第5章 框架、剪力墻、框架-剪力墻結構的近似計算方法與設計概念

1、 平面結構和樓板在自身平面內(nèi)具有無限剛性這兩個基本假定是什么意義，在框架、剪力墻、框架-剪力墻結構近似計算中為什么要用這兩個假定？

答：（1）一片框架或一片剪力墻可以抵抗在本身平面內(nèi)的側向力，而在平面外地剛度很小，可以忽略。因而整個結構可以劃分成若干個平面結構共同抵抗與平面結構平行的側向荷載，垂直于該方向的結構不參加受力。

（2）樓板在其自身平面內(nèi)剛度無限大，樓板平面外剛度很小，可以忽略。因為而在側向力作用下，樓板可作剛體平移或轉動，各個平面抗側力結構之間通過樓板相互聯(lián)系并協(xié)同工作。

5.3剛度系數(shù)D和d的物理意義是什么？有什么區(qū)別？為什么？應用的條件是什么？應用時有哪些不同

？答： (1)D的物理意義：當柱端有轉角時使柱端產(chǎn)生單位水平位移所需施加的水平推力。d的物理意義：當柱端固定時使柱端產(chǎn)生單位水平位移所需施加的水平推力。                 (2)抗側剛度D值小于d值，即梁剛度較小時，柱的抗側剛度減小了。因為當梁的剛度較小時，對柱的約束作用減小，從而使柱的抗側剛度減小。(3)當梁比柱的抗彎剛度大很多時，剛度修正系數(shù)α值接近1，可近似認為α=1，此時第i層柱的側移剛度為d值，在剪力分配公式中可用d值代替D值，即反彎點法。工程中用梁柱線剛度比判斷，當/35bcii≥時可采用反彎點法，反之，則采用D值法。

 5.4影響水平荷載下柱反彎點位置的主要因素是什么？框架頂層、底層和中部各層反彎點位置有什么變化？反彎點高度比大于1的物理意義是什么？

答 (1)影響水平荷載下柱反彎點位置的主要因素：結構的總層數(shù)及該層所在位置；梁柱線剛度比；荷載形式；上層梁與下層梁剛度比；上下層層高比。                 (2)在框架頂層反彎點位置在頂層柱中點以上；底層反彎點位置在2h/3高度處（h是底層柱的高度）；中部各層反彎點位置在各柱中點。     (3)反彎點高度比大于1的物理意義是表示柱下端的約束彎矩遠大于柱上端的約束彎矩，使得反彎點超過了柱的上端，使該柱中沒有反彎點。

5..5梁柱桿件的彎曲變形和柱軸向變形對框架側移有什么影響？框架為什么具有剪切型側移曲線？

答：(1)框架總位移由桿件彎曲變形產(chǎn)生的側移和柱軸向變形產(chǎn)生的側移兩部分疊加而成。由桿件彎曲變形引起的“剪切型側移”，可由D值計算，為框架側移的主要部分；由柱軸向變形產(chǎn)生的“彎曲型側移”，可由連續(xù)化方法作近似估算。后者產(chǎn)生的側移變形很小，多層框架可以忽略，當結構高度增大時，由柱軸向變形產(chǎn)生的側移占總變形的百分比也增大，在高層建筑結構中不能忽略。 （2）因為整體框架可以看成空腹的深梁，整體變形以剪切變形為主；由桿件彎曲變形引起的“剪切型側移”，為框架側移的主要部分，所以框架具有剪切型側移曲線。

7、剪力墻連續(xù)化方法的基本假定是什么？它們對該計算方法的應用范圍有什么影響？

答：（1）忽略連梁軸向變形，即假定兩墻肢水平位移完全相同，（2）兩墻肢各截面的轉角和曲率都相等，因此連梁兩端轉角相等，連梁反彎點在中點（3）各墻肢截面、各連梁截面及層高等幾何尺寸沿全高是相同的。

連續(xù)化方法適用于開洞規(guī)則、由下到上墻厚及層高都不變的聯(lián)肢墻。實際工程中不可避免地會有變化，如果變化不多，可取各樓層的平均值作為計算參數(shù)，如果是很不規(guī)則的剪力墻，本方法不適用。

