【2017年整理】框架结构答辩

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1、一、结构设计答辩问题汇总基本问题一、了解自己学号所对应计算的基本数据：应能在图上指出，什么是柱距？什么是横向跨度？所算框架是哪一榀？更多内容请访问土木工程论文网 二、按照计算书的目录，逐一理解以下几个概念性问题：计算简图如何选取（底层柱高的拟定）？计算单元如何选取？竖向的恒载、活载采用哪种方法计算？水平的风载采用哪种方法计算？基础设计中，应挑选柱底内力组合的哪三组值作为计算依据？基础顶面标高，基础埋深各是多少？三、熟悉三种荷载（恒、活、风）作用下，其内力图（弯矩图、剪力图和轴力图）的大致形状，要能在老师随意抽取一根梁（或柱）构件受荷作用下，照葫芦画瓢的将内力图的大致形状画出来。典型问题一、在内

2、力组合中，梁和柱的控制截面如何选取（一）框架梁框架梁的控制截面是支座截面和跨中截面。在支座截面处，一般产生最大负弯矩和最大剪力（在水平荷载作用下还有正弯矩产生，故还要注意组合可能出现的正弯矩）；跨中截面则是最大正弯矩作用处（也要注意组合可能出现的负弯矩）。由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是柱边缘处，因此在求该处的最不利内力时，应根据梁轴线处的弯矩和剪力算出柱边截面的弯矩和剪力。（二）框架柱对于框架柱，弯矩最大值在柱的两端，剪力和轴力通常在一层内无变化或变化很小，因此柱的控制截面是柱的上下端。更多内容请访问土木工程论文网 二、风荷载如何计算风荷载采用 D 值法计算

3、。多层多跨框架受风荷载作用时，可简化为框架受节点水平力的作用。因此，各杆的弯矩都是直线型，每杆都有一格零弯矩点即反弯点。如求出各柱反弯点处的剪力及反弯点位置，即可得到框架柱端内力。三、结构体系如何选型常用的结构体系有：砖混结构、框架结构、框架-剪力墙结构、框架- 筒体结构、纯剪力墙结构、筒体结构。结构体系的选型的原则：一般应根据建筑物的高度、层数、布局、功能要求抗震类型、抗震设防烈度、场地、结构材料、施工条件及其它条件综合确定。1、框架结构体系框架结构体系是用梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构将荷载传至基础。适用于多层、高度不是很大的高层建筑，特别是适合

4、办公楼、教学楼、公共性与商业性建筑。优点：（1）框架结构形成可灵活布置建筑空间，使用较方便。（2）适用于空间较大的建筑物及立面较复杂的建筑物。（3）结构比较轻巧，施工比较方便、经济。（4）框架结构比砖混结构整体性好。更多内容请访问土木工程论文网 缺点：（1）随着建筑物高度的增加，水平作用使得框架低部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋不合理。因此层数受到限制。（2） 框架结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧移。（3） 由于框架结构体系截面较小、抗侧刚度较小，在强震下结构整体

5、位移和层间位移都较大 ，容易产生震害。规范要求：根据 GB50011-2001 规定：地震烈度为 6 度：更多内容请访问土木工程论文网 建筑物的最大高度60m，层数在 15 至 20 层为宜，抗震墙间距最大18m。2、剪力结构体系剪力墙结构体系一般用于钢筋混凝土结构中，由墙体承受全部水平作用和竖向荷载。剪力墙结构比框架结构刚度大、空间整体性好，用钢量较省，结构顶点水平位移和层间位移通常较小，能够满足抗震设计变形要求。采用剪力墙结构比较适合住宅和旅馆客房具有开间较小、墙体较多、房间面积不太大的特点，而且房间内不露出梁柱棱角、整体美观。但是剪力墙结构墙体多，使建筑平面布置和使用要求受到一定的限制，

