1、精品文檔第十三章1什么是雙向梁柱抗側力體系？框架結構既要承受豎向重力荷載，又要承受水平風荷載，在地震區還要承受地震 作用。豎向荷載的方向是單一的，但水平荷載的方向卻是隨機的。為了提高框架 結構的側向剛度，特別是要提高框架結構的抗扭剛度，以滿足規范所規定的 位移角限值、位移比限值和周期比限值。框架結構師由梁板柱組成的空間結構， 如果結構一個方向的抗側力較弱時， 會率先開裂和破壞，將導致結構喪失空間協 調工作的能力，從而導致結構的嚴重破壞，甚至倒塌。2柱網布置的基本要求是什么？（1），柱網布置應滿足生產工藝的要求（2），柱網布置應滿足建筑平面布置的要求（3），柱網布置要使結構受力合理（4），柱網布

2、置應方便施工3承重框架有哪些布置方案？（1），橫向框架承重方案（2），縱向框架承重方案（3），縱橫向框架混合承重方案4如何確定框架結構的計算單元？其計算簡圖是什么？基本假定有哪些？為方便常忽略結構縱向和橫向之間的空間聯系， 忽略各構件的抗扭作用，將橫向 框架和縱向框架分別按平面框架進行分析計算。 通常，橫向框架的間距，荷載和 間距都相同，因此取出有代表性的一品中間橫向框架作為計算單元。計算簡圖見書182頁。基本假定：1,沒有水平位移。2,某樓層的豎向荷載只對本層框架梁及與其相連 的樓層產生內力。5. 豎向荷載如何簡化到框架梁上面的？什么是等效荷載？如何等效？豎向荷載可以通過分層法簡化到框架梁上

3、假定（1）沒有水平位移（2）某樓層的豎向荷載只對本層框架梁及與其相連的樓層柱產生內力。分層法是利用疊加原理多層框架在多層荷載同時作用下的內力，可以看成是各層豎向荷載單獨作用的內力的疊加。等效荷載：等效荷載是指為了簡化問題，用新的荷載代替原來復雜的荷載，但要 保證兩種荷載給構件帶來的效應是相同的。6. 風荷載是如何簡化到框架梁上的？風荷載對框架梁的作用一般都可以簡化為作用于框架節點上的水平力采用反彎點法或者D值法將風荷載簡化到框架梁上，二者的簡化條件不同， D值法是反彎 點法的改進，先求出個柱的桿端彎矩，然后根據節點平衡條件求得梁端彎矩， 進 而求出梁端剪力。7. 構件截面的彎曲剛度如何確定？構

4、件截面的彎曲剛度可以通過材料力學的方法來計算構件在正常使用過程中的 撓度和變形。8作用在框架結構上的荷載有哪些？作用于框架結構上的荷載有豎向荷載和水平荷載兩種， 豎向荷載包括結構自重及 樓面活荷載，一般為分布荷載，有時也有集中荷載。水平荷載包括風荷載和水平 地震荷載，一般均簡化成作用于框架節點的水平作用集中力。9、豎向荷載作用下的分層法基本步驟？1. 將多層框架分層，以每層梁與上下柱組成的單層框架作為計算單元，柱遠端假定為固端2. 用力矩分配法分別計算單元的內力，由于除底層柱底是固定端外，其他各層柱 均為彈性連接，為了減少誤差，除底層柱外，其他各層柱的線剛度均乘以0.9的折 減系數,相應的傳遞

5、系數也改為1/3，底層柱仍為1/23. 分層計算所得的梁端彎矩即為最后彎矩10、反彎點法的基本假定和方法？11）、在確定反彎點位置時，假定柱上端與下端的轉角相等（底層柱除外，其下端為0）；2）、在確定同層各柱剪力分配時，假定節點轉角為零，即認為梁的線剛度為無窮 大。3）、梁端彎矩可由節點平衡條件求出，并按節點左右梁的線剛度進行分配。2反彎點法的適用條件為梁的線剛度 、與柱的線剛度之比大于3,其計算過程 如下：（1） 反彎點位置的確定由于反彎點法假定梁的線剛度無限大，則柱兩端產生相對水平位移時，柱兩端無任何轉角，且彎矩相等，反彎點在柱中點處。因 此反彎點法假定：對于上部各層柱，反彎點在柱中點；對

