[混凝土结构]答案

第一章 绪论

一、名词解释

1. 混凝土结构的耐久性：是指在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而能保持其安全性、正常使用和可接受的外观的能力。

2. 结构分析：是指根据已确定的结构方案，确定合理的计算简图与结构分析方法，通过作用及作用效应分析求出控制截面的最不利内力，以便于进行构件截面配筋计算并采取可靠的构造措施。

二、简答题

1. 答：钢筋混凝土结构具有以下主要优点：

(1) 可以根据需要，浇注成各种形状和尺寸，便于选择合理而美观的结构形式。

(2) 合理用材，造价较低。钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的优点，因而造价较低。

(3) 耐火性能较好，钢筋在混凝土保护层的保护下，火灾发生时，不致于很快达到软化温度而导致结构破坏。

(4) 耐久性好，维修费用小。钢筋被混凝土包裹，不易生锈和耐腐蚀，密实的混凝土有较高的强度和耐久性，钢筋混凝土结构一般不需维护，使用寿命较长。

(5) 整浇式和装配整体式钢筋混凝土结构整体性能好，具有良好的抗震、抗风、抗撞击和抗爆炸冲击能力。

(6) 取材容易。混凝土中用料最多的砂、石等可就地取材，既减少了运输成本；也可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料，有利于环境保护。 主要形式有： 框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构（框筒、筒中筒）

主要组成：由基础、梁、板、柱、剪力墙、支撑组成。

2. 答：

3.答：混凝土结构的设计方案应符合下列要求：（1）选用合理的结构体系、构件形式和布置；（2）结构的平、立面布置宜规则，各部分的质量和刚度宜均匀、连续；（3）结构传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯通、对齐；（4）宜采用超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径；（5） 宜采取减小偶然作用影响的措施。

4.答：（1）混凝土结构应进行整体作用效应分析，必要时尚应对结构中受力状况特殊部位进行更详细的分析；（2）当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分别进行结构分析，并确定其最不利的作用组合。

结构可能遭遇火灾、飓风、爆炸、撞击等偶然作用时，尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析；（3）结构分析应以结构的实际工作状况和受力条件为依据；（4）结构分析时，应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择下列分析方法：: 弹性分析方法；塑性内力重分布分析方法；弹塑性分析方法；塑性极限分析方法；试验分析方法。

5.答： 1 梁、柱、杆等一维构件的轴线宜取为截面几何中心的连线，墙、板等二维构件的中轴面宜取为截面中心线组成的平面或曲面；

2 现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础连接处等可作为刚接；非整体浇筑的次梁两端及板跨两端可近似作为铰接；

3 梁、柱等杆件的计算跨度或计算高度可按其两端支承长度的中心距或净距确定，并应根据支承节点的连接刚度或支承反力的位置加以修正；

4 梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时，在计算模型中可作为刚域处理。

6.答：（1）线弹性分析方法：适用于不允许开裂的结构，规范允许用于混凝土结构的承载力极限状态和正常使用极限状态分析；（2）考虑塑性内力重分布的分析方法：适用于钢筋混凝土 连续梁和连续单向板分析；（3）塑性极限分析方法：适用于周边支撑的双向矩形板分析；（4）非线性分析方法：适用于特别重要的或受力情况特殊的大型杆系结构和二维、三维结构受力全过程分析；（5）试验分析方法：适用于体形复杂或受力情况特殊的结构或局部分析。

7.答：混凝土结构的耐久性按正常使用极限状态控制。基本要求如下：（1）确定结构所处的环境类别；（2）提出对混凝土材料的耐久性基本要求；（3）确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度；（4）不同环境条件下的耐久性技术措施；（5）提出结构使用阶段的检测与维护要求。

防连续倒塌设计的原则。

混凝土结构防连续倒塌设计宜符合下列要求：

（1）采取减小偶然作用效应的措施；（2）采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然作用的措施；（3） 在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备用的传力途径；（4）增强疏散通道、避难空间等重要结构构件及关键传力部位的承载力和变形性能；（5） 配置贯通水平、竖向构件的钢筋，并与周边构件可靠地锚固；（6） 设置结构缝，控制可能发生连续倒塌的范围。

第二章 梁板结构

一、选择题

1. A 2. C 3.B 4.A 5.C 6 .A 7.C 8.C 9.C 10.C 11.B 12.B 13.B 14.D 15.B 16. D 17.D

18.B 19.B 20.D 21.B 22.D 23.D 24.A 25.A 26. C 27.C 28.D 29.C 30.C 31. B 32.C

33.C 34.D 35.B 36.A

二、填空题

1. 、

上的集中荷载分布到更大的面积上 、 固定受力筋的位置

6. 只能单向转动且转动能力有限 、 能承受一定的弯矩 、 有一定的长度 。

7. 矩形 、T型 矩形 8. 支座中心线 净跨 9. 1.2 1.0 ， 0.8 ； 1.4 ， 1.3 10. 不大于0.35 ， 0.2 ， 1/3

11. 120㎜ 。 12. 经验系数法 、 等代框架法 。 13. 整体抗倾覆验算

14.＿次梁＿＿次梁＿＿折算＿ ＿板＿—→＿次梁＿＿—→主梁 —→柱。

三、名词解释

1.单向板：只在一个方向弯曲或主要在一个方向弯曲的板。

2.双向板：在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。

3.张拉控制应力：是指张拉钢筋时，张拉设备上的压力表所控制的总张拉力除以预应力钢筋面积得出的应力值。

4.预应力损失：预应力钢筋在张拉过程中、由于材料性能、张拉工艺等原因，使预加应力阶段及长期使用过程中，预加应力不断减小的现象。

5.塑性理论计算法：是以弹性理论计算法为依据，以构件实际受力情况为基础，考虑构件塑性变形内力重分布的一种计算连续梁内力的方法。

四、简答题

1.简述单向板肋梁楼盖中板、次梁和主梁的内力计算简图和基本假定。

答：1）结构计算单元：板取1m宽的矩形板带，主、次梁取T型截面；

2）次梁、主梁分别视作板、次梁的铰支座；

3）对于等跨连续梁，跨数小于五跨时，按实际跨数计算，多于五跨时，按五跨考虑。

2.多跨连续梁，承受大小为g的恒荷载和大小为q的活荷载，试写出最不利活荷载的布置原则。 答：1）求某跨跨中最大正弯矩时，除恒载作用外，应在该跨布置活载，然后隔跨布置；

2）求某跨跨中最大负弯矩时，除恒载作用外，应在该跨不布置活载，应在相邻跨两跨布置活载，然后隔跨布置；

3）求某支座截面最大负弯矩时，除恒载作用外，应在相邻跨两跨布置活载，然后隔跨布置；

4）求结构支座截面最大剪力时，除恒载作用外，应在该跨不布置活载，应在相邻跨两跨布置活载，然后隔跨布置。

3.简要说明应力重分布和内力重分布的区别？

答：应力重分布的定义：这种由于钢筋混凝土的非弹性性质，使截面上应力的分布不再服从线弹性

分布规律的现象，称为应力重分布。

内力重分布的定义：这种由于超静定钢筋混凝土结构的非弹性性质而引起的各截面内力之间的关系不再遵循线弹性关系的现象，称为内力重分布或塑性内力重分布。（这种改变的原因包括两个：由于裂缝的出现导致各截面刚度比改变了；进入破坏阶段出现塑性铰后，结构的计算简图也改变了）。

二者的区别：

（1）应力重分布指截面上应力间的非弹性关系，而内力重分布指结构截面间内力的关系。

（2）引起的原因不同：前者由于材料的非弹性性质，后者由于裂缝的出现导致各截面刚度比改变了和进入破坏阶段出现塑性铰后，结构的计算简图也改变了

（3）前者在超静定、静定结构中均存在。后者只在超静定结构中。

4.理想铰和塑性铰由哪些不同？

答：有三个主要区别：①理想铰不能承受任何弯矩，而塑性铰则能承受基本不变的弯矩；②理想铰集中于一点、塑性铰则有一定的长度；③理想铰在两个方向都可产生无限的转动，而塑性铰则是有限转动的单向铰，只能在弯矩作用方向作有限的转动。

5.按弹性理论计算时，板、次梁为什么要采用折算荷载？

答：采用折算荷载主要是考虑支座对构件转动约束影响的处理。原因：由于支座转动不象理想活动铰可以自由转动，而产生扭转抵抗距，这种影响使得跨中弯矩减小。由于恒荷载满布时引起的次梁在支座处的转动比活载隔跨布置引起的次梁转动小，误差也小，因此采用增大恒荷载，减小活荷载，但总的荷载不变的方法来考虑这一影响。

6.影响内力重分布有哪些因素？

答：钢筋的塑性；混凝土的极限压应变值；截面的受剪承载力。

7.板中分布钢筋有哪些作用？

答：1）承担长向实际存在的一些弯距；2）抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的内力； 3）将板上的集中荷载分布到更大的面积上；4）固定受力筋的位置。

8．简要写出结构考虑塑性内力重分布的计算步骤。

答：1）按弹性理论计算连续梁、板在各种最不利荷载组合时的结构内力值，；

2）确定结构支座截面的调幅系数；

3）计算各简支梁、板的内力； 4）绘制连续梁板的弯矩、简力包络图。

9.为什么在主、次梁相交处要设置吊筋和附加箍筋？

答：在主、次梁相交处，次梁传给主梁集中荷载作用在主梁的中、下部，其下部混凝土可能产生斜

裂缝，而发生冲切破坏。为保证主梁局部具有足够的受冲切承载力，配置吊筋和附加箍筋。

10．为什么连续梁按弹性理论计算方法和塑性计算方法内力分析时，计算跨度的取值是不同的？ 答：按弹性理论计算时，未考虑支座宽度的影响，近似取支座中心线的距离；按塑性理论计算时，

应取塑性铰之间的距离，而塑性铰出现在支座边缘处，故应取净跨。

11．单向板楼盖按弹性理论和塑性理论计算时,在荷载取值方面有何不同?

