1、 第 1 页 共 页混凝土结构设计串讲第一节 混凝土结构的极限状态一、结构的功能要求与可靠性（考点 1）P21结构的“三性”及对应的四项功能要求（1）安全性：功能要求：正 常 施 工 、 正 常 使 用 阶 段 ： 能 承 受 可 能 出 现 的 各 种 作 用发 生 涉 及 规 定 的 偶 然 事 件 后 ： 仍 能 保 持 必 需 的 整 体 稳 定 性（2）适用性功能要求：正常使用时具有良好的工作性能（3）耐久性功能要求：正常维护下具有足够的耐久性能2、结构的可靠性定义：结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的能力。（1）规定时间：指设计使用年限，普通房屋为 50 年；（2）规
2、定条件：指设计时所确定的正常设计、正常施工及正常使用条件；（3）预定功能：是否达极限状态二、结构的设计使用年限（考点 2）P2我国建筑结构可靠度设计统一标准规定，普通房屋和构筑物的设计使用年限为 50 年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构的设计使用年限为 100 年。三、混凝土结构的极限状态（考点 3）P31、承载能力极限状态（1）定义：结构或结构构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态；（2）结构或构件超过承载能力极限状态后的常见破坏形态：倾覆、滑移、疲劳、丧失稳定性、变为机动体系等。2、正常使用极限状态（1）定义：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限度的状态；（2）理
3、解：结构或构件使用功能的破坏或受损害，或结构质量的恶化；（3）结构或构件超过正常使用极限状态后的常见破坏形态：大变形、裂缝等第二节 结构的可靠度与可靠指标一、结构的可靠度（考点 4）P10-121、荷载效应定义：荷载对结构或构件产生的内力和变形，用 S 表示。2、结构抗力定义：结构或构件承受荷载效应的能力（承载能力、刚度） ，用 R 表示。3、结构的失效概率定义：结构不能完成预定功能要求的概率，即 R-S1.4kN/m一 般 情 况 下工 业 厂 房 时三、设计表达式（考点 8）P 201、荷载效应组合方式：（1）基本组合：永久荷载效应+可变荷载效应（2）偶然组合：永久荷载效应+可变荷载效应+
4、偶然荷载效应（偶然荷载代表值不乘分项系数）2、承载能力极限状态设计表达式荷载效应包括：基本组合、偶然组合荷载效应组合的设计值应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取最不利值。3、正常使用极限状态设计表达式 SC荷载效应组合值 S 应分别采用荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用的影响；C 为结构构件正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度和应第 2 页 共 页力等的限值。第二章 单层厂房第一节 单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置（一）结构形式（考点 9）P 271、结构形式（2 种）：排架结构和刚架结构2、排架结构的组成和连接组成：屋架（或屋面梁）+柱+基础连接