6、不容易形成大空间。3、筒体结构体系筒体结构体系可以是将剪力墙在平面内围合成箱形，形成一个竖向布置的空间刚度很大的薄壁筒体，或是加密框架的柱距（通常不大于 3m），并加强梁的刚度，形成空间整体受力的框筒等，从而形成具有很好的抗风和抗震性能的筒体结构体系。本工程结构体系的选择：本工程空间较大，总高度不大，竖向荷载较大，水平荷载较小，因此采用钢筋砼框架结构。框架结构体系具有建筑平面布置灵活，易于满足功能使用要求的优点，可以根据需要隔断分隔成小空间，或拆除隔断改成大空间。而且钢筋砼结构造价不高，其材料来源丰富，可浇注成各种断面形状，还组成多种结构体系，既节省钢材，承载能力也不低。四、梁正截面受弯承载力

7、如何计算（一）单筋矩形截面1、基本公式更多内容请访问土木工程论文网 根据承载能力极限状态设计表达式，对于仅配受拉钢筋的矩形截面适筋受弯构件，其正截面受弯承载力设计计算的基本公式为afcbx=fyAs (5-1a)MMu=afcbx(ho- )=fcAS(ho- ) (5-1b)式中：fy，fc 应分别取钢筋抗拉强度和混凝土抗压强度的设计值；M 为弯矩设计值，通常取计算截面（最大弯矩截面）的弯矩效应组合。计算时(5-1b)式一般取等号。对于一般受弯构件，很少采用高于 C50 级的混凝土，故等效矩形应力系数 a=1.0。本章以下如无特别说明，一般省略式中的系数 a。采用相对受压区高度 ，(5-19

8、)式可写成fcbho= fyAs (5-2a)M= Mu=fcbh （1-0.5）=aSbh =fyAsh0（1-0.5）= fyAssh0 (5-2b)2、适用条件为防止超筋脆性破坏，（5-19）式或（ 5-20）式必须满足（5-12）的条件。为防止少筋脆性破坏，截面配筋应满足Asminbh (5-3)（二）双筋矩形截面在截面受压区配置钢筋更多内容请访问土木工程论文网 ，以协助混凝土承受压力，这种钢筋称为受压钢筋，记为 As。双筋载面是指同时配置受拉和受压钢筋的情况。一般来说采用双筋是不经济的，工程中通常在以下两种情况采用：（1）当截面尺寸和材料强度受使用和施工条件（或整个工程）限制而不能增

9、加，而计算又不满足单筋截面的条件（5-12）式时，可采用双筋截面，即在受压区配置钢筋以补充混凝土受压能力的不足。（2）由于荷载有多种组合情况，在某一组合情况下截面承受正弯矩，另一种组合情况下承受负弯矩，这时也出现双筋截面。此外，配置受压钢筋可以提高截面的延性，因此，在抗震结构中要求框架必须配置一定比例的受压钢筋。1、基本公式更多内容请访问土木工程论文网 在受压钢筋满足以上必要和充分条件的情况下，双筋矩形截面达到受弯承载力极限状态时的基本公式为fcbx+fyAs= fyAs (5-4a)MMu=fcbx(ho- )=fyAS(ho-a) (5-4b)双筋载面的受弯载力可分解为两部分之和（见图 5

10、-16），Mu+M1+M，即上式可写为fcbx= fyAs1 fyAs=fyAs2M1=fcbx(ho- ) M=fyAS(ho-a) (5-5)第一部分为压区混凝土与部分受拉钢筋 As1 组成的单筋截面部分的受弯承载力 M1；第二部分为受压钢筋AS 与其余部分受拉钢筋 As2 组成的“纯钢筋截面”部分的受弯承载力 M,这部分弯矩与混凝土无关，因此截面破坏形态不受 As2 配筋量的影响，理论上这部分配筋可以很大，甚至可用钢梁代替，从而形成钢骨混凝土截面。2、适用条件由于“ 纯钢筋截面” 部分不影响破坏形态，因此为防止超筋脆性破坏，仅需控制单筋截面部分不要形成超筋即可，也即b 更多内容请访问土木