答：弹性理论：板、次梁取折算荷载，考虑活荷载的最不利分布；

塑性理论：取恒、活载满跨布置。

12．单向板肋梁楼盖设计的一般步骤是什么？

答：结构平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸；确定梁板的计算简图；梁、板的内力分析；

截面配筋和构造措施；绘制施工图。

13.试说明单向板肋梁楼盖的传力途径？

答：荷载板主梁 柱下或墙下基础地基

14.为什么连续梁内力计算时要进行荷载最不利布置？

答：结构的内力是由恒、活载共同作用下产生的，恒载的大小和位置是不变的，在结构中产生的内

力也是不变的。活荷载的大小和位置是变化的，在结构中产生的内力也是变化的。要获得结构某个截面的最不利内力，必须考虑活荷载的最不利布置。

15.什么是连续梁的内力包络图，为什么要绘制内力包络图?绘制的规律是什么？

答：内力包络图：结构各截面的最大内力值的连线。

由于截面的配筋变化，必须知道结构所有截面最大内力值，所以要绘制内力包络图。 将结构在不同荷载组合下的内力图绘制在同一坐标上，其外包线即为结构的内力包络图。

16.连续单向板截面设计时，内力计算中采取了什么措施加以调整？为什么？

答：对于中间跨的板，四边与梁整浇，对跨中和中间支座，计算弯矩乘以折减系数0.8。主要是考虑板

的内拱作用。

17.梁式楼梯和板式楼梯有何区别？

答：板式楼梯梯段是一块斜放的带有踏步的板，支承在平台梁上，梯段上的荷载直接传给平台梁；梁式楼梯是梯段踏步板下设置斜梁，梯段上荷载由踏步板传给斜梁，再由斜梁传给平台梁。

18.说明双向板按塑性铰线内力计算的基本假定。

答：1）沿塑性铰线单位长度上的弯矩为常数，等于相应板配筋的极限弯矩；

2）形成破坏机构时，整块板由若干个刚性节板和若干条塑性铰线组成，忽略各刚性节板的弹性

变形和塑性铰线上的剪切变形及扭转变形，即整块板仅考虑塑性铰线上的弯曲转动变形。

19.雨蓬的计算包括哪些内容？

答：雨蓬板板的正截面承载力计算；雨蓬梁的弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算；雨蓬的整体抗倾覆计算。

20.简要说明单、双向板的定义及其划分。

答：只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板，称为单向板，荷载主要沿短跨方向传递，忽略沿长跨方向传递。

在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板称为双向板。此时，荷载沿两个方向传递，不能忽略任何一个方向。

当四边支承板的长短边大于或等于3时，可按单向板计算。

21. 某三跨连续梁，承受大小为g的恒荷载和大小为q的活荷载，在计算跨中和支座弯矩时，试画

出其各跨活荷载的最不利布置情况。

答:1）1，3跨中最大正弯矩

g

A 1 B 2 C 3 D

2）2跨跨中最大正弯矩

q

A 1 B 2 C 3 D

3)B支座最大负弯矩

4)C支座最大负弯矩

22. 梁式楼梯和板式楼梯对于梯段板的计算有何不同？

答：板式楼梯梯段板的计算按斜放的简支梁计算，正截面与梯段板垂直，取1m宽的板带作为计算单

元；梁式楼梯梯段板两端支承在斜梁上，按两端简支的单向板计算，一般取一个踏步作为计算单元。

23. 用调幅法进行连续梁设计应满足哪些条件？

答：应满足两个条件：

1） 弯矩调幅后引起结构内力图形和正常使用状态的变化，应进行验算，或有构造措施加以保证；

2） 受力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级热轧钢筋，混凝土强度等级宜在C20－C45，截面相对受

压区高度应在0.1-0.35之间。

五、判断题 1. T 2. F 3. F 4. F 5. T 6. F 7. F 8. F 9. T 10.F

11.T 12.F 13.F 14.F 15.T 16.F 17.T 18.F 19F

六、计算题

1、 解：（1）按弹性理论计算，利用弯矩分配法，求出最大弯矩绝对值出现在边支座A处，则由 Mu96Mu13PuL 得出Pu 9613L

(2)若取调幅系数为0.25，则调幅后A支座弯矩为

MA(10.25)Mu0.75Mu

（3）若按塑性理论计算，则当支座、跨中都达到Mu时，梁才达到极限承载力，此时Pu为：

8Mu1PuL 则 Pu 4L

16Mu12BC 跨为：MuMuquL 则 qu 8L2AB跨为： MuMu

2、 解：（1）支座截面和跨中截面配筋相同，截面尺寸相同。因此截面的承载能力也相同。为Mu。 纵筋配筋率6030.65%min 200462

MuAsfy(h0x/2)

xfyAs21060366mm 1.09.62001fcb

660.143，显然0.614 50038

MuAsfy(h0x/2)21060342854kNm（2分）

由于荷载作用下，支座弯矩比跨中大，故支座先出现塑性铰，此时梁承受的均不荷载q1

12Mu1q1l2Mu， 所以q118kN/m（2分） 12l2

（2）显然0.10.35，可以按考虑塑性内力重分布方法计算，此时极限状态为支座和跨中均出现塑性铰，承载能力为Mu（2分），根据力平衡方程得到：2Muq2l2/8

可以算出

q216Mu24kN/m（2分） 2l

M弹M塑2462/121862/12（3）支座的调幅系数为 0.25 2M弹246/12

3、解：（1）按弹性理论计算，最大弯矩绝对值出现在中间支座A处，则由 Mu16Mu3PuL 得出Pu 163L

(2)若取调幅系数为0.25，则调幅后A支座弯矩为

MA(10.25)Mu0.75Mu

调幅后跨中弯矩为：M1123PuLMAMu 4224

（3）若按塑性理论计算，则当支座、跨中都达到Mu时，梁才达到极限承载力，此时Pu为：Mu6Mu11MuPuL 则 Pu 24L

4、解：（1）按弹性理论计算，最大弯矩绝对值出现在中间支座A处，则由 Mu16Mu13PuLPu1613L 得出

（2）若取调幅系数为0.25，则调幅后A支座弯矩为

MA(10.25)Mu0.75Mu

M125PuLMAMu442 调幅后跨中弯矩为：

（3）若按塑性理论计算，则当支座、跨中都达到Mu时，梁才达到极限承载力，此时Pu为：MuMu8Mu1PuLPu4L 则

5、解：取1m宽的板带作为计算单元，As=644mm2

1）计算跨中和支座截面的最大承载力

xfyAs

1fcb21064414mm 1.09.6100

140.14，显然0.614 12020

MuAsfy(h0x/2)2106449312.6kNm

2）按照塑性理论，该板能承受的极限荷载为：

qu16Mu1612.612.6kN/m 22l4

6、解：1）跨内截面最大正弯矩时：恒载满跨作用，活载1、2作用在AB跨，BC跨不作用活载；

2)支座截面最大负弯矩时：恒载满跨作用，活载1、2作用在BC跨，AB跨不作用活载；

3)反弯点距B支座距离最大时：恒载满跨作用，活载1、2作用在AB跨，BC跨不作用活载；

4）A支座的最大剪力Vmax：跨内截面最大正弯矩时：恒载满跨作用，活载1、2作用在AB跨，BC跨不作用活载。

5）B支座的最大剪力Vmax：恒载满跨作用，活载1、2作用在BC跨，AB跨不作用活载。

7、解：g1.71.8544.94.912.235KN/m 282

q1.8542.92.96.235KN/m 282

q6.23512.23513.794KN/m 44gg

q3q36.2354.676KN/m 44

22M1k1gl0k2ql00.08013.794420.1014.6764225.213KNm

Vblk3gl0k4ql00.60013.79440.6174.676444.646KNm

8、解：

9、解：拟定板厚为80mm，查表得fc11.9N/mm2，fy300N/mm2，b0.550

按塑性理论方法（调幅法）查表计算，故板的计算跨度为： 边跨 l0=ln+h/2=2400-100-120+80/2=2220mm 中间跨 l0=ln=2400-200=2200mm

不利荷载组合： q =1.2gk+1.4qk=1.2×3.0+1.4×3.5＝8.5KN/m 取板的计算宽度为1m,即b=1000mm,按五跨等跨连续板计算

连续单向板按调幅发设计的截面弯矩及配筋计算表如下表：

注：取as25mm

第三章 单层厂房结构

一、选择题 1. C 2. D 3. A 4. B 5. C 6. D 二、填空题

1.厂房纵向柱少于七根 或需考虑地震力时 2.矩形截面柱； 工形截面柱； 双肢形截面柱 3.小车制动或启动时产生的惯性力；大车制动或启动时产生的惯性力。

4.吊车的最大轮压；吊车的最小轮压。 5.最大竖向吊车荷载；最小竖向吊车荷载。 6.不宜多于2 台；不宜多于4 台。” 7.不应多于2 台。” 8.柱宽 抗裂要求 9. a ≤ h0 一变截面的深梁。 10. a ＞ h0 悬臂梁。

11.最大正弯矩+Mmax及相应的N，V； 最大负弯矩-Mmax及相应的N，V；最大轴向力Nmax及相应的M，V； 最小轴向力Nmin及相应的M，V。 12.

aaa

0.75时。 虽较大而h1较小时。 13.剪切 14. 0.1

h0h0h0

a

＞0.75或纵筋配筋率较低时。 17.弯曲 h0

15.斜压 16.