5、方式：柱与基础刚接，柱与屋架铰接(二)、结构组成与传力路线（考点 10）P 29-301、结构组成（1）屋盖结构组成：由屋面板（包括天沟板） 、屋架或屋面梁（包括屋盖支撑）组成；分类：无檩和有檩屋盖无檩屋盖体系：将大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上的屋盖体系；刚度大。有檩屋盖体系：将小型屋面板或瓦林支承在檩条上，再将檩条支承在屋架上的屋盖体系，刚度小。（三）结构布置（考点 11）P30-381、支撑（1）屋盖支撑：包括上、下弦水平支撑、垂直支撑及纵向水平系杆。（2）柱间支撑包括上部柱间支撑、中部柱间支撑及下部柱间支撑；作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，并将水平荷载传至基础；位置：布置在伸缩缝
6、区段的中央或邻近中央。3、抗风柱（1）抗风柱上端与屋架的连接必须满足两个条件：水平方向必须与屋架有可靠的连接以保证有效地传递风荷载；竖向脱开，两者之间能允许一定的竖向位移，以防厂房与抗风柱沉降不均匀时产生不利影响。（2）荷载：主要承受山墙风荷载；（3）计算简化：按受弯构件设计4、基础梁 作用：承托维护墙，并将荷载传给柱基础顶面。用来承托围护墙的重量，并将其传至柱基础顶面的梁称为 基础梁 。第二节 排架计算（一）排架计算内容及内力分析步骤（考点 12）P38-641、排架计算的内容：确定计算简图、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合、水平位移验算。2、内力分析步骤（1）确定计算单元及计算简图
7、：根据厂房平、剖面图选取一榀中间横向排架，初选柱的形式和尺寸，画计算简图；（2）荷载计算：确定计算单元范围内的屋面恒荷载、活荷载、风荷载；根据吊车规格及台数计算吊车荷载；（3）在各种荷载作用下，进行排架内力分析；等高排架用剪力分配法，不等高排架用力法；（4）柱控制截面的最不利内力组合：根据偏压构件（大小偏压）特点和荷载效应组合列表进行。（二）计算采用的假定柱与基础固结；屋面梁或屋架与柱铰接；屋面梁或屋架无轴向变形。(三)、荷载计算（考点 13）P39-501、作用在排架上的荷载恒载（自重 F1-F5）：屋盖（F 1）(作用于柱顶)、上柱（F 2）(作用于上柱底部截面中心线处，在牛腿顶面处)、下
8、柱（F3）(作用于下柱底部，且与下柱截面中心线重合)、吊车梁及轨道零件自重（F4）(沿吊车梁的中线作用于牛腿顶面)、支承在牛腿上的维护结构（F5） ；活载：屋面活载（F 6） 、吊车荷载（ 、 、maxTaD） 、均布风载（ 、 ） 、集中风载（ ） 。minD1q2W2、屋面活荷载组成：包括屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载；计算方法：按屋面水平投影面积计算；组合方式：取屋面均布活荷载与雪荷载的最大值与屋面积灰荷载组合；注意：屋面均布活荷载与雪荷载不同时出现。3、吊车荷载吊车竖向荷载和横向水平荷载吊车竖向荷载（、 ）maxDin.max,kkiPyin,min,in, ax,kkikDPy
9、最大轮压标准值（ ）：根据吊车型号、规格确定；m,最小轮压标准值（ ）：in,k1,2,3min, max,kGPP式中： 、 分别为大车、小车、吊车额定起重量的,k标准值； 为多台吊车的荷载折减系数； 为各大轮子下iy影响线纵标值的总和。吊车水平荷载（ ）maxT吊车纵向水平荷载：由大车的运行机构在刹车或启动时引起的纵向水平惯性力，作用于刹车轮与轨道的接触点，方向与轨道一致；吊车横向水平荷载：当小车吊有重物刹车或启动时所引起的横向水平惯性力，作用在吊车梁顶面水平处。组合方式：竖向荷载：单跨不多于 2 台/排架，多跨不多于 4 台/排架；水平荷载：单跨、多跨 2 台/排架。4、风荷载定义：作用
