高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計思考題答案 (2)

1、第二章2.1鋼筋混凝土房屋建筑和鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑各有哪些抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系？鋼筋混凝土房屋建筑和鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑各有哪些抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系？每種結(jié)構(gòu)體系舉12例。 答：鋼筋混凝土房屋建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系有：框架結(jié)構(gòu)(如主體18層、局部22層的北京長城飯店)；框架剪力墻結(jié)構(gòu)（如26層的上海賓館）；剪力墻結(jié)構(gòu)（包括全部落地剪力墻和部分框支剪力墻）；筒體結(jié)構(gòu)如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大廈（框筒），芝加哥John Hancock大廈（桁架筒），北京中國國際貿(mào)易大廈（筒中筒）；框架核心筒結(jié)構(gòu)（如廣州中信大廈）；板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)。 鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑的抗側(cè)力體系有：框架結(jié)構(gòu)（如北京的長富宮）；框架-支撐（

2、抗震墻板）結(jié)構(gòu)（如京廣中心主樓）；筒體結(jié)構(gòu)芝加哥西爾斯大廈（束筒）；巨型結(jié)構(gòu)（如香港中銀大廈）。2.2框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下的水平位移曲線各有什么特點？答：(1)框架結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下，其側(cè)移由兩部分組成：梁和柱的彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移，側(cè)移曲線呈剪切型，自下而上層間位移減??；柱的軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移，側(cè)移曲線為彎曲型，自下而上層間位移增大。第一部分是主要的，所以框架在側(cè)向力作用下的水平位移曲線以剪切型為主。(2)剪力墻結(jié)構(gòu)在側(cè)向力作用下，其水平位移曲線呈彎曲型，即層間位移由下至上逐漸增大。(3)框架-剪力墻在側(cè)向力作用下，其水平位移曲線呈彎剪型, 層間位移上下趨于均勻

3、。2.3框架結(jié)構(gòu)和框筒結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件平面布置有什么區(qū)別? 答：(1)框架結(jié)構(gòu)是平面結(jié)構(gòu)，主要由與水平力方向平行的框架抵抗層剪力及傾覆力矩，必須在兩個正交的主軸方向設(shè)置框架，以抵抗各個方向的側(cè)向力?？拐鹪O(shè)計的框架結(jié)構(gòu)不宜采用單跨框架?？蛲步Y(jié)是由密柱深梁組成的空間結(jié)構(gòu)，沿四周布置的框架都參與抵抗水平力，框筒結(jié)構(gòu)的四榀框架位于建筑物的周邊，形成抗側(cè)、抗扭剛度及承載力都很大的外筒。2.5中心支撐鋼框架和偏心支撐鋼框架的支撐斜桿是如何布置的？偏心支撐鋼框架有哪些類型？為什么偏心支撐鋼框架的抗震性能比中心支撐框架好？答：中心支撐框架的支撐斜桿的軸線交匯于框架梁柱軸線的交點。偏心支撐框架的特點是支撐連接位置

4、偏離梁柱節(jié)點。偏心支撐框架的基本形式有單斜桿、人字形和V形。偏心支撐框架的剛度與中心支撐框架接近，消能梁段越短，其剛度越大。經(jīng)過合理設(shè)計的偏心支撐框架，在大震作用下，消能梁段腹板剪切屈服，通過腹板塑性變形耗能地震能量；支撐斜桿保持彈性，不會出現(xiàn)受拉屈服和受壓屈曲的現(xiàn)象；偏心支撐框架的柱和消能梁段以外的梁，也保持彈性。研究表明，消能梁段的腹板剪切屈服，具有塑性變形大、屈服后承載力繼續(xù)提高、滯回耗能穩(wěn)定等特點。偏心支撐框架的抗震性能明顯優(yōu)于中心支撐框架。2.6為什么規(guī)范對每一種結(jié)構(gòu)體系規(guī)定最大的適用高度？實際工程是否允許超過規(guī)范規(guī)定的最大適用高度？答：要根據(jù)房屋建筑的高度、是否需要抗震設(shè)防、抗震設(shè)