三、名词解释

1.等高铰接排架：凡横梁均铰接于柱顶的单层排架，且当排架发生水平位移时，各柱顶位移均相同。 2.刚架结构：由横梁、柱和基础组成，梁柱刚性连接的结构。 3.牛腿：在厂房结构中，柱身上为了搁置吊车梁等而设置的外挑物。

4.抗风柱：设置在砖混结构房屋两端山墙内，抵抗水平风荷载的钢筋混凝土构造柱简称为抗风柱。 5.排架柱：排架结构中的柱子。

6.吊车梁：用于专门装载厂房内部吊车的梁，就叫吊车梁，一般安装在厂房上部。 四、简答题

1. 请画出（或写出）单厂铰接排架山墙以及四周墙体处风载的传力路径。 答：要点：

2.支撑的作用是什么？柱间支撑的作用又是什么？

答：要点：1）支撑是联系各主要承重构件，以构成整体厂房空间结构的重要组成部分，对厂房的刚度和构件的稳定起很重要的作用。2）柱间支撑是以承受山墙的风荷；承受上部支撑传来的力和吊车梁传来的纵向制动力，并把它们传至基础；柱间支撑还起到增强厂房纵向刚度和稳定的作用。 3.排架按结构形式可分哪几种？分别采用何种计算方法进行内力分析？ 答：排架按结构形式可分为2种，即1）等高铰接排架；2）不等高铰接排架。

等高铰接排架当排架柱顶作用有水平集中力P时，采用剪力分配法进行内力分析；在任意荷载作用下，采用剪力分配法和位移法联合求解。

不等高铰接排架则采用力法进行内力分析。 4.排架计算单元选取的基本假定有哪些？

答：1、作用于厂房排架上的荷载（除吊车荷载外），沿厂房纵向均匀分布；

2、横向排架间距相等； 3、不考虑排架间的空间作用；

4、柱下端嵌固于基础顶面，排架横梁铰接于柱上； 5、排架横梁为刚性连杆。

五、判断题 1.（X）2.（X）3.（V）4.（X） 六、计算题

1.答：1）水平段≥0.4la；2）垂直段为15d；3）水平+垂直≥la；4）末端为15d；5）要求：➊宜用变形钢筋（HRB335或HRB400、RRB400）；➋钢筋直径大于等于12毫米；❸配筋率为0.2%至0.6%；❹根数大于等于4根；❺承受水平拉力的锚筋应焊在预埋件上，大于等于2根。 2. 3.

当牛腿的悬挑长度c100mm时。 当竖向力的作用点位于下柱截面以内时 4.

1、预埋钢板焊接；2、预埋螺栓连接；3、预留插筋连接。

5.解: 1）画出吊车作用位置与反力影响线示意图。

2）DmaxPmaxyi0.9101(1

4.98.14

)262.6kN

9

3）DminDmax

Pmin37

262.696.2kN Pmax101

6.解: 1）画出吊车作用位置与反力影响线示意图。

2）DmaxPmaxyi0.9110(1

4.98.14

)286kN

9

3）DminDmax

Pmin48

286124.8kN Pmax110

7、解：（1）已知B=6m,对单层厂房z1.00查表得Z=10m，z1.00；Z=15m，z1.14; Z=20m，

z1.25

则Z=14.5m，z1Z=16.8m，z2Z=18.0m，z3

14.510

(1.141.00)1.00=1.126，

1510

16.815

(1.251.14)1.14=1.180

2015

18.015

(1.251.14)1.14=1.206

2015

h1=16.8-14.5=2.3m, h1=18.0-16.8=1.2m

q1kzzs10B=1.0×1.126×0.8×0.4×6=2.162KN/m q2kzzs20B1.01.1260.50.46-1.351KN/m

Fw[(S1S2)h1z2(s3s4)h2z3]0B

[(0.80.5)2.31.180(0.60.5)1.21.206]0.468.120kN

8、解：(1)对每个柱顶部加虚铰，A、B、C柱的支座反力分别为RA、RB、RC 根据所给公式求得 RATmaxC5250.6516.25KN,

RBTmaxC5250.6716.75KN Rc0

柱顶总反力RRARBRC33KN

（2）撤去铰，对结构反向施加R33KN,对柱顶分配剪力

VA2VC2AR0.323310.56KN

VB2BR0.363311.88KN

（3）叠加（1）（2）两种情形，各柱顶剪力

VARAVA216.2510.565.69KN

VBRBVB216.7511.884.87KN

VCRCVC2010.5610.56KN

A柱弯矩、剪力图略

9. 解： 1）求各柱截面惯性矩

I1124006003＝7.20109，I1

边＝中＝12

4004003＝2.13109

2) 求剪力分配系数

/边

边＝

121/＝0.43557，/中

中＝

1。边＋1/中21/边＋1/＝0.12886中

其中：

1＝3EI边1

中H

3

,

边

＝

3EI中

H

3

。

3）求各柱顶剪力

Q边＝边F＝435.57KN,Q中＝中F＝128.86KN

4）求各柱弯矩，按悬臂柱考虑

M底，边＝Q边H435.578＝3484.56KN.mM底，中＝Q中H128.868＝1030.88KN.mKN.m

，

5）绘制弯矩图如下

第四章 多、高层框架结构

一、选择题1. C 2. C 3. A 4. B 5. D 6.A 7. A 8. D 9.C 10.B 11.C 12.B 13.A 14．B 15.C 16.A 17.A 18.B 19.A 20.B

二、填空题1.二层梁顶 柱基顶面；上层梁顶 本层梁顶

2.（1）最大正弯矩+Mmax及相应的N，V；(2)最大负弯矩-Mmax及相应的N，V；(3) 最大轴向力Nmax及相应的M，V；(4) 最小轴向力Nmin及相应的M，V。 3.（1）弯矩二次分配法；（2）分层法。

4.弯矩二次分配法 分层法 分层法；反弯点法 “D”值法， “D”值法。 5.总体剪切变形 总体弯曲变形。

6、框架结构体系 剪力墙结构体系 框架-剪力墙结构体系 筒体结构体系 7、梁 柱

8、现浇整体式 装配式 装配整体式 9、Ib2.0I0 Ib1.5I0 10、Ib1.5I0 Ib1.2I0 11、ibEIb ib

l

EIc

h

12、弯矩分配法 分层法 迭代法等 13、弯矩分配系数 因端弯矩 传递系数 14、反弯点法 D值法（修正反弯点法） 15、剪切变形 弯曲变形。 三、名词解释

1.全框架结构：由梁、柱组成框架承重体系，内、外墙起填充、围护作用。

2.“D”值法：柱的侧移刚度不但与柱本身的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不应是个定值，而应是个变数，它随该柱与梁间的线刚度比，该柱所在的楼层位置，上下层梁间的线刚度比，以及上下层层高的不同而不同，甚至与房屋的总层数等因素也有关。 四、简答题

1.答：要点：柱的侧移刚度不但与柱本身的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不应是个定值，而应是个变数。它随该柱与梁间的线刚度比，该柱所在楼层位置，上下层梁间的线刚度比以及上下层层高的不同而不同，甚至与房屋的总层数等因素有关。

2.答：1）在竖向荷载作用下，节点的侧移可以忽略；2）每层横梁上的荷载对其它层横梁的内力影响很小，也可以忽略。

3.答：1）首先应根据生产工艺及使用要求确定柱网尺寸;2）在此基础上,力求房屋平面宜尽可能规整,均匀对称,体型力求简单,以使结构受力合理,并使之有利于建筑构件的统一化和定型化,使构件类型和尺寸的规格减少;3）柱网应规则,整齐,间距合理,传力体系明确;4）竖向承重单体要尽量布置匀称,整个房屋的抗侧刚度中心要尽量靠近水平荷载合力的作用线,以免房屋发生扭转;5）非承重隔墙宜用轻质材料,以减轻房屋自重;6）应合理设置三缝; 7）提高结构总体刚度，减小位移。控制房屋高宽比，一般不宜超过5。

4.答：方案主要有三种，即1）横向框架承重方案；2）纵向框架承重方案；3）纵，横向框架混合承重方案。

工程中常用的是横向框架承重方案，这是因为：横向承重框架有较高截面的梁，柱和刚性节点，故虽其跨数较少，但仍有较大的横向刚度，有利于在房屋平面尺寸较短的横向增加房屋的刚度，故在框架结构房屋中常被采用。

5.答：1）梁柱线刚度比；2）该柱所在楼层位置；3）上下梁相对线刚度比；4）上下层层高的变化。 6.答：y0——标准反弯点高度比；y1——上下梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；y2、y3——上下层层高度变化时反弯点高度比的修正值。 7.答：反弯点法的柱侧移刚度计算公式：D=12ic/h2；

“D”值法的柱侧移刚度计算公式：D=α12ic/h2。

式中ic——框架柱的线刚度；h——框架柱的计算高度；α——考虑梁柱线刚度比对柱侧移刚度的修正系数。

当梁柱线刚度比趋向于无穷时，α趋向于1，此时“D”值法的柱侧移刚度计算公式与反弯点法的柱侧移刚度计算公式统一。

8.答：（1）框架结构体系（2）剪力墙结构体系（3）框架-剪力墙结构体系（4）筒体结构体系 9.答：它是由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。

框架结构主要优点：建筑平面布置灵活，可形成较大的空间，且在立面处理上，易于表现建筑艺术的要求，因而很适合于多层工业厂房以及民用建筑中的多、高层办公楼、旅馆、医院、学校、商店和住宅等建筑。

其缺点是：框架结构在水平荷载作用下则表现出刚度小、水平位移大的特点，故亦称柔性结构。由于它的构件截面小，抗震性能较差，所以高度受限制，非地震区最大高度为60m，地震区为7度设防为55m。

10.答：房屋结构布置是否合理，对结构的安全性、适用性、经济性影响很大。因此，需根据房屋的高度、荷载情况及建筑的使用要求和造型要求，确定一个合理的结构布置方案。

（1）尽可能减少开间、进深的类型；柱网应规则、整齐、间距合理，传力明确； （2）房屋平面宜尽可能规整、均匀对称，体型力求简单，以使结构受力合理； （3）提高结构总体刚度，减小位移。房屋高宽比不宜过大，一般不超过5； （4）应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响。 11.答：（1）横向框架承重

横向布置框架承重梁，楼面竖向荷载由横向梁传至柱而在纵向布置连系梁。

由于横向框架往往跨数较少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向刚抗侧刚度，对抗震有利。而纵向框架往往仅按构造要求布置较小的连系梁，这也有利于房屋室内的采光和通风。