6、于底層柱，由于柱腳為 固定端，轉角為零，但柱上端轉角不為零，且上端彎矩較小，反彎點上移，故取 反彎點在距固定端2/3高度處。（2） 柱的側移剛度反彎點法中用側移剛度d表示框架柱兩端有相對單位 側移時柱中產生的剪力，它與柱兩端的約束情況有關。由于反彎點法中梁的剛度 非常大，可近似認為節點轉角為零，則根據兩端無轉角但有單位水平位移時桿件 的桿端剪力方程，最后得精品文檔(1)式中，V為柱中剪力，為柱層間位移，h為層高（3）同一樓層各柱剪力的分配根據力的平衡條件、變形協調條件和柱側移剛度的定義，可以得出第j層第i根柱的剪力為：(2)式中，匚為第j層各柱的剪力分配系數，m為第j層柱子總數，二為第j 層以

7、上所有水平荷載的總和，即第j層由外荷載引起的總剪力。這里，需要特別 強調的是，二匚與第j層所承擔的水平荷載是有所區別的。由式（2）可以看出，在同一樓層內，各柱按側移剛度的比例分配樓層剪力。（4）柱端彎矩的計算由于前面已經求出了每一層中各柱的反彎點高度和柱中剪力，那么柱端彎矩可按下式計算：柱下端彎矩%二陽4柱上端彎矩加壯予你-川（3）式中，：為第j層第i根柱的反彎點高度，為第j層的柱高。圖3節點彎矩梁端彎矩可由節點平衡求出，如圖中注節點3所示。柱4）M癥=（皿吐+加穴）柱丄亠.（5a）訂）七一一 _ 氣（5b）式中，住、5分別為左邊梁和右邊梁的線剛度。（6）其他內力的計算 進一步，還可根據力的平

8、衡條件，由梁兩端的彎矩 求出梁的剪力；由梁的剪力，根據節點的平衡條件，可求出柱的軸力。綜上所述，反彎點法的要點，一是確定反彎點高度，一是確定剪力分配系 數。在確定它們時都假設節點轉角為零，即認為梁的線剛度為無窮大11、D值法的基本假定和求解柱內力的方法？1柱AB及與其上下相鄰柱的線剛度均為ic柱AB及與其上下相鄰柱的層間水平位移均為uj 柱AB兩端節點及其與其上下相鄰的各個節點的轉角均為 與柱AB相交的橫梁的線剛度分別為i1, i2,i3,i4精品文檔(6)21修正后柱的側移剛度考慮柱端的約束條件的影響，修正后的柱側移剛度 D用下式計算:2ieP"式中與梁、柱線剛度有關的修正系數，表

9、給出了各種情況下山值的計算公式。值和K值計算表由表中的公式可以看到，梁、柱線剛度的比值愈大，值也愈大。當梁、柱線剛度比值為忑時，門=1,這時D值等于反彎點法中采用的側移剛度 do2 同一樓層各柱剪力的計算求出了 D值以后，與反彎點法類似，假定同一樓層各柱的側移相等，則可求 出各柱的剪力：精品文檔3-1(7)式中，為j層第i柱所受剪力；為第j層第i柱的側移剛度；m為第j層柱子總數； 二為第j層以上所有水平荷載的總和，即第j層由外荷載引 起的總剪力。3 各層柱的反彎點位置各層柱的反彎點位置與柱兩端的約束條件或框架在節點水平荷載作用下，該柱上、下端的轉角大小有關。若上下端轉角相等，則反彎點在柱高的中

