【正文】 31． 正截面受彎承載力計(jì)算為什么 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力設(shè)計(jì)值要除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)？ 答：考慮到地震作用的時(shí)間很短，快速加載時(shí)，材料強(qiáng)度會(huì)有所提高，因此，抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架梁的截面承載力應(yīng)除以。內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，依據(jù)抗震等級(jí)不同而異：一級(jí)抗震等級(jí)以實(shí)際配筋為基礎(chǔ)進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整；二、三級(jí)抗震等級(jí)是在設(shè)計(jì)內(nèi)力的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。即在梁、柱塑性鉸順序出現(xiàn)完成之前，節(jié)點(diǎn)區(qū)不能過(guò)早破壞。 而為了避免地震作用下框架柱過(guò)早地進(jìn)入屈服階段，增大屈服時(shí)柱的變形能力，提高柱的延性和耗能能力，全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)過(guò)小。為此，規(guī)范對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)框架梁的 x/h0和 ρ max作出了規(guī)定。所以矩形截面柱采用連續(xù)矩形復(fù)合螺旋箍（圖 7）， 可大大提高其延性。 此外，框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性與箍筋形式有關(guān)。 在塑性鉸 區(qū)配置足夠的箍筋，可約束核心混凝土，顯著提高塑性鉸區(qū)混凝土的極限應(yīng)變值，提高抗壓強(qiáng)度，防止斜裂縫的開展，從而可充分發(fā)揮塑性鉸的變形和耗能能力，提高梁、柱的延性；而且鋼箍作為縱向鋼筋的側(cè)向支承，阻止縱筋壓屈，使縱筋充分發(fā)揮抗壓強(qiáng)度。 5）箍筋 震害表明，梁端、柱端震害嚴(yán)重，是框架梁、柱的薄弱部位。試驗(yàn)表明，在矩形柱或圓形柱內(nèi)設(shè)置矩形核心柱（圖 6），不但可以提高柱的受壓承載力，還可以提高柱的變形能力。 表 1 柱軸壓比限值 抗震等級(jí) 一 二 三 軸壓比限值 在高層建筑中，底層柱往往承受很大的 軸力，很難將軸壓比限制在較低水平。 圖 5 軸壓比與延性比關(guān)系圖 圖 6 芯柱尺寸示意圖 圖 7 連續(xù)復(fù)合螺旋箍 框架柱在豎向荷載與地震作用下的軸壓比宜滿足表 1的規(guī)定。而且，軸壓比是影響柱的延性的重要因素之一，柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低（圖 5），尤其在高軸壓比下，增加箍筋對(duì)改 善柱變形能力的作用并不明顯。 試驗(yàn)研究表明，軸壓比的大小，與柱的破壞形態(tài)和變形能力是密切相關(guān)的。這實(shí)質(zhì)上也是對(duì)構(gòu)件最小截面尺寸的要求。 3）梁、柱剪壓比限制 當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸太小或混凝土強(qiáng)度太低時(shí)，按抗剪承載力公式計(jì)算的箍筋數(shù)量會(huì)很多，則箍筋在充分發(fā)揮作用之前，構(gòu)件將過(guò)早呈現(xiàn)脆性斜壓破壞，這時(shí)再增加箍筋用量已沒(méi)有意義。 類似地，對(duì)框架梁而言，則要求其凈跨 ln與截面高度 hb之比不宜小于 4。因此框架柱的分類又可用長(zhǎng)細(xì)比表示為： 4?cnhH 時(shí)為長(zhǎng)柱；43 ?? hH 時(shí)為短柱； 3?hH 時(shí)為極短柱。