2022年框架设计练习题答案.docx

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1、精品学习资源一、摸索题：框架结构设计练习题答案欢迎下载精品学习资源1、框架结构定义及优点、缺点及其适用范畴如何？答：框架结构是指由梁柱杆系构件构成，能承担竖向和水平荷载作用的承重结构体系；优点： 框架结构平面布置敏捷， 可依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；适用范畴：仅适用于房屋高度不大、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， 一般情形， 梁端抗弯承载力第一到达其极限承载力， 显现塑性铰区域， 相应地梁端截面转角位移显著加大， 内力向跨中发生转移， 导致跨中弯矩进一步提高， 跨中挠曲变形增大， 直至破坏；水平荷载作用下， 框

2、架柱承担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倾覆力矩，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， 水平力也引起楼层剪力，使梁、柱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，直至破坏；3、框架结构结构整体布置原就有哪些？答：柱网应规章、整齐、间距合理，传力体系合理；削减开间、进深的类型；房屋平面应尽可能规整、匀称对称，体型力求简洁，以使结构受力合理；提高结构总体刚度，减小位移；房屋高宽比不宜过大；满意非抗震设计时为5；设防烈度为 6 度、 7 度时为 4；8 度时为 3； 9 度时为 2应考虑地基不匀称沉降、温度变化和混凝土收缩等影响，设

3、置必要的变形缝；4、框架结构梁、柱构件截面几何尺寸的初选方法是什么？欢迎下载精品学习资源答：1梁梁高： hb11l 1018梁宽： bb11 hb 23欢迎下载精品学习资源2柱：柱截面面积一般依据轴压比限值NNfc A估算，同时截面的高度、宽度要欢迎下载精品学习资源满意以下要求：b 、 h 1 1 H欢迎下载精品学习资源ccc15205、分层法运算竖向荷载作用下平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，在其他层梁及柱上产生的内力可忽视不计；2竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可忽视不计；6、分层法为什么要将上层柱的线

4、刚度乘以0.9 进行折减？传递系数为什么要变为1/3？ 答：在分层的时候， 假定各个开口刚架的上下端均为固定支承，而实际上， 除底层的下端外， 其他各层柱端均有转角产生，即上层的刚架中， 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，为了改善由此所引起的误差，在运算时做以下修正： 除底层以外其他各层柱的线刚度均乘0.9 的折减系数； 除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3.7、分层法的运算步骤？1运算梁柱的线刚度及相对线刚度；2将框架运算简图分层 分层后的各柱远端为固定支座，并对除底层柱外的其它各层柱的线刚度乘 0.9 折减系数；3用弯矩安排法运算各层单元的杆端弯矩；欢迎

5、下载精品学习资源4叠加各层的杆端弯矩，留意梁的弯矩值保持不变，柱的弯矩值为各层单元的柱端弯矩的代数和，叠加后假设结点弯矩不平稳，可再进行一次弯矩安排；5按静力平稳条件运算出框架的剪力和轴力，并绘出内力图；8、反弯点法运算水平荷载作用下平面框架结构的荷载效应时，其基本假定是什么？答：1梁的线刚度与柱线刚度之比大于3 时，可认为梁刚度为无限大，柱两端无转角；2梁、柱轴向变形均可忽视不计，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什么？答：柱抗侧移刚度指无角位移的两端固定杆件，柱顶产生单位侧移时需的剪力；10、反弯点

6、法运算弯矩时，与框架中节点相连的梁端弯矩运算公式说明白什么？答：反弯点法运算弯矩时， 与框架中节点相连的梁端弯矩运算公式说明白梁端弯矩不但与相连的柱端弯矩有关 ,而且仍与该梁的线刚度成正比；11、D 值法的基本假定是什么？答：1水平荷载作用下，框架结构同层各结点转角位移相等；2梁、柱轴向变形均忽视不计；12、柱反弯点高度与哪些因素有关？答：柱反弯点高度与荷载形式、梁柱刚度比、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、框架柱的线刚度和层高沿框架高度不变时，反弯点高度与运算柱高度的比值；可依据标准框架总层数n，运算柱所在层数m，梁、柱线刚度比k，以及水

7、平荷载形式由有关表格查得的；14、反弯点法与 D 值法运算框架结构内力的详细步骤是什么？ 答：反弯点法运算步骤欢迎下载精品学习资源运算柱子抗侧移刚度运算各层总水平剪力dijVpj或 D 值；，按柱抗侧移刚度安排运算柱反弯点处的水平剪力Vij ；欢迎下载精品学习资源依据各柱安排到的剪力及反弯点位置，运算柱端弯矩欢迎下载精品学习资源上层柱：上下端弯矩相等M ij 上M ij 下Vij h j / 2欢迎下载精品学习资源底层柱：上端弯矩M i1上Vi1h1 / 3； 下端弯矩M i1下2Vi 1h1 / 3欢迎下载精品学习资源依据结点平稳运算梁端弯矩，如下图欢迎下载精品学习资源对于边柱：M bM i

8、j上M ij 1下欢迎下载精品学习资源对于中柱：设梁的端弯矩与梁的线刚度成正比，就欢迎下载精品学习资源M b左（M ij 上M ij1下）i b左M b右（M ij 上M ij1下）ib右欢迎下载精品学习资源ib左ib右ib左i b右欢迎下载精品学习资源M lM r 欢迎下载精品学习资源可依据力的平稳原就，由梁两端的弯矩求出梁剪力；V lV rbb欢迎下载精品学习资源bvlnlr欢迎下载精品学习资源柱的轴力运算由节点左右梁端剪力之和得到；N ikVibVib i欢迎下载精品学习资源15、框架结构在水平荷载作用下的侧移是由哪几部分组成的？各怎样运算？答：水平侧移由框架梁、柱弯曲和剪切变形产生的水

