高层建筑结构思考题及参考答案.docx
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高层建筑结构思考题及参考答案
Ch1绪论
1.高层建筑与多层建筑如何界定?
我国《民用建筑设计通则》(JGJ37-87)规定,
10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过28m的公共建筑和综合性建筑为高层建筑;高度超过100m时,不论是住宅建筑还是公共建筑,一律称为超高层建筑。
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:
≥10层或H>28m的建筑物为高层;H>100m的建筑物均为超高层。
2.高层建筑结构的特点如何?
3.答:
高层建筑结构要抵抗竖向和水平荷载,在地震区,还要抵抗地震作用。
在较低的建筑结构中,往往竖向荷载控制着结构设计;随着建筑高度的增大,水平荷载效应逐渐增大;在高层建筑结构中,水平荷载和地震作用却起着决定性作用。
因此,在高层建筑结构设计时,不仅要求结构具有足够的强度,而且还要求有足够的刚度,使结构在水平荷载作用下产生的位移限制在一定的范围内,以保证建筑结构的正常使用和安全。
另外,相对于低层建筑而言,高层建筑相对较柔,因此在地震区,高层建筑结构应具有足够的延性。
也就是说,在地震作用下,结构进入弹塑性阶段后,仍具有抵抗地震作用的足够的变形能力,不致倒塌。
这样可以在满足使用条件下能达到既安全又经济的设计要求。
综上所述,对于高层建筑结构,抵抗水平力的设计是个关键,应该很好地理解上述特点,使所设计的结构具有足够的强度、刚度和良好的抗震性能,还要尽可能地提高材料利用率,降低材料消
3.高层建筑采用的结构可分为哪些类型?
各有何特点?
答:
高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。
钢筋混凝土结构具有造价较低、取材丰富、并可浇筑各种复杂断面形状,而且强度高、刚度大、耐火性和延性良好,结构布置灵活方便,可组成多种结构体系等优点,因此,在高层建筑中得到广泛应用。
当前,我国的高层建筑中钢筋混凝土结构占主导地位
钢结构具有强度高、构件断面小、自重轻、延性及抗震性能好等优点;钢构件易于工厂加工,施工方便,能缩短现场施工工期。
近年来,随着高层建筑建造高度的增加,以及我国钢产量的大幅度增加,采用钢结构的高层建筑也不断增多。
更为合理的高层建筑结构为钢和钢筋混凝土相结合的组合结构和混合结构。
这种结构可以使两种材料互相取长补短,取得经济合理、技术性能优良的效果。
组合结构是用钢材来加强钢筋混凝土构件的强度,钢材放在构件内部,外部由钢筋混凝土做成,成为钢骨(或型钢)混凝土构件,也可在钢管内部填充混凝土,做成外包钢构件,成为钢管混凝土。
前者可充分利用外包混凝土的刚度和耐火性能,又可利用钢骨减小构件断面和改善抗震性能,现在应用较为普遍。
例如:
北京的香格里拉饭店就采用了钢骨混凝土柱。
混合结构是部分抗侧力结构用钢结构,另一部分采用钢筋混凝土结构(或部分采用钢骨混凝土结构)。
多数情况下是用钢筋混凝土做筒(剪力墙),用钢材做框架梁、柱。
Ch2高层结构体系与结构布置
1.何谓结构体系?
高层建筑中常用的结构体系有哪些?
各有何特点和适用范围?