10、在建筑物或构筑物表面上计算用的风压。垂直于建筑物表面上的风荷载标准值： 0kgzsw式中： 为 z 高度处的风振系数； 为风载体型系数，gs主要与建筑物的体形和尺寸有关。 为风压高度变化系数。z排架上的风荷载计算方法按均布荷载考虑，其中 ：z柱顶以下按柱顶标高取值；柱顶至屋脊的屋盖部分按天窗檐口或厂房檐口（无天窗时）第 3 页 共 页标高取值，但对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载。kW历年试题 27：2010.1 某单层厂房排架结构及风荷载体型系数如图所示。基本风压 w0=0.35kN/m2，柱顶标高+12.00m，室外天然地坪标高-0.30m，排架间距 B=6.0m。求作用在排架柱
11、A 及柱 B 上的均布风荷载设计值 qA 及 qB。(提示：距离地面 10m 处， =1.0；距离地面 15m 处，z=1.14；其他高度 按内插法取值。) zz【答案】 （1）求风压高度变化系数 z风压高度变化系数按柱顶离室外天然地坪的高度：12+0.3=12.3m用内插法确定风压高度变化系数 .40(12.3).065z（2）计算排架柱 A 及柱 B 上的均布风荷载标准值 、AkqBkq0.8.51.78/Asz Nm1603Bksz k（3）计算排架柱 A 及柱 B 上的均布风荷载设计值 、AqB.4782.9/AQkqk15BNm【解析】该题考查对单层厂房排架风荷载的计算方法和步骤的理
12、解和识记。参考教材第 49-50 页。（四）等高排架（考点 14）P50-641、定义：柱顶水平位移相等的排架。2、内力计算方法：剪力分配法3、柱顶水平集中力作用下等高排架的内力分析柱顶水平集中力作用下等高排架的内力计算方法：剪力分配法利用三个条件求解柱顶剪力：平衡、变形和物理条件 平衡条件：柱顶作用的水平力与各柱顶的水平剪力平衡 变形条件：横梁轴向刚度无穷大，各柱顶的位移相等 物理条件：各柱的柱顶剪力和柱顶位置的关系柱顶剪力： iiVF剪力分配系数 ：第 i 根柱的抗剪刚度与所有柱的总的抗剪刚度的比值， 。1/()iniu式中：30iclHuCEI4、任意荷载作用下等高排架的内力分析求解步骤
13、：（1）在排架柱顶附加一个不动铰支座，限制其水平侧移；（2）此时排架变为多根一次超静定柱，利用柱顶反力系数可求得各柱顶反力 Ri 及相应的柱端剪力，则柱顶假想的不动铰支座反力为 ； （3）撤除不动铰支座，将 R 反向加于排架柱顶，用剪力分配法将其分配给各柱，求得柱顶剪力为 ；i（4）叠加上述计算结果，可得到排架在任意荷载作用下的柱顶剪力，至此，排架各柱的内力即可求解。历年试题 30：2010.1 单层厂房排架结构如图 a 所示。已知W=15.0kN，q1=0.8kNm，q2=0.4kNm。试用剪力分配法计算各柱的柱顶剪力。(提示：支反力系数 C11=0.3，见图 b(1)；图b(2)、b(3)
14、中的u1=2u2)【答案】 （1）计算剪力分配系数 1220.5ACu0.5B（2）计算各柱顶剪力把荷载分成 W、q 1、q 2三种情况，分别求出各柱顶所产生的剪力而后叠加q1作用下的不动铰支座反力： 0.3853.6ARCHkNq2作用下的不动铰支座反力： 141在排架柱顶施加集中力 和 ，并把它们与 W 相加ARC后进行剪力分配，再把分配到的柱顶剪力与柱顶不动铰支座反力相加，得到柱顶的剪力值 ()0.25(13.68).15AACAVRkN02BB().(.).3CAC k【解析】该题考查对用剪力分配法进行排架柱内力分析的步骤的理解和识记。参考教材第 54-57 页。（五）内力组合（考点
