重力二阶效应

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英文名称：Second order effects of gravity

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　　侧向刚度较柔的建筑物，在风荷载或水平地震作用下将产生较大的水平位移△，由于结构在竖向荷载P的作用下，使结构进一步增加侧移值且引起结构内部各构件产生附加内力。这种使结构产生几何非线性的效应，称之为重力二阶效应。 　　由于P—△效应的影响，将降低结构的承载力和结构的整体稳定。

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　　重力二阶效应是柱子等构件由于端部位移大，重心偏离轴线而引起的柱子底部的弯矩~~一般称为P—△效应，在建筑结构分析中指的是竖向荷载的侧移效应。当结构发生水平位移时，竖向荷载就会出现垂直于变形后的的竖向轴线分量，这个分量将增大水平位移量，同时也会增大相应的内力，这在本质上是一种几何非线性效应。设计者可根据需要选择考虑或不考虑P—△效应。 　　（1）这里考虑的是针对结构原始刚度计算的P—△效应，与《混规》7.3.12条考刚度折减的要求是完全不同的。 　　（2）只有高层钢结构和不满足《高规》5.4.1条的高层混凝土结构才需要考虑P—△效应对应水平力作用下结构内力和位移的不利影响。 　　（3）高厚比超限的钢筋混凝土的设计者应特别注意。

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　　PKPM建筑结构软件－－重力二阶效应及结构稳定　规范： 　　高规第5.4.1-5.4.2条规定了高层建筑结构要考虑重力二阶效应的 情况。高规5.4.4规定了高层建筑稳定性的条件。 　　实现： 　　1.软件具有考虑重力二阶效应的开关；既适合刚性楼板也适合弹性楼板。 　　2.考虑重力二阶效应不改变柱的计算长度系数。 　　3.程序按高规5.4.1计算剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构的两个主轴方向的等效侧向刚度EJD和刚重比EJD/GH**2，以及框架结构的层等效侧向刚度D和刚重比Dh/G，并判断是否考虑重力二阶效应和符合稳定性要求。 　　4.剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构的两个主轴方向的刚重比EJD/GH**2介于1.4与2.7之间，或框架结构的和刚重比Dh/G介于10与20之间，则必须考虑重力二阶效应。 　　5.剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构的两个主轴方向的刚重比EJD/GH**2小于1.4，或框架结构的和刚重比Dh/G小于10，则结构整体失稳。应调整并增大结构的侧向刚度。 　　操作： 　　在“考虑重力二阶效应”的地方打对勾 　　结果说明： 　　1.考虑重力二阶效应且不失稳，周期将增大，但相应结构内力和位移的增量会控制在20%以内。 　　2.刚重比在下述文件查看： 　　SATWE WMASS.OUT============================================================================抗倾覆验算结果 　　============================================================================ 抗倾覆弯矩Mr 倾覆弯矩Mov 比值Mr/Mov 零应力区(%)X风荷载 995203.1 2692.9 369.57 0.00Y风荷载 474657.9 5575.5 85.13 0.00X 地 震 995203.1 20272.9 49.09 0.00Y 地 震 474657.9 19792.0 23.98 0.00============================================================================结构整体稳定验算结果 　　============================================================================ 层号 X向刚度 Y向刚度 层高 上部重量 X刚重比 Y刚重比 　　1 0.133E+08 0.141E+08 1.65 35042. 624.30 663.46 2 0.374E+06 0.397E+06 4.20 30249. 51.99 55.16 3 0.290E+06 0.266E+06 4.50 15713. 82.99 76.14 4 0.695E+05 0.678E+05 3.50 1085. 224.17 218.61该结构刚重比Di*Hi/Gi大于10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 　　该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应 　　TAT ---------------------------- | 框架结构整体稳定验算 | ---------------------------- Nfr= 4 Ntw= 1 GDx= 0.5668E+05 >20* 0.3097E+03 该层X向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应 　　Nfr= 4 Ntw= 1 GDy= 0.5436E+05 >20* 0.3097E+03 该层Y向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应 　　Nfr= 3 Ntw= 1 GDx= 0.2493E+06 >20* 0.3492E+04 该层X向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应 　　Nfr= 3 Ntw= 1 GDy= 0.2185E+06 >20* 0.3492E+04 该层Y向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应 　　Nfr= 2 Ntw= 1 GDx= 0.2778E+06 >20* 0.7200E+04 该层X向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应 　　Nfr= 2 Ntw= 1 GDy= 0.2754E+06 >20* 0.7200E+04 该层Y向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应 　　-------------------------------- | 带剪力墙结构整体稳定验算 | -------------------------------- EJdx= 0.1838E+11 >2.7* 0.3650E+09 结构X向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应 　　EJdy= 0.1794E+11 >2.7* 0.3650E+09 结构Y向满足整体稳定要求，不需要考虑P-Δ效应