答:
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件总体组成的方式。
在高层建筑中,抵抗水平力成为确定和设计结构体系的的关键问题。
高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。
(1)框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成,既承受竖向荷载,也承受水平荷载的结构体系。
这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。
框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以做成有较大空间的会议室、餐厅、车间、营业室、教室等。
需要时,可用隔断分隔成小房间,或拆除隔断改成大房间,因而使用灵活。
外墙用非承重构件,可使立面设计灵活多变。
框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的抗震性能。
但由于高层框架侧向刚度较小,结构顶点位移和层间相对位移较大,使得非结构构件(如填充墙、建筑装饰、管道设备等)在地震时破坏较严重,这是它的主要缺点,也是限制框架高度的原因,一般控制在10~15层。
框架结构构件类型少,易于标准化、定型化;可以采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,有时还可以采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。
现浇结构的整体性好,抗震性能好,在地震区应优先采用。
(2)剪力墙结构体系
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体承受竖向与水平荷载,并作为建筑物的围护及房间分隔构件的结构体系。
剪力墙在抗震结构中也称抗震墙。
它在自身平面内的刚度大、强度高、整体性好,在水平荷载作用下侧向变形小,抗震性能较强。
在国内外历次大地震中,剪力墙结构体系表现出良好的抗震性能,且震害较轻。
因此,剪力墙结构在非地震区或地震区的高层建筑中都得到了广泛的应用。
在地震区15层以上的高层建筑中采用剪力墙是经济的,在非地震区采用剪力墙建造建筑物的高度可达140m。
目前我国10~30层的高层住宅大多采用这种结构体系。
剪力墙结构采用大模板或滑升模板等先进方法施工时,施工速度很快,可节省大量的砌筑填充墙等工作量。
剪力墙结构的墙间距不能太大,平面布置不灵活,难以满足公共建筑的使用要求;此外,剪力墙结构的自重也比较大。
为满足旅馆布置门厅、餐厅、会议室等大面积公共房间,以及在住宅底层布置商店和公共设施的要求,可将剪力墙结构底部一层或几层的部分剪力墙取消,用框架来代替,形成底部大空间剪力墙结构和大底盘、大空间剪力墙结构;标准层则可采用小开间或大开间结构。
当把底层做成框架柱时,成为框支剪力墙结构。
这种结构体系,由于底层柱的刚度小,上部剪力墙的刚度大,形成上下刚度突变,在地震作用下底层柱会产生很大的内力及塑性变形,致使结构破坏较重。
因此,在地震区不允许完全使用这种框支剪力墙结构,而需设有部分落地剪力墙。
(3)框架-剪力墙结构体系
框架-剪力墙结构体系是在框架结构中布置一定数量的剪力墙所组成的结构体系。
由于框架结构具有侧向刚度差,水平荷载作用下的变形大,抵抗水平荷载能力较低的缺点,但又具有平面布置较灵活、可获得较大的空间、立面处理易于变化的优点;剪力墙结构则具有强度和刚度大,水平位移小的优点与使用空间受到限制的缺点。
将这两种体系结合起来,相互取长补短,可形成一种受力特性较好的结构体系-框架-剪力墙结构体系。
剪力墙可以单片分散布置,也可以集中布置。
框架-剪力墙结构体系在水平荷载作用下的主要特征:
1)受力状态方面,框架承受的水平剪力减少及沿高度方向比较均匀,框架各层的梁、柱弯矩值降低,沿高度方向各层梁、柱弯矩的差距减少,在数值上趋于接近。
2)变形状态方面,单独的剪力墙在水平荷载作用下以弯曲变形为主,位移曲线呈弯曲型;而单独的框架以剪切变形为主,位移曲线呈剪切型;当两者处于同一体系,通过楼板协同工作,共同抵抗水平荷载,框架-剪力墙结构体系的变形曲线一般呈弯剪型。
由于上述变形和受力特点,框架-剪力墙结构的刚度和承载力较框架结构都有明显的提高,在水平荷载作用下的层间变形减小,因而减小了非结构构件的破坏。
在我国,无论在地震区还是非地震区的高层建筑中,框架-剪力墙结构体系得到了广泛的应用。
(4)筒体结构体系
筒体结构为空间受力体系。
筒体的基本形式有三种:
实腹筒、框筒及桁架筒。
用剪力墙围成的筒体称为实腹筒。
在实腹筒的墙体上开出许多规则的窗洞所形成的开孔筒体称为框筒,它实际上是由密排柱和刚度很大的窗裙梁形成的密柱深梁框架围成的筒体。
如果筒体的四壁是由竖杆和斜杆形成的桁架组成,则成为桁架筒;如果体系是由上述筒体单元所组成,称为筒中筒或组合筒。
通常由实腹筒做内部核心筒,框筒或桁架筒做外筒。
筒体最主要的受力特点是它的空间受力性能。
无论哪一种筒体,在水平力作用下都可以看成固定于基础上的箱形悬臂构件,它比单片平面结构具有更大的抗侧刚度和承载力,并具有很好的抗扭刚度。
因此,该种体系广泛应用于多功能、多用途,层数较多的高层建筑中。
4.何谓“概念设计”?
什么情况下还要正确运用“概念设计”?
哪些方面须用概念设计的方法加以正确处理?
