抗规5.1.2
条第一款规定:高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法进行抗震计算。在OKOK结构论坛上看到有很多人在讨论“剪切型框架”这个概念,各人的理解都不太一样。我觉得可以从以下思路去理解:
1、关于弯曲变形和剪切变形的概念在材料力学中都有说过,可以参照图一来理解。对于一个微段,两相邻的截面之间只有相对的转角即为弯曲变形,两相邻的截面之间只有相对的错动即为剪切变形。
2、对于图二中的悬臂柱,当只考虑截面的弯曲变形对柱的侧移贡献时,其侧移曲线如图二中的第二个图所示。当只考虑截面的剪切变形对柱的侧移贡献时,其侧移曲线如图二中的第三个图所示。对于悬臂柱的实际侧移,截面的弯曲变形和剪切变形都有贡献,应为图二后两个图中的侧移曲线的叠加。当悬臂柱细高,悬臂高度与截面高度之比大于等于6时,截面的剪切变形对柱的侧移贡献很小,可以忽略不计,其侧移曲线如图二中的第二个图所示。当悬臂柱粗矮,悬臂高度与截面高度之比小于等于2时,柱截面的剪切变形影响比较大,柱的侧移应计入截面剪切变形的贡献。
3、对于整体结构,我们可以将其视为宏观的悬臂柱。如果其整体侧移曲线类似于图二中的第二个图,称其为弯曲型结构。如果其整体侧移曲线类似于图二中的第三个图,称其为剪切型结构。框架结构在水平荷载作用下的侧移变形由两部分组成,其一是框架柱的层间剪力使框架梁、柱产生局部弯曲变形的贡献,它使结构产生类似图二中的第三个图的侧移曲线;其二是框架柱在轴力作用下产生的轴向变形的贡献,它使结构产生类似图二中的第二个图的侧移曲线。对于高宽比较小的框架结构,第一部分贡献较大,即为剪切型框架。对于高宽比较大的框架结构,第二部分贡献已不能忽略,此时为弯剪型框架。所以抗规限定高度不超过40m、以剪切变形为主才能使用底部剪力法。对于剪力墙结构,我们可以采取框架结构的分析思路。只不过剪力墙结构的情况可能相对要复杂一些。这里就不再一一分析了。
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