框架结构设计系列04:竖向荷载作用下框架结构各种方案布置对比分析02
山河边城
2024年02月04日 17:07:28
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简支与固结对比 (1)弯矩、配筋的对比 需要注意的是,1/12+1/24=1/8,这并不是个巧合,我们可以理解成是弯矩图的平移。


简支与固结对比


(1)弯矩、配筋的对比

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需要注意的是,1/12+1/24=1/8,这并不是个巧合,我们可以理解成是弯矩图的平移。

(2)挠度的对比

(只考虑恒+活不考虑地震力情况):

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注意,当一端固结时,悬挑梁顶部受拉,变形图如上图所示。

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而在梁的右侧再加一个固定端的时候,即当梁两端均为固结时(如上图),梁端顶部均受拉,跨中底部受拉,因此两端均为负弯矩,跨中为正弯矩,从变形的角度去理解和分析以上两种条件下的弯矩图的变化趋势。

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当两端为简支时(如上图),两端均无转角约束,无负弯矩,跨中挠度加大。

根据计算得知,同样梁截面同样的荷载,按照固结的挠度远小于简支的挠度。

综上可见,两端固结充分利用了梁各个截面;梁端及梁跨中梁截面共同抵抗外力作用(梁端配置了负弯矩钢筋,跨中配置正筋,且配筋合理),而两端简支的梁,跨中正弯矩很大,支座处弯矩为0,梁截面没有得到充分的利用(都集中到了跨中位置),且在同样的荷载和截面的情况下,单靠跨中截面很难满足设计要求。所以,两端固结的梁更好一些。

连续梁与简支梁


我们通过一个案例来实际对比下,连续梁与简支梁。

梁截面250×500,跨度为6m,线荷载为16KN/m,面荷载为0(全房间开洞)。

梁自重:0.25×0.5×25=3.125KN/m

总线荷载16+3.125=19.125KN/m

M支=(19.125×6×6)/12=57.375KN·m

M中=(19.125×6×6)/24=28.6875KN·m

(1)连续梁

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我们再通过模型计算来进行验证:

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通过计算结果,我们可以看到验证结果基本符合我们的理论预期:①处主梁很难完全成为次梁的约束,因此此处介于铰接与固结之间,弯矩小于1/12qL?;②处弯矩大于1/24qL?;③处弯矩大于1/12qL?,连续梁中间位置负弯矩接近57kN/m,正弯矩接近28kN/m。

(2)简支梁

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通过计算结果,我们可以看到验证结果基本符合我们的理论预期:①处主梁很难完全成为次梁的约束,因此此处介于铰接与固结之间,弯矩小于1/12qL?;②处弯矩远大于1/24qL? 。

合判断,连续梁的受力性能和截面利用率要优于简支梁,因此我们再结构布置时,在条件允许的前提下,应尽可能的布置成连续梁,而避免简支梁。

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