多層框架結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)

112多層框架構(gòu)造復(fù)習(xí)一、磚混構(gòu)造形式〔把握〕(一)磚混構(gòu)造建筑物的構(gòu)造 磚混構(gòu)造建筑物主要由以下局部構(gòu)成：1．屋蓋(屋頂)：磚混構(gòu)造建筑物的屋蓋是安裝在墻體上，起兩種作用，一承受屋頂上的荷載，如雪荷載2．磚墻：磚墻按所處位置分為內(nèi)墻、外墻。外墻與室外接觸，受風(fēng)雨浸蝕，起圍護(hù)作用。內(nèi)墻起分隔作用。磚墻又分承重墻和自承重墻。承重墻支撐樓板傳遞的荷載。鋼筋混凝土樓蓋板：樓蓋板將家具重量、人的重量等樓層荷載傳給墻體。樓梯：是樓層間的重要通道。磚根底：磚混構(gòu)造建筑物的根底多為條形磚根底，擔(dān)當(dāng)由墻體下來的荷載，并把荷載傳給地基。門窗及其他：組成磚混構(gòu)造建筑物的還有門、窗、陽臺(tái)、雨篷、臺(tái)階、散水等。(一般只五六層)。(二)磚混構(gòu)造建筑物的構(gòu)造特征磚混構(gòu)造建筑物是由屋蓋、墻體、樓板、過梁、磚根底構(gòu)成的承重構(gòu)造體系。主要特征是構(gòu)造荷載是通過屋蓋、樓板傳到承重墻上，再由承重墻傳到根底。其傳力方向?yàn)榘逡粔σ桓?，或?yàn)榘逡涣阂粔σ桓?。因此承重墻砌筑質(zhì)量的好壞、砌體強(qiáng)度的大小直接關(guān)系到磚混構(gòu)造建筑物的質(zhì)量和壽命。根底不均勻下沉，承重墻體消滅裂縫，將意味著磚混構(gòu)造建筑物的整體破壞。二、排架構(gòu)造建筑物〔把握〕單層工業(yè)廠房等，要求室內(nèi)有一個(gè)完整的大空間來滿足功能上的需要，常承受柱和屋架構(gòu)成的排架構(gòu)造作為其承重骨架。這類建筑物稱為排架構(gòu)造建筑物。(一)排架構(gòu)造建筑物的構(gòu)成 排架構(gòu)造建筑物〔單層廠房〕主要由以下局部組成：1．屋蓋：起圍護(hù)和承重雙重作用。包括屋面板、天窗架、屋架等。屋面板安裝在天窗架和屋架上，天窗架安裝在屋架上，屋架安裝在柱頂上。屋面板是廠房上部承重及圍護(hù)構(gòu)造，承受屋面雪荷載，并通過屋架、柱向下傳遞。屋面還起防風(fēng)、雨和保溫作用。天窗的作用是便于廠房通風(fēng)與采光。2．吊車梁：吊車梁位于吊車軌道下部，支承在牛腿上，承受吊車荷載(起吊重物、吊車運(yùn)行時(shí)的移動(dòng)集中豎向荷載，及吊車制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的縱和橫向水平荷載)并傳至柱子，再通過柱子把吊車荷載傳到根底。3．柱子：是排架建筑的主要承重構(gòu)件，它承受屋蓋傳來的荷載、吊車梁上傳來的荷載、墻梁傳來的上部墻體重量等荷載以及外墻傳來的風(fēng)荷載。根底：根底由杯形根底和根底梁組成。杯形根底用以支撐柱子和根底梁，并把荷載傳給地基。根底梁兩端安裝在杯形根底上，并把梁上部托著的外墻重量傳給杯形根底。支撐：包括屋架支撐、天窗架支撐、柱間支撐。它的主要作用是加強(qiáng)廠房構(gòu)造的空間剛度和穩(wěn)定性；同時(shí)起傳遞風(fēng)荷載和吊車水平荷載的作用，在地震區(qū)尚能傳遞縱向地震作用力。