剪力法反弯法D值法
框架结构在水平荷载下的计算反弯点法和D值法
a
A B 则 D jk V 1 h ji2 c2 2 K K ,
K,K ib 2 K 2 ic
B
b l
a
b
D jk
12 ic hj2
l
框架梁的线刚度无穷大时
，
1,
D
12ic hj 2
同理可推导底层柱 D 值
0.5K,Kib
2K
ic
42
（二）柱的抗侧刚度D值
2.带有夹层的柱，其抗推刚度按下式计算：
D'
1 1
1
D1D2 D1 D2
D1 D2
D D
1 2
12 i c 1
c1
h
2 1
12 i c 2
c2
h
2 2
43
计算各柱所分配的剪力：
44
（三）确定柱反弯点高度比y
上、下端约束对梁反弯点的影响
由此可见，反弯点法的关键是反弯点的位置 确定和柱子抗推刚度的确定。
4
１.反弯点法的假定及适用范围 ①假定框架横梁抗弯刚度为无穷大。 如果框架横梁刚度为无穷大，在水平力的作用
下，框架节点将只有侧移而没有转角。实际上，框 架横梁刚度不会是无穷大，在水平力下，节点既有 侧移又有转角。但是，当梁、柱的线刚度之比大于 3时，柱子端部的转角就很小，此时忽略节点转角 的存在，对框架内力计算影响不大。
77
48
0.7)5
2.1
4k N80.7kN
A
E
（3）求各柱柱端弯矩：
MDC
MCD
VDC
3.3 2
19.42k
d值法,反弯点法
向下移动，故 y1 取负值。 对底层框架柱，不考虑修正值 y1。
梁刚度变化时反弯点的修正
（3）上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值 y2 和 y3 当与某柱相邻的上层或下层层高改变时，柱上端或下端的约束刚度
发生变化，引起反弯点移动，其修正值为 y2h 或 y3h。y2，y3 的分析方法 也与 yn 相仿，计算时可由附表 7.5 查取。
现讨论底层柱的D值。
c
0.5 K 2K
同理，当底层柱的下端为铰接时，可得
c
0.5K 1 2K
底层柱D值计算图式
综上所述，各种情况下柱的侧向刚度 D 值中系数 c 及梁柱线刚度比 K 按下表所列公
式计算。
柱侧向刚度修正系数 c
边柱
中柱
位置
简图
K
简图
K
c
一般层
K i2 i4 2ic
框架第2层脱离体图
（2）框架柱的侧向刚度——D值：一般规则框架中的柱
DV
K 2K
12ic h2源自c12ic h2
c
2
K K
框架柱侧向刚度计算公式
c 称为柱的侧向刚度修正系数，它反映了节点转动降低了 柱的侧向刚度，而节点转动的大小则取决于梁对节点转动的约束 程度。K ，c 1 这表明梁线刚度越大，对节点的约束能力 越强，节点转动越小，柱的侧向刚度越大。
计算方法，尚可进一步简化，这种忽略梁柱节点转角影响的计算方法称 为反弯点法。
在确定柱的侧向刚度时，反弯点法假定各柱上、下端都不产生转动， 即认为梁柱线刚度比为无限大。将趋近于无限大代入D值法 的公c 式， 可得 =1。 c因此，由式可得反弯点法的柱侧向刚度，并用D0表示为：
三种方法计算框架水平作用下的内力(D值法,反弯点法,门架法)
0
0
0.40 1.28 0.219 90758 19876
7
3.20 0.56 0.40
0
0
0
0.40 1.28 0.219 90758 19876
6
3.20 0.56 0.45
0
0
0
0.45 1.44 0.219 90758 19876
5
3.20 0.56 0.45
0
0
0
0.45 1.44 0.219 90758 19876
10 3.20 0.47 0.24
0
0
0
0.24 0.77 0.190 90758 17244
9
3.20 0.47 0.34
0
0
0
0.34 1.09 0.190 90758 17244
8
3.20 0.47 0.39
0
0
0
0.39 1.25 0.190 90758 17244
7
3.20 0.47 0.40
4.74
1.6
7.58 3.89 4.10 3.48 3.89
C 9.08E+4
2.43
3.89
A 9.08E+4
4.86
7.78
9 B 1.77E+5 358600 19.2 9.48
1.6
15.17 11.66 12.30 10.45 11.66
C 9.08E+4
4.86
7.78
A 9.08E+4
表 1 反弯点法框架弯矩的计算
柱端弯
层轴 号号
D ij
∑ Dij
Fi
Vj
yh 或 (1-y)h
框架结构在水平荷载下的计算反弯点法和D值法
框架结构在水平荷载下的计算反弯点法和D值法一、计算反弯点法计算反弯点法是一种经验法，适用于刚度较高的结构。