5、防烈度等因素，確定一個與其匹配的、經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)體系，使結(jié)構(gòu)效能得到充分發(fā)揮，建筑材料得到充分利用。而每一種結(jié)構(gòu)體系，也有其最佳的適用高度范圍。實際工程允許超過規(guī)范規(guī)定的最大適用高度，但結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采取有效的加強措施，并且有可靠依據(jù)，或進行專門的研究和論證。2.7什么樣的建筑體形對結(jié)構(gòu)抗震有利？為什么？為什么結(jié)構(gòu)平面布置對稱、均勻及沿豎向布置連續(xù)、無突變有利于抗震？答：對抗震有利的建筑平面形狀是簡單、規(guī)則、對稱、長寬比不大的平面。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的平面布置與建筑平面有關(guān)。平面簡單、規(guī)則、對稱的建筑，容易實現(xiàn)有利于抗震的結(jié)構(gòu)平面布置，即承載力、剛度、質(zhì)量分布對稱、均勻，剛度中心和質(zhì)量中心盡可能重合，減小扭轉(zhuǎn)效

6、應(yīng)。結(jié)構(gòu)具有良好的整體性。平面形狀不對稱時，應(yīng)通過剪力墻的布置調(diào)整并實現(xiàn)剛度對稱。簡單、規(guī)則、對稱結(jié)構(gòu)的計算分析結(jié)構(gòu)能較好的反應(yīng)結(jié)構(gòu)在水平力作用下的受力狀態(tài)，設(shè)計者能比較正確計算其內(nèi)力和側(cè)移。2.8簡述房屋建筑平面不規(guī)則和豎向不規(guī)則的類型？答：平面不規(guī)則的類型包括扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、樓板凹凸不規(guī)則和樓板局部不連續(xù)豎向不規(guī)則的類型包括側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)和樓層承載力突變。2.9在什么情況下設(shè)置防震縫、伸縮縫和沉降縫？這三種縫的特點和要求是什么？答：(1)在房屋建筑的總體布置中，為了消除結(jié)構(gòu)不規(guī)則、收縮和溫度應(yīng)力、不均勻沉降對結(jié)構(gòu)的有害影響，可以用防震縫、伸縮縫和沉降縫將房屋分成若干獨立的

7、部分。(2)防震縫應(yīng)有一定的寬度，否則在地震時相鄰部分會互相碰撞而破壞。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時可為70mm；超過15m時，6度、7度、8度和9度分別每增加5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，可分別采用框架結(jié)構(gòu)防震縫寬度的70%和50%，但都不小于70mm。防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時，按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距分別為55m和45m，框架-剪力墻結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距可根據(jù)具體情況介于45m和55m之間。鋼結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距可為90m?？拐鹪O(shè)防

8、的結(jié)構(gòu)，沉降縫的寬度應(yīng)符合防震縫最小寬度的要求。第三章3.1 計算總風(fēng)荷載和局部風(fēng)荷載的目的是什么？二者計算有何異同？答： (1)總風(fēng)荷載是建筑物各表面承受風(fēng)作用力的合力，是沿高度變化的分布荷載，計算總風(fēng)荷載的目的是為了計算抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)移及各構(gòu)件內(nèi)力。 局部風(fēng)荷載是用于計算結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件或圍護構(gòu)件與主體的連接。 (2)二者的異同：二者都用下列公式計算，但計算局部風(fēng)荷載的時候采用的是局部風(fēng)荷載體型系數(shù)。 3.4 地震地面運動特性用哪幾個特征量來描述？結(jié)構(gòu)破壞與地面運動特性有什么關(guān)系？答：(1)地震地面運動的特性可用三個量來描述：強度（由振幅值大小表示）、頻譜和持續(xù)時間。 (2)結(jié)構(gòu)破壞與地面運動

9、特性有著密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)在：強烈地震的加速度或速度幅值一般很大，但如果地震時間很短，對建筑物的破壞性可能不大；而有時地面運動的加速度或速度幅值并不太大，而地震波的卓越周期與結(jié)構(gòu)的基本周期接近，或者振動時間很長，都可能對建筑物造成嚴(yán)重影響。3.5什么叫地震地面運動的卓越周期？卓越周期與場地有什么關(guān)系？卓越周期與場地特征周期有何關(guān)系？答：(1)地震地面運動的卓越周期是指地震功率譜中能量占主要部分的周期。 (2)卓越周期與場地的關(guān)系：硬土的卓越周期短；軟土的卓越周期長。 (3)卓越周期T與特征周期Tg間的關(guān)系應(yīng)理解為: 二者都是場地固有周期 T0的不同預(yù)測值, 因預(yù)測方法不同而冠以不同的名稱。