（2）纵向框架承重

在纵向布置承重梁，在横向布置连系梁。当为大开间柱网时，可考虑采用此种方案。 横向刚度差，对抗震不利。布置时，横向连系梁必须与柱子刚接，且截面不能太小，以保证房屋的横向刚度。对抗震不利，地震区不宜采用。

（3）纵横向框架承重

该方案两个方向的梁均要承担楼板的荷传来的竖向荷载，梁的截面均较大，房屋的双向刚度较大。故下列情况下宜采用：

①当房屋的尺寸接近于方形； ②两个方向柱列数接近时。

此时，楼盖采用双向板。此外，对抗震设防有要求的房屋，宜采用此种方案。因为沿房屋两个方向的地震作用大体相等，要求房屋在两个方向都要具有较大的抗侧刚度和抗震承载力。 12.答：（1）梁的截面尺寸

①梁的截面高度h

11~)l 101211

)l 装配式：h(~810

现浇整体式： h(②梁的截面宽度

11

b(~)h，且宜200mm

23

（2）柱的截面尺寸

柱截面尺寸的确定方法，一般是根据柱的轴向力设计估算，建议：

N

0.9~0.95 Nfc

一般要求柱截面高度不小于400mm，截面宽度不小于300mm。

N—轴向力设计值，一般民用建筑竖向荷载标准值可取14~15KN/mm，初步估算柱截面面积。 13.答：无论电算还是手算，利用结构和荷载的对称性确定的计算简图，可使计算工作量大为减少。因此，在确定计算简图时，应充分利用结构的对称性。

由结构力学知，对称结构在对称荷载作用下，可简化为半边结构： （1）正对称荷载作用下：

①奇数跨时：由于结构中的内力和变形均匀对称，位于对称轴截面上的梁跨中截面的剪力只能为零，但有弯矩和垂直挠度（位移）发生，故可简化为如图所示的计算简图如图12-1所示。

在对称轴上的梁截面设置定向支座，可上下滑动，无支座反力（剪力为零），但能承受弯矩。

图12-1 偶数跨时半边结构计算简图 图 12-2 奇数跨时半边结构计算简图 此时，中间跨的线刚度或相对线刚度为原来的2倍，因为跨度变为原来的1/2。 ②偶数跨时：由于结构中的内力和变形均对称，对称截面处不发生任何转和位移，对称截面处相当于固定支座（中间跨度的线刚度同原来），计算简图如图12-2所示。

2

（2）反对称荷载作用下：

其内力和变形具有反对称的性质，对称轴上梁截面不可能出现弯矩和垂直挠度（位移）故可简化为如图12-3所示的计算简图。

图12-3 反对称荷载作用下半边结构的简化

14.答：有电算和手算方法，目前多采用电算方法。

电算利用结构矩阵位移法编程，然后根据框架的计算简图，将框架的几何尺寸、荷载、约束参数输入，则框架的内力、侧移、配筋都可输出，非常方便，各设计部门目前都采用电算方法。

手算时引入一些基本假定，采用近似计算方法。由于各种计算方法的计算假定不同，计算结果精确度也有所差异，但一般满足设计所要求的精度。

对初学者来说，利用手算，掌握计算基本原理和结构受力特征是极为重要的。

15.答：多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有：弯矩分配法、分层法、迭代法等。它们由于假定的条件不同，计算精度也不一样，但基本都能满足设计精确度的要求。 16.答：弯矩二次分配法是对弯矩分配法的进一步简化。计算假定：

（1）忽略竖向荷载作用下框架节点侧移；

（2）某一节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余各杆件的影响忽略不计。

适用于层数较少的恒荷载情况下。

计算时，先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递（传递系数为弯矩产生新的不平衡弯矩进行第二次分配，整个弯矩分配和传递过程即告结束。 17.答：三大要素为：弯矩分配系数；因端弯矩；传递系数。

18.答：（1）转动刚度：使近端转动单位转角时所需施加的力矩，称为转动刚度，是表示杆端抵抗转动能力的物理量；

（2）确定方法：与杆件的线刚度和两端支座的支承条件有关，结构力学中给出：

1

），再将因传递2

①两端为固定端时：S4i ②一端固定，一端滑动时：Si ③一端固定，一端铰支杆时：S3i

19.答：作用于某节点的力矩，将按汇交于该节点各杆的转动刚度的比例分配给各杆端（近端），用来表示。即：iR

SiR

SiR

20.答：（1）两端固定为：1/2；

（2）一端固定，一端铰支为0； （3）一端固定，一端滑动：-1。

21.答：将多层框架要分解成若干个彼此互不关连的、且柱端为固端的简单刚架来近似计算（划整为零）竖向荷载作用下的框架内力的方法。

（1）基本假定：

在竖向荷载作用下的多层框架，用力学精确解法结果表明，不仅框架节点的侧移值很小，而且每层横梁上的荷载对上下各层的影响也很小。为进一步简化，可假定：

①在竖向荷载作用下，节点的侧移可以忽略；

②每层横梁上的荷载对其他层横梁的内力影响很小，也可以忽略。 （2）适用范围：

适用于节点梁柱线刚度比大于或等于3，结构与竖向荷载沿高度分布比较均匀的多层、高层框架的内力计算。

22.答：由于实际的框架柱，除底层基础处为固定外，其余各柱端因有节点转角，实际为弹性约束。所以，在分层计算时，须做如下调整：

（1）将上层各柱（底层除外）的线刚度予以调整，乘调整系数0.9折减系数，以减少计算误差； （2）各柱（底层柱除外）的弯矩传递系数改取为1/3。 分层后的各简单刚架一般也用弯矩二次分配法计算。

23.答：（1）作用于多层框架上的水平荷载主要有风载及地震荷载（二者不同时考虑，取大者）。为简化计算，一般将其化为节点集中荷载，如图所示。因节间无荷载，所以梁、柱的弯矩图都是直线形，都有一个弯矩为零（0）的点，称反弯点。

（2）适用于各层结构比较均匀（各层层高变化不大，梁的线刚度变化不大）、节点梁柱线

刚度比较大（

ib

）的多层框架，否则误差较大。 ic

24.答：基本假定：为了便于求得柱反弯点的位置和该点的剪力，作如下假定：

（1）将水平荷载化为节点水平集中的荷载；

（2）不考虑框架横梁的轴向变形，不考虑节点转角，认为梁、柱线刚度比

ib

很大； ic

（3）框架底层各柱反弯点在距柱底2/3高度处，上层各柱的反弯点位置在层高的1/2处； （4）梁端弯矩可由节点平衡条件求出。

25.答：根据计算假定（2）可得，同层各柱顶的侧移相等，则各柱剪力与柱的抗侧刚度Dij成正比。

（1）柱的抗侧刚度Dij的概念：

是表示柱顶产生单位水平侧移（1）时，在该柱柱顶所需施加的水平集中力，用Dij表示。 （2）柱的抗侧刚度的确定：由结构力学知：

12EIc12iij

Dij2

3hijhij

26.答：当框架柱的线刚度较大；上、下层层高变化大；上、下层梁线刚度变化较大时，用反弯点法计算将会产生较大的误差，因而提出了D值法，即修正反弯点法。考虑了框架节点转动对柱的抗侧刚度和反弯点位置的影响。

（1）各柱抗侧刚度D值的修正：D

12iijh

2ij

（2）各柱反弯点高度修正：h(0123)h

27.答：房屋在水平风力或地震作用下，侧移过大，人的感觉就不舒服；层间位移过大，会影响建筑装饰并层致填充墙开裂。因此，为满足正常使用要求，应控制框架结构的位移。

（1）层间位移与层高之比： 采用轻质隔墙时：

i1



hi450i1



hi500

采用砌体填充墙时：

（2）顶点位移与总高之比： 采用轻质隔墙时：



H



1

550

采用砌体填充墙时，28.答：（1）调幅原因：

①按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，以在抗震结构设计中在梁端正出现塑性铰的强度柱弱梁延性框架，利于抗震。

②为了防止支座处梁钢筋过于拥挤，便于浇捣混凝土（便于施工），也往往希望梁的支座负弯矩筋放得少些；

③对于装配式或装配整体式框架，节点并非绝对刚性，梁端实际弯矩将小于其弹性计算值。 因此在进行框架结构设计进，一般均对梁端弯矩进行调幅，即人为的减小梁端负弯矩，减少节点附近梁顶面的配筋量，用调幅系数表示，其调整幅度为：

（2）调幅系数：

① 现浇框架：可取0.8~0.9 ②对于装配整体式框架0.7~0.8。

29.答：活荷载其作用位置是可变的，对于每一根构件的不同的截面或同一截面的不同种类组合，相当有不同的活荷载最不利布置。工程设计中，有三种处理方法。

（1）最不利活荷载位置法：根据影响线确定其最不利的活荷载位置，然后进行内力分析，可直接求出某截面在活载作用下的最大内力，但计算工作量太大，一般不采用；

（2）逐跨施法荷：将活荷载单逐跨单独地作用于各跨上，分别计算框架内力，然后根据所指定的控制截面，叠加不利内力。简单、明了，计算工作量少于前者。目前电算程序一般采用此法，但对于手算，仍很较烦，很少采用；

（3）满布荷载法：将活载同时作用于框架梁上，不考虑活荷载的不利位置。这种简化的计算与考虑活载不利位置计算比较表明，支座截面内力较为接近，精度一般能满足工程要求；但跨中弯矩却明显偏小，应予调整。为此将跨中弯矩乘以1.1~1.3的调整系数，予以加大。

手算通常采用此法。 五、判断题

1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、× 6、× 7、√ 六、计算题



H



1

650

1.解：1）.计算梁柱线刚度（E

1

bh3） 12

2）.计算D值 3）计算层间侧移

2010350103

u40.0199mm，u30.0140mm

25011202(719400997350)

80103110103

u20.0230mmu10.0800mm

2(719400997350)2(314167372167)

4）.计算顶点位移

uui0.136mm

i1

4

第一章 绪论

一、名词解释

1. 混凝土结构的耐久性：是指在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而能保持其安全性、正常使用和可接受的外观的能力。

