第13章钢筋混凝土多层框架结构常见问题解答
13钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题

第!"卷第##期建筑结构"$$"年##月钢筋混凝土多层框架房屋结构设计中应当注意的几个问题姜学诗(中国建筑设计研究院审图所北京#$$$%%)[提要]对钢筋混凝土多层框架房屋施工图的审查过程中经常出现的独立基础设计荷载取值不当,框架简图、基础拉梁设计不合理以及重要参数的取值等结构设计问题进行了分析评述,提出了改进或处理的办法,可供其它类型的结构设计时参考。
[关键词]施工图审查框架结构抗震设计结构计算参数&’()*+’,’--./012/,1)2)3,’-4)25,(*4,1)26(/712+)3,’-890*:,1;5,)(1-63(/0-<*1:612+5,,’--.15,12+=()<:-0512 ,’-5,(*4,*(-6-51+2/(-=)12,-6)*,>?)0-=()<:-05/(-/2/:@A-6/266154*55-6,10=()B-0-2,0-,’)6/26,(-/,0-2, 5*++-5,1)2/(-=(-5-2,-6>&’-/6B14-54/2<-(-3-((-6,),’-6-51+2)3),’-(,@=-)35,(*4,*(-5>!"#$%&’(:4)25,(*4,1)26(/712+-./012/,1)2;3(/0-5,(*4,*(-;/5-150146-51+2;5,(*4,*(-4/:4*:/,1)2;=/(/0-,-(笔者通过对多项钢筋混凝土多层框架房屋施工图审查发现,结构设计中存在的比较常见的问题有:抗震等级为一、二级的框架结构未对钢筋的强屈比等性能提出要求;柱纵向钢筋总根数多于%根而未分两次接头,或接头位置不对;柱纵向钢筋在基础内锚固长度不足;框架梁跨中有集中荷载时,非加密区箍筋配筋不够;在夹层处、雨篷梁处及楼梯间等处形成短柱而未加密箍筋;振型数取得不对;周期应折减而未折减或折减系数偏大等问题。
第十三章钢筋混凝土设计原理课后习题答案复习过程

第十三章1什么是双向梁柱抗侧力体系?框架结构既要承受竖向重力荷载,又要承受水平风荷载,在地震区还要承受地震作用。
竖向荷载的方向是单一的,但水平荷载的方向却是随机的。
为了提高框架结构的侧向刚度,特别是要提高框架结构的抗扭刚度,以满足《规范》所规定的位移角限值、位移比限值和周期比限值。
框架结构师由梁板柱组成的空间结构,如果结构一个方向的抗侧力较弱时,会率先开裂和破坏,将导致结构丧失空间协调工作的能力,从而导致结构的严重破坏,甚至倒塌。
2柱网布置的基本要求是什么?(1),柱网布置应满足生产工艺的要求(2),柱网布置应满足建筑平面布置的要求(3),柱网布置要使结构受力合理(4),柱网布置应方便施工3承重框架有哪些布置方案?(1),横向框架承重方案(2),纵向框架承重方案(3),纵横向框架混合承重方案4如何确定框架结构的计算单元?其计算简图是什么?基本假定有哪些?为方便常忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的抗扭作用,将横向框架和纵向框架分别按平面框架进行分析计算。
通常,横向框架的间距,荷载和间距都相同,因此取出有代表性的一品中间横向框架作为计算单元。
计算简图见书182页。
基本假定:1,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产生内力。
5.竖向荷载如何简化到框架梁上面的?什么是等效荷载?如何等效?竖向荷载可以通过分层法简化到框架梁上假定(1)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柱产生内力。
分层法是利用叠加原理多层框架在多层荷载同时作用下的内力,可以看成是各层竖向荷载单独作用的内力的叠加。
等效荷载:等效荷载是指为了简化问题,用新的荷载代替原来复杂的荷载,但要保证两种荷载给构件带来的效应是相同的。
6.风荷载是如何简化到框架梁上的?风荷载对框架梁的作用一般都可以简化为作用于框架节点上的水平力采用反弯点法或者D值法将风荷载简化到框架梁上,二者的简化条件不同,D值法是反弯点法的改进,先求出个柱的杆端弯矩,然后根据节点平衡条件求得梁端弯矩,进而求出梁端剪力。