圍護(hù)構(gòu)造：主要指外墻，還有與外墻連在一起的抗風(fēng)柱及外墻的圈梁。墻(縱墻和山墻)：通常為磚砌的自承重墻。磚墻下部支承在根底梁或帶形根底上。墻承受風(fēng)荷載并傳給柱子。在某些大型廠房，也有承受預(yù)制墻板代替人工砌筑的磚墻。墻 梁：加強(qiáng)廠房的縱向剛度。當(dāng)為連系梁時(shí)，承受外墻重量，并把它傳給柱子和根底；當(dāng)為圈梁時(shí)，外墻重量則通過根底梁傳給根底。抗 風(fēng) 柱：承受山墻傳來的風(fēng)荷載，并把它傳給屋蓋和根底。(二)排架構(gòu)造建筑物承受的主要荷載及其傳遞1．排架構(gòu)造建筑物承受的主要荷載：排架建筑構(gòu)造在使用和施工期間，承受的主要荷載有以下幾種：(1)恒載：如各種構(gòu)件和墻體的自重，以及管道等生產(chǎn)工藝設(shè)備的重量。(2)活荷載：活荷載是作用在廠房構(gòu)造上的可變荷載，包括：吊車豎向荷載、吊車水平荷載、雪荷載、風(fēng)荷載和施工荷載等，此外，還3—55是作用于排架構(gòu)造廠房的主要荷載示意圖。2．荷載的傳遞：單層排架構(gòu)造建筑物的荷載傳遞線路如圖3—56所示：3．單層排架構(gòu)造建筑物的構(gòu)造特征：由以上分析可知，單層排架構(gòu)造建筑物所承受的各種荷載，根本上都是通過柱子再傳遞到根底、地基的，因此，柱子是構(gòu)造中的主要承重構(gòu)件，它的強(qiáng)度與穩(wěn)定性是決定壽命的重要因素，而其外墻墻體僅起圍護(hù)作用。三、框架構(gòu)造建筑物〔把握〕框架構(gòu)造建筑物是以柱、梁、板組成的空間構(gòu)造體系作為骨架的建筑物。(一)框架構(gòu)造建筑物的構(gòu)成，由以下局部組成：屋蓋與樓板：屋蓋在建筑物頂部，既起承受屋面荷載作用，又起防雨雪、保溫的圍護(hù)作用。樓板擔(dān)當(dāng)著樓層荷載，并向下傳遞?？蚣芰海嚎蚣軜?gòu)造的梁，分主梁與次梁，承受樓板、屋面板傳來的荷載?？蚣苤毫汉椭莿傂赃B接在一起的。梁上荷載由柱傳到根底。柱根底：框架構(gòu)造柱根底多為鋼筋混凝土獨(dú)立根底?？蚣軌Γ嚎蚣軜?gòu)造的外墻及內(nèi)墻是用一般磚或輕質(zhì)磚在柱間砌筑的墻體。這些墻只起圍護(hù)作用，磚墻的重量通過梁、板傳給柱。以梁柱體系為承重骨架的框架構(gòu)造房屋中，墻體只起圍護(hù)作用，因此可以形成較大的空間和比較敏捷的平面布置。此外，框架建筑與磚混建筑相比還具有強(qiáng)度大、延性好，能承受較大荷載，抗震力量強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，框架構(gòu)造一般應(yīng)用于：使用荷載較大，振動(dòng)較強(qiáng)，設(shè)備管道較多的多層工業(yè)廠房；(2)要求有較大空間的工業(yè)與民用建筑如辦公樓、多高層旅館等；(3)五層及五層以上的多層及高層建筑如高層住宅等；(4)有特別要求的建筑物及大型公共建筑。(二)框架構(gòu)造建筑物的構(gòu)造特征框架構(gòu)造建筑物的特點(diǎn)是：由鋼筋混凝土主梁、次梁和柱形成的框架作為建筑物的骨架，梁和柱之間的連接為剛性結(jié)點(diǎn)。