10、3.6地震作用與風(fēng)荷載各有什么特點？答：(1)地震作用的特點：地震時，由于地震波的作用產(chǎn)生地面運動，并通過房屋基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動，這就是地震作用。地震波會使房屋產(chǎn)生豎向震動和水平震動，一般對房屋的破壞主要是由水平振動造成。設(shè)計中主要考慮水平地震作用，只有震中附近的高烈度區(qū)或豎向振動會產(chǎn)生嚴(yán)重后果時，才同時考慮豎向地震作用。地震地面運動是一種隨機振動；強烈地震時加速度峰值或速度峰值（振幅）往往很大，但如果地震時間很短，對建筑物的影響也可能不大。而有時地面運動的加速度或速度峰值并不太大，而地震波的特征周期與結(jié)構(gòu)物的基本周期接近，或者振動時間很長，都可能對建筑物造成嚴(yán)重影響。 (2)風(fēng)

11、荷載的特點：風(fēng)的作用是不規(guī)則的，風(fēng)壓隨著風(fēng)速、風(fēng)向的紊亂變化而不停的改變，風(fēng)荷載是隨時間而波動的動力荷載，但在房屋設(shè)計中一般把它看成靜荷載。在設(shè)計抗側(cè)力結(jié)構(gòu)、圍護構(gòu)件及考慮人們的舒適度時都要用到風(fēng)荷載。3.7什么是小震、中震和大震？其概率含義是什么？與設(shè)防烈度是什么關(guān)系？抗震設(shè)計目標(biāo)要求結(jié)構(gòu)在小震、中震和大震作用下處于什么狀態(tài)？怎樣實現(xiàn)？答：小震指該地區(qū)50年內(nèi)超過概率約為63%的地震烈度，即眾值烈度，又稱多遇地震。中震指該地區(qū)50年內(nèi)超過概率約為10%的地震烈度，又稱為基本烈度或設(shè)防烈度。大震指該地區(qū)50年內(nèi)超越概率約為2%-3%的地震烈度，又稱為罕遇地震。在小震作用下，房屋應(yīng)該不需修理仍可

12、繼續(xù)使用；在中震作用下。允許結(jié)構(gòu)局部進入屈服階段，經(jīng)過一般修理仍可繼續(xù)使用；在大震作用下，構(gòu)件可能嚴(yán)重屈服，結(jié)構(gòu)破壞，但房屋不應(yīng)倒塌、不應(yīng)出現(xiàn)危及生命財產(chǎn)的嚴(yán)重破壞。3.8什么是抗震設(shè)計的二階段方法？為什么要采用二階段設(shè)計方法？答：第一階段為結(jié)構(gòu)設(shè)計階段。在初步設(shè)計及技術(shù)設(shè)計時，就要按有利于抗震的做法去確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置，然后進行抗震計算及抗震構(gòu)造設(shè)計。在這階段，用相應(yīng)于該地區(qū)設(shè)防烈度的小震作用計算結(jié)構(gòu)的彈性位移和構(gòu)件內(nèi)力，并進行結(jié)構(gòu)變形驗算，用極限狀態(tài)方法進行截面承載力驗算，按延性和耗能要求進行截面配筋及構(gòu)造設(shè)計，采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。第二階段為驗算階段。一些重要的或特殊的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過第

13、一階段設(shè)計后，要求用與該地區(qū)設(shè)防烈度相應(yīng)的大震作用進行彈塑性變形驗算，以檢驗是否達到了大震不倒的目標(biāo)。3.10什么是地震系數(shù)k，動力系數(shù)和地震影響系數(shù)？寫出的表達式。譜曲線有什么特點？答：地震系數(shù)k即地面運動最大加速度與g的比值。動力系數(shù)即結(jié)構(gòu)最大加速度反應(yīng)相對于地面最大加速度的放大系數(shù)。地震影響系數(shù)是地震系數(shù)乘以動力系數(shù)。=k3.11什么是特征周期分組？對設(shè)計反應(yīng)譜有什么影響？答：地震影響曲線上由最大值開始下降的周期稱為場地特征周期Tg，Tg愈大，曲線平臺段3.12 地震作用大小與場地有什么關(guān)系？請分析影響因素及其影響原因。如果兩幢相同建筑，基本自震周期是3s，建造地點都是屬于第一組，分別建

