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建筑结构多层框架结构习题
第十二章多层框架结构
一、填空题:
1、常用的多、高层建筑结构体系、、、、几种类型。
2、框架结构是由、组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。
3、框架的结构按施工方法的不同,可分为、、三种类型。
4、框架结构中,梁的截面惯性矩
应根据梁与板的连接方式而定。
对于现浇整体式框架梁,中框架梁;边框架梁。
5、框架结构中,梁的截面惯性矩
应根据梁与板的连接方式而定:
对于装配整体式框架梁,中框架梁;边框架梁。
6、框架梁、柱的线刚度计算公式分别为:
、。
7、多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有:
、、
。
8、弯矩二次分配法的三大要素是:
、、。
9、多层框架在水平荷载作用下内力的计算方法有、两种。
10、框架结构在水平荷载作用下,其侧移由、两部分变形组成。
二、判断题:
1、框架结构中,梁的截面惯性矩
应根据梁与板的连接方式而定()。
2、框架结构布置原则中,尽可能增加开间、进深的类型,以使结构布置更趋于灵活机动合理。
()
3、弯矩二次分配法适用于层数较少竖向对称荷载作用的情况()。
4、弯矩二次分配法,各杆件的传递系数为
()。
5、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时,要对线刚度和弯矩传递系数进行调整如下:
将各柱乘调整系数0.9折减系数;弯矩传递系数改取为1/3。
()。
6、分层法适用于节点梁柱线刚度比大于或等于4,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。
()。
7、一般多层框架房屋,其侧移主要是由梁、柱弯曲变形所引起的。
柱的轴向变形所引起的侧移值甚微,可忽略不计。
因此,多层框的侧移只需考虑梁、柱的弯曲变形,可用D值法计算。
()
三、选择题:
1、地震区的承重框架布置方式宜采用()框架。
A纵向承重B横向承重和纵横向承重C横向承重D纵横向承重
2、框架结构中,梁的截面惯性矩
应根据梁与板的连接方式而定。
对于现浇整体式框架梁,中框架梁、边框架梁的截面惯性矩应为()。
A
、
B
、
C
、
D
、
3、框架结构中,梁的截面惯性矩
应根据梁与板的连接方式而定。
对于装配整体式框架梁,中框架梁、边框架梁的截面惯性矩应为()。
A
、
B
、
C
、
4、弯矩二次分配法,各杆件的传递系数为()。
A各杆件均取
B首层
,其它层
C各杆件均取
D首层
,其它层
5、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时,要对线刚度和弯矩传递系数进行调整如下:
将上层各柱乘调整系数0.9折减系数;各柱的弯矩传递系数改取为1/3。
()
A将各柱乘调整系数0.9折减系数;弯矩传递系数改取为1/3。
B将上层各柱(底层除外)乘调整系数0.9折减系数;各柱(底层除外)的弯矩传递系数改取为1/3。
C将各柱乘调整系数0.85折减系数;各柱的弯矩传递系数改取为1/4。
D将各柱乘调整系数0.9折减系数,;各柱的弯矩传递系数改取为1/2。
6、分层法适用于节点梁柱线刚度比大于或等于(),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。
A3B4C5D6
7、框架结构竖向活荷载最不利布置的下列几种方法考虑的计算原则中,()有误。
A满布荷载法B分层组合法C最不利荷载位置法D逐跨施荷法
四、简答题:
1、常用的多、高层建筑结构体系有哪几种?
2、什么是框架结构?
有何特点?
框架结构布置原则是什么?
4、框架结构的承重方式有哪几种?
特点如何?
5、如何估算框架梁、柱截面尺寸?
6、在确定框架结构的计算简图时,如何利用结构和荷载的对称性?
7、多层框架结构在荷载作用下(竖向荷载和水平荷载)的内力和侧移计算,采用的方法有哪些?
8、多层框架在竖向荷载作用下的计算方法有哪几种?
9、何谓弯矩二次分配法?
如何计算的?
三大要素是什么?
10、用弯矩分配法计算多层框架在竖向荷载作用下的内力时,其三大要素是什么?
11、何谓梁、柱转动刚度S?
如何计算?
12、用弯矩二次分配法计算多层框架在竖向荷载作用下的内力时,如何对弯矩进行分配?
13、用弯矩二次分配法计算多层框架在竖向荷载作用下的内力时,如何确定传递系数?
14、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时,各有何基本假定条件?
适合什么情况下采用?
15、用分层法计算竖向荷载作用下的内力时,为何要对线刚度和弯矩传递系数进行调整?
16、什么叫反弯点?
反弯点的位置是如何确定的?
17、用反弯点法计算水平荷载作用下框架结构的内力时,有哪些基本假定?
18、什么叫柱的抗侧移刚度(抗侧刚度)?
如何确定Dij
19、什么叫D值法?
它对反弯点法修正了什么?
20、设计规范对框架结构位(侧)移限值如何?
21、在进行框架结构设计时,为何要对梁端弯矩进行调幅?
如何调幅?
22、内力组合时,如何考虑框架结构竖向活荷载最不利布置?
参考答案
一、填空题:
1、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
2、梁柱
3、现浇整体式装配式装配整体式
4、
5、
6、
7、弯矩分配法分层法迭代法等
8、弯矩分配系数因端弯矩传递系数
9、反弯点法D值法(修正反弯点法)
10、剪切变形弯曲变形。
二、判断题:
1、√2、×3、√4、×5、×6、×7、√
三、选择题:
1、B2、C3、A4、A5、B6、A7、B
四、简答题:
1、
(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
2、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。
3、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。
4、
(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。
5、
(1)梁的截面尺寸
①梁的截面高度h
现浇整体式:
装配式:
②梁的截面宽度
,且宜
(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:
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14~15
,初步估算柱截面面积。
6、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)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
7、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。
8、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。
9、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
),再将因传递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。
10、三大要素为:
弯矩分配系数;因端弯矩;传递系数。
11、
(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:
①两端为固定端时:
②一端固定,一端滑动时:
③一端固定,一端铰支杆时:
12、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:
13、
(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。
14、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。
15、由于实际的框架柱,除底
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- 建筑结构 多层 框架结构 习题
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