框架柱侧移刚度计算简述
概述
框架结构是一种常见的结构体系，在结构设计中框架柱侧移刚度的计算是非常重要的一项工作，并且在施工过程中也需要保证结构的安全性。本文将从三个方面，分别是侧移刚度计算的定义、计算公式以及实例分析进行介绍与分析。
侧移刚度的定义
侧移刚度是指单位侧移量后支撑恢复力的比值。侧移刚度大小与结构某点刚度无关，主要与结构拟静力弹性阻力系数有关。在存在侧向荷载作用时，结构体系中柱子之间将会发生侧移，此时结构抵抗荷载的能力也会发生变化，并且受力结点的位移会被分配到所有柱子上，因此需要计算各个柱子的侧移刚度。
计算公式
框架柱侧移刚度可以通过计算弯曲刚度、剪切刚度和扭转刚度三部分的贡献来得到。具体计算公式如下：
弯曲刚度：K_y=12EI/h^3
剪切刚度：K_v=15EI/h^3
扭转刚度：K_w=32GJ/h^3
其中，E为弹性模量，I为抗弯矩截面矩，G为剪切模量，J为极惯量，h为柱子截面高度。
侧移刚度可以通过三个部分的贡献之和得到：
侧移刚度：K=K_y+K_v+K_w
实例分析
以某建筑结构为例，假设柱子截面高度为20cm，弹性模量E为210GPa，剪切模量G为80GPa，极惯量J为1.33cm^4，截面矩I为1000cm^4，则框架柱的弯曲刚度、剪切刚度和扭转刚度分别为：
弯曲刚度K_y=12×210×1000/20^3=2520kN·m^2
剪切刚度K_v=15×210×1000/20^3=3150kN·m^2
扭转刚度K_w=32×80×1.33/20^3=0.6816kN·m^2
侧移刚度K=K_y+K_v+K_w=5670.6816kN·m^2
通过以上计算，我们可以得到该柱的侧移刚度，进而判断其是否满足设计要求，同时也为施工提供了参考依据。