15、15）P57-601、控制截面：指对柱配筋和基础设计起控制作用的截面2、柱的控制截面：（1）-上柱柱底截面：上柱的最大轴力和弯矩（2）-牛腿顶面：吊车竖向荷载作用下的弯矩最大（3）-下柱柱底截面：风荷载和吊车横向水平荷载作用下弯矩最大，且截面 III- III 的最不利内力也是设计基础的依第 4 页 共 页据3、控制内力：排架柱是偏心受压构件（大偏心、小偏心） ，纵向受力钢筋的计算主要取决于轴向力 N 和弯矩 M。4、内力组合（4 种）：（1） 及相应的 N 和 V；（ 2） 及相应的 NmaxMmax和 V；（3） 及相应的 M 和 V；（4） 及相应的 N和 M。当柱采用对称配筋和对称基础
16、时， （1） 、 （2）内力组合可合并为 及相应的 N 和 V。max5、M、N 对配筋量的影响N 一定时，M 大， 也大；M 一定时，小偏心受压 随 MsAsA的增加而增加；大偏心受压 则随 M 的增加而减小6、荷载效应的基本组合（1）由可变荷载效应控制的组合：恒荷载+任一种“活荷载”（或 0.9任意两种或两种以上“活荷载”） ；1Qi10.9)nGkQkkiSSS（ 或（2）永久荷载效应控制的组合： i1.35)nkciki7、内力组合式的注意事项（1）无论什么情况，恒载必须参加组合（2）目的在于得到最大内力，其他为最大内力的对应值；（3） Dmax 作用在 A 柱和 Dmax 作用在 B
17、 柱不可能同时出现，所以不可能在同一组组合中出现；（4） Tmax 参加组合时，必有垂直荷载项 D(Dmax 或 Dmin)，而垂直荷载参加组合时，不一定有 Tmax 项(未必刹车)；（5）风荷载，左风、右风不同时存在，故不同时参加组合；（6）求 Nmin 时， N = 0 的风荷载应参加组合（六） 、单层厂房排架整体空间工作（考点 16）P 60-621、定义：排架与排架、排架与山墙之间的相互制约作用，称为厂房的整体空间作用。2、产生整体空间作用的条件（2 个）：（1）各横向排架之间必须有纵向联系构件；（2）各横向排架的结构或荷载不同。3、对吊车荷载等局部荷载，厂房的整体空间作用较均布荷载要
18、大。因此，在厂房的设计中，当需要考虑整体空间作用的有利影响时，仅对吊车荷载而言。4、理解：（1）横向排架间连接越可靠，受力的差别越大，整体空间作用越强；反之，则越小；（2）无檩屋盖比有檩屋盖、局部荷载比均布荷载及厂房的整体空间作用大；山墙的存在，整体空间作用也强，由于山墙的刚度大，对相邻排架的水平约束大。 第三节 单层厂房柱（一） 、柱的类型（考点 17）P64-67实腹矩形柱、工字形柱、双肢柱（平腹秆、斜腹杆）（二） 、吊装验算1、单层厂房钢筋混凝土排架柱一般为预制柱，吊装时混凝土的强度等级还可能达不到设计要求，故需进行吊装时的承载力和裂缝宽度验算。2、吊装时柱承受的荷载为其自重乘以动力系数
19、 1.11.3，柱自重的分项系数取 1.2。（三） 、牛腿（考点 18）P68-741、分类： 为长牛0ah腿， 为短牛腿， a 为竖0向力作用点到下柱边缘的距离。2、牛腿的破坏形态：弯曲破坏（1 a /h00.75） 、剪切破坏（ ）及混凝土局部压碎破坏。0/.75ah3、牛腿的设计（1）设计内容：确定牛腿的截面尺寸、承载力计算和配筋构造。（2）截面尺寸确定：宽度：与柱同宽；高度：由斜裂缝宽度的控制条件及构造要求确定。 0(10.5)./hktvkvFfba式中： 、 分别为作用于牛腿顶部按荷载标准组合计算的k竖向力和水平拉力；为裂缝控制系数。对支承吊车梁的牛腿，取 0.65，其他牛腿取 0