2. 结构分析：是指根据已确定的结构方案，确定合理的计算简图与结构分析方法，通过作用及作用效应分析求出控制截面的最不利内力，以便于进行构件截面配筋计算并采取可靠的构造措施。

二、简答题

1. 答：钢筋混凝土结构具有以下主要优点：

(1) 可以根据需要，浇注成各种形状和尺寸，便于选择合理而美观的结构形式。

(2) 合理用材，造价较低。钢筋混凝土结构合理地发挥了钢筋和混凝土两种材料的优点，因而造价较低。

(3) 耐火性能较好，钢筋在混凝土保护层的保护下，火灾发生时，不致于很快达到软化温度而导致结构破坏。

(4) 耐久性好，维修费用小。钢筋被混凝土包裹，不易生锈和耐腐蚀，密实的混凝土有较高的强度和耐久性，钢筋混凝土结构一般不需维护，使用寿命较长。

(5) 整浇式和装配整体式钢筋混凝土结构整体性能好，具有良好的抗震、抗风、抗撞击和抗爆炸冲击能力。

(6) 取材容易。混凝土中用料最多的砂、石等可就地取材，既减少了运输成本；也可有效利用矿渣、粉煤灰等工业废料，有利于环境保护。 主要形式有： 框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构（框筒、筒中筒）

主要组成：由基础、梁、板、柱、剪力墙、支撑组成。

2. 答：

3.答：混凝土结构的设计方案应符合下列要求：（1）选用合理的结构体系、构件形式和布置；（2）结构的平、立面布置宜规则，各部分的质量和刚度宜均匀、连续；（3）结构传力途径应简捷、明确，竖向构件宜连续贯通、对齐；（4）宜采用超静定结构，重要构件和关键传力部位应增加冗余约束或有多条传力途径；（5） 宜采取减小偶然作用影响的措施。

4.答：（1）混凝土结构应进行整体作用效应分析，必要时尚应对结构中受力状况特殊部位进行更详细的分析；（2）当结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分别进行结构分析，并确定其最不利的作用组合。

结构可能遭遇火灾、飓风、爆炸、撞击等偶然作用时，尚应按国家现行有关标准的要求进行相应的结构分析；（3）结构分析应以结构的实际工作状况和受力条件为依据；（4）结构分析时，应根据结构类型、材料性能和受力特点等选择下列分析方法：: 弹性分析方法；塑性内力重分布分析方法；弹塑性分析方法；塑性极限分析方法；试验分析方法。

5.答： 1 梁、柱、杆等一维构件的轴线宜取为截面几何中心的连线，墙、板等二维构件的中轴面宜取为截面中心线组成的平面或曲面；

2 现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础连接处等可作为刚接；非整体浇筑的次梁两端及板跨两端可近似作为铰接；

3 梁、柱等杆件的计算跨度或计算高度可按其两端支承长度的中心距或净距确定，并应根据支承节点的连接刚度或支承反力的位置加以修正；

4 梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时，在计算模型中可作为刚域处理。

6.答：（1）线弹性分析方法：适用于不允许开裂的结构，规范允许用于混凝土结构的承载力极限状态和正常使用极限状态分析；（2）考虑塑性内力重分布的分析方法：适用于钢筋混凝土 连续梁和连续单向板分析；（3）塑性极限分析方法：适用于周边支撑的双向矩形板分析；（4）非线性分析方法：适用于特别重要的或受力情况特殊的大型杆系结构和二维、三维结构受力全过程分析；（5）试验分析方法：适用于体形复杂或受力情况特殊的结构或局部分析。

7.答：混凝土结构的耐久性按正常使用极限状态控制。基本要求如下：（1）确定结构所处的环境类别；（2）提出对混凝土材料的耐久性基本要求；（3）确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度；（4）不同环境条件下的耐久性技术措施；（5）提出结构使用阶段的检测与维护要求。

防连续倒塌设计的原则。

混凝土结构防连续倒塌设计宜符合下列要求：

（1）采取减小偶然作用效应的措施；（2）采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然作用的措施；（3） 在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束，布置备用的传力途径；（4）增强疏散通道、避难空间等重要结构构件及关键传力部位的承载力和变形性能；（5） 配置贯通水平、竖向构件的钢筋，并与周边构件可靠地锚固；（6） 设置结构缝，控制可能发生连续倒塌的范围。

第二章 梁板结构

一、选择题

1. A 2. C 3.B 4.A 5.C 6 .A 7.C 8.C 9.C 10.C 11.B 12.B 13.B 14.D 15.B 16. D 17.D

18.B 19.B 20.D 21.B 22.D 23.D 24.A 25.A 26. C 27.C 28.D 29.C 30.C 31. B 32.C

33.C 34.D 35.B 36.A

二、填空题

1. 、

上的集中荷载分布到更大的面积上 、 固定受力筋的位置

6. 只能单向转动且转动能力有限 、 能承受一定的弯矩 、 有一定的长度 。

7. 矩形 、T型 矩形 8. 支座中心线 净跨 9. 1.2 1.0 ， 0.8 ； 1.4 ， 1.3 10. 不大于0.35 ， 0.2 ， 1/3

11. 120㎜ 。 12. 经验系数法 、 等代框架法 。 13. 整体抗倾覆验算

14.＿次梁＿＿次梁＿＿折算＿ ＿板＿—→＿次梁＿＿—→主梁 —→柱。

三、名词解释

1.单向板：只在一个方向弯曲或主要在一个方向弯曲的板。

2.双向板：在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。

3.张拉控制应力：是指张拉钢筋时，张拉设备上的压力表所控制的总张拉力除以预应力钢筋面积得出的应力值。

4.预应力损失：预应力钢筋在张拉过程中、由于材料性能、张拉工艺等原因，使预加应力阶段及长期使用过程中，预加应力不断减小的现象。

5.塑性理论计算法：是以弹性理论计算法为依据，以构件实际受力情况为基础，考虑构件塑性变形内力重分布的一种计算连续梁内力的方法。

四、简答题

1.简述单向板肋梁楼盖中板、次梁和主梁的内力计算简图和基本假定。

答：1）结构计算单元：板取1m宽的矩形板带，主、次梁取T型截面；

2）次梁、主梁分别视作板、次梁的铰支座；

3）对于等跨连续梁，跨数小于五跨时，按实际跨数计算，多于五跨时，按五跨考虑。

2.多跨连续梁，承受大小为g的恒荷载和大小为q的活荷载，试写出最不利活荷载的布置原则。 答：1）求某跨跨中最大正弯矩时，除恒载作用外，应在该跨布置活载，然后隔跨布置；

2）求某跨跨中最大负弯矩时，除恒载作用外，应在该跨不布置活载，应在相邻跨两跨布置活载，然后隔跨布置；

3）求某支座截面最大负弯矩时，除恒载作用外，应在相邻跨两跨布置活载，然后隔跨布置；

4）求结构支座截面最大剪力时，除恒载作用外，应在该跨不布置活载，应在相邻跨两跨布置活载，然后隔跨布置。

3.简要说明应力重分布和内力重分布的区别？

答：应力重分布的定义：这种由于钢筋混凝土的非弹性性质，使截面上应力的分布不再服从线弹性

分布规律的现象，称为应力重分布。

内力重分布的定义：这种由于超静定钢筋混凝土结构的非弹性性质而引起的各截面内力之间的关系不再遵循线弹性关系的现象，称为内力重分布或塑性内力重分布。（这种改变的原因包括两个：由于裂缝的出现导致各截面刚度比改变了；进入破坏阶段出现塑性铰后，结构的计算简图也改变了）。

二者的区别：

（1）应力重分布指截面上应力间的非弹性关系，而内力重分布指结构截面间内力的关系。

（2）引起的原因不同：前者由于材料的非弹性性质，后者由于裂缝的出现导致各截面刚度比改变了和进入破坏阶段出现塑性铰后，结构的计算简图也改变了

（3）前者在超静定、静定结构中均存在。后者只在超静定结构中。

4.理想铰和塑性铰由哪些不同？

答：有三个主要区别：①理想铰不能承受任何弯矩，而塑性铰则能承受基本不变的弯矩；②理想铰集中于一点、塑性铰则有一定的长度；③理想铰在两个方向都可产生无限的转动，而塑性铰则是有限转动的单向铰，只能在弯矩作用方向作有限的转动。

5.按弹性理论计算时，板、次梁为什么要采用折算荷载？

答：采用折算荷载主要是考虑支座对构件转动约束影响的处理。原因：由于支座转动不象理想活动铰可以自由转动，而产生扭转抵抗距，这种影响使得跨中弯矩减小。由于恒荷载满布时引起的次梁在支座处的转动比活载隔跨布置引起的次梁转动小，误差也小，因此采用增大恒荷载，减小活荷载，但总的荷载不变的方法来考虑这一影响。

6.影响内力重分布有哪些因素？

答：钢筋的塑性；混凝土的极限压应变值；截面的受剪承载力。

7.板中分布钢筋有哪些作用？

答：1）承担长向实际存在的一些弯距；2）抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的内力； 3）将板上的集中荷载分布到更大的面积上；4）固定受力筋的位置。

8．简要写出结构考虑塑性内力重分布的计算步骤。

答：1）按弹性理论计算连续梁、板在各种最不利荷载组合时的结构内力值，；

2）确定结构支座截面的调幅系数；

3）计算各简支梁、板的内力； 4）绘制连续梁板的弯矩、简力包络图。

9.为什么在主、次梁相交处要设置吊筋和附加箍筋？

答：在主、次梁相交处，次梁传给主梁集中荷载作用在主梁的中、下部，其下部混凝土可能产生斜

裂缝，而发生冲切破坏。为保证主梁局部具有足够的受冲切承载力，配置吊筋和附加箍筋。

10．为什么连续梁按弹性理论计算方法和塑性计算方法内力分析时，计算跨度的取值是不同的？ 答：按弹性理论计算时，未考虑支座宽度的影响，近似取支座中心线的距离；按塑性理论计算时，

应取塑性铰之间的距离，而塑性铰出现在支座边缘处，故应取净跨。

11．单向板楼盖按弹性理论和塑性理论计算时,在荷载取值方面有何不同?

