混凝土第四章.docx

1. JGJ3-2010划分多层建筑与高层建筑的标准是什么？答：我国高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）规定10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑结构以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑结构，上述规定以外的为多层和低层（12层）建筑结构。2. 什么是框架结构？框架结构有什么特点？适合在什么高度和什么用途的房屋中使用？答：框架结构由梁、柱构件通过节点连接而成，其节点全部或大部分为刚性连接。特点：结构轻巧，便于布置，可形成大的使用空间，整体性较好，施工方便和较为经济等特点。适合在70m以下的办公楼、图书馆、商业性建筑等一类房屋中采用。3. 在竖向荷载作用下，框架结构的承重方案有几种？各有何特点和应用范围？答：1）横向框架承重方案 主梁结构沿横向布置，板或次梁、连系梁沿结构纵向布置；房屋平面一般横向尺寸较短，纵向尺寸较长，横向刚度比纵向刚度弱；由于竖向荷载主要由横向框架承受，横梁截面高度较大，故主梁沿横向布置有利于提高结构的横向抗侧刚度；且由于纵向连系梁的截面高度一般比主梁小，窗户尺寸可以设计得大一些，室内采光、通风较好。这种承重方案在实际结构中应用较多2）纵向框架承重方案 主梁沿房屋纵向布置，板或次梁、连系梁沿房屋横向布置；这种方案对于地基较差的狭长房屋较为有利，利用纵向框架的刚度也可调整该方向的不均匀沉降；因横向只设置截面高度较小的次梁或连系梁，可获得较高的室内净高，有利于设备管线的穿行。但房屋横向刚度较差，实际结构中很少采用。3）纵横向框架混合承重方案 在纵横两个方向均布置主梁，楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖；该承重方案具有较好的整体工作性能。当楼面上作用有较大荷载，或楼面有较大开洞，或当柱网布置为正方形或接近正方形时，常采用这种承重方案需注意的是，若在地震设防区建造钢筋混凝土多层框架结构房屋，则无论竖向荷载如何传递，都应采用纵横向框架混合承重方案。4. 如何估算框架梁和框架柱的截面尺寸？答：框架梁：一般按下式初步确定：hb=(1/181/10)lb bb=(1/41/2)hb lb-梁的计算跨度 hb-梁的截面高度 bb-梁的截面宽度 为防止梁发生剪切脆性破坏，hb不宜大于1/4梁净跨，bb不宜小于200mm。为保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大于4.框架柱：一般按下式：Ac（1.11.2）N/fc Ac-柱截面面积 N-柱所承受的轴向压力设计值（取N=1.25Nv，其中Nv为柱支承的楼面面积计算重力荷载产生的轴向压力标准值，1.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值，也可近似按1214kN/m2计算） fc-混凝土轴心抗压强度设计值 矩形截面柱，抗震等级为四级或层数不超过2层时，其最小截面宽度不宜小于300mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于400mm；圆柱的截面直径，抗震等级为四级或层数不超过2层时不宜小于350mm，一、二、三级抗震等级且层数超过2层时不宜小于450mm。柱截面长边与短边的边长比不宜大于3；柱的剪跨比宜大于2。5. 为什么建筑结构中需要设缝？通常有哪几种缝，各自设置的目的有何不同?答：建筑物在外界因素作用下常会产生变形，导致开裂甚至破坏，变形缝是针对这种情况而预留的构造缝。 伸缩缝、沉降缝、防震缝三种。 伸缩缝:建筑构件因温度和湿度等因素的变化会产生胀缩变形。为此，通常在建筑物适当的部位设置竖缝，自基础以上将房屋的墙体、楼板层、 屋顶等构件断开，将建筑物分离成几个独立的部分。 沉降缝：上部结构各部分之间，因层数差异较大，或使用荷重相差较大；或因地基压缩性差异较大，总之一句话，可能使地基发生不均匀沉降时，需要设缝将结构分为几部分，使其每一部分的沉降比较均匀，避免在结构中产生额外的应力。 