框架设计练习题答案

bbbb框结设练题案一、思考题：1、框架结构定义及优点、缺点其适用范围如何答：框架结构是指由梁柱杆系构构成，能承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。优点框架结构平面布置灵活可根据需要分隔成小房间或者改成大房间结构自重较轻。缺点：框架结构侧向刚度较小。适用范围：仅适用于房屋高度不、层数不多的结构2、框架结构的破坏机理是什么答竖向荷载作用下一般情况端抗弯承载力首先达到其极限承载力出现塑性铰区域，相应地梁端截面转角位移显著加内向跨中发生转移导跨中弯矩进一步提高跨中挠曲变形增大直至破坏。水平载作用下架柱承受水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移同时由水平力引起的覆力矩，使框架的近侧柱拉伸远侧柱压缩，形成框架的整体弯曲变形平力也引起楼剪力梁产生垂直其杆轴线的剪切变形和弯曲变形，形成框架的整体剪切变形，直至坏。3、框架结构结构整体布置原则哪些答：①柱网应规则、整齐、间距理，传力体系合理；减少开间、进深的类型。房屋平面应尽可能规整、均匀对，体型力求简单，以使结构受力合理；提高结构总体刚度，减小位移。屋高宽比不宜过大非震设计时为5；设防烈度为6度、7度时为4；8度时3；9时为2应考虑地基不均匀沉降、温度变和混凝土收缩等影响，设置必要的变形缝。4、框架结构梁、柱构件截面几尺寸的初选方法是什么答）梁

梁高：

hb

11l梁宽：)101823（2）柱：柱截面面积一般根轴压比限值1~)Hb、满足以下要求：ccc1520

N

NfAc

估算，同时截面的高度、宽度要5、分层法计算竖向荷载作用下面框架结构的荷载效应时的基本假定是什么答：分层法的基本假定(1)梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下层柱上产生内力他层梁及柱上产生的内力可忽略不计；（2）竖向荷载作用下框架结构生的水平位移可忽略不计。6、分层法为什么要将上层柱的刚度乘以进行折减传递系数为什么要变为1/3答在分层的时候假定各个开刚架的上下端均为固定支承实际上除底层的下端外，其他各层柱端均有转角产生即层的刚架中其它层对本层刚架约束作用应介于铰支承与固定支承之间的弹性支承为了善由此所引起的误差在计算时做以下修正①除底层以外其他各层柱的线刚度均乘的折系数；②除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3.7、分层法的计算步骤计算梁柱的线刚度及相对线刚度将框架计算简图分（分层后的柱远端为固定支座对除底层柱外的其它各层柱的线刚度乘折减系数；用弯矩分配法计算各层单元的杆弯矩；叠加各层的杆端弯矩，注意梁的矩值保持不变，柱的弯矩值为各层单元的柱端弯矩的代数和，叠加后若结点弯矩不衡，可再进行一次弯矩分配；按静力平衡条件计算出框架的剪和轴力，并绘出内力图。8、反弯点法计算水平荷载作用平面框架结构的荷载效应时，其基本假定是什么答）梁的线刚度与柱线刚度比大于3，可认为梁刚度为无限大，柱两端无转角；（2）梁、柱轴向变形均可忽略计，同一层各节点的水平位移相等；(3)确定各柱的反弯点位置时,认为除底层外其余各层柱上下两端的转角相同。9、柱抗侧移刚度的物理意义是么答：柱抗侧移刚度指无角位移的端固定杆件，柱顶产生单位侧移时需的剪力。10、反弯点法计算弯矩时，与框中节点相连的梁端弯矩计算公式说明了什么答反弯点法计算弯矩时与框中节点相连的梁端弯矩计算公式说明了梁端弯矩不但与相连的柱端弯矩有关,而且还与该的线刚度成正比。ijijijijlr11、D值法的基本假定是什么答）水平荷载作用下，框架构同层各结点转角位移相等；（2）梁、柱轴向变形均忽略不。12、柱反弯点高度与哪些因素有答：柱反弯点高度与荷载形式、柱刚度比、建筑物总层数和柱所在的楼层号有关。13、什么是标准反弯点高比答假定框架横梁的线刚度框柱的线刚度和层高沿框架高度不变时反弯点高度与计算柱高度的比值。可根据标准框架层数，计算柱所在层数，梁、柱线刚度比k，以及水平荷载形式由有关表格查得的。14、反弯点法与D值法计算框架结构内力的具体步骤是什么答：反弯点法计算步骤①计算柱子抗侧移刚度d或D值ij②计算各层总水平剪力

