去处理。
在进行内力与位移的计算时:
①.现浇整体梁板结构中,现浇楼板可以作为框架梁的有效翼缘而参与梁的工作,(翼缘有效宽度为每侧6倍板厚),然后按T形截面(中间框架梁)或倒L形截面(边 框架梁)计算梁的惯性矩。
为简化计算,可取: 边框架梁 I=1.5I0; 中框架梁 I=2.0I0。其中:I0为矩形截面梁的惯性矩 ②.装配式楼盖中:
⑴.做整浇层后,可取: 边框架梁 I=1.2I0; 中框架梁 I=1.5I0。
板开洞过多时,仍宜按梁本身惯性矩取用。
⑵.板与梁无可靠连接时,不考虑翼缘的作用,仍按梁本身的惯性矩取用。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 37.填充墙对框架的影响在设计中如何考虑? 填充墙一般采用砖、砌块或现浇混凝土。 填充墙的框架设计的好,填充墙可以增加结构体系的强度和刚度,在地震反复作用下填充墙开裂,可大量吸收和消耗地震能量,起到“耗能元件”的作用。对装修标准不高的建筑,填充墙可以修复。
当框架填充墙结构受到水平荷载时,填充墙表现为有效的压杆,沿框架的受压对角线支承着框架。因为填充墙同时可以是外墙和内隔墙,所以这种体系较经济地为结构提供了所需的强度和刚度。
由于缺少公认的关于框架填充墙结构的设计方法,因此较常见的方法是在设计框架填充墙结构时,使框架承担全部竖向和水平荷载。在考虑填充构件时假定,填充构件不作为主体结构的一部分,而预先采取措施避免荷载传递其上。实际上填充墙体的斜裂缝表明,填充墙通常能承受很大的荷载,因此应修正框架结构的受力和变形性能。较好的设计方法是应考虑填充墙为抗侧力墙,在设计框架时考虑填充墙的作用而修正其变形性能。 框架在水平荷载作用下,梁和柱产生双曲率弯曲,各层柱的上部水平位移以及框架主对角支撑的缩短,使柱与墙贴紧,而且使墙在对角方向受压。地震力被吸引到刚度大处(由于砌体的嵌入,框架刚度增强,柱的有效高度缩短刚性增大),这些构件(柱子、砌体),如果没有设计成能承受这些力,它们就很容易破坏。柱子可能成为短柱而产生脆性剪切破坏,墙体将会发生三种破坏形态。(如图) 第一种是剪切破坏,由于砌体墙逢中的水平剪应力作用,裂缝沿水平逢产生突然向下逐层延伸最终形成阶梯形裂缝。
第二种是斜压破坏,由于斜压杆某端墙角处压应力过大,使墙角沿着框架被压碎。 第三种是斜拉破坏,在垂直于墙体主对角线的拉应力作用下,墙体斜裂缝沿着与主对角线平行的一条或多条线发展并贯穿墙体。此“垂直”拉应力与主压应力轨迹线相垂直,在墙体中间区域附近扩散。斜裂缝在墙体中间形成而向外发展,因此中间的拉应力最大。在压力角附近裂缝几乎不再发展,该处的拉应力被压应力所平衡抵销。 所以,在考虑填充墙有利作用的同时,应采取措施避免墙体破坏和防止墙体平面外它对框架的剪切破坏。
①.在计算地震作用时,仅考虑墙体破坏对刚度的不利影响,由调整结构的自振周期来解决(视填充墙的多少对周期乘以小于1的折减系数ψT ,以考虑填充墙的刚度导致结构自振周期的缩短),调整的幅度与填充墙的数量、填充墙的长度、填充墙是否开洞等因素有
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关;不计其强度,以策安全。 由于结构自振周期缩短,从而结构水平地震作用反应将增大,但框架层间刚度中不计入填充墙的刚度。因此,用这种增大的层间弹性剪力和不增大的框架层间刚度算得的层间位移会偏大。对于此偏大部分,在“小震”变形验算中已在变形允许指标上给予了考虑,即对于采用周期折减系数的钢筋混凝土框架房屋,其变形允许指标比考虑填充墙抗侧力的房屋的指标放松一些,所以不必修正;但在罕遇地震作用下,结构薄弱楼层(部位)弹塑性最大位移Δup 计算,是简化计算方法,即罕遇地震作用下用弹性分析的层间位移Δue 乘以弹塑性位移的增大系数εp 而得到。弹性位移偏大必然对简化计算得到的层间弹塑性最大位移计算产生较大的影响。因此给出适当的层间弹性位移折减系数ψu ,以便较好地估计结构层间弹塑性最大位移反应。例如下表,反映周期折减系数ψT 与层间弹性位移折减系数ψu 之间的关系:
┌────┰──┬──┬──┬──┬──┬──┐ │结构层数┃ │ │ │ │ │ │ │ ψu ┃ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ │ψT ┃ │ │ │ │ │ │ ┝━━━━╋━━┿━━┿━━┿━━┿━━┿━━┥ │ 0.79 ┃0.79│0.69│0.51│0.51│0.38│0.38│ │ 0.74 ┃0.70│0.61│0.42│0.42│0.30│0.30│ │ 0.64 ┃0.57│0.47│0.29│0.29│0.20│0.20│ └────┸──┴──┴──┴──┴──┴──┘
综合工程实例和大量算例的分析结果,作为简化分析, 结构底部1/3层可取ψu =ψT ,中部1/3层可取ψu =0.8ψT ,对于上部1/3层可取ψu =0.5ψT 。
如果只将填充墙作为荷载而不考虑其强度,计算虽较简单,但有时可能不安全。因为填充墙有较大刚度能吸收较多的地震能量,而其强度有时又不足以承担按刚度分配到的地震作用,因而使墙体发生破坏。