屋蓋、樓板上的荷載通過梁柱傳到根底?？蚣軜?gòu)造建筑物的墻體全部為自承重墻，只起分隔和圍護(hù)作用，墻體越輕越好?？蚣軜?gòu)造的房間布置敏捷，不受樓板跨度的限制，因此，這種構(gòu)造適用于建筑辦公樓、商店和輕工業(yè)廠房。二、簡答題復(fù)習(xí)1、常用的多、高層建筑構(gòu)造體系有哪幾種？1〕〔〕〕4〕筒體構(gòu)造體系2、什么是框架構(gòu)造？有何特點(diǎn)？答：是由梁、柱組成的框架作為豎向承重和抗水平作用的構(gòu)造體系。主要優(yōu)點(diǎn)：建筑平面布置敏捷，可形成較大的空間，且在立面處理上，易于表現(xiàn)建筑藝術(shù)的要求，因而很適合于多層工業(yè)廠房以及民用建筑中的多、高層辦公樓、旅館、醫(yī)院、學(xué)校、商店和住宅等建筑。其缺點(diǎn)是：框架構(gòu)造在水平荷載作用下則表現(xiàn)出剛度小、水平位移大的特點(diǎn)，故亦稱柔性構(gòu)造。由于它的構(gòu)件截面小，抗震性能較差，所以高度受限制，非地震區(qū)最大高度為60m，地震755m。3、框架構(gòu)造布置原則是什么？答：構(gòu)造布置是否合理，對(duì)構(gòu)造的安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性影響很大。因此，需依據(jù)房屋的高度、荷載狀況及建筑的使用要求和造型要求，確定一個(gè)合理的構(gòu)造布置方案。盡可能削減開間、進(jìn)深的類型；柱網(wǎng)應(yīng)規(guī)章、整齊、間距合理，傳力明確；房屋平面宜盡可能規(guī)整、均勻?qū)ΨQ，體型力求簡潔，以使構(gòu)造受力合理；提高構(gòu)造總體剛度，減小位移。房屋高寬比不宜過大，一般不超過5；應(yīng)考慮地基不均勻沉降、溫度變化和混凝土收縮等影響。4、框架構(gòu)造的承重方式有哪幾種？特點(diǎn)如何？橫向框架承重：橫向布置框架承重梁，樓面豎向荷載由橫向梁傳至柱而在縱向布置連系梁。由于橫向框架往往跨數(shù)較少，主梁沿橫向布置有利于提高建筑物橫向抗側(cè)剛度，對(duì)抗震有利。而縱向框架往往僅按構(gòu)造要求布置較小的連系梁，這也有利于房屋室內(nèi)的采光和通風(fēng)。縱向框架承重：在縱向布置承重梁，橫向布置連系梁。當(dāng)為大開間柱網(wǎng)時(shí)，可考慮承受此種方案。橫向剛度差，對(duì)抗震不利。布置時(shí)，橫向連系梁必需與柱子剛接，且截面不能太小，以保證房屋的橫向剛度。對(duì)抗震不利，地震區(qū)不宜承受。縱橫向框架承重：該方案兩個(gè)方向的梁均要擔(dān)當(dāng)樓板的荷傳來的豎向荷載，梁的截面均較大，房屋的雙向剛度較大。故以下狀況下宜承受：①當(dāng)房屋的尺寸接近于方形；②兩個(gè)方向柱列數(shù)接近時(shí)。此時(shí)，樓蓋承受雙向板。此外，對(duì)抗震設(shè)防有要求的房屋，宜承受此種方案。由于沿房屋兩個(gè)方向的地震作用大體相等，要求房屋在兩個(gè)方向都要具有較大的抗側(cè)剛度和抗震承載力。5、如何估算框架梁、柱截面尺寸？〔1〕hh(