它基于结构中存在的反弯点，即曲率为零的点。
通过计算这些反弯点的位置和力矩，可以得到结构的内力和变形。
计算反弯点法的计算步骤如下：1.给定结构的几何形状和边界条件，例如梁的长度、剪力边界条件等。
2.根据结构的几何形状和边界条件，计算结构的弹性曲线。
可以使用一般的弹性理论或其他适用的方法。
3.计算结构中的反弯点位置和力矩。
反弯点的位置可以通过求解结构的弹性曲线方程来获得，反弯点处的曲率为零。
力矩可以通过将荷载施加于结构上的每个部分和弹性曲线求解得到。
4.根据反弯点的位置和力矩，计算结构的内力和变形。
内力可以通过结构的受力平衡方程求解，变形可以通过结构的弹性曲线方程求解。
优点：1.相对简单易懂，不需要复杂的计算方法和软件。
缺点：1.只适用于刚度较高的结构，无法适用于柔性结构。
2.需要手工计算，计算过程繁琐。
3.无法考虑非线性和动力特性。
二、D值法D值法是一种常用的结构计算方法，适用于不同刚度的结构。
它基于结构的刚度和刚度分布，通过计算结构的刚度矩阵和荷载向量，得到结构的内力和变形。
D值法的计算步骤如下：1.给定结构的几何形状和边界条件，例如梁的长度、材料性质等。
2.根据结构的几何形状和边界条件，建立结构的刚度矩阵。
刚度矩阵可以通过结构的几何形状和材料性质计算得到。
3.根据结构的荷载，建立荷载向量。
荷载向量可以通过结构的荷载形式和大小计算得到。
4.解结构的内力和变形。
通过求解结构的刚度矩阵和荷载向量的乘积，可以得到结构的位移向量。
通过位移向量和刚度矩阵的乘积，可以得到结构的内力向量。
优点：1.适用于不同刚度的结构，可以考虑结构的非线性和动力特性。
2.可以使用计算软件进行计算，提高计算效率和准确性。
缺点：1.较为复杂，需要掌握结构力学理论和计算方法。
2.计算过程较为繁琐，需要较长的计算时间。
总结：计算反弯点法和D值法是两种常用的框架结构计算方法。
反弯点法得到的D值和D值法意义,区别,适用条件
?反弯点法得到的D值和D值法的D值得物理意义是什么？有何区别？分别在什么情况下使用？D值都是指柱子的抗侧移刚度，反弯点法中D值是指直接有结构力学确定的柱子的刚度，而D值法中的D值是指经过梁柱线刚度的比值修正过的，也就是在前者的基础上乘了一个修正系数（当然，这个修正系数由梁柱线刚度的比决定）。
其实反弯点法等于是d值法的一个特殊情况只是在计算层间位移的地方计算不同如果你发现的话反弯点法柱的弯矩为0的地方一般为1/3柱高的位置，便于计算而d值法的话就比较麻烦要计算弯矩分配情况明白吗？柱的抗侧移刚度不但与柱的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关，另外，柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比，上下层层高的变化等因素有关。
日本武藤清教授在分析了上述影响因素的基础上，对反弯点法中柱的抗侧移刚度和反弯点高度进行了修正。
修正后，柱的抗侧移刚度以D表示，故此法又称“D值法”，也称为修正反弯点法。
D值法有四项假定：1.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的线刚度均为ic2.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的层间水平位移均为Δμ3.假定计算目标柱两端节点及与其上下左右相邻的各个节点的转角均为θ4.假定与目标柱相交的横梁的线刚度分别为i1，i2，i3，i4反弯点法适用于梁柱线刚度比大于3的情况，它不考虑由于层高的变化及梁柱截面尺寸的变化对反弯点高度的影响。
而D值法考虑了以上因素的影响并对反弯点高度进行修正。
2．D值的物理意义是什么？影响因素有哪些？具有相同截面的边柱和中柱的D值是否相同？具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值是否相同（假定混凝土弹性模量相同）？?3．物理意义：对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法做了改进。
4．?影响因素：?具有相同截面的边住和中柱的D值不相同，因为边柱只有一根梁约束，中柱有两根梁约束；、具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值不相同，因为底层柱底端固定。
?D值法中D值不但与柱刚度有关，而且跟与柱相连接的梁刚度也有关系。