14、在分別建在類場地和類場地和類場地，它們地震作用相差多少？如果它們建筑地點分別為第一組和第三組，都是建在類場地上，地震作用又相差多少？ 答： (1)對于同一個設(shè)計地震分組，場地類別越高，特征周期越大，對長周期結(jié)構(gòu)越不利。這是因為不同性質(zhì)的土層對地震波包含的各種頻率成分的吸收和過濾效果不同，場地土愈軟，軟土覆蓋層厚度愈大，場地類別就愈高，從而特征周期就愈大。3.13 計算水平地震作用有哪些方法？適用于什么樣的建筑結(jié)構(gòu)？答：計算水平地震作用方法可分為靜力法、反應(yīng)譜方法和時程分析法三大類。3.14 計算水平地震作用時，重力荷載怎么計算？各可變荷載的組合值系數(shù)為多少各可變荷載的組合值系數(shù)為多少？答：計算

15、水平地震作用時，計算重力荷載即計算結(jié)構(gòu)等效總重力荷載0.85eqEGG=,其中EG是結(jié)構(gòu)總重力代表值，為各層重力荷載代表值之和。重力荷載代表值是指100%的恒荷載、50%80%的樓面活荷載和50%的雪荷載之和。3.15 用底部剪力法計算水平地震作用及其效應(yīng)的方法和步驟如何？為什么在頂部有附加水平地震作用?答：(1)用底部剪力法計算地震作用時，將多自由度體系等效為單自由度體系，只考慮結(jié)構(gòu)基本自振周期計算總水平地震力，然后再按一定規(guī)律分配到各個樓層。 （2）在頂部附加水平地震作用的原因是為了考慮高振型對水平地震力沿高度分布的影響。第四章設(shè)計要求及荷載效應(yīng)組合4.1承載力驗算和水平位移限制為什么是不

16、同的極限狀態(tài)？這兩種驗算在荷載效應(yīng)組合時有什么不同？答：因為承載力驗算是在承載力極限狀態(tài)，水平位移限制是在正常使用狀態(tài)。由于承載力驗算是極限狀態(tài)驗算，在內(nèi)力組合時，根據(jù)荷載性質(zhì)不同，荷載效應(yīng)要乘以各自的分項系數(shù)和組合系數(shù)。位移計算時，為正常使用狀態(tài)。4.2 為什么高而柔的結(jié)構(gòu)要進行舒適度驗算？答：因為高而柔的結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度較小，在風(fēng)荷載作用下會產(chǎn)生較大的側(cè)向加速度，使人感覺不舒適，因此要進行舒適度驗算，按重現(xiàn)期為10年的風(fēng)荷載計算結(jié)構(gòu)頂點加速度，或由風(fēng)洞試驗確定順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點最大加速度，使其滿足規(guī)范要求。4.3 P-效應(yīng)計算與結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)定的含義有何不同？答：P-效應(yīng)是指在水平荷載作用下，

17、出現(xiàn)側(cè)移后，重力荷載會產(chǎn)生附加彎矩，附加彎矩又增大側(cè)移，這是一種二階效應(yīng)。在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，一般所說的考慮P-效應(yīng)即是進行結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗算，但結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定驗算還包括結(jié)構(gòu)僅在重力作用下，出現(xiàn)的喪失穩(wěn)定問題，不過這種情況出現(xiàn)的很少。4.4延性和延性比是什么？為什么抗震結(jié)構(gòu)要具有延性？答：延性是指構(gòu)件和結(jié)構(gòu)屈服后，具有承載能力不降低或基本不降低、且有足夠塑性變形能力的一種性能，一般用延性比表示延性，即塑性變形能力的大小。4.5為什么抗震設(shè)計區(qū)分抗震等級？抗震等級與延性要求是什么關(guān)系？試比較一幢15層、45m高7度抗震設(shè)防區(qū)的框架和框架-剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級有什么不同？如果在8度設(shè)防區(qū)，抗震等級