5.8剪力墻連續(xù)化方法中，連梁未知力 ()xτ和()mx是什么？()xτ沿高度分布有有什么特點？()mx與墻肢內(nèi)力有什么關系

答 (1)()xτ是指連梁中點的剪力。()mx是指連梁對墻肢的約束彎矩。             (2)()xτ沿高度是連續(xù)分布的。()mx表示連梁對墻肢的反彎作用，()mx=()xτ·2c 其中

5.10整體墻、聯(lián)肢墻、單獨墻肢沿高度的內(nèi)力分布和截面應變分布有什么區(qū)別？                        答： (1)整體剪力墻的受力狀態(tài)如同豎向懸臂梁，為靜定結構，截面變形后仍符合平面假定，因而截面應力可按材料力學公式計算，整體墻彎矩沿高度都是一個方向（沒有反向彎矩），彎矩圖為曲線，由下到上逐漸減小，截面應力分布是直線，墻為彎曲型變形。 (2) 由于聯(lián)肢墻的洞口開得比較大，截面的整體性已經(jīng)破壞，橫截面上正應力的分布遠不是遵循沿一根直線的規(guī)律，但墻肢的線剛度比同列兩孔間所形成的連梁的線剛度大得多，每根連梁中部有反彎點，各墻肢單獨彎曲作用較為顯著，但僅在個別或少數(shù)層內(nèi)，墻肢出現(xiàn)反彎點。 (3)對于單獨墻肢，它的計算可看成是多個單片懸臂剪力墻。

5.11框架-剪力墻結構結構協(xié)同工作計算的目的是什么？總剪力在各榀抗側力結構間的分配與純剪力墻結構·純框架結構有什么根本區(qū)別？答： (1)框架-剪刀墻結構協(xié)同工作計算的目的是：計算在總水平荷載作用下的總框架層剪力Vf、總剪力墻的總層剪力Vw和總彎矩Mw、總聯(lián)系梁的梁端彎矩Ml和剪力Vl，然后按照框架的規(guī)律把Vf分配到每根柱，按照剪力墻的規(guī)律把Vw、Mw分配到每片墻，按照連梁剛度把Ml和剪力Vl分配到每根梁，這樣就可以得到每一根桿件截面設計需要的內(nèi)力。                     (2)在水平荷載作用下，因為框架與剪力墻的變形性質不同，不能直接把總水平剪力按抗側剛度的比例分配到每榀結構上而是必須采用協(xié)同工作方法得到側移和各自的水平剪力及內(nèi)力。

 5.12框架結構微分方程中的未知量y是什么？答：框剪結構微分方程中的未知量y 是指整體結構的側向位移。

 5.13求得總框架和總剪力墻的剪力后，怎樣求得各桿件的 M、N、V？                        答：在求得總框架和總剪力墻的剪力后，按照框架的規(guī)律把剪力分配到每根柱，按照剪力墻的規(guī)律把剪力、彎矩分配到每片墻，按照連梁剛度把彎矩和剪力分配到每根梁，這樣就可以得到每一根桿件截面設計需要的內(nèi)2c表示墻肢重心到重心的距離。

14、怎么區(qū)分鉸結體系和剛結體系？

答：鉸結體系是框架-剪力墻結構，墻肢之間沒有連梁，或者有連梁而連梁很小，墻肢與框架柱之間也沒有連系梁，剪力墻和框架柱之間僅靠樓板協(xié)同工作，所有剪力墻和框架在每層樓板標高處的側移相等。

剛結體系它墻肢之間有連梁和墻肢與框架柱之間有聯(lián)系梁相連，則這些聯(lián)系梁對墻肢和框架柱會起作用總聯(lián)系梁剛度為所有連梁和聯(lián)系梁剛度之和。

5.15D值和Cf值物理意義有什么不同？他們有什么關系？                        答： D的物理意義：當柱結點有轉角時使柱端產(chǎn)生單位水平位移所需施加的水平推力。 Cf是總抗推剛度，它的物理意義：產(chǎn)生單位層間變形所需的推力。

16、什么是剛度特征值λ？它對內(nèi)力分配、側移變形有什么影響？

答：λ稱為框-剪結構的剛度特征值，它的物理意義是總框架抗推剛度Cf與總剪力墻抗剪剛度EIw的相對大小，它對框-剪結構的受力及變形性能有很大影響。

19、什么是質量中心？風荷載的合力作用點與質心計算有什么不同？

答：等效地震荷載作用點即慣性力的合力作用點，與質量分布有關，稱為質心。