反弯点法得到的D值和D值法意义,区别,适用条件
•反弯点法得到的D值和D值法的D值得物理意义是什么？有何区别？分别在什么情况下使用？D值都是指柱子的抗侧移刚度，反弯点法中D值是指直接有结构力学确定的柱子的刚度，而D值法中的D值是指经过梁柱线刚度的比值修正过的，也就是在前者的基础上乘了一个修正系数（当然，这个修正系数由梁柱线刚度的比决定）。
其实反弯点法等于是d值法的一个特殊情况只是在计算层间位移的地方计算不同如果你发现的话反弯点法柱的弯矩为0的地方一般为1/3柱高的位置，便于计算而d值法的话就比较麻烦要计算弯矩分配情况明白吗？柱的抗侧移刚度不但与柱的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关，另外，柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比，上下层层高的变化等因素有关。
日本武藤清教授在分析了上述影响因素的基础上，对反弯点法中柱的抗侧移刚度和反弯点高度进行了修正。
修正后，柱的抗侧移刚度以D表示，故此法又称“D值法”，也称为修正反弯点法。
D值法有四项假定：1.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的线刚度均为ic2.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的层间水平位移均为Δμ3.假定计算目标柱两端节点及与其上下左右相邻的各个节点的转角均为θ4.假定与目标柱相交的横梁的线刚度分别为i1，i2，i3，i4反弯点法适用于梁柱线刚度比大于3的情况，它不考虑由于层高的变化及梁柱截面尺寸的变化对反弯点高度的影响。
而D值法考虑了以上因素的影响并对反弯点高度进行修正。
2．D值的物理意义是什么？影响因素有哪些？具有相同截面的边柱和中柱的D值是否相同？具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值是否相同（假定混凝土弹性模量相同）？3．物理意义：对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法做了改进。
4．影响因素：具有相同截面的边住和中柱的D值不相同，因为边柱只有一根梁约束，中柱有两根梁约束；、具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值不相同，因为底层柱底端固定。
D值法中D值不但与柱刚度有关，而且跟与柱相连接的梁刚度也有关系。
D值法原理
i2 H
θ
i4 G
θ
6i3 i4 12i 12i 0 -------(1)
B
同理，由结点B的平衡，得
F i1
6i1 i2 12i 12i 0 --------(2)
（1）+（2）得：
A
6i1 i2 i3 i4 24i 24i
E
0
i3
φ
即， i j 4i 4i
C
4i
A
因为杆件两端有转角，所以：
M
BA
2i
A
4i B
6EI L2
DAB
VAB
12EI L3
6EI L2
A
6EI L2
B
1、各柱侧移刚度不再是12EI/L3 2、反弯点也不一定在柱的中点。
D值法-----考虑结点转动时的剪力分配法
关键问题: D值法近似地考虑了刚架结点的转角对柱侧移刚度的影响 主要解决两方面的问题:
仍设杆端转角为θ，弦转角为φ
M JL 4i5 2i5 6i5
M JM 4i6 2i6 6i6
记，a
M JK M JL M JM
4i
6i5
6i
i6
得： a 2 3 3i
i
L
i5 J
i6
M
i
K
M JK 4i 6i i i5 i6 （梁柱线刚度比 ）
i
由上式解出
3 3
对于底层，不进行该项修正，因为无下梁
i
i3
i4
i1 i2i3 i4
1
i1 i2
i2 i4
1
反弯点下移，y1取负值
3．上层柱高 h上与本层柱高h不同时，应加修正值 y2
反弯点法得到的D值和D值法意义,区别,适用条件
•反弯点法得到的D值和D值法的D值得物理意义是什么？有何区别？分别在什么情况下使用？D值都是指柱子的抗侧移刚度，反弯点法中D值是指直接有结构力学确定的柱子的刚度，而D值法中的D值是指经过梁柱线刚度的比值修正过的，也就是在前者的基础上乘了一个修正系数（当然，这个修正系数由梁柱线刚度的比决定）。