18、有變化嗎?答：(1)因為在不同情況下，構(gòu)件的延性要求有所不同：地震作用強烈或?qū)Φ卣鹱饔妹舾械慕Y(jié)構(gòu)延性要求應(yīng)該高一些，重要的、震害造成損失較大的結(jié)構(gòu)，延性要求也應(yīng)該高一些；反之，要求可以降低一些。不過，由于計算結(jié)構(gòu)延性比十分困難，也無法提出確切的延性比要求，因此我國抗震規(guī)范對抗震設(shè)計采取區(qū)分抗震等級的方法，不同抗震等級的構(gòu)造措施不同，從宏觀上區(qū)別對結(jié)構(gòu)的不同延性要求。(2)抗震等級與延性要求的關(guān)系：特一級抗震等級延性要求最高，然后依次為一、二、三、四級。(3)在七度抗震設(shè)防區(qū)，框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為二級；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框架部分的抗震等級為三級，剪力墻部分的抗震等級為二級。在八度設(shè)防區(qū)，框架結(jié)構(gòu)

19、的抗震等級為一級；框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框架部分抗震等級為二級，剪力墻部分抗震等級為一級。4.6什么是荷載效應(yīng)組合？效應(yīng)指什么？答：荷載效應(yīng)組合是指按極限狀態(tài)設(shè)計時,為保證結(jié)構(gòu)的可靠性而對同時出現(xiàn)的各種荷載效應(yīng)設(shè)計值規(guī)定的組合。效應(yīng)是指建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,由荷載引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)。4.7內(nèi)力組合和位移組合的項目以及分項系數(shù)、組合系數(shù)有什么異同？為什么？答：內(nèi)力組合是要組合構(gòu)件的控制截面處的內(nèi)力，位移組合主要是組合水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)層間位移。4.8荷載組合要考慮哪些工況？有地震作用的組合與無地震作用的組合的區(qū)別是什么？哪些建筑要前者？哪些建筑要求后者？抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)為什么也要進行無地震作用組合？

20、試分析一幢30層、99m高、位于7度抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)作哪幾種工況組合度抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)作哪幾種工況組合？如果該建筑位于如果該建筑位于如果該建筑位于如果該建筑位于9度抗震設(shè)防區(qū)會有哪些不同？請分別列出這兩幢結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移組合的計算式（列出分項及組合系數(shù)）答：（1)無地震作用時的效應(yīng)組合，它應(yīng)用于非抗震設(shè)計及6度抗震設(shè)防、但不要求做地震作用計算的結(jié)構(gòu)，其一般表達式為：111GGkQQQkWWWkSSSS=+ 高層建筑的無地震組合基本的荷載工況有兩種： 1、恒載+活載：1.2恒載效應(yīng)+1.4活載效應(yīng)； 1.35恒載效應(yīng)+1.40.7活載效應(yīng)。 2、恒載+活載+風(fēng)荷載：對于高層結(jié)構(gòu)：1.2恒

21、載效應(yīng)+1.4活載效應(yīng)+1.40.7風(fēng)載效應(yīng)。(2) 有地震作用時的效應(yīng)組合，它應(yīng)用于所有要求進行地震作用計算的結(jié)構(gòu)，其一般表達式為：EGGEEhEhkEvEvkWWWkSSSSS=+ 高層建筑的有地震作用組合的基本工況有以下幾種： 1、對于所有高層建筑：1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)。 2、對于60m以上高層建筑增加這一項： 1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)+1.40.2風(fēng)荷載效應(yīng)。 3、9度設(shè)防高層建筑增加這一項： 1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)+0.5豎向地震作用效應(yīng)。 4、9度設(shè)防高層建筑增加這一項：1.2重力荷載效應(yīng)+1.3豎向地震作用效應(yīng)。 5、9

22、度設(shè)防、且為60m以上高層建筑增加這一項： 1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)+0.5豎向地震作用效應(yīng)+1.40.2風(fēng)載效應(yīng)。 (3) 對于一幢30層、99m高、位于7度抗震設(shè)防區(qū)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)作一下兩種工況組合：1、1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)。 2、1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)+1.40.2風(fēng)荷載效應(yīng)。 如果該建筑位于9度抗震設(shè)防區(qū)，應(yīng)增加以下三種工況組合： 1、1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)+0.5豎向地震作用效應(yīng)。 2、1.2重力荷載效應(yīng)+1.3豎向地震作用效應(yīng)。 3、1.2重力荷載效應(yīng)+1.3水平地震作用效應(yīng)+0.5豎向地震作用效應(yīng)+1.4