20、.85当 时，0.3ah取 ；当考虑安装偏差后的竖向力作用点位于下柱截面以内时，取 a=0。（4）计算简图：以纵向水平钢筋为拉杆、混凝土斜向压力带为压杆所构成的三角形桁架。（5）纵向受拉钢筋的计算：位于牛腿顶面的水平纵向受拉钢筋由两部分组成：承受竖向力的抗弯钢筋；承受水平拉力的抗拉锚筋。 vhsy01.2.85yFaAff（6）钢筋布置示意图及构造历年试题 36：2010.1，2005.1 对单层厂房柱牛腿进行承载力计算时，可取什么样的计算简图?并画出示意图。【答案】以纵向水平钢筋为拉杆、混凝土斜向压力带为压杆所构成的三角形桁架。见上图【解析】该题考查对牛腿受力特点的理解。参考教材第 72 页
21、。历年试题 37：（2007.10，2007.1，2006.1，2003.10）柱子牛腿如图所示。已知竖向力设计值 Fv=300kN，水平拉力设计值 Fh=60kN，采用钢筋为 HRB335（f y=300N/mm2） 。试计算牛腿的纵向受力钢筋面积。（提示：a s=60mm；A=当 a框筒全部落地剪力墙框架-剪力墙部分框支剪力墙框架板柱剪力墙。（二） 、受力特点（考点 30）P 1611、水平力是影响结构内力、变形及土建造价的主要因素。2、柱内轴力随层数的增加而增大，轴力与层数呈线性关系。3、水平向风荷载或地震作用力呈倒三角分布，倒三角分布力在结构底部所产生的弯矩与结构高度的三次方成正比，水
22、平力作用下的结构顶点的侧向位移与结构高度的四次方成正比。（三） 、水平位移和加速度的限制（考点 31）P 1621、层间弹性水平位移的限值（1） 时，框架 1/550，框剪、框筒、板柱-剪力50hm墙为 1/800，筒中筒、剪力墙、框支层为 1/1000；（2） 时，为 1/500； ，1502hm按线性内插得到。/u2、结构风振加速度的限制（1） 高规规定， 150m 应满足舒适度的要求。h（2） 建筑结构荷载规范 （GB50009）规定结构顶点最大加速度：住宅、公寓 ，办公楼、旅馆2max0.15/s。2max0.5/s第二节 高层建筑的结构类型1、常用的四种结构：框架结构、剪力墙结构、框
23、架剪力墙结构和筒体结构。2、框架结构（考点 32）P 165（1）定义：全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系。（2）特点：抗侧刚度小，侧移大，强震下结构的顶点水平位移和层间相对水平位移都较大。（3）适用范围：适用于 10 层或 60m 以下2、剪力墙结构（1）定义：用钢筋混凝土剪力墙承受竖向荷载和抵抗侧向力的结构。框支剪力墙：底部为框架、上部为剪力墙，剪力墙由底部框架支承的结构。（2）特点：自重大，侧移刚度大，自振周期短，地震作用下结构反应大，抗震能力较强。（3）实用范围： 20-30 层3、框架-剪力墙结构（1）定义：框架和剪力墙共同承受竖向荷载和侧向力的结构。（2）特点：延性好；结构
24、刚度较大、承载力较大，地震时结构变形减小，非结构性破坏减轻，抗震性能良好。（3）实用范围：10-20 层。4、框筒结构（1）定义：由布置在建筑物周边的柱距小、梁截面高的密柱深梁框架组成。（2）特点：水平作用由内筒承受，周边框架只承受竖向力合少量的水平力。（3）实用范围：30 层或 100m 以上第三节 高层建筑结构设计的一般原则（一）结构体型和结构布置（考点 33）P 1651、结构平面布置（1）在高层建筑的一个独立的结构单元内，宜使结构平面和侧移刚度均匀对称。（2）尽量减小结构的侧移刚度中心与水平荷载合力中心间的偏心，以降低扭转对房屋受力的不利应影响。（3）有抗震设防要求的高层建筑平面布置应