答:
“概念设计”是指对一些难以做出精确计算分析,或在某些规程中难以具体规定的问题,应该由设计人员运用概念进行判断和分析,以便采取相应的措施,做到比较合理地进行结构设计。
理论与实践均表明,一个先进而合理的设计,不能仅依靠力学分析来解决。
因为对于较复杂的高层建筑,某些部位无法用解析方法精确计算;特别是在地震区,地震作用的影响因素很多,要求精确计算是不可能的。
因此,不能仅仅依赖于“计算设计”,还要正确运用“概念设计”。
须用概念设计的方法加以正确处理的方面:
结构平面布置、结构竖向布置、变形缝的设置、基础设计。
结构概念设计是保证结构具有优良抗震性能的一种方法。
概念设计包含极为广泛的内容,选择对抗震有利的结构方案和布置,采取减少扭转和加强抗扭刚度的措施,设计延性结构和延性结构构件,分析结构薄弱部位,并采取相应的措施,避免薄弱层过早破坏,防止局部破坏引起连锁效应,避免设计静定结构,采取二道防线措施等等。
应该说,从方案、布置、计算到构件设计、构造措施每个设计步骤中都贯穿了抗震概念设计容
5.结构平面布置与结构竖向布置有哪些要求?
答:
(1)结构平面布置
高层建筑的开间、进深尺寸和选用的构件类型应符合建筑模数,以利于建筑工业化。
在一个独立的结构单元内,宜使结构平面形状和刚度均匀对称。
需要抗震设防的高层建筑,其平面布置应符合下列要求:
1)平面宜简单、规则、对称、减少偏心;
2)平面长度
不宜过长,突出部分长度
不宜过长,
、
值宜满足教材表1-3的要求;
3)不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。
(2)结构竖向布置
高层建筑中控制侧向位移常常成为结构设计的主要控制因素。
而且随着高度增加,倾覆力矩也相应迅速增大。
因此,高层建筑的高宽比
不宜过大。
一般将高宽比
控制在5~6以下,
是指建筑物地面到檐口高度,
是指建筑物平面的短方向总宽。
当设防烈度在8度以上时,
限制应更严格一些。
高层建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和内收,这些应遵循《高层规程》中的具体规定。
2.什么是风荷载?
返回
答:
风受到地面上各种建筑物的阻碍和影响,风速会改变,并在建筑物表面上形成压力或吸力,这种风力的作用称为风荷载。
3.什么是基本风压值
、风载体型系数
、风压高度变化系数
、风振系数
返回
答:
(1)基本风压值
基本风压值
系以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的重现期为50年一遇10min平均最大风速
(m/s)为标准,按
=
/1600确定的风压值。
它应根据现行《荷载规范》中“全国基本风压分布图”采用,但不得小于0.3kN/㎡。
(2)风载体型系数
风载体型系数
是指实际风压与基本风压的比值。
它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的分布规律,主要与建筑物的体型与尺度有关,也与周围环境和地面粗糙度有关。
当风流经建筑物时,对建筑物不同部位会产生不同的效果,即产生压力和吸力。
(3)风压高度变化系数
风压高度变化系数
,应根据地面粗糙度类别按《荷载规范》确定。
(4)风振系数
风对建筑结构的作用是不规则的,通常把风作用的平均值看成稳定风压(即平均风压),实际风压是在平均风压上下波动的。
平均风压使建筑物产生一定的侧移,而波动风压使建筑物在平均侧移附近振动。
对于高度较大、刚度较小的高层建筑,波动风压会产生不可忽略的动力效应,使振幅加大,在设计中必须考虑。
目前采用加大风载的办法来考虑这个动力效应,在风压值上乘以风振系数
。
ν---脉动影响系数,由粗糙度,H/B查表3.5(B为顺风向宽度)
ξ---脉动增大系数,由w0·T12和粗糙度查表3.4
T1---结构基本自振周期
框架:
T1=(0.08~0.1)NS
框-剪:
T1=(0.06~0.08)NS
剪力墙:
T1=(0.05~0.06)NS
Φz---振型系数,对质量和刚度沿高分布比较均匀的弯剪型结构,近似取Hi/H。
*4.什么是地震波?
分为哪两类?
答:
当震源岩层发生断裂、错动时,岩层所积蓄的变形能突然释放,它以波的形式从震源向四周传播,这种波就称为地震波。
地震波按其在地壳传播的位置不同,可将其分为体波和面波。
第四章框架结构内力与位移计算
1.框架结构计算简图是如何确定的?