23、0.2風(fēng)載效應(yīng)。4.10為什么鋼筋混凝土框架梁的彎矩能作塑性調(diào)幅？如何進行調(diào)幅？調(diào)幅與組合的先后次序怎樣安排？答：為了減少鋼筋混凝土框架梁支座處的配筋數(shù)量，在豎向荷載作用下可以考慮框架梁塑性內(nèi)力重分布，現(xiàn)澆框架支座負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.8-0.9；裝配整體式框架，由于鋼筋焊接或接縫不嚴(yán)等原因，節(jié)點容易產(chǎn)生變形，梁端實際彎矩比彈性計算值會有所降低，因此支座彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.7-0.8混凝土高規(guī)對調(diào)幅系數(shù)作了規(guī)定，并規(guī)定豎向荷載作用下的彎矩應(yīng)先調(diào)幅，再與其他荷載效應(yīng)進行組合。先調(diào)幅后組合。第五章 框架、剪力墻、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的近似計算方法與設(shè)計概念5.1平面結(jié)構(gòu)和樓板在自身平面內(nèi)具有無限剛性這兩個

24、基本假定是什么意義，在框架、剪力墻、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)近似計算中為什么要用這兩個假定？答：（1）一片框架或一片剪力墻可以抵抗在本身平面內(nèi)的側(cè)向力，而在平面外地剛度很小，可以忽略。因而整個結(jié)構(gòu)可以劃分成若干個平面結(jié)構(gòu)共同抵抗與平面結(jié)構(gòu)平行的側(cè)向荷載，垂直于該方向的結(jié)構(gòu)不參加受力。（2）樓板在其自身平面內(nèi)剛度無限大，樓板平面外剛度很小，可以忽略。因為而在側(cè)向力作用下，樓板可作剛體平移或轉(zhuǎn)動，各個平面抗側(cè)力結(jié)構(gòu)之間通過樓板相互聯(lián)系并協(xié)同工作。5.3剛度系數(shù)D和d的物理意義是什么？有什么區(qū)別？為什么？應(yīng)用的條件是什么？應(yīng)用時有哪些不同？答： (1)D的物理意義：當(dāng)柱端有轉(zhuǎn)角時使柱端產(chǎn)生單位水平位移所需施

25、加的水平推力。d的物理意義：當(dāng)柱端固定時使柱端產(chǎn)生單位水平位移所需施加的水平推力。 (2)抗側(cè)剛度D值小于d值，即梁剛度較小時，柱的抗側(cè)剛度減小了。因為當(dāng)梁的剛度較小時，對柱的約束作用減小，從而使柱的抗側(cè)剛度減小。(3)當(dāng)梁比柱的抗彎剛度大很多時，剛度修正系數(shù)值接近1，可近似認(rèn)為=1，此時第i層柱的側(cè)移剛度為d值，在剪力分配公式中可用d值代替D值，即反彎點法。工程中用梁柱線剛度比判斷，當(dāng)/35bcii時可采用反彎點法，反之，則采用D值法。5.4影響水平荷載下柱反彎點位置的主要因素是什么？框架頂層、底層和中部各層反彎點位置有什么變化？反彎點高度比大于1的物理意義是什么？答 (1)影響水平荷載下柱

26、反彎點位置的主要因素：結(jié)構(gòu)的總層數(shù)及該層所在位置；梁柱線剛度比；荷載形式；上層梁與下層梁剛度比；上下層層高比。(2)在框架頂層反彎點位置在頂層柱中點以上；底層反彎點位置在2h/3高度處（h是底層柱的高度）；中部各層反彎點位置在各柱中點。(3)反彎點高度比大于1的物理意義是表示柱下端的約束彎矩遠(yuǎn)大于柱上端的約束彎矩，使得反彎點超過了柱的上端，使該柱中沒有反彎點。5.5梁柱桿件的彎曲變形和柱軸向變形對框架側(cè)移有什么影響？框架為什么具有剪切型側(cè)移曲線？答：(1)框架總位移由桿件彎曲變形產(chǎn)生的側(cè)移和柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移兩部分疊加而成。由桿件彎曲變形引起的“剪切型側(cè)移”，可由D值計算，為框架側(cè)移的主要部