25、考虑一下要求：平面宜简单、规则、对称，尽量减小偏心；平面长度不宜过长，突出部分长度不宜过长；不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形。3、下部结构（考点 34）P 166应有足够的基础埋置深度：以保证水平力作用下的稳定，防止倾覆及滑移，减小建筑物的整体倾斜及上部结构对地震的反应。基础埋深与建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素有关，埋深可从室外地坪算至基础底面，并符合：天然地基或复合地基可取房屋高度的 1/15；桩基取房屋高度的1/18（桩长不计在内） 。5、楼、屋盖层第 9 页 共 页（1）刚性转换层：上下刚度突变层的特殊楼盖，应采用现浇板，且板厚大于 180mm，混凝土强度不低
26、于 C30。（2） 高规规定：h50m 时，框剪、筒体、复杂高层建筑结构应采用现浇楼盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用现浇楼盖结构。（二）高层建筑结构上的作用1、风荷载的动力特性（考点 35）P 169-170风荷载的动力作用：用风振系数 表示。z层数较少的建筑物刚度较大，自振周期较小，风荷载产生的振动很小，不需考虑风振。建筑物越柔，自振周期就越长，风的动力作用也越显著。2、温度作用（1）引起高层建筑结构温度内力的温度变化有：室内外温差、日照温差、季节温差；（2）温度变化引起的结构变形有：柱弯曲、内外柱间的伸缩差、屋面结构与下部楼面结构的伸缩差。（3）温度作用的大小主要取决于结构外露的程度、楼
27、盖结构的刚度及结构高度。（三） 、结构水平位移曲线的类型（考点 36）P 171-1721、水平力作用下结构的水平位移曲线的型式：弯曲型、剪切型、弯剪型或剪弯型。弯曲型：层间位移上大下小；高宽比 的剪力墙/4HB结构剪切型：层间位移上小下大；如框架结构弯剪型：水平位移曲线的底下大部分为弯曲型，顶上少部分是剪切型；以剪力墙为主的框剪结构剪弯型：大部分位移为剪切型，少部分为弯曲型。剪力墙的数量少或侧移刚度小的框剪结构第四节 剪力墙结构（一）剪力墙的分类（考点 37）P 172-187按洞口情况分：（1）整体墙：没有洞口或洞口很小，即洞口总的立面面积不大于剪力墙总立面面积的 15%，且洞口间的净距及
28、洞口至墙边的净距都大于洞口长边的尺寸。（2）小开口墙：洞口稍大，即洞口总的立面面积超过了剪力墙总立面面积的 15%，但洞口仍较小，并符合：墙肢承受的局部弯矩不超过总弯矩的 15%；基本上各楼层墙肢都不出现反弯点。（3）联肢墙：洞口较大，墙肢承受的局部弯矩超过了总弯矩的 15%，但在多数楼层中的墙肢不出现反弯点。其中只有一列较大洞口的称为双肢墙，有多列较大洞口的为多肢墙。（4）壁式框架：洞口大而宽，墙肢与连梁相比墙肢过分弱，大多数楼层的墙肢出现反弯点；其性能属于框架。整体墙的刚度大，地震反应大，延性差，受震害影响大。高层建筑中的剪力墙应尽量设计成联肢墙，且其高宽比应大于 2(二)剪力墙翼缘的有效
29、宽度纵墙的一部分作为横墙的有效翼缘，横墙的一部分作为纵墙的有效翼缘。每一侧有效翼缘的宽度可取翼缘厚度的 6 倍、墙间距的一半和总高度的 1/20 中的最小值，且不大于至洞口边缘的距离。（三） 、水平力作用下剪力墙结构的内力和水平位移计算（考点38）P 177-1911、整体墙（1）计算简化：高宽比大于 3 的整体墙，按悬臂杆进行内力联合变形分析（2）应力分布：沿高度按直线分布（3）水平位移计算：包括弯曲变形和剪切变形产生的顶点水平位移。墙顶水平位移统一用弯曲变形表示：30ceqVHUmEI式中： 为截面的等效抗弯刚度，ceqEI21wcGAH2、小开口墙（1）内力计算整体和局部弯矩的计算：先按
