框架结构地震作用下标准内力值(柱剪力变号问题)
各位,在建立一6层框架结构(平面布置不规则),在提取地震作用标准值内力,如柱子的水平剪力时,发现在边柱的X方向、Y方向1,2层地震剪力与3~6层地震剪力方向相反,中柱地震剪力方向一致。
随后,提取一个平面布置非常规范的矩形平面布置的框架(X方向长,Y方向短)。发现,沿Y方向,无论边柱中柱地震剪力方向都一致,不存在变号问题;但沿X方向地震作用下,边柱同样存在底部和上部变号问题。
就上面6层不规则框架,贴出其X\Y方向的地震作用下柱子的弯矩。


为什么边柱底层和上部的剪力会变号,而且对于规则的平面布置是一个方向变,不规则的是两个方向都变?如果是框剪结构好理解,但是这个是纯框架结构。
可能原因:
上述变号产生的原因,肯定与SATWE程序关于地震效应计算原理有关,笔者查看了相关的用户手册,没有找到相关说明。故只能做一些初步的推测。
《抗规》3.4.3有扭转不规则的定义,3.4.3条提到,当结构符合扭转不规则时,应计入扭转的影响。规范5.2.3条提到,按扭转藕联振型分解法计算地震效应时,各楼层可取两个正交的水平位移和一个转角共三个自由度。
只要结构存在少许扭转,SATWE程序程序就会考虑扭转藕联相关性,对于处于结构四周转角处的构件,其受扭转作用效应影响明显,另外分析时引入了一个转角分析变量,扭转引起的构件剪力分量加剧,导致最终的剪力合力方向发生变化。
笔者曾对一个比较规则的8层框架结构(X方向长,Y方向短)进行地震作用分析,取顶层柱Y方向地震剪力进行分析,发现该层总剪力为-360.57KN,其中大部分柱剪力之和为-316.4,但位于角部少数几个柱剪力方向发生变化,之和为+64.8,但柱剪力绝对值之和为381.2 ,与总剪力比较接近。
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SATWE计算中的地震力计算结果是CQC组合的结果,而CQC组合出来的结果其实是没有正负号的(可以从CQC计算的相关公式知道),SATWE的正负号是取CQC组合之前的最大地震力的符号,因此实际上没有很大价值,在求包络图的时候是两个方向都考虑的。
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