10、央。當兩 端約束剛度不同時，兩端轉角也不相等，反彎點將移向轉角較大的一端，也就是 移向約束剛度較小的一端。當一端為鉸結時（支承轉動剛度為0），彎矩為0，即反彎點與該鉸重合。影響柱兩端轉角大小的因素（影響柱反彎點位置的因素）主 要有三個： 該層所在的樓層位置，及梁、柱線剛度比； 上、下橫梁相對線剛度比值； 上、下層層高的變化。在D值法中，通過力學分析求出標準情況下的標準反彎點剛度比 “（即反彎點 到柱下端距離與柱全高的比值），再根據上、下梁線剛度比值及上、下層層高變 化，對"進行調整。因此，可以把反彎點位置用下式表達：J j -.'i+.V（8）式中，y為反彎點距柱下端的高度與

11、柱全高的比值（簡稱反彎點高度比） ， y1為考慮上、下橫梁線剛度不相等時引入的修正值， y2、y3為考慮上層、下層 層高變化時引入的修正值，h為該柱的高度（層高）。為了方便使用，系數厲、廠、耳和凡已制成表格，可通過查表的方式確定精品文檔其數值。4. 彎矩圖的繪制當各層框架柱的側移剛度D和各層柱反彎點位置yh確定后，與反彎點法 樣，就可求出框架的彎矩圖。1 ）柱端彎矩的計算柱下端彎矩% =陽4柱上端彎矩M壯嗚他-川（9）式中，"為第j層第i根柱的反彎點高度，' 為第j層的柱高。2）梁端彎矩的計算梁端彎矩可由節點平衡求出：M上節點% 中 SPA對于中柱(11)式中，住、5分別為左

12、邊梁和右邊梁的線剛度。3 ）其他內力的計算可根據力的平衡條件，由梁兩端的彎矩平衡可求出梁的剪力；由梁的剪力， 根據節點力的平衡條件，可求出柱的軸力。12、修正的反彎點法都修正了什么？1）修正柱的側移剛度節點轉動影響柱的抗側剛度，故柱的側移剛度不但與往本身的線剛度和層 高有關，而且還與梁的線剛度有關。2）修正反彎點的高度節點轉動還影響反彎點高度位置，故柱的反彎點高度不應是個定值，而應是 個變數，并隨以下因素變化： 梁柱線剛度比； 該柱所在樓層位置; 上下層梁的線剛度; 上下層層高； 框架總層數。13、單行層間位移如何計算？由式Djk=Vjk/ uj、式 Vjk=Djk*Vj/刀Djk可得第j層框

13、架層間水平位移 uj 與層間剪力Vj之間的關系 uj=Vj/刀Djk這樣便可逐層求得各層的層間水平位 移。框架頂點的總水平位移u應為各層間位移之和，即u=XA uj。14、框架在水平荷載作用下的變形曲線是什么曲線？框架層間位移 uj與水平荷載在該層所產生的層間剪力 Vj成正比，當框架的每 一樓層處都有水平荷載作用時，由于框架柱的側向剛度沿高度變化不大時，而層間剪力Vj是自頂層向下逐層累加的，所以層間水平位移 uj是自頂層向下逐層 遞增的，從而形成了類似與均布水平荷載作用下的懸臂柱由截面內的剪力所引起 的剪切變形曲線，稱為剪切型曲線。15、框架梁柱的計算控制截面如何選擇？配筋計算如何選擇內力？框

14、架柱的取各層柱的上下端截面作為控制截面；對于框架梁，除選擇梁的兩端為 控制截面外，還應在胯間取最大正彎矩的截面為控制截面， 為方便取跨中截面作 為控制截面；在截面配筋計算時應采用構建端部截面的內力，而不是軸線處得內力。16、框架結構的荷載效應組合？框架結構計算時，荷載效應組合可采用與排架結構一樣的簡化處理方法， 即對于 由可變荷載效應控制的組合，采用丫 0( 丫 GSGK+ Q1SQ1KS 丫 Qi書ciSQik)三R(fsk/ 丫 s，fck/ 丫 c，a k)=R (fs，fc， a k)；對于由永久荷載控制的組 合則采用丫 0( 丫 GSGKE 丫 Qi 書 ciSQik)三 R(fsk