防震缝：将大型建筑物分隔为较小的部分，形成相对独立的防震单元，避免因地震造成建筑物整体震动不协调，而产生破坏。6. 怎样确定框架结构的计算简图？当各层柱截面尺寸不同且轴线不重合时应如何考虑？答：计算简图：框架各构件在计算简图中均用单线条代表。各单线条代表各构件形心轴所在位置。梁跨度等于该跨左、右两边柱截面形心轴线之间的距离，框架柱的高度为各横梁形心轴线间的距离。为简化起见，框架柱的高度可按层高取值，即顶层柱高可从顶层楼面标高算至屋面标高，中间层柱高可从下一层楼面标高算至上一层楼面标高，底层柱高可从基础顶面算至楼面处标高。当设有整体刚度很大的地下室且地下室结构的楼侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，柱底嵌固端可取至地下室结构的顶板处。考虑：取截面较小（通常为顶层柱）的截面形心轴线作为计算简图上的柱轴线。但需注意，在框架结构的内力和变形分析中，各层梁的跨度及线刚度仍按实际长度取值：另外，尚应考虑上、下层柱轴线不重合，由上层柱传来的轴力在变截面处所产生的力矩，视为外荷载，与其他竖向荷载一起进行框架内利分析。7. 框架结构设计中应考虑哪些荷载或作用？风荷载如何计算？（P159160）答：1）竖向：恒荷载、雪荷载、楼（屋）面活荷载等 水平：风荷载、水平地震作用2）对框架结构：垂直于建筑物表面的风荷载标准值按式k=zsz0 8. 框架结构在竖向荷载作用下的内力计算方法有哪些？各有何特点？简述它们的计算要点及步骤。（P162166）答：1）分层法2）弯矩二次分配法3）迭代法4)系数法9. 框架结构在水平荷载作用下的内力计算方法有哪些？各有何特点？(P166170)答：1）反弯点法 2）D值法10. D值的物理意义是什么？影响因素有哪些？框架柱的反弯点位置与哪些因素有关？试分析反弯点位置的变化规律与这些因素的关系。如果与某层柱相邻的上层柱的混凝土弹性模量降低了，该层柱的反弯点位置如何变化？此时如何利用现有表格对标准反弯点位置进行修正？答：物理意义：对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法做了改进。影响因素：反弯点位置因素：1）梁柱线刚度比及层数，层次对反弯点高度的影响。2）上下横梁线刚度比对反弯点的高度影响。3）层高变化对反弯点的影响。关系：变化：修正：11. 框架结构的最不利内力组合中，确定活荷载的最不利位置有哪几种方法？框架结构的内力如何组合？（P176）答：1）逐跨布置法2）最不利荷载布置法3）分层布置法或分跨布置法4）满布荷载法12. 水平荷载作用下框架结构的侧移由哪两部分组成？各有何特点？为什么要进行框架结构的侧移验算？如何验算？（P173174）答：1）梁、柱弯曲变形引起的侧移 特点：由层间剪力导致框架梁、柱弯曲变形引起的侧移，其整体侧移曲线与等截面剪切悬臂柱的剪切变形曲线相似，层间相对侧移特点是下大上小，这种剪切型变形主要表现为层间构件（柱）的错动，楼盖仅产生平移。2）柱轴向变形引起的侧移 特点：倾覆力矩使框架结构一侧的柱受拉伸长，另一侧的柱受压缩短，从而引起侧移。为何验算：框架结构在水平荷载作用下将产生侧移，如果侧移量比较大，由结构重力荷载产生的附加弯矩也将较大，危及结构的安全与稳定。13. 在框架结构设计中，梁、柱的承载力设计值分别考虑哪些控制因素？答:梁:1.梁支座截面处的最不利内力有最大负弯矩、最大正弯矩和最大剪力2.跨中截面的最不利内力一般是最大正弯矩，有时也会是最大负弯矩 柱：(1)+Mmax及相应的轴力N和剪力V(2)Mmax及相应的轴力N和剪力V (3)Nmax及相应的弯矩M和剪力V(4)Nmin及相应的弯矩M和剪力V (5)Vmax及相应的弯矩M和剪力N14. 抗震设计的基本原则是什么？答：“小震不坏，中震可修，大震不倒。”分别对应以下三个水准第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，主体结构不受损坏或不需修理可继续使用第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时，建筑物可能发生损坏，但经一般性修理仍可继续使用第三水准：当遭受高于本地