力学概念| 基础沉降对结构内力的影响

如图1所示的框架结构，当支座发生沉降，框架的内力会如何变化？

▲图1

框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。其假定为:(1)结构没有水平位移; (2)某楼层的竖向荷载只对本层框架梁及与其相连的楼层框架柱产生内力。

某层框架梁承受竖向荷载后，将在本层框架梁以及与它相连的楼层柱产生较大的内力，而对其他楼层的梁、柱内力的影响必须通过框架节点处的楼层柱才能传递给相邻楼层。由弯矩分配法知，框架梁的抗弯线刚度比框架柱的大，所以节点不平衡弯矩分配给上、下楼层柱本端的弯矩是不大的，再传递到柱的远端，其值就更小了。这个已经很小的柱端弯矩还要经过弯矩分配才能使邻层的框架梁柱产生内力。因此，假定(2)近似地忽略其他楼层梁和与本楼层不相连的其他楼层柱的内力是合理的。这样，框架结构在竖向荷载作用下，可按图2(c)所示各个开口框架单元进行计算。这里，各个开口框架的上、下端均为固定支承。

▲图2

表1中列出了三类基本的超静定杆件在各单位杆端位移以及常见荷载单独作用下的杆端力。由此可知，当图1中支座B发生沉降时，梁,产生弯矩，如图3所示。根据分层法原理，这些弯矩传递到上一层时，已经很小了，可以忽略不计。

▲表1

▲图3

由上述的分析可以得到一个在结构设计中有用的基本概念: 当发生不均匀沉降时，对靠近基础那几层的内力有影响。对远离基础的楼层的内力几乎没有影响。