15、/ 丫 s, fck/ 丫 c，a k)=R(fs， fc， a k)。17、框架結構的最不利內力組合？答：對于框架結構梁，柱的最不利內力組合為：梁端截面：+M(max), -M(max)，V(max)梁跨中截面：+M(max)柱端截面：|M| (max及相應的N, VN(max)及相應的MN(min)及相應的M18、滿布荷載法的基本思想是什么？ 答：當活荷載產生的內力遠小于恒荷載級水平力所產生的內力時， 可不考慮活荷 載的最不利布置，而把活荷載同時作用于所有的框架梁上， 這樣求得的內力在支 座處與按最不利荷載位置法求得的內力極為相近， 可直接進行內力組合。但求得 的梁的跨中彎矩卻比最不利荷載

16、位置法的計算結果要小， 因此對梁跨中彎矩應乘 以1.1 1.2的系數予以增大。19. 什么是彎矩調幅法？如何進行彎矩調幅？答：按照框架結構的合理破壞形式，在梁端出現塑性鉸是允許的，為了便于澆搗 混凝土，也往往希望節點處梁的負鋼筋放得少些；而對于裝配式或裝配整體式框 架，節點并非絕對剛性，梁端實際彎矩將小于其彈性計算值。因此，在進行框架 結構設計時，一般均對梁端彎矩進行調整，即人為地減小梁端負彎矩，減少節點 附近梁頂面的配筋量。設某框架梁AB在豎向荷載作用下，梁端最大負彎矩分別為 MA0 MBO梁跨中最 大正彎矩為MCO則調幅后梁端彎矩可取MA邛 MA0 MB= B MB0式中，B為彎矩調幅系數

17、。對于現澆框架，可取B =0.8 0.9:;對于裝配整體式 框架，一般取B =0.7 0.8。梁端彎矩調幅后，在相應荷載作用下的跨中彎矩必將增加。20. 框架節點構造的基本要求是什么？答：節點設計是框架結構設計中極重要的一環。節點設計應保證整個框架結構安 全可靠，經濟合理且便于施工。在非地震區，框架節點的承載能力一般通過采取 適當的結構措施來保證。對裝配整體式框架的節點，還需保證結構的整體性，受 力明確，構造簡單，安裝方便，又易于調整，在構件連接后能盡早地承受部分或 全部設計荷載，使上部結構得以及時繼續安裝。21 節點設計對混凝土材料和眾向配筋有什么要求？答：框架節點區的混凝土強度等級，應不低

18、于柱子的混凝土強度等級。 在裝配整 體式框架中，后澆節點的混凝土強度等級宜比預制柱的混凝土強度等級提高 5N/mm2框架中間層端節點梁縱向鋼筋的錨固要滿足構造要求。當柱截面高度足 夠高時，框架梁的上部縱向鋼筋可用直線方式深入節點。當柱截面高度不足以布置直線錨固長度時，應將梁上部縱向鋼筋向鋼筋伸至節點外邊并向下彎折。梁下部縱向鋼筋在端節點的錨固要求與中間節點相同。 框架柱的縱向受力鋼筋不宜在 節點中切斷。柱縱筋接頭位置應盡量選擇在層高中間等彎矩較小的區域。錨固長度要滿足構造要求。22. 節點范圍內的箍筋應當如何配置？答：在框架節點范圍內應設置水平箍筋，箍筋的布置應符合對柱中箍筋的構造要 求，且艱巨不宜大于250mm對四邊均有梁與之相連的中間節點，節點內可只設 置沿周邊的矩形箍筋，而不設復合箍筋。當頂層端節點內設有梁上部眾筋和柱外 側眾筋的搭接