最近做一个商业项目,框架结构,两层,一万多平。商业这种项目是不是越深入越复杂,现在给我的感觉是这样的,月底应该是能完成任务的,但需要完善的还有很多,或者说现在还仅仅是初设的深度吧,加班咯,没什么好说的,这次项目后的总结势必又要有很多废话要说了。。。
这次的话题可能是那种没有多大意义的写写画画,但我想,只要有空,不放过任何一个可以发散思维的机会也是极好的,这就有了这篇有关
单次梁方向在框架结构中影响的论述
。尽管前人对单次梁、十字梁、井字梁、加腋梁板等结构进行了系统而又全面的经济性分析,并得出了合理的结论。
但没办法,我只是个菜鸟,目前基本做的都是单体方面的设计工作,未涉及地下室、基础等方面的工作(
待到功力深厚时,何愁基础与地下
),简单浅显的不一定不是于你宝贵的。而就是这些看起来简单易懂之事也让我在认识上出现了差错,幸得F君指点才回归了正途。
下面讲讲自己在思考上偏差的经过,以及最后的结论。。。
虽然只会简单的操作sap2000,但遇到一些能用上它的地方,我都会去试一试,这一试问题就来了,主要是对虚功图的误解。以下是单次梁不同方向布置结构的力学行为图。
构的力学行为图。

图1 横向M值

图2 纵向M值

图3 横向N值

图4 纵向N值

图5 纵横向虚功图对比
本文讨论的框架纵横向跨度比值为0.75,分析次梁沿哪个方向布置对结构受力和经济最优。
图1与图2的比较:
图1次梁纵向布置时,次梁与主梁受力均匀且支座和跨中弯矩相差不大。而图2次梁横向布置时,与次梁相连的主梁受力明显大于另一个方向主梁,且弯矩差不多为两倍图1中主梁弯矩。我想这样的结果主要在于次梁搭在长、短向框梁上的,造成了不同的传力路径。
图3与图4的比较:
图3与图4中柱的轴力基本一致,符合实际。
图5纵横向虚功图的对比可知
,横向布置的结构梁柱重要系数约为纵向布置的3倍,即同等设计条件,纵向布置较横向布置安全度更高。
综上纵横向跨度比值为0.75框架,次梁纵向布置较横向更合理。
菜鸟总结:
此番妄自得出结论,是相当不严谨的。这不,一下便被F君提出质疑:
“你这荷载一样,理论上柱子产生的位移也相同,那么两者的虚功应该也是相同的,何来三倍差异?”
,顿时菜鸟哑口无言。那么为何会有这三倍差异,仔细想想那该是梁的重要性系数的传递,所以柱子重要性的评判不足以成立。虚功图确实是挺好的一种结构重要性表现,sap帮助文档中给出了虚功图对于结构抗侧效率的识别还是极好的。可能是我还不够熟悉,才做出了这么草率的结论,当以此为戒。既然这种方法不甚熟悉,那么来点简单易被说明的,采用pkpm列出不同长宽比形式结构的对比,最终结果列于下表。(短跨长度从4m到7m变化,长跨长度固定为8m)



结论:
从上图可以很明了纵横向布置次梁的钢筋比值与跨度比值的走势,基本长向布置会更省钢筋,同时在跨度比在0.55附近出现最优。其实,简单点,从传力路径来看,长跨主梁搭次梁导致受力偏大,而短跨从造型上梁截面不可能做太小,故一般无特殊要求次梁搭在短跨主梁为宜。
后记
需要思考的问题本不需多么复杂,多么高大上,不要忘却如何去思考才是人进步的阶梯。每天坚持一点点,离成功方能靠近一点点。做着这些事,已得到不少人的鼓励与赞同,希望自己能好好的继续努力,不敷衍,不偷闲,不拖延,不服输。。。
2015.11.09 珠海
结构鸟 木子青见
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