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，剪跨比λ≥ 2的柱屬于長(zhǎng)柱，只要構(gòu)造合理，通常發(fā)生延性好的彎曲破壞；當(dāng)剪跨比 ≤λ 2 的柱為短柱，柱子將發(fā)生以剪切為主的破壞，當(dāng)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)或配有足夠的箍筋時(shí)，也可能發(fā)生具有一定延性的剪壓破壞；而當(dāng)剪跨比λ ，柱的破壞形態(tài)是脆性的剪切斜拉破壞，幾乎沒(méi)有延性，設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)避免。它是影響梁、柱極限變形能力的主要因素之一，對(duì)構(gòu)件的破壞形態(tài)有很重要的影響。所以在進(jìn)行框架梁、柱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于其受彎承載力，使構(gòu)件發(fā)生延性較好的彎曲破壞，避免發(fā)生延性較差的剪切破壞，而且保證構(gòu)件在塑性鉸出現(xiàn)之后也不過(guò)早剪壞，這就是“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則，它實(shí)際上是控制構(gòu)件的破壞形態(tài)。因此框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是梁柱塑性鉸設(shè)計(jì)。這種破壞機(jī)制的框架，就是強(qiáng)柱弱梁型框架。這是因?yàn)橹菈簭潣?gòu)件，較大的軸壓比將使柱的延性下降，而梁是受彎構(gòu)件，比較容易實(shí)現(xiàn)高延性比要求。震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)：凡是具有現(xiàn)澆樓板的框架，由于現(xiàn)澆樓板大大加強(qiáng)了梁的強(qiáng)度和剛度，地震破壞都發(fā)生在柱中，破壞較嚴(yán)重；而沒(méi)有樓板的構(gòu)架式框架，裂縫出在梁中，破壞較輕 ,從而也證實(shí)強(qiáng)梁弱柱引起的結(jié)構(gòu)震害比較嚴(yán)重。圖 4(a)是一個(gè)強(qiáng)柱弱梁型結(jié)構(gòu)，塑性鉸首先出現(xiàn)在梁中，當(dāng)部分梁端甚至全部梁端均出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，結(jié)構(gòu)仍能繼續(xù)承受外荷載，而只有當(dāng)柱子底部也出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，結(jié)構(gòu)才達(dá)到破壞。圖 4(b)所示是一個(gè)強(qiáng)梁弱柱型結(jié)構(gòu)，所以塑性鉸首先出現(xiàn)在柱中，當(dāng)某薄弱層柱的上下端均出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，該層就成為幾何可變體系，而引起上部結(jié)構(gòu)的倒塌。在梁端和柱端的塑性鉸，都必須具有延性，才能使結(jié)構(gòu)在形成機(jī)構(gòu)之前，結(jié)構(gòu)可以抵抗外荷載并具有延性。 30(可選 )． 提高結(jié)構(gòu)延性的措施有哪些？ 答：根據(jù)震害以及近年來(lái)國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)研究資料，延性框架設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1）“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)原則 — 控制塑性鉸的位置 在地震作用下，框架中塑性鉸可能出現(xiàn)在梁上，也可能出現(xiàn)在柱上，但是不允許在梁的跨中出鉸。 （ 3）實(shí)現(xiàn)塑性內(nèi)力重分布 延性結(jié)構(gòu)容許構(gòu)件的某些臨界截面有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，形成塑性鉸區(qū)域，產(chǎn)生內(nèi)力重分布，從而使鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)能夠按塑性方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到有利的彎矩分布，從而使配筋合理，節(jié)約材料，而且便于施工。 （ 2）承受某些偶然因素的作用 結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中可能會(huì)承受設(shè)計(jì)中未考慮到的偶然因素的作用，比如說(shuō)，偶然的超載、基礎(chǔ)的不均勻沉降、溫度變化和收縮作用引起的體積變化等。039。039。 27. 框架柱的軸壓比限值？ 抗震等級(jí)： 一級(jí)； 二級(jí)； 三級(jí)； 框架柱： 28. 框架梁及柱的配筋率要求。 短柱：柱的長(zhǎng)細(xì)比不大于 4 的柱子。 26. 框架梁、柱箍筋加密區(qū)的長(zhǎng)度如何確定？ 梁：二級(jí)，三級(jí)框架：梁端 ,500 二者中選大者； 柱箍筋加密區(qū)范圍 長(zhǎng)柱箍筋加密區(qū)范圍取柱凈高的 1/柱截面高度 h、 500mm三者中的較大值。 25. 一、二級(jí)框架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)剪力如何計(jì)算？ 一級(jí)： 二級(jí)： 式中： M 為節(jié)點(diǎn)左右梁端彎矩（求代數(shù)和）， hb為節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁高的均值， hb0=hbas。 V的取值，主要是保證梁的抗剪能力大于其抗彎能力，不發(fā)生脆性破壞，即梁的設(shè)計(jì)要遵循 ―強(qiáng)剪弱彎 ‖的原則。所以按照強(qiáng)剪弱彎原則設(shè)計(jì)的箍筋主要配置在梁端、柱端塑性鉸區(qū)，稱為箍筋加密區(qū)。所以在進(jìn)行框架梁、柱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于其受彎承載力，使構(gòu)件發(fā)生延性較好的彎曲破壞，避免發(fā)生延性較差的剪切破壞，而且保證構(gòu)件在塑性鉸出現(xiàn)之后也不過(guò)早剪壞，這就是“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則，它實(shí)際上是控制構(gòu)件的破壞形態(tài)。最小為 400X400 23. 在進(jìn)行框架設(shè)計(jì)時(shí)，是如何體現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎的 ？ 答： 1）二、三級(jí)框架的梁，剪力均進(jìn)行放大調(diào)整； 2）框架梁柱的兩端均設(shè)置箍筋加密區(qū)。寬度按（ 1/31/4） h 初估，且不小于 1/2 柱寬。因此，規(guī)范中作出了上述規(guī)定。此外，梁端底面和頂面縱向鋼筋的比值，同樣對(duì)梁的變形能力有較大影響。 ?ss AA （ 3）之所以作上述規(guī)定，是因?yàn)閷?duì)強(qiáng)柱弱梁型框架，地震作用下將首先在框架梁的端部出現(xiàn)塑性鉸。 21．抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁端截面、梁跨中截面的混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)滿足什么要求？沿框架梁全長(zhǎng)頂面和底面的縱向鋼筋配置有哪些規(guī)定和要求？為什么？ 答：（ 1）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁端截面的混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)滿足下列要求： 一級(jí)抗震等級(jí) hx? 二、三級(jí)抗震等級(jí) hx? 梁跨中 截面： 0hx b?? （ 2）框架梁的兩端箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，底面和頂面縱向受力鋼筋的截面面積比值，應(yīng)符合下列要求： 一級(jí)抗震等級(jí) 39。 “強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)錨固”――一、二級(jí)框架節(jié)點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)抗剪驗(yàn)算，為了加強(qiáng)錨固，規(guī)范明確規(guī)定了鋼筋在不同節(jié)點(diǎn)錨固的構(gòu)造要求。 抗震設(shè)計(jì)的的基本原則：強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)錨固。