答:
框架结构计算简图的确定:
一般情况下,框架结构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,将框架结构简化为沿横方向和纵方向的平面框架,承受竖向荷载和水平荷载,进行内力和位移计算。
结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析,若作用于纵向框架上的荷载各不相同,则必要时应分别进行计算。
框架结构的节点在常见的现浇钢筋混凝土结构中,梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区,这时节点应简化为刚接节点;对于现浇钢筋混凝土柱与基础的连接形式,一般也设计成固定支座,即为刚性连接。
作用于框架结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载两种。
竖向荷载包括结构自重及楼(屋)面活荷载,一般为分布荷载,有时也有集中荷载。
水平荷载包括风荷载和水平地震作用,一般均简化成节点水平集中力。
3.框架结构在竖向荷载作用下内力计算采用什么方法?
其基本假定与计算步骤如何?
答:
框架结构在竖向荷载作用下的内力计算分层法。
弯矩二次分配法,迭代法。
分层法的基本假定:
(1)在竖向荷载作用下,不考虑框架的侧移;
(2)每层梁上的荷载对其他各层梁的影响可忽略不计。
分层法的计算步骤:
(1)计算单元的确定
根据计算假定,计算时先将各层梁及其上下柱所组成的框架作为一个独立的计算单元,而按无侧移的框架进行计算(上下柱的远端均假设为固定端)。
(2)各杆件弯矩的计算
一般用结构力学中的弯矩分配法,分别计算每个单层框架中梁与柱的弯矩。
在用弯矩分配法计算各杆件的弯矩之前,应先计算各杆件在节点处的弯矩分配系数及传递系数。
对底层基础处,可按原结构确定其支座形式,若为固定支座,传递系数为1/2;若为铰支座,传递系数为0。
至于其余柱端,在分层计算时,假定上下柱的远端为固定端,而实际上,上下柱端在荷载作用下会产生一定转角,是弹性约束端。
对这一问题,可在计算分配系数时,用调整柱的线刚度来考虑支座转动影响。
因此,对这类柱子的线刚度应乘一个折减系数0.9,相应的传递系数为1/3。
(3)弯矩汇总
分层计算所得的梁的弯矩即为最后的弯矩,由于每一层柱属于上、下两层,因此每一根柱的弯矩需由上、下两层计算所得的弯矩值叠加得到。
(4)不平衡弯矩的再分配
叠加后的弯矩图为原框架的近似弯矩图,由于柱为上、下两层之和,因此叠加后的弯矩图往往在框架节点处不平衡,一般相差很小,若欲进一步修正,则可将这些不平衡力矩再进行一次弯矩分配。
4.在进行框架内力计算时,框架梁的线刚度计算如何简化?
梁惯性矩先按矩形截面计算,然后,对于中间框架,放大两倍,边框架放大1,5倍。
8.框架结构在水平荷载作用下的内力计算方法主要有哪几种?
这几种计算方法有什么区别?
答:
框架结构在水平荷载作用下的内力计算方法主要反弯点法和D值法及门架法。
这几种计算方法的计算步骤相同,只是在确定各柱间剪力的分配比和确定各柱的反弯点的位置时有所区别。
门架梁与前两种方法相比,不需先知道杆什的截面尺寸。
同层剪力分配是按柱负荷宽度占框架总宽比例进行分配。
9.框架结构在水平节点荷载作用下各层剪力如何计算?
Vj=Pj+Pj+1+…+Pn
10.反弯点法的适用条件是什么?
其计算过程如何?
答:
反弯点法的适用条件为梁的线刚度
与柱的线刚度
之比大于3。
其计算过程如下:
(1)反弯点位置的确定:
反弯点法假定:
对于上部各层柱,反弯点在柱中点;对于底层柱,由于柱脚为固定端,转角为零,但柱上端转角不为零,且上端弯矩较小,反弯点上移,故取反弯点在距固定端2/3高度处。
(2)柱的侧移刚度:
反弯点法中用侧移刚度d表示框架柱两端有相对单位侧移时柱中产生的剪力,它与柱两端的约束情况有关。
由于反弯点法中梁的刚度非常大,可近似认为节点转角为零,则根据两端无转角但有单位水平位移时杆件的杆端剪力方程,最后得
式中,V为柱中剪力,
为柱层间位移,h为层高。
(3)同一楼层各柱剪力的分配根据力的平衡条件、变形协调条件和柱侧移刚度的定义,可以得出第j层第i根柱的剪力为:
式中,
为第j层各柱的剪力分配系数,m为第j层柱子总数,
为第j层以上所有水平荷载的总和,即第j层由外荷载引起的总剪力。
这里,需要特别强调的是,
与第j层所承担的水平荷载是有所区别的。
由上式可以看出,在同一楼层内,各柱按侧移刚度的比例分配楼层剪力。
(4)柱端弯矩的计算由于前面已经求出了每一层中各柱的反弯点高度和柱中剪力,那么柱端弯矩可按下式计算:
式中,
为第j层第i根柱的反弯点高度,
为第j层的柱高。
(5)梁端弯矩的计算梁端弯矩可由节点平衡求出,如图3所示。
图3节点弯矩
对于边柱
对于中柱
式中,
、
分别为左边梁和右边梁的线刚度。
(6)其他内力的计算进一步,还可根据力的平衡条件,由梁两端的弯矩求出梁的剪力;由梁的剪力,根据节点的平衡条件,可求出柱的轴力。
综上所述,反弯点法的要点,一是确定反弯点高度,一是确定剪力分配系数
。
11.反弯点法有何缺点?