钢筋混凝土框架结构施工中通常遇到的问题及措施

钢筋混凝土框架结构施工中通常遇到的问题及措施许多混凝土结构、砌体结构等建筑物在建设和使用过程中出现了不同程度、不同形式的结构设计问题,这是一个很普遍的现象。
本文分析了在钢筋混凝土框架结构施工中通常遇到的几个问题及采取的对应措施。
1、结构体系的选择采用的结构体系依各地不同情况而各不相同。
随着经济的发展和对各种结构体系的实践总结,现在一般都采用大开间现浇钢筋混凝土剪力墙结构。
这是因为大开间剪力墙结构体系,可以做到房间不露梁柱,有效使用空间大、隔音效果好,当采用钢制模板时,墙面和楼板表面平整不需要湿作业抹灰。
而且该结构体系不但用钢量少、施工周期短、造价低,还具有整体性强、侧向刚度大等优点,有利于抗风抗震。
为了进一步降低建筑造价,目前越来越多地采用短肢剪力墙与筒体或一般剪力墙组成的结构体系。
该结构体系其实也属于剪力墙结构的一种,同一般剪力墙结构相比,这种结构的建筑平面布置更具灵活性,同时又节省了钢筋和混凝土用量,减轻了建筑总重量,从而降低地基基础造价。
但该结构的抗震性能无疑比一般剪力墙结构要差,因此,在结构设计中要注意以下问题:1.短肢剪力墙较多时:应布置筒体或一般剪力墙,形成短肢剪力墙与筒体或一般剪力墙共同抵抗水平力的剪力墙结构,而且短肢剪力墙的厚度不应小于 200mm,其最大适用高度也应比一般剪力墙结构的规定值适当降低。
2.抗震设计时:筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%,同时,短肢剪力墙的抗震等级还应比一般剪力墙的抗震等级提高一级。
3.短肢剪力墙宜设置翼缘:一字形短肢剪力墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁;若设置,梁端只能按简支考虑。
以上是对目前我国建筑常用结构体系的一些看法,但究竟采用何种结构体系应因地制宜,根据当地的具体情况具体分析,从而确定出安全、合理、经济的结构体系。
2、结构刚度建筑层数多高度大,为保证建筑结构具有必要的刚度,应对其层间位移加以控制。
第十三章 多层框架结构

第十三章多层框架结构学习目标通过本章学习应了解框架结构体系选择方法、结构布置原则及计算简图的确定,并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法和二次弯矩分配法,水平力作用下框架内力分析的D值法等内力和变形的近似计算方法。
熟悉和领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。
第一节框架结构体系及布置我国《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3一2002把10层及10层以上的房屋定义为高层建筑,一般认为10层以下房屋属于多层建筑。
一、框架结构体系(一)框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和立柱通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础(图13-1)。
框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不完全相同的,有时因工艺和使用要求,也可能在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁缺柱的框架(图13-1b)。
(二)框架结构类型1、纯(全)框架结构整个房屋全部采用框架结构的称为纯(全)框架结构。
框架结构根据施工方法的不同可分为整体式、装配式和装配整体式三种。
(1)整体式框架又称全现浇框架,它由现场支模浇注而成,整体性好,抗震能力强。
(2)装配式框架的梁、柱等构件均为预制,施工时把预制的构件吊装就位,并通过节点进行连接。
(3)装配整体式框架兼有整体式和装配式框架的优点,预制构件在现场吊装就位后,通过在预制梁上浇注叠合层等措施,便框架连成整体。
