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刚域系数的取值方法
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2016/06/22 16:30:55

问题描述:

        《混凝土结构设计规范 GB 50010-2010》第 5.2.2 条第 4 款规定:“梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时,在计算模型中可作为刚域处理”。相应地,SAP2000 中的【端部(长度)偏移】命令可用于指定构件在节点处与其它构件的重叠部分,同时也可以指定刚性区系数(简称“刚域系数”)。请问,该处的刚域系数该如何取值呢?

解答:

        通常,当构件的截面尺寸相对于其轴向长度较大时,构件交点处会形成相对的刚性节点区域(简称“刚域”)。对于混凝土结构中的梁柱节点以及壁式框架中的连梁与墙肢的交点,刚域尺寸的大小会在一定程度上影响结构整体分析的精度。

        SAP2000 采用“端部偏移长度 + 刚域系数”的方法考虑刚域长度,即:刚域长度 = 端部偏移长度 x 刚域系数。所谓“端部偏移长度”即构件交点处的重叠部分,具体数值可由程序自动计算或用户自定义。在刚域范围内,构件无弯曲变形和剪切变形,即弯曲刚度和剪切刚度无穷大;但轴向变形和扭转变形仍保持为弹性,即轴向刚度和扭转刚度并非无穷大。

        关于刚域系数的取值,可通过“刚域系数 = 刚域长度/端部偏移长度”进行反算。刚域长度的取值取决于交汇于同一节点的各个杆件的截面尺寸和节点构造,建议参考《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-2010》第 5.3.4 条的相关规定。具体的计算公式(如下所示)虽为近似公式,但在实际工程中已经应用多年,具有一定的代表性。

 

        程序中显示的内力图会自动隐藏构件端部偏移长度范围内的部分,如以下左图所示。基于此,用户可以更直观地查看梁端截面的内力值。如需查看完整的构件内力图,可右击构件后查看隔离体图,如以下右图所示。其中,黄色高亮区域可用于快速切换至梁端截面。另外,程序在梁端截面处(端部偏移长度)布置测站,并根据截面内力进行配筋计算。



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