27、分；由柱軸向變形產(chǎn)生的“彎曲型側(cè)移”，可由連續(xù)化方法作近似估算。后者產(chǎn)生的側(cè)移變形很小，多層框架可以忽略，當(dāng)結(jié)構(gòu)高度增大時，由柱軸向變形產(chǎn)生的側(cè)移占總變形的百分比也增大，在高層建筑結(jié)構(gòu)中不能忽略。 （2）因為整體框架可以看成空腹的深梁，整體變形以剪切變形為主；由桿件彎曲變形引起的“剪切型側(cè)移”，為框架側(cè)移的主要部分，所以框架具有剪切型側(cè)移曲線。5.7剪力墻連續(xù)化方法的基本假定是什么？它們對該計算方法的應(yīng)用范圍有什么影響？答：（1）忽略連梁軸向變形，即假定兩墻肢水平位移完全相同，（2）兩墻肢各截面的轉(zhuǎn)角和曲率都相等，因此連梁兩端轉(zhuǎn)角相等，連梁反彎點在中點（3）各墻肢截面、各連梁截面及層高等幾何尺

28、寸沿全高是相同的。連續(xù)化方法適用于開洞規(guī)則、由下到上墻厚及層高都不變的聯(lián)肢墻。實際工程中不可避免地會有變化，如果變化不多，可取各樓層的平均值作為計算參數(shù)，如果是很不規(guī)則的剪力墻，本方法不適用。5.8剪力墻連續(xù)化方法中，連梁未知力 ()x和()mx是什么？()x沿高度分布有什么特點？()mx與墻肢內(nèi)力有什么關(guān)系？答 (1)()x是指連梁中點的剪力。()mx是指連梁對墻肢的約束彎矩。(2)()x沿高度是連續(xù)分布的。()mx表示連梁對墻肢的反彎作用，()mx=()x2c 其中。5.10整體墻、聯(lián)肢墻、單獨墻肢沿高度的內(nèi)力分布和截面應(yīng)變分布有什么區(qū)別？答： (1)整體剪力墻的受力狀態(tài)如同豎向懸臂梁，為

29、靜定結(jié)構(gòu)，截面變形后仍符合平面假定，因而截面應(yīng)力可按材料力學(xué)公式計算，整體墻彎矩沿高度都是一個方向（沒有反向彎矩），彎矩圖為曲線，由下到上逐漸減小，截面應(yīng)力分布是直線，墻為彎曲型變形。 (2) 由于聯(lián)肢墻的洞口開得比較大，截面的整體性已經(jīng)破壞，橫截面上正應(yīng)力的分布遠(yuǎn)不是遵循沿一根直線的規(guī)律，但墻肢的線剛度比同列兩孔間所形成的連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點，各墻肢單獨彎曲作用較為顯著，但僅在個別或少數(shù)層內(nèi)，墻肢出現(xiàn)反彎點。 (3)對于單獨墻肢，它的計算可看成是多個單片懸臂剪力墻。5.11框架-剪力墻結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)協(xié)同工作計算的目的是什么？總剪力在各榀抗側(cè)力結(jié)構(gòu)間的分配與純剪力墻結(jié)構(gòu)、純框架結(jié)

30、構(gòu)有什么根本區(qū)別？答：(1)框架-剪刀墻結(jié)構(gòu)協(xié)同工作計算的目的是：計算在總水平荷載作用下的總框架層剪力Vf、總剪力墻的總層剪力Vw和總彎矩Mw、總聯(lián)系梁的梁端彎矩Ml和剪力Vl，然后按照框架的規(guī)律把Vf分配到每根柱，按照剪力墻的規(guī)律把Vw、Mw分配到每片墻，按照連梁剛度把Ml和剪力Vl分配到每根梁，這樣就可以得到每一根桿件截面設(shè)計需要的內(nèi)力。 (2)在水平荷載作用下，因為框架與剪力墻的變形性質(zhì)不同，不能直接把總水平剪力按抗側(cè)剛度的比例分配到每榀結(jié)構(gòu)上而是必須采用協(xié)同工作方法得到側(cè)移和各自的水平剪力及內(nèi)力。5.12框架結(jié)構(gòu)微分方程中的未知量y是什么？答：框剪結(jié)構(gòu)微分方程中的未知量y 是指整體結(jié)構(gòu)

31、的側(cè)向位移。5.13求得總框架和總剪力墻的剪力后，怎樣求得各桿件的 M、N、V？答：在求得總框架和總剪力墻的剪力后，按照框架的規(guī)律把剪力分配到每根柱，按照剪力墻的規(guī)律把剪力、彎矩分配到每片墻，按照連梁剛度把彎矩和剪力分配到每根梁，這樣就可以得到每一根桿件截面設(shè)計需要的內(nèi)2c表示墻肢重心到重心的距離。5.14怎么區(qū)分鉸結(jié)體系和剛結(jié)體系？答：鉸結(jié)體系是框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，墻肢之間沒有連梁，或者有連梁而連梁很小，墻肢與框架柱之間也沒有連系梁，剪力墻和框架柱之間僅靠樓板協(xié)同工作，所有剪力墻和框架在每層樓板標(biāo)高處的側(cè)移相等。剛結(jié)體系它墻肢之間有連梁和墻肢與框架柱之間有聯(lián)系梁相連，則這些聯(lián)系梁對墻肢和框架柱