2、底层框架结构底层框架结构房屋是指底层为框架-抗震墙结构(图13-2),上层为承重的砌体墙和钢筋混凝土楼板的混合结构房屋。
3、内框架结构房屋内部由梁、柱组成的框架承重,外部由砌体承重,楼(屋)面荷载由框架与砌体共同承担(图13-3)。
这种框架称为半框架或内框架结构。
(三)框架结构布置按照结构布置不同,框架结构可以分为横向承重、纵向承重和纵横双向承重三种布置方案。
二、变形缝1、沉降缝沉降缝是为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝而设置的,当房屋因上部荷载不同或因地基存 在差异而有可能产生过大的不均匀沉降时,应设沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开,使得各部分能够自由沉降,不致在结构中引起过大内力,避免混凝土构件出现裂缝。
第13章多层框架结构解析

8 13.1 概述
第13章 多层框架
框架结构种类 根据施工方法的不同,分为现浇(整体式)、装配式和装配 整体式三种。 目前国内外大多采用现浇混凝土框架。
二、 框架结构布置 1. 柱网布置 布置原则: (1)应满足生产工艺的要求 (2)应满足建筑平面布置的要求 (3)使结构受力合理 (4)应方便施工
下两端均不发生角位移;
(2)除底层以外的其余各层柱,受力后上下两端的转角相同, 即反弯点位于层高的中点;底层柱反弯点位于距支座2/3层高 处;
(3)不考虑框架梁的轴向变形,同一层各节点水平位移相等。
梁端弯矩可由节点弯矩平衡条件求出不平衡弯矩,再按节点左
右梁的线刚度进行分配。
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13.2 内力与水平位移近似计算
• 等跨式柱网
– 进深常为6m、7.5m、9 m、12m,从经济考虑不宜超过 9m。
– 开间方向的柱距常为6~9m。 – 适用于超市、厂房、仓库等。
13 13.1 概述
第13章 多层框架
14 13.1 概述
第13章 多层框架
2. 承重框架的布置 (1)横向承重框架 房屋横向刚度大,侧移小; 横梁高度大,室内有效净空小。 非抗震时使用
2框架柱纵向钢筋框架柱的纵向钢筋宜采用对称配筋框架柱纵向钢筋的最小直径不应小于12mm全部纵向钢筋的最小配筋率最大配筋率3框架柱箍筋箍筋应为封闭式箍筋间距不应大于400mm且不应大于柱短边尺4框架节点1现浇框架节点2装配式及装配整体式框架节点武汉工业学院back62第五节框架结构抗震设计一抗震设计思想1三水准的抗震设防要求1第一水准
第13章 多层框架
第13章 多 层 框 架
本章要求(10学时)
了解框架结构的特点和适用范围; 熟悉框架结构的布置原则与方法; 掌握框架结构在竖向和水平荷载作用下的内力计算 方法; 掌握框架结构的内力组合原则与方法; 熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验算方法; 熟悉梁、柱的配筋计算和构造要求。
钢筋混凝土框架结构施工常见问题与解决措施

钢筋混凝土框架结构施工常见问题与解决措施摘要:钢筋混凝土框架结构在目前建筑中的应用越来越广泛,但还存在一些问题。
本文针对钢筋混凝土框架结构施工常见问题与解决措施进行了探讨分析。
关键词:钢筋混凝土;框架结构引言:房屋建筑工程框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。
针对此类常见问题,分析原因,提出对策,使施工能够满足规范要求,从而保证工程质量。
一、关于梁、柱的钢筋保护层厚度问题钢筋保护层厚度通常是指主筋的保護层厚度,有些施工人员按字面将其误解为构件最外侧钢筋到模板(即箍筋外侧),甚至是拉筋外侧到模板的距离。
钢筋保护层的作用一是确保混凝土握裹钢筋,使两者共同工作;二是考虑耐久性即钢筋的保护,防止因混凝土开裂后钢筋被氧化锈蚀,且满足耐火极限的需要。
但保护层太厚会导致构件有效截面削弱过多,而太薄则降低上述两个作用。
目前相关文献已按环境类别对不同构件保护层的最小厚度做出新的规定,其含义也十分明确,具体施工中应严格执行。
但考虑到每个工程都有不同的具体情况,所遇到的问题也各式各样,以下将分别探讨。