根據(jù)計(jì)算，對(duì)于房屋高度 H 大于 50m 或房屋的高寬比 H／ B 大于 4 的結(jié)構(gòu)，其中由框架柱軸向變形引起的側(cè)移約為由框架梁柱彎曲變形而引起的側(cè)移的5％～ 11％，因此當(dāng)房屋高度或高寬比 H／ B 低于上述數(shù)值時(shí)，由 框架柱軸向變形引起的側(cè)移可忽略不計(jì)?？傮w上框架是剪切型的變形曲線?？煞Q為彎曲型變形曲線?？煞Q為剪切型變形曲線。因此，《高規(guī)》第 條規(guī)定了按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比的限值。 16．多高層建筑結(jié)構(gòu)水平位移限值的目的是什么？ 答：高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的剛度，在正常使用條件下限制建筑結(jié)構(gòu)層間位移的主要目的為： 第一，保證主要結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要避免混凝土墻或柱出現(xiàn)裂縫；將混凝土梁等樓面構(gòu)件的裂縫數(shù)量、寬度限制在規(guī)范允許范 圍之內(nèi)。 為了方便使用，系數(shù) 0y 、 1y 、 2y 和 3y 已制成表格，可通過(guò)查表的方式確定其數(shù)值。當(dāng)上、下層層高變驊時(shí)反彎點(diǎn)是如何移動(dòng)的？ 在 D值法中，通過(guò)力學(xué)分析求出標(biāo)準(zhǔn)情況下的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)剛度比 0y （即反彎點(diǎn)到柱下端距離與柱全高的比值），再根據(jù)上、下梁線剛度比值及上、下層層高變化，對(duì) 0y 進(jìn)行調(diào)整。 （ 2）修正反彎點(diǎn)的高度 212hiVd c???各層柱的反彎點(diǎn)位置與柱兩端的約束條件或框架在節(jié)點(diǎn)水平荷載作用下，該柱上、下端的轉(zhuǎn)角大小有關(guān)。 由表 X1 中的公式可以看到，梁、柱線剛度的比值愈大， ? 值也愈大。 （ 1）修正柱的側(cè)移剛度 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)影響柱的抗側(cè)剛度，故柱的側(cè)移剛度不但與往本身的線剛度和層高有關(guān)，而且還與梁的線剛度有關(guān)。 對(duì)于并聯(lián)柱：抗側(cè)剛度為所有各并聯(lián)柱抗側(cè)剛度之和； 對(duì)于串聞柱：抗側(cè)度為各串聯(lián)柱抗側(cè)剛度倒數(shù)和的倒數(shù)。對(duì)于并聯(lián)柱，抗側(cè)剛度如何計(jì)算，對(duì)于串聯(lián)柱，抗側(cè)剛度如何計(jì)算。 12．在水平荷載作用下， 各層同層柱反彎點(diǎn)處剪力如何分配（反彎點(diǎn)法， D 值法）？柱端彎矩如何計(jì)算？在柱端彎矩計(jì)算出來(lái)后，梁端彎矩如何計(jì)算（邊節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)）。 因?yàn)椋悍磸濣c(diǎn)法在計(jì)算柱的抗側(cè)剛度時(shí)，假定梁柱之間的線剛度比為無(wú)窮大。 11．反彎點(diǎn)法有何缺點(diǎn)？為什么？ 答：反彎點(diǎn)法缺點(diǎn)如下： （ 1）柱的抗側(cè)剛度只與柱的線剛度及層高有關(guān)。 （ 6） 其他內(nèi)力的 計(jì)算 進(jìn)一步，還可根據(jù)力的平衡條件，由梁兩端的彎矩求出梁的剪力；由梁的剪力，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的平衡條件，可求出柱的軸力。 （ 5） 梁端彎矩的計(jì)算 梁端彎矩可由節(jié)點(diǎn)平衡求出，如圖 3所示。 由上式可以看出，在同一樓層內(nèi)，各柱按側(cè)移剛度的比例分配樓層剪力。 （ 3） 同一樓層各柱剪力的分配 根據(jù)力的平衡條件、變形協(xié)調(diào)條件和柱側(cè)移剛度的定義，可以得出第 j層第 i根柱的剪力為： ??? ?????FdFdV ijmi ijijij ?1 式中， ij? 為第 j 層各柱的剪 力分配系數(shù)， m 為第 j 層柱子總數(shù)， ?F 為第 j 層以上所有水平荷載的總和，即第 j 層由外荷載引起的總剪力。 （ 2） 柱的側(cè)移剛度： 反彎點(diǎn)法中用側(cè)移剛 度 d表示框架柱兩端有相對(duì)單位側(cè)移時(shí)柱中產(chǎn)生的剪力，它與柱兩端的約束情況有關(guān)。21答：反彎點(diǎn)法的適用條件為梁的線剛度 bi 與柱的線剛度 ci 之比大于 3。 21???ikMFiMikM39。kiikFiik MMMM 39。 ?? ??? i kii Fiikik MMM ??i kiM39。 9．框架結(jié)構(gòu)在水平節(jié)點(diǎn) 荷載作用下各層剪力如何計(jì)算？ Vj=Pj+Pj+1+?+P n 10．反彎點(diǎn)法的適用條件是什么？其計(jì)算過(guò)程如何？ )21( 39。 門架梁與前兩種方法相比，不需先知道桿什的截面尺寸。 8． 框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法主要有哪幾種？這幾種計(jì)算方法有什么區(qū)別？ 答： 框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算方法主要反彎點(diǎn)法和 D值法及門架法。 7．簡(jiǎn)述在豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算迭代法的要點(diǎn)？ 答： 迭代公式如下： i節(jié)點(diǎn) ik桿件 i端（近端）轉(zhuǎn)角彎矩； i節(jié)點(diǎn)的由荷載引起的不平衡固端彎矩，固端彎矩的代數(shù)和； i節(jié)點(diǎn)所有桿件遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)角彎矩代數(shù)和之半；： 稱為分配系數(shù) 。因總共只進(jìn)行了兩次彎矩分配，所以稱為 ―彎矩的二次分配法 ‖。然后，各節(jié)點(diǎn)把梁遠(yuǎn)端，柱遠(yuǎn)端傳來(lái)彎 矩求代數(shù)和后再在節(jié)點(diǎn)分配一次。 6．簡(jiǎn)述在豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力彎矩二次分配法的的要點(diǎn)？ 答：先求梁的固端彎矩，在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行不平衡彎矩的分配與傳遞。 2）計(jì)算節(jié)點(diǎn)內(nèi)力分配系數(shù)； 3） N層框架分成 N個(gè)單層框架； 4）各個(gè)單層框架分別按彎矩分 配法計(jì)算梁、柱內(nèi)力； 5）柱的近端向遠(yuǎn)端傳遞彎矩系數(shù)除底層為 1/2 外，其它層為 1/3 6）框架內(nèi)力：按各單層框架計(jì)算的框架梁內(nèi)力即為框架的框架梁內(nèi)力。 5．簡(jiǎn)述在豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算分層法的要點(diǎn)？ 答： 1）按要求計(jì)算梁柱線剛度，柱線剛度應(yīng)折減。 （ 4）不平衡彎矩的再分配 疊加后的彎矩圖為原框架的 近似彎矩圖，由于柱為上、下兩層之和，因此疊加后的彎矩圖往往在框架節(jié)點(diǎn)處不平衡，一般相差很小，若欲進(jìn)一步修正，則可將這些不平衡力矩再進(jìn)行一次彎矩分配。因此，對(duì)這類柱子的線剛度應(yīng)乘一個(gè)折減系數(shù) ，相應(yīng)的傳遞系數(shù)為 1/3。至于其余柱端，在分層計(jì)算時(shí)，假定上下柱的遠(yuǎn)端為固定端，而實(shí)際上，上下柱端在荷載作用下會(huì)產(chǎn)生一定轉(zhuǎn)角，是彈性約束端。 在用彎矩分配法計(jì)算各桿件的彎矩之前，應(yīng)先計(jì)算各桿件在節(jié)點(diǎn)處的彎矩分配系數(shù)及傳遞系數(shù)。 分層法的計(jì)算步驟： （ 1）計(jì)算單元的確定 根據(jù)計(jì)算假定，計(jì)算時(shí)先將各層梁及其上下柱所組成的框架作為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算單元，而按無(wú)側(cè)移的框架進(jìn)行計(jì)算（上下柱的遠(yuǎn)端均假設(shè)為固定端）。彎矩二次分配法， 迭代法。 4）恒荷與活荷分別進(jìn)行清理。 2），由板傳到框架梁上荷載化為線荷載，