2022年框架设计练习题答案 .docx

《2022年框架设计练习题答案 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年框架设计练习题答案 .docx（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 框架结构设计练习题答案一、摸索题：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

2、,框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,形成框架的整体剪切变形,直至破坏；使梁、柱产生垂直其杆轴线的剪切变形和弯曲变形,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？答：1梁梁高：hb11l梁宽：b b11h b1018232柱：NN柱截面面积一般依据轴压比限值估算,同时截面的高度、宽度要fcA满意以下要求：bc、h c11Hc15205、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

4、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 1/3. 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；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - -

5、- - 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、反弯点法运算弯

6、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,以及水平荷

7、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？V ；答：反弯点法运算步骤运算柱子抗侧移刚度d 或 D 值；运算各层总水平剪力Vpj,按柱抗侧移刚度安排运算柱反弯点处的水平剪力依据各柱安排到的剪力及反弯点位置,运算柱端弯矩上层柱：上下端弯矩相等Mi 1 上Mij上Mij下V ijhj/2Mi1 下2 V i1 h 1/3底层柱：上端弯矩V i1 h 1/3； 下端弯矩依据结点平稳运算梁端弯矩,如下图对于边柱：MbMij上Mij1下对于中柱：设梁的端弯矩与梁的线刚度成正比,就Mb左（Mij上Mij1下）i bib左b右Mb 右（Mij上nMiji1 下）i b

8、左b右iib 右左可依据力的平稳原就,由梁两端的弯矩求出梁剪力；Nikl V br V vMlMr bbll V ibr V ib柱的轴力运算由节点左右梁端剪力之和得到；i15、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？名师归纳总结 答：水平侧移由框架梁、柱弯曲和剪切变形产生的水平位移MQ和由于框架柱轴向变形第 2 页,共 6 页产生的水平位移N两部分组成,即MQ+N- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 梁、柱弯曲变形产生的侧移 MQ运算：第 i 层的层间位移iiiVpiijNV 0H32F ND第 i 层的水平位移iik顶点位移为k1

9、kNsk1框架柱轴向变形产生的水平位移N：BEz 1A z 116、什么是掌握截面？什么是掌握内力？框架梁、内力各有哪些？柱结构构件的掌握截面分别有几个？掌握答：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,各层柱的上、下两端；掌握内力如下表；构件梁柱 柱端掌握截面梁端跨中最不利内力-Mmax-Mmax+Mmax及相应的 N,V +Mmax-Mmax及相应的 N,V +MmaxNmax及相应的 M , V VmaxNmin及相应的M,V 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

10、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 0.80.9,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

11、；注：括号内数字表示各杆件线刚度的相对值；解：名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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：kN m 6 分2. 用反弯点法运算图示三层框架层高为、梁跨为 图,图中括号中的数据为假定弹性模量为单位解：1运算一层各柱的相对抗侧刚度第一、二层： A 柱： DA1 12 i A1/h2B 柱： D B112 i B1/h22C 柱： DC1 =12 i C 1/h2DA1 + D B1+ D C1 =123 .5/h6

12、m的剪力、弯矩和轴力,并绘出弯矩 1 时的梁柱线刚度名师归纳总结 第三层： A 柱： D A312 i A3/h2120KN14141第 4 页,共 6 页B 柱： D B312 i B3/2 h100KN141.54180KN151.551- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - C 柱： D C3 =12 i C3/2 h2D A3+ D B3+ D C3 = 12 3 / h2 各层层剪力V1=300KN V 2=220KN V 3=120KN3 各柱的剪力1 300 1 5. 300V A1= V c1 =85.7KN VB1=1 1 .1 5 1 1

13、 1 . 5V A2= V c21 = 1 22062.9KN V B2= 1 . 5 2201 1 1 5. 1 1 1 . 5V A3= V c3 =V B3=40KN 4 各柱端弯矩 36M t A1 = M t C1 . m 72 72 72M b A1= M b C1 . m 36M t B1 . m M b B1 . m 113.22 127.87169.74M t A2 = M t C2 . m 72185.22 127.87 72 72M b A2= M b C2 . m M t B2 . m 102.8 162.03154.32M b B2 . m 113.22 169.74

14、 113.22M t A3 = M t C3 = M t B3=40 1.872KN .m 216.02 162.03M b A3= M b C3 = M b B3=40 1.872KN .m 5绘制弯矩图205.68 A308.64 B 205.68 C6 23、如下图钢筋混凝土框架,采纳 C25 混凝土,其弹性模量为 E 28 10 kN m ,各梁的3 4 3 4惯性矩均为 bI 24.3 10 m ,各柱的惯性矩均为 cI 2.1 10 m ,求该结构的顶点位移；解：1运算梁、柱线刚度比的线刚度比名师归纳总结 梁：ibEIbE24.3 1032.7103EE第 5 页,共 6 页l9下

15、柱：ic 下EIcE2.1 1030.35 103El6上柱 ：ic 下EIcE2.1 1030.467 103l4.5由于：iibib2.7 103E5.783所以可用反弯点法c 上i c下0.467 103E2运算各柱的侧向刚度D - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 上柱：D 上12ci 上120.467 1036 28 103 7.75 10kN m2 h 上2 4.5下柱：D 下12ci 下12 0.35 1036 28 103 3.27 10kN mh 下 26 23运算各层的层间剪力及层间水平位移一层层间剪力：V 120 kN10 kN230 kN4.59 103m二层层间剪力：V 220 kN30kNV 1一层层间位移：u 12D下k23.27 103kN m二层层间位移：uk120kN1.29103m22V 27.75103kN mD上kk14运算顶层总位移名师归纳总结 uu 1u21.29 103m4.59 103m5.88 103m第 6 页,共 6 页- - - - - - -