30、竖向悬臂杆构件计算水平力作用下离墙底 x 处的弯矩 和剪力 ，然后将 分为xMxVx整体弯矩 和局部弯矩 ，k 整体弯k(1)矩系数，取 0.85。在整体弯矩作用下，剪力墙按组合截面弯曲，正应力在整个截面高度上均匀分布；在局部弯矩作用下，剪力墙按各个单独的墙肢截面弯曲，正应力仅在各个墙肢截面高度上按直线分布；注意：局部弯矩不在墙肢中产生轴力。3、双肢墙的内力和水平位移计算（1）基本假定：楼、屋盖在自身平面内为不变形的刚性盘；连梁简化为沿墙高连续分布的等厚度的弹性薄片；墙肢在同一水平处的水平位移和转角相等；连梁的反弯点在跨度中央；层高、墙肢截面面积、惯性矩以及连梁的截面面积和惯性矩等参数沿墙高不
31、变。注意：在上述假定下，墙肢的剪切变形和连梁的轴向变形都不会在连梁跨中截面产生竖向相对位移，对连梁中点处竖向剪力 无影响。()qx（2）求解方法：力法（3）微分方程的建立：沿连续化后的连梁跨度中点切开，该处只有竖向剪力 ，根据竖向相对位移的变形协调条件，()x得到用 表示的双肢剪力墙基本微分方程：()2102210)()(VHxqx 均 布 荷 载 倒 三 角 形 荷 载 顶 点 集 中 荷 载式中： 为不考虑轴向变形影响的剪力墙整体性系数；1为剪力墙的整体性系数，其中 为单位高度上c1212CHE()bIIbC连梁的转角刚度参数， ；组合截面惯性矩3cbaElh。 21IA其它因素不变的前提
32、下，剪力墙的整体性系数 将随连梁的转角刚度 的增大而增大。Cb历年试题 76：2010.1 在双肢剪力墙整体系数计算公式中( ) 231Hh()bAIalA.I=I1+I2+Ib B.I=I1+I2+IA C.I=IA+Ib D.I=I1+I2+IA+1b【答案】 B【解析】本题考查对双肢剪力墙整体系数计算方法的理解。第 10 页 共 页参考教材第 183、192 页。4、壁式框架的内力和水平位移计算（1）变形曲线：剪切型（2）内力计算方法：D 值法（3）与框架结构内力计算不同之处（2 点）：要多加考虑柱节点处刚域的影响；剪切变形的影响。（4）刚域和剪切变形对线刚度的影响刚域的存在使线刚度增大
33、；剪切变形使线刚度减小；两者综合使线刚度增加。（5）带刚域的梁考虑剪切变形后的 D 值带刚域的梁考虑剪切变形后的抗弯线刚度： bbK式中： 为不考虑剪切变形时梁的抗弯线刚度，0cbEIKa为考虑剪切变形时梁的抗弯线刚度；系数 的物理意义是b b考虑刚域和剪切变形的梁线刚度修正系数，且一般有 1。显然，带刚域的梁考虑剪切变形后的 D 值增大了（6）带刚域的宽柱考虑剪切变形后的 D 值 21()DKh由于壁式框架中的梁和柱的线刚度 和 都比普通框架bK中的梁和柱的线刚度 和 大，所以，壁式框架中柱的侧移b刚度 D 也增大。（四）剪力墙的分类判别（考点 39）P 191-1941、剪力墙整体系数 的
34、物理意义：反映连梁总转角刚度与墙肢总线刚度的相对比值，是一个无量纲系数。2、剪力墙的肢强系数 ：反映墙肢的强弱。洞口小，墙肢很强的的剪力墙，受力性能与悬臂柱相近；洞口大，墙肢很弱时，则接近于框架。3、剪力墙是竖向的悬臂构件，只在墙平面受力，出平面不受力。影响剪力墙受力性质的力学参数有两个： 和 。（1）当组合截面高度一定时，洞宽大，墙肢截面高度就小，墙肢弱， 值大；相反， 小，洞宽小，墙肢强。对于对称矩形截面双肢剪力墙，当洞宽趋近于零时， 趋近于 0.75；而当洞宽等于墙肢截面高度时， =0.923。可见，越小墙肢越强。（2） 大，连梁强，连梁对墙肢的约束弯矩大，整体性好；小，连梁弱，连梁对墙