32、會起作用總聯(lián)系梁剛度為所有連梁和聯(lián)系梁剛度之和。5.15D值和Cf值物理意義有什么不同？他們有什么關(guān)系？答： D的物理意義：當(dāng)柱結(jié)點有轉(zhuǎn)角時使柱端產(chǎn)生單位水平位移所需施加的水平推力。 Cf是總抗推剛度，它的物理意義：產(chǎn)生單位層間變形所需的推力。5.16什么是剛度特征值？它對內(nèi)力分配、側(cè)移變形有什么影響？答：稱為框-剪結(jié)構(gòu)的剛度特征值，它的物理意義是總框架抗推剛度Cf與總剪力墻抗剪剛度EIw的相對大小，它對框-剪結(jié)構(gòu)的受力及變形性能有很大影響。5.19什么是質(zhì)量中心？風(fēng)荷載的合力作用點與質(zhì)心計算有什么不同？答：等效地震荷載作用點即慣性力的合力作用點，與質(zhì)量分布有關(guān)，稱為質(zhì)心。第六章 鋼筋混凝土框

33、架構(gòu)件設(shè)計6.1為了使鋼筋混凝土框架成為延性耗能框架，應(yīng)采用哪些抗震概念設(shè)計？答：1、強柱弱梁2、強剪弱彎3、強核芯區(qū)、強錨固4、局部加強5、限制柱軸壓比，加強柱箍筋對混凝土的約束。6.2為什么梁鉸機制比柱鉸機制對抗震有利？答：梁鉸機制是指塑性鉸出在梁端，除柱腳外，柱端無塑性鉸；柱鉸機制是指在同一層所有柱的上、下端形成塑性鉸。梁鉸機制之所以優(yōu)于柱鉸機制是因為：梁鉸分散在各層，即塑性變形分散在各層，不至于形成倒塌機構(gòu)，而柱鉸集中在某一層，塑性變形集中在該層，該層為柔軟層或薄弱層，形成倒塌機構(gòu)；梁鉸的數(shù)量遠(yuǎn)多于柱鉸的數(shù)量，在同樣大小的塑性變形和耗能要求下，對梁鉸的塑性轉(zhuǎn)動能力要求低，對柱鉸的塑性轉(zhuǎn)

34、動能力要求高；梁是受彎構(gòu)件，容易實現(xiàn)大的延性和耗能能力，柱是壓彎構(gòu)件，尤其是軸壓比大的柱，不容易實現(xiàn)大的延性和耗能能力。6.3為什么減小梁端相對受壓區(qū)高度可以增大梁的延性？設(shè)計中采用什么措施減小梁端相對受壓區(qū)高度？梁端相對受壓區(qū)高度的限值是多少？答：(1)混凝土相對受壓區(qū)高度大的截面曲率延性小；反之，相對受壓區(qū)高度小，則延性大。對于矩形截面混凝土適筋梁，由于縱向配筋不同，受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應(yīng)變cu時的壓區(qū)高度不同，截面的極限曲率分別用11/ucux=和22/ucux=計算，顯然，21uu，即相對受壓區(qū)高度小，截面的極限曲率大。6.4 什么是強剪弱彎？答：柱、梁的受剪承載力應(yīng)分別大于其受彎承載力對應(yīng)的剪力，推遲或避免其剪切破壞，實現(xiàn)延性的彎曲破壞。6.5 影響框架柱延性和耗能的主要因素有哪些？這些因素是如何影響框架柱的延性和耗能能力的？答：混凝土強度等級、縱向鋼筋配筋率等是影響框架柱延性和耗能的因素，主要影響因素可歸納為剪跨比、軸壓比和箍筋配置。6.6 什么是強柱弱梁？如何實現(xiàn)強柱弱梁？答： (1)強柱弱梁是指匯交在同一節(jié)點的上、下柱端截面在軸壓力作用下的