(1)当建筑物的防火等级要求较高时,可根据防火规范的要求适当增大钢筋保护层厚度,但应与设计方共同协商,确定是减小有效截面值,还是保持该两值不变而增大构件截面尺寸。
(2)对一类环境的C25混凝土梁,其主筋保护层厚度为25mm,箍筋均应包含在其内,实际箍筋外侧保护层厚度为17mm。
(3)当构件截面尺寸较大时,如结构转换层梁、梁式筏形基础、条形基础、箱形基础的梁、板等,可通过减小的方法来增大保护层厚度,因此时该两值的缩减量的比例较小,对构件截面尺寸及承载力影响很小。
框架结构中混凝土结构常见质量问题及防治措施

框架结构中混凝土结构常见质量问题及防治措施随着建筑业的不断发展,混凝土结构已成为建筑中不可或缺的一部分。
然而,在框架结构中,混凝土结构常常出现一些质量问题。
因此,深入了解这些问题并采取防治措施是非常重要的。
本文将讨论框架结构中最常见的混凝土结构质量问题,并提出相应的防治措施。
一、混凝土结构开裂混凝土结构在施工和使用过程中,由于外力作用、内力变化、温度变化等原因,经常发生开裂现象,这些开裂现象可能会对建筑结构的稳定性和耐久性产生重大影响。
防治措施:1. 设计阶段要根据不同的使用环境和荷载要求,在混凝土结构中增加钢筋,提高承载力;2. 在现场施工过程中,采用适当的浇注方式和混凝土配合比,避免过早收缩,减少温度应力,降低开裂的可能性;3. 通过使用防裂剂、增粘剂等措施,提高混凝土的抗裂性能。
二、混凝土结构骨架内部空洞混凝土结构骨架内部空洞是指混凝土结构内部存在蜂窝状空隙或大面积空缺的现象,会导致建筑结构的安全性能降低。
防治措施:1. 在设计阶段,应根据不同的使用环境和荷载要求,确定混凝土骨架的加强策略;2. 施工过程中,应加强现场管理,及时对建筑结构进行检查,发现空洞及时采取措施处理;3. 采用适当的混凝土配合比、优选材料质量、控制施工工艺,确保混凝土的结构性能,从而避免空洞。
三、混凝土表面起砂、脱皮混凝土表面起砂、脱皮是指由于施工和使用过程中,混凝土表面的结构性能受到变化而导致表面破裂、起砂或脱皮的现象。
这些现象不仅影响建筑的美观度,还会降低混凝土结构的承载能力。
防治措施:1. 选择适当的混凝土配合比和材料质量,减少混凝土表面脆性;2. 在施工过程中,采用适当的养护方式,避免混凝土表面龟裂和脱皮;3. 在混凝土表面施加合适的防水材料和防腐剂,提高混凝土表面的耐久度。
四、混凝土结构钢筋锈蚀混凝土结构钢筋锈蚀通常是由于钢筋表面受潮和受酸水侵蚀,从而导致钢筋表面生锈,对建筑结构的稳定性产生影响。
防治措施:1. 提高设计质量,在钢筋设计中采用防锈技术;2. 采用防锈处理方法:在钢筋长度上施加防锈剂,一定程度上减少钢筋受到潮湿和酸性水的侵蚀程度;3. 采用防锈涂层处理,在钢筋表面喷涂防锈涂层,使其充分保护钢筋,增加钢筋的耐久性。
钢筋混凝土结构施工的常见问题与解决方法

钢筋混凝土结构施工的常见问题与解决方法钢筋混凝土结构在建筑领域中被广泛应用,然而,在施工过程中常会遇到一些问题。
本文将从施工常见问题的角度出发,介绍钢筋混凝土结构施工中可能遇到的问题,并提供相应的解决方法。
一、钢筋加工问题及解决方法1. 钢筋加工尺寸偏差钢筋加工尺寸偏差可能导致结构强度不达标,解决方法是在加工前仔细检查施工图纸和说明,确保加工尺寸符合要求。
2. 钢筋连接不牢固钢筋连接强度不足可能引发结构断裂,解决方法是采用正确的连接方式,并确保连接部位的清洁和充分的粘结面积。
3. 钢筋废料处理不当钢筋废料处理不当可能会造成环境污染,解决方法是将废料分类存放,并委托专业单位进行处理和回收。
二、浇筑混凝土问题及解决方法1. 混凝土配合比不合理混凝土配合比不合理可能导致强度不符合要求,解决方法是根据工程要求和试验结果进行调整,并做好相应的记录。
2. 混凝土拌和不均匀混凝土拌和不均匀会导致浇筑后出现质量问题,解决方法是使用合适的搅拌设备,并加强现场搅拌过程的监控。
3. 混凝土浇筑顺序错误混凝土浇筑顺序错误可能导致结构存在缺陷,解决方法是根据施工图纸和指导文件确定合理的浇筑顺序,并进行严格的施工管理。
三、模板安装问题及解决方法1. 模板安装不稳定模板安装不稳定会导致浇筑后的混凝土结构不平整,解决方法是使用合适的模板支撑系统,并在安装前进行充分检查和调整。