而破坏后的填充墙仍有一定刚度,还能吸收一定的地震作用。但此时它已完全不能承担荷载而必须由框架承受,以致引起框架超载。另一方面,填充墙破坏时,框架柱中塑性铰位置移动,而提高框架的承载能力(这是因为剪切水平裂缝以下的砌体形成刚域,对框架柱受荷一侧柱的下部起着支撑作用,使框架柱的破坏截面移到柱中下部,距下端0.34~0.45框架高度)。
使框架产生超载的是填充墙对框架梁、柱产生的附加剪力。具体计算可参看丁大钧的《钢筋混凝土结构学》一书。
②.在计算框架水平位移时,一般不考虑填充墙的刚度。主要考虑填充墙在框架之间复杂的相互作用性能和相当随机的砖石砌筑质量使框架填充墙结构的精确强度和刚度很难预测,并且填充墙在建筑的使用期内有时会随意移动。即处理时认为框架进入塑性阶段以后,填充墙已经开裂而退出工作。但填充墙支撑对框架的附加作用应该予以考虑,即对水平位移
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限制值应要求更严,例如:
风荷载下,框架顶点位移:用轻质隔墙时, 为Δ≤H/550; 而用砌体填充墙时,为Δ≤H/650. ③.填充墙的构造措施:
⑴.宜采用轻质材料。如:陶粒混凝土、加气混凝土、石膏板、石棉板、矿棉板或塑料板。
⑵.围护墙采用砖砌时,应嵌砌于柱列中,不宜外包柱。
⑶.砌体填充墙与框架梁柱的连接,宜用柔性接头,使主体结构变形时不会强制墙体产生同样的变形:
1).沿墙高每500mm在柱中预留2θ6拉筋,每边入墙内不小于1000mm。 2).在墙顶水平方向上,每隔1.5~2m与楼板或梁应有可靠拉结。 3).宜在填充墙门上口高度处增设一道混凝土配筋带。 ⑷.填充墙的砌筑砂浆不低于C2.5。
⑸.不宜将填充墙的洞口开在柱边,或填充墙砌至柱的半高,以防形成短柱。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 38.框架梁柱在截面设计中应如何进行内力组合? ①.决定基本组合组: 内力组合,就是把作用在框架上的各种单项荷载所计算得的内力,根据各单项荷载各自在建筑物使用过程中同时出现的可能性,进行组合;然后在所有组合值中,找出起控制作用的截面最不利内力组合值(设计值)。
组合时,恒荷载在任何情况下均要参加,活荷载、风荷载按最不利且可能的原则参加。因此主要需进行组合的内容有: ⑴.恒荷+活荷; ⑵.恒荷+风荷;
⑶.恒荷+0.85(活荷+风荷)。等等。 ②.挑选最不利内力组合组:
首先要适当选取框架梁柱的控制截面。
对于梁的控制截面:支座截面处,有最大负弯矩和最大剪力,在水平荷载作用下还可能出现正弯矩;跨中截面处,有最大正弯矩,在水平荷载作用下也可能出现负弯矩。所以一般应选择两个支座截面及跨中截面为梁的跨中截面。
对于柱子的跨中截面:柱两端面弯矩最大,剪力和轴力在同一层内变化不大,所以一般应选择两端面为柱的跨中截面。 然后根据内力组合,每个控制截面均有多组内力,应进行初步判断预以舍去一部分内力组,来减少设计工作量。
柱的内力及破坏比梁复杂,下面主要对柱进行分析。 柱的破坏特点:
⑴.对大偏心受压(构件可能发生从受拉区开始破坏),N(轴力)小者配筋多(减小轴向压力更为不利)。故应选择产生弯矩大、轴力小的相应各项作为最不利内力组合组。 ⑵.对小偏心受压(构件可能发生从受压区开始破坏),N大者配筋多(增加轴向压力更为不利)。故应选择产生弯矩大、轴力也大的相应各项作为最不利内力组合组。
⑶.无论是大、小偏心受压,如N相等,μM大者配筋多(增加弯矩更为不利)挑选原则:
⑴.μM与N均较大者为最不利内力组合组。
⑵.μM与N一大一小,且均为大偏心受压时,轴力小者为最不利内力组合组。
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⑶.μM相等或相近(包括μM稍大)时:
为大偏心受压时,轴力小者为最不利内力组合组。 为小偏心受压时,轴力大者为最不利内力组合组。 ⑷.N相等或相近时,μM较大者为最不利内力组合组。 因此,对柱一般需要找出四种最不利内力组合组: ⑴.Mmax及相应的N; ⑵.Nmax及相应的M; ⑶.Nmin及相应的M;
⑷.e0max及相应的M、N;
对柱的基顶截面要算出与弯矩M或轴力N相应的剪力V,以便设计基础时用。 对梁一般要找出三种最不利内力组合组: ⑴.Mmax ─┐
⑵.-Mmax─┴配纵筋用; ⑶.Vmax ──配箍筋用;
对于梁的跨中截面,其剪力一般不必计算。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 39.多层框架房屋的基础主要有哪几种类型?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 40.用“倒梁法”计算柱下条形基础的基本假定是什么?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 41.柱下单独基础要进行哪些方面的设计?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 42.联合基础与单独基础受力有何不同?