为什么?
答:
反弯点法缺点如下:
(1)柱的抗侧刚度只与柱的线刚度及层高有关。
(2)柱的反弯点位置是个定值。
因为:
反弯点法在计算柱的抗侧刚度时,假定梁柱之间的线刚度比为无穷大。
反弯点法计算反弯点高度y时,假设柱上下节点转角相等。
13.对于不连通刚架,如何分清并联柱,串联柱。
对于并联柱,抗侧刚度如何计算,对于串联柱,抗侧刚度如何计算。
答:
同层由梁相连的柱为并联柱;属不同层,柱首尾相连则为串联柱。
对于并联柱:
抗侧刚度为所有各并联柱抗侧刚度之和;
对于串闻柱:
抗侧度为各串联柱抗侧刚度倒数和的倒数。
14.D值法相对于反弯点法,主要从哪两个方面做了修正?
具体有何修正?
答:
D值法相对于反弯点法,主要从以下两个方面做了修正:
修正柱的侧移刚度和调整反弯点高度。
(1)修正柱的侧移刚度
节点转动影响柱的抗侧刚度,故柱的侧移刚度不但与往本身的线刚度和层高有关,而且还与梁的线刚度有关。
考虑柱端的约束条件的影响,修正后的柱侧移刚度D用下式计算:
(X-6)
式中,
为与梁、柱线刚度有关的修正系数,教材表X-1给出了各种情况下
值的计算公式。
由表X-1中的公式可以看到,梁、柱线刚度的比值愈大,
值也愈大。
当梁、柱线刚度比值为
时,
=1,这时D值等于反弯点法中采用的侧移刚度d。
(2)修正反弯点的高度
各层柱的反弯点位置与柱两端的约束条件或框架在节点水平荷载作用下,该柱上、下端的转角大小有关。
影响柱两端转角大小的因素(影响柱反弯点位置的因素)主要有三个:
①该层所在的楼层位置,及梁、柱线刚度比;②上、下横梁相对线刚度比值;③上、下层层高的变化。
当上、下层层高变骅时反弯点是如何移动的?
在D值法中,通过力学分析求出标准情况下的标准反弯点刚度比
(即反弯点到柱下端距离与柱全高的比值),再根据上、下梁线刚度比值及上、下层层高变化,对
进行调整。
因此,可以把反弯点位置用下式表达:
(X-8)
式中,y为反弯点距柱下端的高度与柱全高的比值(简称反弯点高度比),y1为考虑上、下横梁线刚度不相等时引入的修正值,y2、y3为考虑上层、下层层高变化时引入的修正值,h为该柱的高度(层高)。
为了方便使用,系数
、
、
和
已制成表格,可通过查表的方式确定其数值。
15.在水平荷载作用下框架内力计算门架法的具体计算方法?
答:
1).门架法适用条件
层数在25层以内;
高宽比不大于4;(限定框架为中等柔度)
2).基本假定
(1)梁,柱的反弯点位于它们的中点;
(2)柱中点处的水平剪力按各柱支承框架梁的长度与框架总宽度之比进行分配.
3)计算过程:
与反弯点法相同。
17.框架在水平荷载作用下侧移的变形特点如何?
其总的侧移如何计算?
