如果題主問的樑柱節點不平衡彎矩的重分配為框架結構計算裡分層法裡的彎矩二次分配,那麼請往下看。
不考慮是因為使用反彎點法或D值法計算水平荷載不需要進行不平衡彎矩二次分配。
只有使用分層法計算豎向荷載的時候需要考慮不平衡彎矩的二次分配。
分層法示意圖如下:
所謂分層法,就是單獨計算框架上每一層的荷載,然後進行彎矩分配,從而得到上圖的彎矩圖。然後再把下層柱傳到上層柱的彎矩進行分配,上層柱傳到下層柱的彎矩進行分配(因為是第二次在節點進行彎矩分配所以叫二次分配)。
可能有人會問為什麼要這樣再分配呢?
因為上層的荷載經過分配後傳到柱底的荷載還是可以繼續往下傳的,而柱底的荷載大小還沒有可以達到忽略不計的程度,通俗的說就是上層的荷載會影響的下層的結構構件,如下圖紅圈所示。
分配完成後再進行疊加,接近框架真實受力情況。這樣的一種簡化計算可以滿足普通工程精度的要求。具體分配方法請參考《結構力學》力矩分配的相關內容,若無要求不再贅述。
框架水平荷載計算用的是反彎點法或D值法,通常情況下水平力指的是風荷載。
反彎點法是指水平荷載下,在框架分析的彎矩圖中,柱腳和柱頂的彎矩方向是相反的,一正一負經過零,彎矩為零的位置叫反彎點,反彎點都位於柱中點附近。
以反彎點法為例
計算時將風荷載簡化為集中力作用在框架每層節點上。
再計算出每根柱子的側向剛度,然後按剛度將水平力分配到該層的每一根柱子上。根據反彎點的特性就可以得到柱子上下端的剪力,再根據靜力平衡條件計算出各個杆件的內力。
到此就計算結束了。
有人會問了,柱端的剪力就不會互相影響了嗎?不考慮二次分配?
其實在最開始將風荷載簡化到框架各層節點上時就已經“分配”過了。上面風荷載計算簡圖中的“3.9”“5.9”“7.7”是風荷載簡化為集中力後疊加的結果,圖上所示的集中力是層間剪力而不是作用的該層的集中荷載,不然根據風壓高度變化係數,應該是越高的地方風荷載越大才對。
如果還不能理解層間剪力,那麼可以把整個結構看成一根倒置的懸臂樑就能理解了。根部的彎矩最大。
每一層的剪力一開始就已經疊加分配好了,不需要再分配。
總結一下:所謂的不平衡彎矩重分配其實是為了簡化計算而使用的一種技巧,減少人工計算量,滿足工程精度即可。實際上只要有力作用在結構上,那麼這個力就會傳遞到結構的各個角落,作用在不同部位的力又會相互影響,影響有多少?是否考慮這樣的影響?這樣的影響會不會造成結構安全隱患?我認為這才是我們結構工程師需要去考慮的問題。
以上。
如果題主問的樑柱節點不平衡彎矩的重分配為框架結構計算裡分層法裡的彎矩二次分配,那麼請往下看。
不考慮是因為使用反彎點法或D值法計算水平荷載不需要進行不平衡彎矩二次分配。
只有使用分層法計算豎向荷載的時候需要考慮不平衡彎矩的二次分配。
分層法示意圖如下:
所謂分層法,就是單獨計算框架上每一層的荷載,然後進行彎矩分配,從而得到上圖的彎矩圖。然後再把下層柱傳到上層柱的彎矩進行分配,上層柱傳到下層柱的彎矩進行分配(因為是第二次在節點進行彎矩分配所以叫二次分配)。
可能有人會問為什麼要這樣再分配呢?
因為上層的荷載經過分配後傳到柱底的荷載還是可以繼續往下傳的,而柱底的荷載大小還沒有可以達到忽略不計的程度,通俗的說就是上層的荷載會影響的下層的結構構件,如下圖紅圈所示。
分配完成後再進行疊加,接近框架真實受力情況。這樣的一種簡化計算可以滿足普通工程精度的要求。具體分配方法請參考《結構力學》力矩分配的相關內容,若無要求不再贅述。
框架水平荷載計算用的是反彎點法或D值法,通常情況下水平力指的是風荷載。
反彎點法是指水平荷載下,在框架分析的彎矩圖中,柱腳和柱頂的彎矩方向是相反的,一正一負經過零,彎矩為零的位置叫反彎點,反彎點都位於柱中點附近。
以反彎點法為例
計算時將風荷載簡化為集中力作用在框架每層節點上。
再計算出每根柱子的側向剛度,然後按剛度將水平力分配到該層的每一根柱子上。根據反彎點的特性就可以得到柱子上下端的剪力,再根據靜力平衡條件計算出各個杆件的內力。
到此就計算結束了。
有人會問了,柱端的剪力就不會互相影響了嗎?不考慮二次分配?
其實在最開始將風荷載簡化到框架各層節點上時就已經“分配”過了。上面風荷載計算簡圖中的“3.9”“5.9”“7.7”是風荷載簡化為集中力後疊加的結果,圖上所示的集中力是層間剪力而不是作用的該層的集中荷載,不然根據風壓高度變化係數,應該是越高的地方風荷載越大才對。
如果還不能理解層間剪力,那麼可以把整個結構看成一根倒置的懸臂樑就能理解了。根部的彎矩最大。
每一層的剪力一開始就已經疊加分配好了,不需要再分配。
總結一下:所謂的不平衡彎矩重分配其實是為了簡化計算而使用的一種技巧,減少人工計算量,滿足工程精度即可。實際上只要有力作用在結構上,那麼這個力就會傳遞到結構的各個角落,作用在不同部位的力又會相互影響,影響有多少?是否考慮這樣的影響?這樣的影響會不會造成結構安全隱患?我認為這才是我們結構工程師需要去考慮的問題。
以上。