单独基础,基础受力如同倒置的四周悬臂板,支座为基础上的柱子或墙体。柱子的荷载传递到全部基础底面上,所形成的基底反力在悬臂板中产生弯矩和剪力(在计算基础的弯矩和冲切时,不计基础的自重。因为基础的重量直接由其所产生的地基压力来平衡,即基底反力在基础悬臂板中产生的内力,与基础自重在基础内产生的内力相反,实际内力应是两者之代数和),使基础产生板底受拉的弯曲破坏和截面突变处(基础变阶处及柱边处)受剪的冲切破坏。因此,这类基础主要在它的两个主轴方向上,进行抗弯和抗冲切的控制。 联合基础,是由于某些原因一个基础要同时支承几根柱子。为使地基压力尽可能均匀分布,应使基础上所有荷载的合力尽量和联合基础的重心重合。一般可采取调整基础平面形状、尺寸等来达到此要求。基础的受力如同多跨连续悬臂板,因此基础除考虑与单独基础同样的控制要求外,在两根柱子之间的基础板顶面,有可能产生负弯矩,造成板顶受拉的弯曲破坏,必要时应在板顶面配置受拉钢筋。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 43.地震震级和地震烈度有什么不同?基本烈度(设防烈度)和设计烈度有什么不同? ①.震级---是衡量一次地震大小的指标,与一次地震释放的能量有关。 震级增加一级,地震释放的能量将增加近32倍。
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里氏震级(Richter于1935年给出的定义)M---由标准地震仪,在震中距100km 处记录到的振幅的对数值。
M=lgA. 其中:A---振幅,以微米计。(1μm=10-6 m)
标准地震仪---指固有周期为0.8秒,阻尼系数为0.8,放大 倍数为2800倍的地震仪。
②.地震烈度---指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度, 用I表示。
③.最常见的地震是构造地震,它是沿地壳断层面错动的结果,而断层面通常远在地表明以下。断层最先开始错位和释放能量的地点称为震源,它的正上方的地面点称之为震中(如图)。由于断层面不一定正好竖直,并且它还可能沿沿一段相当长的距离断裂,因此震中处的震动可能不是最剧烈的,但几乎肯定是在较强烈的震区内。断层断裂引起各种波(如图),并将所释放的能量向远处传递,越远影响越小。 因此对于一次地震,表示地震大小的震级只有一个,但它在不同地点产生的地震烈度是不一样的。
④.基本烈度---指该地区在今后一定时期内,在一般场地条件下.可能遭受的最大地震烈度。它可以作为建筑规范和设防的依据,故又称设防烈度。它相当于50年内超越概论为10%的地震烈度。
⑤.设计烈度---在结构设计中取用的烈度值。
⑥.按多遇地震烈度设计时,设计烈度为多遇烈度,比基本烈度大约低1.55度; 按罕遇地震烈度设计时,设计烈度为罕遇烈度,比基本烈度大约高1度; 按设防地震烈度设计时,设计烈度为基本烈度。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 44.何谓小震(多遇地震)和大震(罕遇地震)?何谓近震和远震?
①.从概率意义上讲,小震应该是发生频度最大的地震。小震烈度宜采用众值烈度,故亦称多遇地震。大震应是发生频度极小的地震,即为罕遇的小概率事件,故亦称罕遇地震。大震烈度比基本烈度高一度左右。
地震烈度─┬基本烈度(设防烈度)
└设计烈度─┬多遇烈度(小震烈度)(众值烈度) ├罕遇烈度(大震烈度) └设防烈度 ②.烈度概率密度函数如图,图中:
ε---为众值烈度。由各地震地区在设计基准期内统计确定。
也即概率密度为峰值(极值分布的众值为其概率密度函数上的峰值) 时的烈度。换句话说,就是发震频度最多的地震烈度。 I0---基本烈度(设防烈度)。
fm(I)---地震烈度概率密度分布函数。 I---地震烈度。
┌──────┰─────┬───┬────────┐ │ ┃在设计基准│重现期│ αmax │ │ 烈 度 ┃期50年内的│ ├──┬──┬──┤ │ ┃ 超越概率 │(年)│7度 │8度 │9度 │ ┝━━━━━━╋━━━━━┿━━━┿━━┿━━┿━━┥ │ “小震” ┃ 0.632 │ 50 │0.08│0.16│0.32│
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