建築結構的地震力及內力分配問題
作者:由 牛小頓 發表于 繪畫時間:2020-01-16
結構力的分配取決於剛度,所謂“能者多勞“原則,但是怎麼理解呢?
首先解決力的來源問題,我們知道,
牛頓第二定律規定: F=ma
。
地震是地面在劇烈的運動,有一個地面加速度,例如七度,就是a=0。10g。又知道結構對地震加速度有放大作用,這個放大係數一般是2。25~2。5之間。那麼結構的慣性力(假想力,又叫樓層地震力)大概就明確了(樓面質量已知)。力的來源解決了,數值也確定了。
再來確定分配問題。這就不得不提
胡克定律,即F=K x
。
一個力來了,結構有剛度,必然會發生變形,結構不是剛體。做一個
思想實驗
,把不同粗細的彈簧並聯起來 ,在力的作用下,彈簧變形是一致的,那麼變形有了,力也有了,因為我們有胡克定律。這時,你會發現,F=K x,K越大,F越大,
完全線性的
。
同理,
結構有樓板,剛度是無窮大的
(類似於上圖中的
水平剛性杆
),能夠起到把所有彈簧(剪力牆,柱,支撐等)並聯到一起的效果。因此剪力牆剛度大,分擔的力也越多。
綜上,力的來源解決了,力的分配解決了,媽媽再也不用擔心我的結構概念了,是不是很easy?
注意一點,樓板很重要,這是取決於彈簧並聯的關鍵
。很多工作十年的老菜鳥都無法理解軟體中
剛性樓板假定
的真正內涵,導致力的分配出現了重大問題。