11、工程论文网 M1as,maxafcbh (5-6)As1amaxbho 上式表明，相对受压区高度 是影响受拉钢筋是否达到屈服的本质因素。为保证受压钢筋的强度充分利用，应满足下列条件：x2a (5-7a)或，shoho-a (5-7b)双筋截面一般不会出现少筋破坏情况，故一般可不必验算最小配筋率。五、采用钢筋砼独立柱基础，当出现偏心受压柱时，基底压力：Pmin0 时，eb/6；Pmin 0 时，eb/6 ； Pmin0 时，eb/6；地基反力的形状如何分布？当 Pmin0 时，Pmax 怎么计算？在框架结构中，在基顶处由柱传来的力有轴向力、变矩和剪力，此外，还可能有基础梁传来的偏心压力以及其上的

12、回填土自重。利用力的平移法则，可将它们简化为作用于基底的偏心压力 ，其偏心距为 。根据 的不同，基底土壤反力可能出现三种分布情况：当 时，基底偏心压协和 作用于基础底面核心范围以内，基底全部受压，土壤反力的分布呈梯形，边缘最大、最小土壤反力分别为：（12-37）更多内容请访问土木工程论文网 （12-38）当 时，基底偏心力 作用在底面核心边缘上，距 较远一侧基础边缘土壤反力 ，土壤反力的分布为三角形（图 12-53b），距 较近一侧基础边缘的土壤反力 仍可按公式（12-37）计算。当 时，Pmin0，距 较远一侧基础边缘将与地基脱开，土壤反力呈三角形分布（图 12-53c）。根据土壤反力合力作

13、用点与 的作用点相重合的条件，不难求得基底土壤反力分布的长度（基础与地基接触的长度），其中 c 为 到基底土壤反力较大大边缘的距离， 。然后，根据静力平衡条件可得距 较近一侧基础底面边缘的土壤最大反力。（12-39）式中 作用于基底的总压力标准值，等于柱及基础梁传来的压力 与基础及其上回填土自重 之和，即 ； 对基底的偏心距， ；作用于基底的总弯矩标准值，等于柱传到基顶的变矩 与相应的剪力 乘基础高度 h 之和，即 ；基底的长边尺寸；基底的短边尺寸；、 、 作用于基顶的轴向力、弯矩和剪力标准值。在荷载效应基本组合值（设计值）作用下，土壤净反力的分析（不考虑基础及基上回填土自重），同样可按上述方

14、法进行。更多内容请访问土木工程论文网 六、在进行框架内力组合时，如何挑选柱的最不利内力组合？M 和 N 的比值不同，柱将发生不同的破坏形态，无论是大偏心受压和小偏心受压破坏时，M 愈大对柱越不利；而在小偏心受压破坏时，N 愈大对柱越不利；在大偏心受压时，N 越小对柱越不利。此外，柱的正负弯矩绝对值也相同，因此最不利内力有多种情况。但一般的框架柱都采用对称配筋，因此只须选择对值最大的弯矩来考虑即可，从而柱的最不利内力可归结为如下四种类型：1） 及相应的 N、V。2） 及相应的 M、V。3） 及相应的 M、V。4） 较大（但不是最大），而 N 比较小或比较大（也不是绝对最小或最大）。这是因为，偏心受压柱的截面承载力不仅取决于 N 和 M 的大小，还与偏心距 的大小有关。多层框架一般只考虑前三种最不利内力即可满足工程要求。七、柱下独立基础，验算了基底抗冲切的计算，何为冲切破坏？由于向上的基础及其上回填土自重相互抵消，因此，柱下独立基础仅在向下的轴心压力 F 和向上的均布土壤净反力 Pn 共同作用下发生破坏，破坏锥面以内的柱下锥体部分，在轴向压力 N 作用下发生向下移动的趋势，而破坏锥面以外的基础部分，在土壤净反力 Pn 作用下，发生向上的移动。这种破坏属于混凝土剪应