1~1)l ；裝配式：h 1 1)l( ( 1 1b：b(

~ )h，且宜200mm2 3〔2〕柱的截面尺寸：柱截面尺寸一般是依據(jù)柱的軸向力設(shè)計(jì)估算確定，建議：

N 0.9~0.95Nfc400mm300mm。N—軸向力設(shè)計(jì)值，一般民用建筑豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取14~15KN/mm2，初步估算柱截面面積。6、在確定框架構(gòu)造的計(jì)算簡圖時(shí)，如何利用構(gòu)造和荷載的對(duì)稱性？答：無論電算還是手算，利用構(gòu)造和荷載的對(duì)稱性確定的計(jì)算簡圖，可使計(jì)算工作量大為削減。因此，在確定計(jì)算簡圖時(shí)，應(yīng)充分利用構(gòu)造的對(duì)稱性。由構(gòu)造力學(xué)知，對(duì)稱構(gòu)造在對(duì)稱荷載作用下，可簡化為半邊構(gòu)造：正對(duì)稱荷載作用下：①奇數(shù)跨時(shí)但有彎矩和垂直撓度〔位移〕發(fā)生，故可簡化為如下圖的計(jì)算簡圖如圖12-1所示。在對(duì)稱軸上的梁截面設(shè)置定向支座，可上下滑動(dòng)，無支座反力〔剪力為零，但能承受彎矩。圖12-1 偶數(shù)跨時(shí)半邊構(gòu)造計(jì)算簡圖 圖12-2 奇數(shù)跨時(shí)半邊構(gòu)造計(jì)算簡圖此時(shí)，中間跨的線剛度或相對(duì)線剛度為原來的2倍，由于跨度變?yōu)樵瓉淼?/2。②偶數(shù)跨時(shí)：由于構(gòu)造中的內(nèi)力和變形均對(duì)稱，對(duì)稱截面處不發(fā)生任何轉(zhuǎn)和位移，對(duì)稱截面處相當(dāng)于固定支座〔中間跨度的線剛度同原來，計(jì)算簡圖如圖12-2所示。反對(duì)稱荷載作用下：其內(nèi)力和變形具有反對(duì)稱的性質(zhì)，對(duì)稱軸上梁截面不行能消滅彎矩和垂直撓度〔位移〕12-3所示的計(jì)算簡圖。3圖12-3 反對(duì)稱荷載作用下半邊構(gòu)造的簡化7、多層框架構(gòu)造在荷載作用下〔豎向荷載和水平荷載〕的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算，承受的方法有哪些？答：有電算和手算方法，目前多用電算方法。電算利用構(gòu)造矩陣位移法編程，然后依據(jù)框架的計(jì)算簡圖，將框架的幾何尺寸、荷載、約束參數(shù)輸入，則框架的內(nèi)力、側(cè)移、配筋都可輸出，格外便利，各設(shè)計(jì)部門目前都承受電算方法。手算時(shí)引入一些根本假定，承受近似計(jì)算方法。由于各種計(jì)算方法的計(jì)算假定不同，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度也有所差異，但一般滿足設(shè)計(jì)所要求的精度。對(duì)初學(xué)者，利用手算，把握計(jì)算根本原理和構(gòu)造受力特征極為重要。8、多層框架在豎向荷載作用下的計(jì)算方法有哪幾種？答：多層框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力近似計(jì)算方法有：彎矩安排法、分層法、迭代法等。它們由于假定的條件不同，計(jì)算精度也不一樣，但根本都能滿足設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度的要求。9、何謂彎矩二次安排法？如何計(jì)算的？三大要素是什么？答：彎矩二次安排法是對(duì)彎矩安排法的進(jìn)一步簡化。計(jì)算假定：無視豎向荷載作用下框架節(jié)點(diǎn)側(cè)移；某一節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩只對(duì)與該節(jié)點(diǎn)相交的各桿件遠(yuǎn)端有影響，而無視對(duì)其余各桿件的影響。適用于層數(shù)較少的恒荷載狀況下。1計(jì)算時(shí)，先對(duì)各節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩進(jìn)展第一次安排，并向遠(yuǎn)端傳遞〔傳遞系數(shù)為2

，再將因傳遞彎矩產(chǎn)生的不平衡彎矩進(jìn)展其次次安排，整個(gè)彎矩安排和傳遞過程即告完畢。10、用彎矩安排法計(jì)算多層框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力時(shí)，其三大要素是什么？答：三大要素為：彎矩安排系數(shù)；因端彎矩；傳遞系數(shù)。1、何謂梁、柱轉(zhuǎn)動(dòng)剛度S？如何計(jì)算？〔〕稱為轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，是表示桿端抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)力量的物理量；〔2〕確定方法：與桿件的線剛度和兩端支座的支承條件有關(guān)，構(gòu)造力學(xué)中給出：S 4i①兩端為固定端時(shí)：