35、肢的约束弯矩小，整体性差。当时，认为连梁是强的。104、剪力墙分类的判别条件（1）整截面剪力墙：要求同时满足以下两要求：洞口面积小于整个墙面面积的15%；洞口之间的距离及洞口至墙边的距离均大于洞口的长边尺寸。（2）当满足 ，且 的剪力墙称为整体小开10口剪力墙，具有较大的侧向刚度，且墙肢基本上没有反弯点。（3）只满足 ，但 的剪力墙称为联肢剪力墙，其侧向刚度比整体小开口墙的小，大多数楼层的墙肢不出现反弯点。（4） ，且 的剪力墙称为壁式框架，侧向10刚度小，每层墙肢都有反弯点。其中 为墙肢系数的限值，当 为剪力墙；当为框架。5、剪力墙的受力特性（1）整截面剪力墙、整体小开口墙：没有反弯点，水平
36、位移曲线为弯曲型，侧向刚度大，但延性差；（2）联肢剪力墙：没有反弯点，水平位移曲线是弯曲型，抗侧力能力比框架大，延性还可以，但比框架延性差。（3）壁式框架：有反弯点，水平位移曲线为剪切型，抗侧力能力不大，延性较好。2009.1 符合下列条件的可判定为联肢剪力墙（ 为整体系数， 为肢强系数限值） （ A）A B C10,10,D ,第五节 框架剪力墙结构(一)、框架-剪力墙的结构布置（考点 40）P 194-1971、结构组成：由框架、剪力墙、连梁三部分组成。连梁一端连接框架，另一端连接剪力墙。而框架梁的两端都与框架相连。2、剪力墙的布置（1）平面布置横向剪力墙宜均匀对称地布置在建筑物的端部附近
37、、平面形状变化处及恒载较大的地方，以达到抗侧力结构的对称、均匀，使刚度中心与质量中心相接近或刚度中心与风力合力线相接近，以减小扭转。纵向剪力墙的布置应考虑墙对框架温度变形的约束，间距越大，约束作用越强。当纵向剪力墙布置在较长结构单元的两端时，可采取楼板、墙体中留出后浇带等措施，以减小纵向收缩应力的影响。当防震缝或沉降缝、伸缩缝的宽度较小时，不宜在缝的两侧同时布置现浇剪力墙。（2）剪力墙的最大间距限制剪力墙的理由：通过限制剪力墙的最大间距，来限制楼、屋盖在水平荷载作用下的变形，来满足楼、屋盖在水平面内具有无限刚度的假定。剪力墙最大间距，可根据水平荷载下楼、屋盖在水平方向上的最大挠度不大于允许变形
38、值的条件来确定，即，其中 为剪力墙的间距。41.20lfl水平荷载下楼盖在水平方向上的最大挠度 是按水平向f的简支深梁计算。（二）结构计算（考点 41）P 197-2091、基本假定楼盖结构在其自身平面内的刚度为无穷大，平面外的刚度可忽略不计；水平荷载的合力通过结构的抗侧刚度中心，即不考虑扭转的影响；框架与剪力墙的刚度特征值沿结构高度方向均为常量。在侧向荷载作用下，框架剪力墙结构仅有沿荷载作用方向的位移，在同一楼层标高处，各榀框架或剪力墙的侧移量都是相等的。可把所有的框架等效为综合框架，把所有的剪力墙等效为综合剪力墙，在综合框架和剪力墙间用轴向刚度为无穷大的连杆或连梁相连接。2、框架剪力墙铰结体系的基本方程（1）框架剪力墙铰结体系：指框架与剪力墙间无弯矩传递，仅传递侧向力。（2）计算简图：综合框架与综合剪力墙用两端铰接的连杆连接，在外荷载 p 的作用下采用连续化的方法来分配剪力。将刚性连杆沿高度方向连续化、切断，代以等代的分布力 。fp（3）方程的建立脱离后的综合剪力墙可看成是受侧向分布荷载 作()f用的底部固定的悬臂梁： 40efdyEIpz式中： 为综合剪力墙的截面等效抗弯刚度，是各榀剪力墙0eI的截面等效抗弯刚度的和，y 为结构的侧移，为高度 z 的函数。令 为综合框架的侧向刚度，即框架结构产生单位剪切角fC时所需的剪力。