2. 模板离墙距离不符合要求模板离墙距离不符合要求可能导致结构墙面不平整,解决方法是在安装前根据设计要求量取距离,确保模板的安装位置准确。
3. 拆模工艺不当拆模工艺不当可能引发模板损坏和结构缺陷,解决方法是采用合适的拆模工具和方法,并确保混凝土强度符合要求后再进行拆模操作。
四、其他施工常见问题及解决方法1. 施工材料质量不合格使用不合格的施工材料可能导致结构强度不达标,解决方法是在施工前进行材料检测,并与供应商进行有效的沟通和协调。
2. 搅拌机运转异常搅拌机运转异常可能影响混凝土质量,解决方法是定期检查设备的维护情况,并在出现异常时及时维修或更换设备。
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第13章钢筋混凝土多层框架结构常见问题解答1.什么是框架结构?框架结构的特点如何?答:框架结构是一种由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构框架结构的特点是:建筑平面布置灵活,可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。
框架结构的组成简单,只有框架柱和框架梁两种基本构件组成,便于构件的标准化、定性化,可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。
框架结构广泛在多高层建筑中应用,它的特点是建筑平面布置灵活,可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。
框架结构的组成简单,只有框架柱和框架梁两种基本构件组成,便于构件的标准化、定性化,可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。
2.框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围如何?答:框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围:民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在6~9米之间,工业建筑的柱网尺寸一般在6~12米之间。
房屋使用中的空间高度要求—层高决定了柱的高度,民用框架结构房屋的层高一般在3~6米之间;工业建筑的层高一般在4~6米之间。
3.框架承重体系按结构体系承受和传递竖向荷载的方式不同可划分为哪三种类型?各有什么特点?答:框架承重体系按结构体系承受和传递竖向荷载的方式不同一般分为横向框架承重方案,纵向框架承重方案和纵横向框架混合承重方案三种类型。
(1)横向框架承重体系横向框架承重体系的结构布置见图13-2a。
这种承重体系是将楼盖传来的竖向荷载全部由横向框架梁承担,而纵向框架梁仅承受自重和梁上维护墙体的重量。
这样,横向框架梁的截面尺寸要比纵向框架梁的大,因此梁的横向框架的刚度也比较大,从而有利于提高房屋的横向侧移刚度。
由于横向跨度小于纵向,故而楼板的跨度较为经济合理。
(2)纵向框架承重体系纵向框架承重体系的结构布置见图13-2b。
这种承重体系是将楼盖传来的竖向荷载全部由纵向框架梁承担,而横向框架梁仅承受自重和梁上维护墙体的重量。
其优点在于开间布置比较灵活,但房屋的横向刚度较差,楼板的跨度也较大,因此在实际工程中采用较少。
(3)混合承重体系混合承重体系的结构布置见图13-2c。
这种承重体系是将楼盖传来的竖向荷载由纵横向框架梁共同承担,其优点是可以有利于抵抗来自纵横两个方向的风荷载和地震作用,框架结构具有交好的整体工作性能。
4.房屋的变形缝依其作用的不同分为哪三种?它们各有何作用?它们的宽度一般不应小于多少?答:房屋的变形缝依其作用的不同分为伸缩缝、沉降缝和抗震缝三种。
伸缩缝主要用来解决由于房屋过长所带来的温度应力问题,主要与房屋的长度有关,依据钢筋混凝土结构对温度的敏感性能,伸缩缝宽度一般为50毫米以上。
沉降缝主要使结构体系在不均匀的地质条件或房屋的刚度、重量分布不均匀所带来的不均匀沉降的问题。
沉降缝的设置把结构划分为两个或几个均匀沉降的结构单元,避免不均匀沉降对结构受力的影响。
