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关于扭转位移比的理解,欢迎大家批评指正

发布于:2017-12-16 18:45:16 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]
抗规3.4.3(高规3.4.5):规定水平力作用下,楼层最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。

我不知道大家是怎么想的,我自己之前一直想过,为什么要搞个规定水平力?我也相信有不少人会看到文本说明两个位移比小于1.2就不管了,其实从做设计的角度来说,只要考虑偶然偏心的4个工况能做到扭转位移比不宜大于1.2,不应大于1.5,就可以了。我作为一个结构菜鸟,最近有点新的想法,也不知道理解的对不对,希望大家看了积极评论一起讨论讨论。
图一
图二图一的最大位移与层平均位移的比值可以通过图二理解,这个规范条文说明都有,也可以展开一点来说吧:
假定楼板为平面内无限刚,当一个结构发生平动和扭转时,将发生如图二所示的
变形。显然(δmin+δmax)/2=δavg (1)
式中δmax为按刚性楼盖计算,同一侧楼层角点竖向构件最大水平位移或最大层间位移;
δmin为按刚性楼盖计算,同一侧楼层角点竖向构件最小水平位移。
δavg为按刚性楼盖计算,该楼层平均水平位移或平均层间位移;
令位移比ξ=δmax/δavg,将其代入(1)式,可得δmax/δmin=ξ/(2-ξ) (2)
当ξ=1.2 时,δmax=1.5δmin;当ξ=1.5 时,δmax=3δmin;当ξ=1.8 时,δmax =9δ
min。
从这里就可以看出,当ξ>1.5 时,δmax>3δmin,整个结构变形受力将变得十分不均匀,
结构在地震作用下将在变形最大的竖向构件处首先破坏,从而造成结构破坏。
这样的话,我觉得最大位移和层平均位移的位移比就说清楚了。
但是:最大层间位移和平均层间位移的位移比又应该怎么理解呢?接下来讨论下图一中1.20是怎么得到的:
,这是satwe 提供给我们的结果,那问题来了:0.95和0.79又是怎么来的?回答这个问题,首先要清楚,层间位移的定义,我个人的理解比较简单粗暴,就是形成某一层空间的上下层楼板的位移差,这个还是太宽泛了,不利于理解,干脆就找出上下楼层的某个节点在某一方向的位移差最大值不就是楼层最大层间位移了吗?两个方向可以得到两个最大层间位移,分别计算相应的扭转位移比。
接下来,以图一为例:Y方向的最大层间位移和平均层间位移的比值最大是1.20,在6层编号为999节点上,图三可以看到999节点在我的模型的右下角,那回到我的定义,是不是应该再找出5层右下角柱节点的在工况19作用时Y方向的位移,就可以计算最大层间位移了?
图三(999节点(6层))


图四
接下来验证我的想法,查询节点编号5层右下角柱的节点编号为798。
,从图一中可以看到,我的计算结果应该是对的。那最小层间位移呢?文本只是输出最大层间位移和平均层间位移,

可以在计算时,把位移输出为详细输出,这样,可以看到所有节点的位移,用导入EXCEL表,可以很轻松找到最小位移,接下来我就不验证了,但是我想说另外一个问题,观察图一,可以发现:
,分子是999节点的位移,分母是801节点的位移,计算层间位移的结果差不多,实际上,这样的计算没有任何意义,因为节点都不对应(999下面层对应的节点是798),从概念上说不通,但是,可以发现798节点和801节点的编号差不多,如果他们在5层的位置也是接近的,那么根据刚性楼板假定,就不难理解结果为什么会很接近了,大家也可以在自己项目的模型是试算下。
798节点(5层)
801节点(5层)
忘了最后还有个规定水平力没说,其实条文说明说的很清楚,CQC组合可能会造成中间位移可能最大,而不是角部。我个人简单粗暴的理解是:CQC是考虑扭转偶联之后各个振型组合之后的位移,应该说是真实的位移,那为什么不用呢?原因可能是:我们要明白为什么这么做,规范给出扭转位移比的原因是对结构的规则性进行判断,通过楼层剪力差,然后作用在楼盖上,得到的楼层水平位移和层间位移才能更准确地判断结构的规则性。这是本人作为一个结构菜鸟的理解。
整个过程权当娱乐,没有实际意义,但是我觉得对理解概念还是有帮助的,如果理解不对,望批评指正!!!

                                                 作者:快乐的小2B

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  • qcc_1085636619

    PKPM3.2版本已经可以输出最小位移的大小和节点号了。。。

    2017-12-20 14:41:20

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这个家伙什么也没有留下。。。

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