V

pj

，按柱抗侧移刚度分配计算柱反点处的水平剪Vij

；③根据各柱分配到的剪力及反弯位置，计算柱端弯矩上层柱：上下端弯矩相等

M/ijij下ijj底层柱：上端弯矩

＝/i上i1

；下端弯矩

＝h/i下i④根据结点平衡计算梁端弯矩，图所示对于边柱：

MMb

ij

M

ij对于中柱：设梁的端弯矩与梁的刚度成正比，则

b

ij上

M

i）b左ibb右

b

ij上

M

i）b右ibb⑤可根据力的平衡原则，由梁两的弯矩求出梁剪力。Vb

(lr)bl⑥柱的轴力计算由节点左右梁端力之和得到。

nN(lib

r

)i15、框架结构在水平荷载作用下侧移是由哪几部分组成的各怎样计算答：水平侧移

由框架梁、柱弯曲和剪切变形产的水平位移

MQ

和由于框架柱轴向变形产生的水平位移两部分组成，即

MQ

+

梁、柱弯曲变形产生的侧移

计算：MQ第i层的层间位移

i

i

piij第i层的水平位移

i

i

i

kk顶点位移为

N

kk框架柱轴向变形产生的水平位移：

VH3EAz1

16什么是控制截面什么是控制内力框架梁结构构件的控制截面分别有几个控制内力各有哪些答控制截面就是构件中内力最的截面控内力就是控制截面上的最不利内力框架梁的控制截面有3个，两端和跨中框架柱的控制截面有个，层柱的上、下两端。控制内力如下表。构件

梁

柱控制截面

梁端

跨中

柱端最不利内力

-max+maxV

-+

+-

及相应的，Vmax及相应的N，Vmax及相应的MmaxN

及相应的Mmin17、梁端弯矩调幅原因是什么调大小有何依据答梁弯矩调幅原因是按照框架构的合理破坏形式梁端出现塑性铰是允许的为了便于浇搗混凝土，也往往希望节点梁的负钢筋放的少些；而对于装配式和装配整体式框架，节点并非绝对刚性梁端实际弯将小于其弹性计算值因，在进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅。调幅大小依据考虑竖向荷载作下梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩进行调幅现浇框架调幅系数为～装配式框调幅系数为～梁端负弯矩减少后应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩，且要求梁跨中弯矩至少应取按简支梁计算的跨中弯矩的1。二、计算题：1.

图示两层两跨框架，试用分别用矩分配法和分层法计算框架内力，并分别作出弯矩图。注：括号内数字表示各杆件刚度的相对值。解

：（1）计算梁的固端弯矩（列于分层框图中，以号的数值表示）下层上层（2）分层计算（每层6分，共12分（3）作弯矩图（单位：kN·m）分）2.用反弯点法计算图示三层框架（层高为.6m梁跨为6m的剪力、弯矩和轴力，并绘出弯矩图，图中括号中的数据为假弹性模量为单位1时梁柱线刚度解：1）计算一层各柱的相对抗侧刚第一、二层：A柱：＝

12i

A

/h

2B柱：D＝

12i

1

/h

2C柱：D=

i

C

/h

D+D+=

123.5/

第三层：柱：D＝

12i

A3

/

120KN(1)

(1)

(1)B柱：D＝

12i

B3

/

100KN

(4)(4)12i/hC柱：D=+DD=

12/

(1)

(1.5)

(1)2)

各层层剪力

80KN

(5)

(5)V=300KNV=220KNV=120KN

(1)(1.5)(1)3)

各柱的剪力V=V=

13001

＝V=

1

＝V=V=

11.5＝V11.511.5

＝V=V=V=40KN4)

各柱端弯矩

M=M=×＝m

72M

=M=×＝m

M=×＝mM=×＝mM=M=×＝m

M

=M=×＝m

M=×＝mMmM=M=M=40×＝72KNmM=M=M=40×＝72KNm5）绘制弯矩图

A

3、如图所示钢筋混凝土框架，用C25凝土，其弹性模量为

E6m2

，各梁的惯性矩均为

Imb

4

各柱的惯性矩均为

Ic

4

求该结构的顶点位移。解：（1）计算梁、柱线刚度比的线度比梁：

ib

EIEbl

2.7

E下柱：

ic下

EIE2.1cl

上柱：c下

EIE2.1cl

0.467因为：

ii2.7bbii上c下

5.78

所以可用反弯点法（2）计算各柱的侧向刚度D上柱：

D上

0.467c上4.52上

6

7.753

下柱：

下

c