沉降缝的宽度一般为50毫米以上,从基础开始一直沿房屋的高将结构分开。
防震缝的设置原则是将结构体系划分为两个或几个单元规则、匀称,刚度、重量分布均匀的子结构,以避免地震作用下出现扭转等复杂的结构效应。
防震缝的宽度一般不应小于70毫米。
5.框架结构类型按施工方式的不同可划分为哪三种类型?它们各有何特点和适用?答:框架结构类型按施工方式的不同,一般将框架结构分为现浇框架、预制装配式框架和现浇预制框架三种类型。
现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土结构。
现浇式框架结构的整体性强、抗震性能好,因此在实际工程中采用比较广泛。
但现场浇筑混凝土的工作量较大。
预制装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制,通过焊接拼装连接成的框架结构。
其优点是构件均为预制,可实现标准化、工厂化、机械生产。
因此,施工速度快、效率高。
但整体性较差,抗震能力弱,不宜在地震区应用。
现浇预制框架是指梁、柱、楼板均为预制,在预制构件吊装就位后,对连接节点区浇筑混凝土,从而将梁、柱、楼板在连成整体框架结构。
现浇预制框架既具有较好的整体性和抗震能力,又可采用预制构件,减少现场浇筑混凝土的工作量。
因此它兼有现浇式框架和装配式框架的优点。
但节点区现场浇筑混凝土施工复杂。
6.框架结构计算的精确法与近似的手算方法有哪些?答:一般《结构力学》教材中所介绍的用位移法或力法计算以及弯矩分配法、无剪力分配法、迭代法等属于精确法。
框架结构的近似手算方法,包括竖向荷载作用下的分层法,水平荷载作用下的反弯点法和改进反弯点法(D值法)。
7.在框架结构内力和位移计算中考虑到现浇楼板可以作为框架梁的有效翼缘的作用,计算框架梁截面惯性矩I时应如何考虑其影响?答:在框架结构内力和位移计算中考虑到现浇楼板可以作为框架梁的有效翼缘的作用,计算框架梁截面惯性矩I时应考虑其影响。
在框架梁两端节点附近,梁承受负弯矩,顶部的楼板受拉,楼板对梁的截面弯曲刚度影响较小;而在框架梁的跨中,梁承受正弯矩,楼板处于受压区形成T形截面梁,楼板对梁的截面弯曲刚度影响较大。
为方便设计,假定梁的截面惯矩I沿轴线不变,对现浇楼盖,中框架取I=2I0,边框架取I=1.5 I0;对装配整体式楼盖,中框架取I=1.5 I0,边框架取I=1.2I0;这里I0为矩形截面梁的截面惯性矩。
对装配式楼盖,则按梁的实际截面计算I。
8.框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用什么方法?作哪些假定?答: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。
在进行竖向荷载作用下的内力分析时,可假定:(1)作用在某一层框架梁上的竖向荷载对其他楼层的框架梁的影响不计,而仅在本楼层的框架梁以及与本层框架梁相连的框架柱产生弯矩和剪力。
(2)在竖向荷载作用下,不考虑框架的侧移。
9.分层框架柱子的上下端均假定为固定端支承,而实际上,除底层往的下端外,其他各层柱端在荷载作用下均产生一定的转角,即为弹性约束支承。
采用什么方法考虑支座转动的影响?答:采用调整框架柱的线刚度来考虑支座转动的影响,其方法是:(1)除底层以外其他各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数;(2)除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3。
10.框架结构在竖向荷载作用下的计算方法。
答:框架结构在竖向荷载作用下,的计算方法:(1)分层:分层框架柱子的上下端均假定为固定端支承,(2)计算各个独立刚架单元:用弯矩分配法或迭代法进行计算各个独立刚架单元。
而分层计算所得的各层梁的内力,即为原框架结构中相应层次的梁的内力。
(3)叠加:在求得各独立刚架中的结构内力以后,则可将相邻两个独立刚架中同层同柱号的柱内力叠加,作为原框架结构中柱的内力。
叠加后为原框架的近似弯距图,由于框架柱节点处的弯矩为柱上下两层之和因此叠加后的弯距图,在框架节点处常常不平衡。