答:
框架结构侧移的变形特点:
如果只考虑梁柱杆件弯曲产生的侧移,则侧移曲线的变形形状愈到底层,相邻两点间的相对变形愈大,当q向右时,曲线凹向左。
可称为剪切型变形曲线。
如果只考虑柱轴向变形形成的侧移,则侧移曲线的变形愈到顶层,变形愈大,当q向右时,曲线凹向右。
可称为弯曲型变形曲线。
框架在水平荷载作用下的总侧移,可近似地看做由梁柱弯曲变形和柱的轴向变形所引起侧移的叠加。
总体上框架是剪切型的变形曲线。
19.简述框架抗震设计的基本原则并举例说明在设计要求上如何体现。
抗震设计的的基本原则:
强柱弱梁,强剪弱弯,强节点,强锚固。
抗震设计基本原则在设计时的体现:
“强柱弱梁”――一、二、三级框架的柱端弯矩,剪力均进行放大调整;
“强剪弱弯”――一、二、三级框架的梁,剪力均进行放大调整;
框架梁柱的两端均设置箍筋加密区。
“强节点,强锚固”――一、二级框架节点进行节点抗剪验算,为了加强锚固,规范明确规定了钢筋在不同节点锚固的构造要求。
26.框架梁、柱箍筋加密区的长度如何确定?
梁:
二级,三级框架:
梁端1.5h,500二者中选大者;
柱箍筋加密区范围
长柱箍筋加密区范围取柱净高的1/6、柱截面高度h、500mm三者中的较大值。
短柱及角柱:
沿柱子全高加密箍筋。
短柱:
柱的长细比不大于4的柱子。
(由于它的线刚度大,在地震作用下会产生较大的剪力,容易产生斜向或交叉的剪切裂缝,其破坏是脆性的)。
27.框架柱的轴压比限值?
抗震等级:
一级;二级;三级;
框架柱:
0.70.80.9
32.什么是强柱弱梁?
是不是当柱子的截面大于梁的截面或柱子线刚度大于梁的线刚度就是强柱弱梁?
什么是强剪弱弯?
设计中如何实现强剪弱弯?
答:
控制梁、柱的相对承载力,使塑性铰首先在梁端出现,尽量避免或减少柱子中的塑性铰,底层柱柱根的塑性铰较晚形成,各层柱子的屈服顺序应错开,不要集中在某一层。
这就是强柱弱梁。
当柱子的截面大于梁的截面或柱子线刚度大于梁的线刚度均不是强柱弱梁。
在进行框架梁、柱设计时,应使构件的受剪承载力大于其受弯承载力,使构件发生延性较好的弯曲破坏,避免发生延性较差的剪切破坏,而且保证构件在塑性铰出现之后也不过早剪坏,这就是“强剪弱弯”的设计原则,它实际上是控制构件的破坏形态。
设计中,将剪力设计值乘以增大系数,实现强剪弱弯,推迟剪切破坏。
33.哪些截面是框架梁、柱的内力控制截面?
答:
框架在恒载、楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载作用下的内力求出以后,要计算各主要截面可能发生的最不利内力。
这种计算各主要截面可能发生的最不利内力的工作,称之为内力组合。
框架每一根杆件都有许许多多截面,内力组合只需在每根杆件的几个主要截面进行。
这几个主要截面的内力求出后,按此内力进行杆件的配筋便可以保证此杆件有足够的可靠度。
这些主要截面称之为杆件的控制截面。
每一根梁一般有三个控制截面:
左端支座截面、跨中截面和右端支座截面。
而每一根柱一般只有两个控制截面:
柱顶截面和柱底截面。
3
36.为什么梁、柱构件应按“强剪弱弯”设计?
答:
梁、柱剪切破坏是脆性破坏,延性小,力-变形滞回曲线“捏拢”严重,构件的耗能能力差;而弯曲破坏为延性破坏,滞回曲线呈“梭形”或捏拢不严重,构件的耗能能力大。
因此,梁、柱构件应按”强剪弱弯“设计。
37.影响水平荷载下柱反弯点位置的主要因素是什么?
答:
柱反弯点位置与柱端转角有关,即与柱端约束有关。
当两端固定时,或两端转角相等时,反弯点在柱中点;当柱一端约束较小,即转角较大时,反弯点向该端靠近,极端情况为一端铰接,弯矩为0,即反弯点在铰接端,规律就是反弯点向约束较弱的一端靠近。
具体来讲:
结构总层数、梁柱线刚度比、荷载形式、上层梁与下层梁刚度比、上下层层高比。
//第五章剪力墙结构内力
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- 高层 建筑结构 思考题 参考答案