其实反弯点法等于是d值法的一个特殊情况只是在计算层间位移的地方计算不同如果你发现的话反弯点法柱的弯矩为0的地方一般为1/3柱高的位置，便于计算而d值法的话就比较麻烦要计算弯矩分配情况明白吗？柱的抗侧移刚度不但与柱的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关，另外，柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比，上下层层高的变化等因素有关。
日本武藤清教授在分析了上述影响因素的基础上，对反弯点法中柱的抗侧移刚度和反弯点高度进行了修正。
修正后，柱的抗侧移刚度以D表示，故此法又称“D值法”，也称为修正反弯点法。
D值法有四项假定：1.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的线刚度均为ic2.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的层间水平位移均为Δμ3.假定计算目标柱两端节点及与其上下左右相邻的各个节点的转角均为θ4.假定与目标柱相交的横梁的线刚度分别为i1，i2，i3，i4反弯点法适用于梁柱线刚度比大于3的情况，它不考虑由于层高的变化及梁柱截面尺寸的变化对反弯点高度的影响。
而D值法考虑了以上因素的影响并对反弯点高度进行修正。
2．D值的物理意义是什么？影响因素有哪些？具有相同截面的边柱和中柱的D值是否相同？具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D 值是否相同（假定混凝土弹性模量相同）？3．物理意义：对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法做了改进。
4．影响因素：具有相同截面的边住和中柱的D值不相同，因为边柱只有一根梁约束，中柱有两根梁约束；、具有相同截面及柱高的上层柱与底层柱的D值不相同，因为底层柱底端固定。
D值法中D值不但与柱刚度有关，而且跟与柱相连接的梁刚度也有关系。
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y y0 y1 y2 y3 h
h 2 y 或 h 2 3
1、等高排架柱顶作用水平集中力时剪力分配
各柱顶侧移：u1
u2 u3 ui u
按抗侧刚度定义： 取横梁脱离体：
Vi D0i u
n
F
u1
u2
u3
F Vi D0i u
i 1 i 1
n
u
F
D
I i
n
Vi
D0i
F
0i
D
i 1
n
F i F
0i
i 称为柱顶剪力分配系数。
j1 j 2 jm j
Vjk ijk hj
V j Fi
i j
n
j
Vj
k
1
m
12ijk
Vjk
ijk ijk k
1
m
Vj
k 1, 2, ,m
hj
2
各柱剪力分配：
j
3、—改进反弯点法（D值法）
柱的抗侧刚度
D
MBA F
12ic D jk 2 hj
E
H hj
B
MAB
A
G
V jk
D jk
D
k 1
m
Vj
jk
各柱剪力分配：
C
式计算。 柱侧向刚度修正系数 c
位 置 边 简 图 柱 中 柱
K
K i2 i4 2ic i2 ic
i2 ic
简 图
K
K i1 i2 i3 i4 2ic i1 i2 ic
i1 i2 ic
平衡条件
V j V j1 V j 2 V jk V jm V jk
k 1 m
梁的抗弯刚度“无穷大”
Vjk
12ijk jk
jk
hj2 假定梁的线刚度无穷大
Vj 12i j1 hj u j 12i j 2 hj u j .... 12i jm hj u j
Vi 2 i Ri
3、反弯点法
横梁刚度无限大则各柱端转角为零，由位移方程：
M AB M BA 6i u j h
12ic M AB M BA V 2 u j h h
12ic V 2 抗侧移刚度： d u j h
设框架有n层，每层有m个柱，沿第j层柱反弯点处切开则：
c
c
K 2 K
• 一般层 层间侧移
底 固接
K
K
c
0.5 K 2 K 0.5K 1 2K
层
铰接
K
K
c
层间侧移
u j
Vj
D
k 1
m
顶点总侧移
jk
ห้องสมุดไป่ตู้
u u j
j 1
n
反弯点法和D值法的主要参数比较
12ic D 2 h
12ic d 2 h
仅剪力法中作以下规定：各柱顶剪力、支座反力、柱顶作 用水平集中力均以自左向右为正，反之为负：
2.其他任意荷载作用时剪力分配:
为了能用上剪力分配法，分为三步： 第一步：在柱顶加不动铰支座，求出支座反力 Ri 并得到各柱顶剪力 Vi1 Ri 第二步：撤销不动铰支座，将支反力的合力 Ri 反 向施加于柱顶。用剪力分配法求出各柱顶剪力 第三步：前两步叠加,得到排架的实际内力