9、平位移MQ 和由于框架柱轴向变形产生的水平位移N 两部分组成，即 MQ +N欢迎下载精品学习资源梁、柱弯曲变形产生的侧移MQ 运算：Vpi欢迎下载精品学习资源第 i 层的层间位移i第 i 层的水平位移iiDijiikk 1欢迎下载精品学习资源N s顶点位移为k欢迎下载精品学习资源k 1框架柱轴向变形产生的水平位移：V0HF欢迎下载精品学习资源3EABNN2Nz1z116、什么是掌握截面？什么是掌握内力？框架梁、柱结构构件的掌握截面分别有几个？掌握内力各有哪些？答：掌握截面就是构件中内力最大的截面；掌握内力就是掌握截面上的最不利内力；框架梁的掌握截面有3 个，两端和跨中；框架柱的掌握截面有2 个

10、，各层柱的上、下两端；掌握内力如下表；构件梁柱掌握截面梁端跨中柱端欢迎下载精品学习资源- M max+ M max 及相应的 N ，V欢迎下载精品学习资源最不利内力+ M maxV- M max+ M max- M max 及相应的 N ， VNmax 及相应的 M ， V欢迎下载精品学习资源maxN min 及相应的 M， V欢迎下载精品学习资源17、梁端弯矩调幅缘由是什么？调幅大小有何依据？答：梁弯矩调幅缘由是依据框架结构的合理破坏形式，在梁端显现塑性铰是答应的，为了便于浇搗混凝土，也往往期望节点处梁的负钢筋放的少些；而对于装配式和装配整体式框架，节点并非肯定刚性， 梁端实际弯矩将小于其弹

11、性运算值，因此，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， 考虑竖向荷载作用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0.8 0.9，装配式框架调幅系数为0.70.8，梁端负弯矩削减后，应按平 衡条件运算调幅后的跨中弯矩，且要求梁跨中正弯矩至少应取按简支梁运算的跨中弯矩的1/2；二、运算题：1. 图示两层两跨框架，试用分别用弯矩安排法和分层法运算框架内力，并分别作出弯矩图；注：括号内数字表示各杆件线刚度的相对值；解：欢迎下载精品学习资源1运算梁的固端弯矩列于各分层框图中，以带* 号的数值表示下层上层2分层运算 每层 6 分，共 12 分3作弯矩图单位

12、： kNm 6 分2. 用反弯点法运算图示三层框架层高为、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定弹性模量为单位1 时的梁柱线刚度解：1运算一层各柱的相对抗侧刚度2第一、二层： A 柱： DA1 12i A1 / hB1B 柱： D B1 12i/ h 2C1C 柱： DC1 = 12i/ h2欢迎下载精品学习资源DA1 + D B1 + D C1 =123.5 / h 2欢迎下载精品学习资源2第三层： A 柱： D A3 12i A3 / hB3B 柱： D B3 12i/ h2120KN44欢迎下载精品学习资源111100KN4411.5180KN5511.51欢

13、迎下载精品学习资源C3C 柱： D C3 = 12i/ h2D A3 + D B3 + D C3 = 122) 各层层剪力3 / h 2欢迎下载精品学习资源V1 =300KNV 2 =220KNV 3=120KN3) 各柱的剪力欢迎下载精品学习资源1V A1 = V c1 =300 85.7KNVB1=1.5300欢迎下载精品学习资源111.5111.5欢迎下载精品学习资源V A2 = V c21 =1220 62.9KNV B2=1.5220欢迎下载精品学习资源111.5111.5V A3 = V c3 =V B3=40KN4) 各柱端弯矩36169.74127.87欢迎下载精品学习资源M

14、A3 = MC3 = MB3 =40 1.8 72KN .m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源下柱： icl0.3510 3 E6欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源上柱 ：i c下c0.46710E欢迎下载精品学习资源M t A1 = M tC1 .m M b A1 = M b C1 .mM tB1 .m72367272M b B1 .mM t A2 = M tC2 .m M b A2 = M b C2 .m113.2272185.2272127.8772M t B2.m102.8M b B2 .m113.22216.02tttM b A3 = M b C3 = M b B3 =4

15、0 1.8 72KN . m5绘制弯矩图A205.683、如下图钢筋混凝土框架，采纳C25 混凝土，其弹性模量为34惯性矩均为 I b24.3 10m ，各柱的惯性矩均为I c2.1移；解：1运算梁、柱线刚度比的线刚度比EIE24.310 3bl9162.03154.32169.74113.22162.03B205.68C308.6462E28 10 kN m ，各梁的3410m ，求该结构的顶点位梁： ib2.710 3 EEIE2.110 3c下EIE2.1 10 33l4.5ii2.7 10 3 E由于：bb5.783所以可用反弯点c上c下2运算各柱的侧向刚度D法ii0.467 10 3

16、 E欢迎下载精品学习资源上柱： D312ic上120.467 1028 10637.75 10kN m欢迎下载精品学习资源上22h上4.5欢迎下载精品学习资源下柱： D312ic下120.351028 1063.27 103 kN m欢迎下载精品学习资源h6下22下3运算各层的层间剪力及层间水平位移欢迎下载精品学习资源一层层间剪力： 二层层间剪力：V120kNV220kN10kN30kN欢迎下载精品学习资源一层层间位移：u12V1D下k30 kN23.27103 kN m4.5910 3 m欢迎下载精品学习资源二层层间位移：k 1uV220 kN1.2910 3m欢迎下载精品学习资源4运算顶层总位移22D上kk 127.75103 kN m欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源uu1u21.29 10 3m4.59 10 3 m5.88 10 3m欢迎下载