S 3i12答：作用于某節(jié)點(diǎn)的S力矩，按匯交于該節(jié)點(diǎn)各桿的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度的比例安排給各桿端〔近端，用來表示。即： iRiR SiR13、用彎矩二次安排法計(jì)算多層框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力時(shí)，如何確定傳遞系數(shù)？〕1/2〕一端固定，一端鉸支為〔〕-。14、用分層法計(jì)算豎向荷載作用下的內(nèi)力時(shí)，各有何根本假定條件？適合什么狀況下承受？〔劃整為零〕45豎向荷載作用下的框架內(nèi)力的方法。根本假定：在豎向荷載作用下的多層框架，用力學(xué)準(zhǔn)確解法結(jié)果說明，不僅框架節(jié)點(diǎn)的側(cè)移值很小，而且每層橫梁上的荷載對(duì)上下各層的影響也很小。為進(jìn)一步簡化，可假定：①在豎向荷載作用下，節(jié)點(diǎn)的側(cè)移可以無視；②每層橫梁上的荷載對(duì)其他層橫梁的內(nèi)力影響很小，也可以無視。適用范圍：適用于節(jié)點(diǎn)梁柱線剛度比大于或等于3的內(nèi)力計(jì)算。15、用分層法計(jì)算豎向荷載作用下的內(nèi)力時(shí)，為何要對(duì)線剛度和彎矩傳遞系數(shù)進(jìn)展調(diào)整？答：由于實(shí)際的框架柱，除底層根底處為固定外，其余各柱端因有節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角，實(shí)際為彈性約束。所以，在分層計(jì)算時(shí)，須做如下調(diào)整：將上層各柱〔底層除外〕的線剛度予以調(diào)整，乘調(diào)整系數(shù)0.9折減系數(shù)，以削減計(jì)算誤差；各柱〔底層柱除外〕的彎矩傳遞系數(shù)改取為1/3。分層后的各簡潔剛架一般也用彎矩二次安排法計(jì)算。16〔1〕作用于多層框架上的水平荷載主要有風(fēng)載及地震荷載〔二者不同時(shí)考慮，取大者。為簡化計(jì)算，一般將其化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，如下圖。因節(jié)間無荷載，所以梁、柱的彎矩圖都是直線形，都有一個(gè)彎矩為零〔0〕的點(diǎn)，稱反彎點(diǎn)。適用于各層構(gòu)造比較均勻〔各層層高變化不大，梁的線剛度變化不大、節(jié)點(diǎn)梁柱線剛度比較i大〔b〕的多層框架，否則誤差較大。ic17答：根本假定：為了便于求得柱反彎點(diǎn)的位置和該點(diǎn)的剪力，作如下假定：將水平荷載化為節(jié)點(diǎn)水平集中的荷載；不考慮框架橫梁的軸向變形，不考慮節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)角，認(rèn)為梁、柱線剛度比

ib很大；ic框架底層各柱反彎點(diǎn)在距柱底2/3高度處，上層各柱的反彎點(diǎn)位置在層高的1/2處；梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡條件求出。18、什么叫柱的抗側(cè)移剛度〔抗側(cè)剛度〕？如何確定Dij？答：依據(jù)計(jì)算假定〔2〕可得，同層各柱頂?shù)膫?cè)移相等，則各柱剪力與柱的抗側(cè)剛度Dij成正比。柱的抗側(cè)剛度Dij的概念：是表示柱頂產(chǎn)生單位水平側(cè)移〔1〕時(shí)，在該柱柱頂所需施加的水平集中力，用Dij表示。柱的抗側(cè)剛度確實(shí)定：由構(gòu)造力學(xué)知：

12EID cij h3ij

12i ijh2ij19、什么叫D值法？它對(duì)反彎點(diǎn)法修正了什么？D點(diǎn)法?？紤]了框架節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)柱的抗側(cè)剛度和反彎點(diǎn)位置的影響。12i各柱抗側(cè)剛度D值的修正：D ijh2ijhh各柱反彎點(diǎn)高度修正：

( )h0 1 2 320、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)框架構(gòu)造位〔側(cè)〕移限值如何？答：房屋在水平風(fēng)力或地震作用下，側(cè)移過大，人的感覺就不舒適；層間位移過大，會(huì)影響建筑裝飾并層致填充墻開裂。因此，為滿足正常使用要求，應(yīng)掌握框架構(gòu)造的位移。層間位移與層高之比： 承受輕質(zhì)隔墻時(shí)：hii承受砌體填充墻時(shí)：hii

14501500 1頂點(diǎn)位移與總高之比：承受輕質(zhì)隔墻時(shí)： H 550 1承受砌體填充墻時(shí)： H 65021、在進(jìn)展框架構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，為何要對(duì)梁端彎矩進(jìn)展調(diào)幅？如何調(diào)幅？〔1〕調(diào)幅緣由