,bL,) =0,对于箱型截面柱，,aL,（,bL,）1/4,截面高度,五、梁柱连接变形,5.2,手算方法,框架结构,竖向荷载作用,弯矩及剪力计算,分层法,轴力计算,分担面积法,水平荷载计算,弯矩及剪力计算,反弯点法,轴力计算,边柱受力力矩平衡法,（,a,）原结构图 （,b,）分层结构简图,分层法图示,柱分担的竖向荷载面积,反弯点法图示,（边柱受力力矩平衡法）,N,N,框架支撑结构,竖向荷载作用,同框架结构,水平荷载作用,剪力分配法,一榀框架及典型楼层段,钢框架,混凝土芯筒混合结构,采用下列假定：,（,1,）全部水平荷载由混凝土芯筒承受，钢框架仅承受竖向荷载；,（,2,）钢框架与混凝土芯筒所承担的竖向荷载按分担的楼面荷载面积分配。,THANK YOU!,