这是由于分层计算单元与实际结构不符所带来的误差。
若欲提高精度,可对节点,特别是边节点不平衡弯矩再作一次分配,予以修正。
11.反弯点法的计算假定有哪些?在什么情况下假定所引起的误差能够满足工程设计的精度要求?答:反弯点法的计算假定:(1)求各个柱的剪力时,假定各柱上下端都不发生角位移,即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大;(2)在确定柱的反弯点位置时,假定除底层以外,各个柱的上、下端节点转角均相同,即除底层外,各层框架柱的反弯点位于层高的中点;对于底层柱,则假定其反弯点位于距支座2/3层高处。
(3)梁端弯矩可由节点平衡条件求出,并按节点左右梁的线刚度进行分配。
对于层数较少,楼面荷载较大的框架结构,柱的刚度较小,梁的刚度较大,假定1与实际情况较为符合。
一般认为,当梁的线刚度与柱的线刚度之比超过3时,由上述假定所引起的误差能够满足工程设计的精度要求。
12.反弯点法的内力计算方法。
答:反弯点法的内力计算(1) j V ——水平力∑F i 在第j 层所产生的层间剪力;设框架结构共有n 层,每层内有m 个柱子,将框架沿第j 层各柱的反弯点处切开代以剪力和轴力,根据水平作用力的平衡条件有∑∑===++++==m k jkjm jk j j nji ij V V V V V F V 11式中 ∑i F ——第j 层以上所有水平作用的总和;j V ——水平力∑F i 在第j 层所产生的层间剪力;jk V ——第j 层第k 柱所承受的剪力;m ——第j 层内的柱子数;n ——楼层数。
(2)j 楼层中任一柱k 在层间剪力中分配到的剪力∑==m k jkjkjk i i V 1j V(13-3)(3)由假定2便可求得各柱得杆端弯矩,对于底层柱,有323111111h V M h V M k b kc k t k c ∙=∙= (13-4) 对于上部各层柱,有 2j jk b cjk t cjk h V M M ==上式中的下标cjk 表示第j 层第k 号柱,上标t 、b 分别表示柱的顶端和底端。
(4)在求得柱端弯矩以后,由图13-8所表示的节点弯矩平衡条件并根据假定3,即可求得梁端弯矩:()()l c u c r b l b r b r b l c u c r b l b l b l b M M i i i M M M i i i M ++=++= (13-5)式中 l b M 、r b M ——节点处左、右的梁端弯矩;u c M 、l c M ——节点处柱上下端弯矩;l b i 、r b i —一节点左、右的梁的线刚度。
(5)以各个梁为脱离体,将梁的左右端弯矩之和除以该梁的跨长,便得梁内剪力。
自上而下逐层叠加节点左右的梁端剪力,即可得到柱内轴向力。
13.反弯点法作了哪些假定?这些假定带来了哪些误差?答:反弯点法首先假定梁柱之间的线刚度之比为无穷大,其次又假定柱的反弯点高度为一定值,从而使框架结构在侧向荷载作用下的内力计算大为简化。
但这样做同时也带来了一定的误差,首先是当梁柱线刚度较为接近时,特别是在高层框架结构或抗震设计时,梁的线刚度可能小于柱的线刚度,框架节点对柱的约束应为弹性支承,即框架柱的侧向刚度不能由图求得,柱的侧向刚度不仅与柱的线刚度和层高有关,而且还与梁的线刚度等因素有关。
另外,柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比、上下层层高的变化等因素有关。
14.改进反弯点法对什么计算进行了改进?改进反弯点法为何又称为“D 值法”?答:对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法作了改进,称为改进反弯点法。
改进反弯点法中,柱的侧向刚度以D 表示,故此法又称为“D 值法”。
15.“D 值法”如何把层间剪力V j 按分配给该层的各柱?答:“D 值法”如何把层间剪力V j 按下式分配给该层的各柱;(1)求框架柱侧向刚度D 值212jc j jkjk h i u V D α=∆= (13-7) 上式中α值反映了梁柱线刚度比值对柱侧向刚度的一个影响(降低)系数,当框架梁的线刚度为无穷大时,K=∞,α=1。