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框架结构中,梁柱线刚度比的作用是什么? 柱截面尺寸由哪些因素决定?

何为刚度,何为线刚度,又为什么会有线刚度比这个说法。

首先何为刚度,刚度的定义就是构件抵抗变形的能力,这就是刚度,刚度和两个因素有关一个是构件的惯性矩另一个是弹性模量。这就是我们常见到EI,这个就是刚度的基本含义。线刚度就是构件的刚度除以长度(跨度),梁的线刚度就是EI/L。柱子的线刚度同样的道理。线刚度比又是什么呢,线刚度比是以节点为核心,在这个节点上连接的构件(梁柱),比如刚节点,柱和梁相交的位置,此节点,在内力(自重,温度应力,其他自身产生的应力)或者外力(风荷载,地震荷载,其他外部作用)作用下会产生弯矩。弯矩由构件承担,且力具有传递性。因此构件就会遵循能者居上的前提,也就说,能者多劳的前提,根据各个构件刚度大小来分配作用。刚度大的,分配的作用就多,反之则会承担越小的作用。因此,各种荷载作用就要通过线刚度比来实现分配。

第二个问题,柱的截面尺寸由哪些因素决定?这个问题可以用规范的一个公式可以直接问答,μ=N/fcxA,其中A就是柱子的尺寸,通过公式可以看到柱子的截面尺寸是由第一,柱子的轴力,第二个是柱子混凝土的抗压强度设计值来决定。

追问(1)有时候说梁柱线刚度比不应大于4,为什么有这个规定?

(2)一般梁柱线刚度比控制在多少为好? 梁比柱大,还是梁比柱小,怎么判断

(3)柱子的截面受到梁柱线刚度比影响吗,强柱弱梁 是不是柱子截面尺寸的惯性矩比梁大或者接近 梁的惯性矩?但是我看课本上的梁柱线刚度比都大于1的。

追答: (1)梁柱线刚度比的确在各个教材中都指出有合适的比,这个比值,就是为了控制梁的刚度相对于柱来说,不能过大,也不能过小。过大就违背强柱弱梁的道理,梁的刚度相对过小就很容易相对于柱子太小,而端部分配到的弯矩相当小,这就趋向于铰支,接近于简支梁。这在抗震中吸能耗能是体现不出的。所以规定

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线刚度比值在实际工程是合理的。

(2)线刚度比,不用去刻意的控制,我们教材甚至规范中已经给出梁的高度取值,这个取值就是根据相对于柱的线刚度,和梁自身的跨度的经验取值。这个取基本是符合合适的线刚度比范围。高规的条文说明已经列出框架梁高度的取值,你可以去查看。当然是梁小于柱了。

(3)柱子的截面是影响线刚度,而不是受线刚度比影响。你再仔细看看书,梁柱线刚度比是分情况的,并不是都大于1.柱子截面尺寸惯性矩和梁惯性矩相比较,其实这种比较是不准确的。你应该知道截面是有平面内和平面外之分的。你说的这个比较是很含糊的。而且要综合受力情况去理解刚度的大小才是正确的。所以,没必要这么理解。

1、线刚度比与强柱弱梁没有关系的,刚度比只是影响梁柱力分配的比例,强柱弱梁是控制梁和柱那个先达到抗弯承载力极限的问题,通过调幅梁端弯矩和增大柱端弯矩的方法控制梁是先于柱达到极限能力。 2、根据林同炎所著概念分析一书,梁柱线刚度比值只有达到4以上,框架作用才明显,也就是梁会对柱变形产生约束,使得柱反弯点出现在柱中(近似),这时梁柱节点是相当于固接的。而线刚度比小于1时,反弯点位于柱顶。与悬臂梁类似。

PKPM地梁层建模需要注意哪些

所谓地梁层应理解为正负零标高处的一层框架梁,它参与地震作用,与上部结构共同协同工作。

注意点:1,地梁层层高取基础顶面到地梁顶面之间的距离高度

2,地梁的断面尺寸取值类同于楼面梁,但在配筋时应考虑无楼板而要加强抗侧抗扭腰筋和箍筋;

3,因为地梁层的设置,你的底层就被pkpm认为是基础到正负零那一层了,而实际应理解为基础到二层楼面标高。在计算时显然没有放大正负零到二层楼面那段柱子内力和配筋。所以你还需另行取建模把地梁层删

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除,底层层高取正负零到二楼高度复算一遍,取框架柱的内力和配筋。这是新抗规的规定。

4,但是复算的模型毕竟和实际理论的嵌固端不同,所以在配筋上面应注重概念设计的加强。

5,以上是目前抗震审图意见统一的处理方法。

补充一下,框架结构建模,建两次模型是比较科学的做法,增加地梁的模型更接近实际情况,这样情况可视土体为无限刚度,嵌固端在正负零,且勾选地下室选项,认为规定次位置无侧向位移,首先无论正负零以下柱配筋多大,在此基础上再放大1.1倍。其次层数多一层,地震剪力也会多累加一层。因此这部分做法有些失真,所以再建一次无地梁模型,这样建模可以弥补前一次建模弊端,但传入基础的荷载需要人工输入。

不过楼上的第2点我的理解和你不一样,也不能说楼上的观念是错的,真的在地震作用下,地梁的受力不确定性比较大。地梁接触地面,地梁的弯矩可视为非常小,就算板的开洞,地震力集中在地梁,有可能会受土体的约束,或者刚性地面的部分约束,地梁的作用除了减少柱子高度,增加柱子的稳定,还同时能够让柱子的反弯点出现在层高位置,这是非常重要的。地梁的配筋可以不放大,本人还认为地梁的配筋在种情况下只要满足最小配筋率即可。

(学习的目的是增长知识,提高能力,相信一分耕耘一分收获,努力就一定可以获得应有的回报)

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