答：弹性理论：板、次梁取折算荷载，考虑活荷载的最不利分布；

塑性理论：取恒、活载满跨布置。

12．单向板肋梁楼盖设计的一般步骤是什么？

答：结构平面布置，确定板厚和主、次梁的截面尺寸；确定梁板的计算简图；梁、板的内力分析；

截面配筋和构造措施；绘制施工图。

13.试说明单向板肋梁楼盖的传力途径？

答：荷载板主梁 柱下或墙下基础地基

14.为什么连续梁内力计算时要进行荷载最不利布置？

答：结构的内力是由恒、活载共同作用下产生的，恒载的大小和位置是不变的，在结构中产生的内

力也是不变的。活荷载的大小和位置是变化的，在结构中产生的内力也是变化的。要获得结构某个截面的最不利内力，必须考虑活荷载的最不利布置。

15.什么是连续梁的内力包络图，为什么要绘制内力包络图?绘制的规律是什么？

答：内力包络图：结构各截面的最大内力值的连线。

由于截面的配筋变化，必须知道结构所有截面最大内力值，所以要绘制内力包络图。 将结构在不同荷载组合下的内力图绘制在同一坐标上，其外包线即为结构的内力包络图。

16.连续单向板截面设计时，内力计算中采取了什么措施加以调整？为什么？

答：对于中间跨的板，四边与梁整浇，对跨中和中间支座，计算弯矩乘以折减系数0.8。主要是考虑板

的内拱作用。

17.梁式楼梯和板式楼梯有何区别？

答：板式楼梯梯段是一块斜放的带有踏步的板，支承在平台梁上，梯段上的荷载直接传给平台梁；梁式楼梯是梯段踏步板下设置斜梁，梯段上荷载由踏步板传给斜梁，再由斜梁传给平台梁。

18.说明双向板按塑性铰线内力计算的基本假定。

答：1）沿塑性铰线单位长度上的弯矩为常数，等于相应板配筋的极限弯矩；

2）形成破坏机构时，整块板由若干个刚性节板和若干条塑性铰线组成，忽略各刚性节板的弹性

变形和塑性铰线上的剪切变形及扭转变形，即整块板仅考虑塑性铰线上的弯曲转动变形。

19.雨蓬的计算包括哪些内容？

答：雨蓬板板的正截面承载力计算；雨蓬梁的弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算；雨蓬的整体抗倾覆计算。

20.简要说明单、双向板的定义及其划分。

答：只在一个方向弯曲或者主要在一个方向弯曲的板，称为单向板，荷载主要沿短跨方向传递，忽略沿长跨方向传递。

在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板称为双向板。此时，荷载沿两个方向传递，不能忽略任何一个方向。

当四边支承板的长短边大于或等于3时，可按单向板计算。

21. 某三跨连续梁，承受大小为g的恒荷载和大小为q的活荷载，在计算跨中和支座弯矩时，试画

出其各跨活荷载的最不利布置情况。

答:1）1，3跨中最大正弯矩

g

A 1 B 2 C 3 D

2）2跨跨中最大正弯矩

q

A 1 B 2 C 3 D

3)B支座最大负弯矩

4)C支座最大负弯矩

22. 梁式楼梯和板式楼梯对于梯段板的计算有何不同？

答：板式楼梯梯段板的计算按斜放的简支梁计算，正截面与梯段板垂直，取1m宽的板带作为计算单

元；梁式楼梯梯段板两端支承在斜梁上，按两端简支的单向板计算，一般取一个踏步作为计算单元。

23. 用调幅法进行连续梁设计应满足哪些条件？

答：应满足两个条件：

1） 弯矩调幅后引起结构内力图形和正常使用状态的变化，应进行验算，或有构造措施加以保证；

2） 受力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级热轧钢筋，混凝土强度等级宜在C20－C45，截面相对受

压区高度应在0.1-0.35之间。

五、判断题 1. T 2. F 3. F 4. F 5. T 6. F 7. F 8. F 9. T 10.F

11.T 12.F 13.F 14.F 15.T 16.F 17.T 18.F 19F

六、计算题

1、 解：（1）按弹性理论计算，利用弯矩分配法，求出最大弯矩绝对值出现在边支座A处，则由 Mu96Mu13PuL 得出Pu 9613L

(2)若取调幅系数为0.25，则调幅后A支座弯矩为

MA(10.25)Mu0.75Mu

（3）若按塑性理论计算，则当支座、跨中都达到Mu时，梁才达到极限承载力，此时Pu为：

8Mu1PuL 则 Pu 4L

16Mu12BC 跨为：MuMuquL 则 qu 8L2AB跨为： MuMu

2、 解：（1）支座截面和跨中截面配筋相同，截面尺寸相同。因此截面的承载能力也相同。为Mu。 纵筋配筋率6030.65%min 200462

MuAsfy(h0x/2)

xfyAs21060366mm 1.09.62001fcb

660.143，显然0.614 50038

MuAsfy(h0x/2)21060342854kNm（2分）

由于荷载作用下，支座弯矩比跨中大，故支座先出现塑性铰，此时梁承受的均不荷载q1

12Mu1q1l2Mu， 所以q118kN/m（2分） 12l2

（2）显然0.10.35，可以按考虑塑性内力重分布方法计算，此时极限状态为支座和跨中均出现塑性铰，承载能力为Mu（2分），根据力平衡方程得到：2Muq2l2/8

可以算出

q216Mu24kN/m（2分） 2l

M弹M塑2462/121862/12（3）支座的调幅系数为 0.25 2M弹246/12

3、解：（1）按弹性理论计算，最大弯矩绝对值出现在中间支座A处，则由 Mu16Mu3PuL 得出Pu 163L

(2)若取调幅系数为0.25，则调幅后A支座弯矩为

MA(10.25)Mu0.75Mu

调幅后跨中弯矩为：M1123PuLMAMu 4224

（3）若按塑性理论计算，则当支座、跨中都达到Mu时，梁才达到极限承载力，此时Pu为：Mu6Mu11MuPuL 则 Pu 24L

4、解：（1）按弹性理论计算，最大弯矩绝对值出现在中间支座A处，则由 Mu16Mu13PuLPu1613L 得出

（2）若取调幅系数为0.25，则调幅后A支座弯矩为

MA(10.25)Mu0.75Mu

M125PuLMAMu442 调幅后跨中弯矩为：

（3）若按塑性理论计算，则当支座、跨中都达到Mu时，梁才达到极限承载力，此时Pu为：MuMu8Mu1PuLPu4L 则

5、解：取1m宽的板带作为计算单元，As=644mm2

1）计算跨中和支座截面的最大承载力

xfyAs

1fcb21064414mm 1.09.6100

140.14，显然0.614 12020

MuAsfy(h0x/2)2106449312.6kNm

2）按照塑性理论，该板能承受的极限荷载为：

qu16Mu1612.612.6kN/m 22l4

6、解：1）跨内截面最大正弯矩时：恒载满跨作用，活载1、2作用在AB跨，BC跨不作用活载；

2)支座截面最大负弯矩时：恒载满跨作用，活载1、2作用在BC跨，AB跨不作用活载；

3)反弯点距B支座距离最大时：恒载满跨作用，活载1、2作用在AB跨，BC跨不作用活载；

4）A支座的最大剪力Vmax：跨内截面最大正弯矩时：恒载满跨作用，活载1、2作用在AB跨，BC跨不作用活载。

5）B支座的最大剪力Vmax：恒载满跨作用，活载1、2作用在BC跨，AB跨不作用活载。

7、解：g1.71.8544.94.912.235KN/m 282

q1.8542.92.96.235KN/m 282

q6.23512.23513.794KN/m 44gg

q3q36.2354.676KN/m 44

22M1k1gl0k2ql00.08013.794420.1014.6764225.213KNm

Vblk3gl0k4ql00.60013.79440.6174.676444.646KNm

8、解：

9、解：拟定板厚为80mm，查表得fc11.9N/mm2，fy300N/mm2，b0.550

按塑性理论方法（调幅法）查表计算，故板的计算跨度为： 边跨 l0=ln+h/2=2400-100-120+80/2=2220mm 中间跨 l0=ln=2400-200=2200mm

不利荷载组合： q =1.2gk+1.4qk=1.2×3.0+1.4×3.5＝8.5KN/m 取板的计算宽度为1m,即b=1000mm,按五跨等跨连续板计算

连续单向板按调幅发设计的截面弯矩及配筋计算表如下表：

注：取as25mm

第三章 单层厂房结构

一、选择题 1. C 2. D 3. A 4. B 5. C 6. D 二、填空题

1.厂房纵向柱少于七根 或需考虑地震力时 2.矩形截面柱； 工形截面柱； 双肢形截面柱 3.小车制动或启动时产生的惯性力；大车制动或启动时产生的惯性力。

4.吊车的最大轮压；吊车的最小轮压。 5.最大竖向吊车荷载；最小竖向吊车荷载。 6.不宜多于2 台；不宜多于4 台。” 7.不应多于2 台。” 8.柱宽 抗裂要求 9. a ≤ h0 一变截面的深梁。 10. a ＞ h0 悬臂梁。

11.最大正弯矩+Mmax及相应的N，V； 最大负弯矩-Mmax及相应的N，V；最大轴向力Nmax及相应的M，V； 最小轴向力Nmin及相应的M，V。 12.

aaa

0.75时。 虽较大而h1较小时。 13.剪切 14. 0.1

h0h0h0

a

＞0.75或纵筋配筋率较低时。 17.弯曲 h0

15.斜压 16.

三、名词解释

1.等高铰接排架：凡横梁均铰接于柱顶的单层排架，且当排架发生水平位移时，各柱顶位移均相同。 2.刚架结构：由横梁、柱和基础组成，梁柱刚性连接的结构。 3.牛腿：在厂房结构中，柱身上为了搁置吊车梁等而设置的外挑物。

4.抗风柱：设置在砖混结构房屋两端山墙内，抵抗水平风荷载的钢筋混凝土构造柱简称为抗风柱。 5.排架柱：排架结构中的柱子。

6.吊车梁：用于专门装载厂房内部吊车的梁，就叫吊车梁，一般安装在厂房上部。 四、简答题

1. 请画出（或写出）单厂铰接排架山墙以及四周墙体处风载的传力路径。 答：要点：

2.支撑的作用是什么？柱间支撑的作用又是什么？

答：要点：1）支撑是联系各主要承重构件，以构成整体厂房空间结构的重要组成部分，对厂房的刚度和构件的稳定起很重要的作用。2）柱间支撑是以承受山墙的风荷；承受上部支撑传来的力和吊车梁传来的纵向制动力，并把它们传至基础；柱间支撑还起到增强厂房纵向刚度和稳定的作用。 3.排架按结构形式可分哪几种？分别采用何种计算方法进行内力分析？ 答：排架按结构形式可分为2种，即1）等高铰接排架；2）不等高铰接排架。

等高铰接排架当排架柱顶作用有水平集中力P时，采用剪力分配法进行内力分析；在任意荷载作用下，采用剪力分配法和位移法联合求解。

不等高铰接排架则采用力法进行内力分析。 4.排架计算单元选取的基本假定有哪些？

答：1、作用于厂房排架上的荷载（除吊车荷载外），沿厂房纵向均匀分布；

2、横向排架间距相等； 3、不考虑排架间的空间作用；

4、柱下端嵌固于基础顶面，排架横梁铰接于柱上； 5、排架横梁为刚性连杆。

五、判断题 1.（X）2.（X）3.（V）4.（X） 六、计算题

1.答：1）水平段≥0.4la；2）垂直段为15d；3）水平+垂直≥la；4）末端为15d；5）要求：➊宜用变形钢筋（HRB335或HRB400、RRB400）；➋钢筋直径大于等于12毫米；❸配筋率为0.2%至0.6%；❹根数大于等于4根；❺承受水平拉力的锚筋应焊在预埋件上，大于等于2根。 2. 3.

当牛腿的悬挑长度c100mm时。 当竖向力的作用点位于下柱截面以内时 4.

1、预埋钢板焊接；2、预埋螺栓连接；3、预留插筋连接。

5.解: 1）画出吊车作用位置与反力影响线示意图。

2）DmaxPmaxyi0.9101(1

4.98.14

)262.6kN

9

3）DminDmax

Pmin37

262.696.2kN Pmax101

6.解: 1）画出吊车作用位置与反力影响线示意图。

2）DmaxPmaxyi0.9110(1

4.98.14

)286kN

9

3）DminDmax

Pmin48

286124.8kN Pmax110

7、解：（1）已知B=6m,对单层厂房z1.00查表得Z=10m，z1.00；Z=15m，z1.14; Z=20m，

z1.25

则Z=14.5m，z1Z=16.8m，z2Z=18.0m，z3

14.510

(1.141.00)1.00=1.126，

1510

16.815

(1.251.14)1.14=1.180

2015

18.015

(1.251.14)1.14=1.206

2015

h1=16.8-14.5=2.3m, h1=18.0-16.8=1.2m

q1kzzs10B=1.0×1.126×0.8×0.4×6=2.162KN/m q2kzzs20B1.01.1260.50.46-1.351KN/m

Fw[(S1S2)h1z2(s3s4)h2z3]0B

[(0.80.5)2.31.180(0.60.5)1.21.206]0.468.120kN

8、解：(1)对每个柱顶部加虚铰，A、B、C柱的支座反力分别为RA、RB、RC 根据所给公式求得 RATmaxC5250.6516.25KN,

RBTmaxC5250.6716.75KN Rc0

柱顶总反力RRARBRC33KN

（2）撤去铰，对结构反向施加R33KN,对柱顶分配剪力

VA2VC2AR0.323310.56KN

VB2BR0.363311.88KN

（3）叠加（1）（2）两种情形，各柱顶剪力

VARAVA216.2510.565.69KN

VBRBVB216.7511.884.87KN

VCRCVC2010.5610.56KN

A柱弯矩、剪力图略

9. 解： 1）求各柱截面惯性矩

I1124006003＝7.20109，I1

边＝中＝12

4004003＝2.13109

2) 求剪力分配系数

/边

边＝

121/＝0.43557，/中

中＝

1。边＋1/中21/边＋1/＝0.12886中

其中：

1＝3EI边1

中H

3

,

边

＝

3EI中

H

3

。

3）求各柱顶剪力

Q边＝边F＝435.57KN,Q中＝中F＝128.86KN

4）求各柱弯矩，按悬臂柱考虑

M底，边＝Q边H435.578＝3484.56KN.mM底，中＝Q中H128.868＝1030.88KN.mKN.m

，

5）绘制弯矩图如下

第四章 多、高层框架结构

一、选择题1. C 2. C 3. A 4. B 5. D 6.A 7. A 8. D 9.C 10.B 11.C 12.B 13.A 14．B 15.C 16.A 17.A 18.B 19.A 20.B

二、填空题1.二层梁顶 柱基顶面；上层梁顶 本层梁顶

2.（1）最大正弯矩+Mmax及相应的N，V；(2)最大负弯矩-Mmax及相应的N，V；(3) 最大轴向力Nmax及相应的M，V；(4) 最小轴向力Nmin及相应的M，V。 3.（1）弯矩二次分配法；（2）分层法。

4.弯矩二次分配法 分层法 分层法；反弯点法 “D”值法， “D”值法。 5.总体剪切变形 总体弯曲变形。

6、框架结构体系 剪力墙结构体系 框架-剪力墙结构体系 筒体结构体系 7、梁 柱

8、现浇整体式 装配式 装配整体式 9、Ib2.0I0 Ib1.5I0 10、Ib1.5I0 Ib1.2I0 11、ibEIb ib

l

EIc

h

12、弯矩分配法 分层法 迭代法等 13、弯矩分配系数 因端弯矩 传递系数 14、反弯点法 D值法（修正反弯点法） 15、剪切变形 弯曲变形。 三、名词解释

1.全框架结构：由梁、柱组成框架承重体系，内、外墙起填充、围护作用。

2.“D”值法：柱的侧移刚度不但与柱本身的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不应是个定值，而应是个变数，它随该柱与梁间的线刚度比，该柱所在的楼层位置，上下层梁间的线刚度比，以及上下层层高的不同而不同，甚至与房屋的总层数等因素也有关。 四、简答题

1.答：要点：柱的侧移刚度不但与柱本身的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不应是个定值，而应是个变数。它随该柱与梁间的线刚度比，该柱所在楼层位置，上下层梁间的线刚度比以及上下层层高的不同而不同，甚至与房屋的总层数等因素有关。

2.答：1）在竖向荷载作用下，节点的侧移可以忽略；2）每层横梁上的荷载对其它层横梁的内力影响很小，也可以忽略。

3.答：1）首先应根据生产工艺及使用要求确定柱网尺寸;2）在此基础上,力求房屋平面宜尽可能规整,均匀对称,体型力求简单,以使结构受力合理,并使之有利于建筑构件的统一化和定型化,使构件类型和尺寸的规格减少;3）柱网应规则,整齐,间距合理,传力体系明确;4）竖向承重单体要尽量布置匀称,整个房屋的抗侧刚度中心要尽量靠近水平荷载合力的作用线,以免房屋发生扭转;5）非承重隔墙宜用轻质材料,以减轻房屋自重;6）应合理设置三缝; 7）提高结构总体刚度，减小位移。控制房屋高宽比，一般不宜超过5。

4.答：方案主要有三种，即1）横向框架承重方案；2）纵向框架承重方案；3）纵，横向框架混合承重方案。

工程中常用的是横向框架承重方案，这是因为：横向承重框架有较高截面的梁，柱和刚性节点，故虽其跨数较少，但仍有较大的横向刚度，有利于在房屋平面尺寸较短的横向增加房屋的刚度，故在框架结构房屋中常被采用。

5.答：1）梁柱线刚度比；2）该柱所在楼层位置；3）上下梁相对线刚度比；4）上下层层高的变化。 6.答：y0——标准反弯点高度比；y1——上下梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；y2、y3——上下层层高度变化时反弯点高度比的修正值。 7.答：反弯点法的柱侧移刚度计算公式：D=12ic/h2；

“D”值法的柱侧移刚度计算公式：D=α12ic/h2。

式中ic——框架柱的线刚度；h——框架柱的计算高度；α——考虑梁柱线刚度比对柱侧移刚度的修正系数。

当梁柱线刚度比趋向于无穷时，α趋向于1，此时“D”值法的柱侧移刚度计算公式与反弯点法的柱侧移刚度计算公式统一。

8.答：（1）框架结构体系（2）剪力墙结构体系（3）框架-剪力墙结构体系（4）筒体结构体系 9.答：它是由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。

框架结构主要优点：建筑平面布置灵活，可形成较大的空间，且在立面处理上，易于表现建筑艺术的要求，因而很适合于多层工业厂房以及民用建筑中的多、高层办公楼、旅馆、医院、学校、商店和住宅等建筑。

其缺点是：框架结构在水平荷载作用下则表现出刚度小、水平位移大的特点，故亦称柔性结构。由于它的构件截面小，抗震性能较差，所以高度受限制，非地震区最大高度为60m，地震区为7度设防为55m。

10.答：房屋结构布置是否合理，对结构的安全性、适用性、经济性影响很大。因此，需根据房屋的高度、荷载情况及建筑的使用要求和造型要求，确定一个合理的结构布置方案。

（1）尽可能减少开间、进深的类型；柱网应规则、整齐、间距合理，传力明确； （2）房屋平面宜尽可能规整、均匀对称，体型力求简单，以使结构受力合理； （3）提高结构总体刚度，减小位移。房屋高宽比不宜过大，一般不超过5； （4）应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响。 11.答：（1）横向框架承重

横向布置框架承重梁，楼面竖向荷载由横向梁传至柱而在纵向布置连系梁。

由于横向框架往往跨数较少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向刚抗侧刚度，对抗震有利。而纵向框架往往仅按构造要求布置较小的连系梁，这也有利于房屋室内的采光和通风。

（2）纵向框架承重

在纵向布置承重梁，在横向布置连系梁。当为大开间柱网时，可考虑采用此种方案。 横向刚度差，对抗震不利。布置时，横向连系梁必须与柱子刚接，且截面不能太小，以保证房屋的横向刚度。对抗震不利，地震区不宜采用。

（3）纵横向框架承重

该方案两个方向的梁均要承担楼板的荷传来的竖向荷载，梁的截面均较大，房屋的双向刚度较大。故下列情况下宜采用：

①当房屋的尺寸接近于方形； ②两个方向柱列数接近时。

此时，楼盖采用双向板。此外，对抗震设防有要求的房屋，宜采用此种方案。因为沿房屋两个方向的地震作用大体相等，要求房屋在两个方向都要具有较大的抗侧刚度和抗震承载力。 12.答：（1）梁的截面尺寸

①梁的截面高度h

11~)l 101211

)l 装配式：h(~810

现浇整体式： h(②梁的截面宽度

11

b(~)h，且宜200mm

23

（2）柱的截面尺寸

柱截面尺寸的确定方法，一般是根据柱的轴向力设计估算，建议：

N

0.9~0.95 Nfc

一般要求柱截面高度不小于400mm，截面宽度不小于300mm。

N—轴向力设计值，一般民用建筑竖向荷载标准值可取14~15KN/mm，初步估算柱截面面积。 13.答：无论电算还是手算，利用结构和荷载的对称性确定的计算简图，可使计算工作量大为减少。因此，在确定计算简图时，应充分利用结构的对称性。

由结构力学知，对称结构在对称荷载作用下，可简化为半边结构： （1）正对称荷载作用下：

①奇数跨时：由于结构中的内力和变形均匀对称，位于对称轴截面上的梁跨中截面的剪力只能为零，但有弯矩和垂直挠度（位移）发生，故可简化为如图所示的计算简图如图12-1所示。

在对称轴上的梁截面设置定向支座，可上下滑动，无支座反力（剪力为零），但能承受弯矩。

图12-1 偶数跨时半边结构计算简图 图 12-2 奇数跨时半边结构计算简图 此时，中间跨的线刚度或相对线刚度为原来的2倍，因为跨度变为原来的1/2。 ②偶数跨时：由于结构中的内力和变形均对称，对称截面处不发生任何转和位移，对称截面处相当于固定支座（中间跨度的线刚度同原来），计算简图如图12-2所示。

2

（2）反对称荷载作用下：

其内力和变形具有反对称的性质，对称轴上梁截面不可能出现弯矩和垂直挠度（位移）故可简化为如图12-3所示的计算简图。

图12-3 反对称荷载作用下半边结构的简化

14.答：有电算和手算方法，目前多采用电算方法。

电算利用结构矩阵位移法编程，然后根据框架的计算简图，将框架的几何尺寸、荷载、约束参数输入，则框架的内力、侧移、配筋都可输出，非常方便，各设计部门目前都采用电算方法。

手算时引入一些基本假定，采用近似计算方法。由于各种计算方法的计算假定不同，计算结果精确度也有所差异，但一般满足设计所要求的精度。

对初学者来说，利用手算，掌握计算基本原理和结构受力特征是极为重要的。

15.答：多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有：弯矩分配法、分层法、迭代法等。它们由于假定的条件不同，计算精度也不一样，但基本都能满足设计精确度的要求。 16.答：弯矩二次分配法是对弯矩分配法的进一步简化。计算假定：

（1）忽略竖向荷载作用下框架节点侧移；

（2）某一节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余各杆件的影响忽略不计。

适用于层数较少的恒荷载情况下。

计算时，先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递（传递系数为弯矩产生新的不平衡弯矩进行第二次分配，整个弯矩分配和传递过程即告结束。 17.答：三大要素为：弯矩分配系数；因端弯矩；传递系数。

18.答：（1）转动刚度：使近端转动单位转角时所需施加的力矩，称为转动刚度，是表示杆端抵抗转动能力的物理量；

（2）确定方法：与杆件的线刚度和两端支座的支承条件有关，结构力学中给出：

1

），再将因传递2

①两端为固定端时：S4i ②一端固定，一端滑动时：Si ③一端固定，一端铰支杆时：S3i

19.答：作用于某节点的力矩，将按汇交于该节点各杆的转动刚度的比例分配给各杆端（近端），用来表示。即：iR

SiR

SiR

20.答：（1）两端固定为：1/2；

（2）一端固定，一端铰支为0； （3）一端固定，一端滑动：-1。

21.答：将多层框架要分解成若干个彼此互不关连的、且柱端为固端的简单刚架来近似计算（划整为零）竖向荷载作用下的框架内力的方法。

（1）基本假定：

在竖向荷载作用下的多层框架，用力学精确解法结果表明，不仅框架节点的侧移值很小，而且每层横梁上的荷载对上下各层的影响也很小。为进一步简化，可假定：

①在竖向荷载作用下，节点的侧移可以忽略；

②每层横梁上的荷载对其他层横梁的内力影响很小，也可以忽略。 （2）适用范围：

适用于节点梁柱线刚度比大于或等于3，结构与竖向荷载沿高度分布比较均匀的多层、高层框架的内力计算。

22.答：由于实际的框架柱，除底层基础处为固定外，其余各柱端因有节点转角，实际为弹性约束。所以，在分层计算时，须做如下调整：

（1）将上层各柱（底层除外）的线刚度予以调整，乘调整系数0.9折减系数，以减少计算误差； （2）各柱（底层柱除外）的弯矩传递系数改取为1/3。 分层后的各简单刚架一般也用弯矩二次分配法计算。

23.答：（1）作用于多层框架上的水平荷载主要有风载及地震荷载（二者不同时考虑，取大者）。为简化计算，一般将其化为节点集中荷载，如图所示。因节间无荷载，所以梁、柱的弯矩图都是直线形，都有一个弯矩为零（0）的点，称反弯点。

（2）适用于各层结构比较均匀（各层层高变化不大，梁的线刚度变化不大）、节点梁柱线

刚度比较大（

ib

）的多层框架，否则误差较大。 ic

24.答：基本假定：为了便于求得柱反弯点的位置和该点的剪力，作如下假定：

（1）将水平荷载化为节点水平集中的荷载；

（2）不考虑框架横梁的轴向变形，不考虑节点转角，认为梁、柱线刚度比

ib

很大； ic

（3）框架底层各柱反弯点在距柱底2/3高度处，上层各柱的反弯点位置在层高的1/2处； （4）梁端弯矩可由节点平衡条件求出。

25.答：根据计算假定（2）可得，同层各柱顶的侧移相等，则各柱剪力与柱的抗侧刚度Dij成正比。

（1）柱的抗侧刚度Dij的概念：

是表示柱顶产生单位水平侧移（1）时，在该柱柱顶所需施加的水平集中力，用Dij表示。 （2）柱的抗侧刚度的确定：由结构力学知：

12EIc12iij

Dij2

3hijhij

26.答：当框架柱的线刚度较大；上、下层层高变化大；上、下层梁线刚度变化较大时，用反弯点法计算将会产生较大的误差，因而提出了D值法，即修正反弯点法。考虑了框架节点转动对柱的抗侧刚度和反弯点位置的影响。

（1）各柱抗侧刚度D值的修正：D

12iijh

2ij

（2）各柱反弯点高度修正：h(0123)h

27.答：房屋在水平风力或地震作用下，侧移过大，人的感觉就不舒服；层间位移过大，会影响建筑装饰并层致填充墙开裂。因此，为满足正常使用要求，应控制框架结构的位移。

（1）层间位移与层高之比： 采用轻质隔墙时：

i1



hi450i1



hi500

采用砌体填充墙时：

（2）顶点位移与总高之比： 采用轻质隔墙时：



H



1

550

采用砌体填充墙时，28.答：（1）调幅原因：

①按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，以在抗震结构设计中在梁端正出现塑性铰的强度柱弱梁延性框架，利于抗震。

②为了防止支座处梁钢筋过于拥挤，便于浇捣混凝土（便于施工），也往往希望梁的支座负弯矩筋放得少些；

③对于装配式或装配整体式框架，节点并非绝对刚性，梁端实际弯矩将小于其弹性计算值。 因此在进行框架结构设计进，一般均对梁端弯矩进行调幅，即人为的减小梁端负弯矩，减少节点附近梁顶面的配筋量，用调幅系数表示，其调整幅度为：

（2）调幅系数：

① 现浇框架：可取0.8~0.9 ②对于装配整体式框架0.7~0.8。

29.答：活荷载其作用位置是可变的，对于每一根构件的不同的截面或同一截面的不同种类组合，相当有不同的活荷载最不利布置。工程设计中，有三种处理方法。

（1）最不利活荷载位置法：根据影响线确定其最不利的活荷载位置，然后进行内力分析，可直接求出某截面在活载作用下的最大内力，但计算工作量太大，一般不采用；

（2）逐跨施法荷：将活荷载单逐跨单独地作用于各跨上，分别计算框架内力，然后根据所指定的控制截面，叠加不利内力。简单、明了，计算工作量少于前者。目前电算程序一般采用此法，但对于手算，仍很较烦，很少采用；

（3）满布荷载法：将活载同时作用于框架梁上，不考虑活荷载的不利位置。这种简化的计算与考虑活载不利位置计算比较表明，支座截面内力较为接近，精度一般能满足工程要求；但跨中弯矩却明显偏小，应予调整。为此将跨中弯矩乘以1.1~1.3的调整系数，予以加大。

手算通常采用此法。 五、判断题

1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、× 6、× 7、√ 六、计算题



H



1

650

1.解：1）.计算梁柱线刚度（E

1

bh3） 12

2）.计算D值 3）计算层间侧移

2010350103

u40.0199mm，u30.0140mm

25011202(719400997350)

80103110103

u20.0230mmu10.0800mm

2(719400997350)2(314167372167)

4）.计算顶点位移

uui0.136mm

i1

4