第五章结构的近似计算方法与设计概念

第五章框架、剪力墙、框架-剪力墙结构的近似计算方法与设计概念5.1 计算基本假定1、基本假定(1)一片框架或一片剪力墙可以抵抗在本身平面内的侧向力，而在平面外的刚度很小，可以忽略。

因而整个结构可以划分成若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载，垂直于该方向的结构不参加力。

(2)楼板在其自身平面内刚度无限大，楼板平面外刚度很小，可以忽略。

因而在侧向力作用下，楼板可作剐体平移或转动，各个平面抗侧力结构之间通过楼板互相联系并协同工作。

¾弹性工作状态假定¾平面抗侧力结构和刚性楼板假定¾水平荷载的作用方向¾框架结构计算方法分类平面抗侧力结构和刚性楼板假定¾平面抗侧力结构假定¾(a)结构平面¾(b)y方向抗侧力结构¾(c)x方向抗侧力结构¾刚性楼板假定结构→构件→截面→材料2、框架结构计算方法分类框架计算方法精确法渐进法近似法位移法力法力矩分配法迭代法无剪力分配法分层法反弯点D 值法5.2 框架结构的近似计算方法5.2.1 竖向荷载下的近似计算——分层力矩分配法基本假定多层多跨框架在竖向荷载作用下，侧向位移比较小，计算时可忽略侧移的影响；本层横梁上竖向荷载对其他各层横梁内力的影响很小，计算时也可忽略，因此可将多层框架分解成一层一层的单层框架，分别进行计算。

分层法示意图计算要点¾分层方法：将多层框架分层，每层梁与上下柱构成的单层框架作为计算单元，柱远端假定为固端；¾各计算单元按弯矩分配法计算内力；¾分层计算所得的横梁的弯矩即为其最后的弯矩，每一柱（底层柱除外）属于上下两层，所以柱的弯矩为上下两层柱的弯矩叠加；¾因为分层计算时，假定上下柱的远端为固定端，而实际上是弹性支承，为了反映这个特点，减小误差，除底层柱外，其他层各柱的线刚度乘以折减系数0.9；楼层柱弯矩传递系数为1/3，底层柱为1/2；¾分层计算法所得的结果，在刚结点上诸弯矩可能不平衡，但误差也不致很大，如有需要，可对结点不平衡弯矩再进行一次分配。

[例5-1]某钢筋混凝土矩形截面简支梁，两端支承在砖墙上，净跨度l n=3660mm （例图5-1）；截面尺寸b×h=200mm×500mm。

该梁承受均布荷载，其中恒荷载标准值g k=25kN/m（包括自重），荷载分项系数γG=1.2，活荷载标准q k=38kN/m，荷载分项系数γQ=1.4；混凝土强度等级为C20（f c=9.6N/mm2, f t=1.1N/mm2）；箍筋为HPB235钢筋（f yv=210N/mm2），按正截面受弯承载力计算已选配HRB335钢筋3Φ25为纵向受力钢筋（f y=300N/mm2）。

试根据斜截面受剪承载力要求确定腹筋。

例图5-1[解] 取a s=35mm, h0=h- a s=500-35=465mm1．计算截面的确定和剪力设计值计算支座边缘处剪力最大，故应选择该截面进行抗剪配筋计算。

γG =1.2，γQ=1.4，该截面的剪力设计值为：2．复核梁截面尺寸h w=h0=465mmh w/b=465/200=2.3＜4，属一般梁。

截面尺寸满足要求。

3．验算可否按构造配箍筋应按计算配置腹筋，且应验算ρsv≥ρsv,min。

4．腹筋计算配置腹筋有两种办法：一种是只配箍筋，另一种是配置箍筋兼配弯起钢筋；一般都是优先选择箍筋。

下面分述两种方法，以便于读者掌握。

（1）仅配箍筋：选用双肢箍筋φ8@130，则满足计算要求及表5-2、5-3的构造要求。

也可这样计算：选用双肢箍φ8，则A sv1=50.3mm2,可求得：取s=130mm箍筋沿梁长均布置（例图5-2a）。

（2）配置箍筋兼配弯起钢筋：按表5-2及表5-3要求，选φ6@200双肢箍，则由式（5-9）及式（5-6），取则有选用1Φ25纵筋作弯起钢筋，A sb=491mm2，满足计算要求。

按图5-14的规定，核算是否需要第二排弯起钢筋：取s1=200mm，弯起钢筋水平投影长度s b=h-50=450mm，则截面2-2的剪力可由相似三角形关系求得：故不需要第二排弯起钢筋。

西南交大《混凝土结构设计原理》第五章受弯构件斜截面强度计算课堂笔记主要内容斜截面受力特点及破坏形态影响斜截面受剪承载力的计算公式斜截面受剪承载力就是的方式和步骤梁内钢筋的构造要求学习要求1、了解无腹梁裂缝出现前后的应力状态2、理解梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态以及影响斜截面受承载力的主要因素3、熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法4、能正确画出抵抗弯截图5、理解纵向钢筋弯起和截断时的构造规定并在设计中运用重点难点1、梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态2、斜截面受承载力的计算方法(包括计算公式、适用范围和计算步骤等)3、抵抗弯矩图的画法以及纵向受力钢筋弯起和截断的构造要求其中3 既是重点也是难点一、斜截面受力特点及破坏形态受弯构件在荷载作用下，截面除产生弯矩M夕卜，常常还产生剪力V，在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段，产生斜裂缝，如果斜截面承载力不足，可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。

因此，还要保证受弯构件斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。

工程设计中，斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的，斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的。

(一)无腹筋梁斜裂缝出现前、后的应力状态1、斜裂缝开裂前的应力分析承受集中荷载P 作用的钢筋混凝土简支梁，当荷载较小时混凝土尚未开裂，钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段，故可按材料力学公式来分析其应力。

但钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料组成，因此应先将两种材料换算成同一种材料，通常将钢筋换算成“等效混凝土”，钢筋按重心重合、面积扩大E s/E c倍换算为等效混凝土面积，将两种材料的截面视为单一材料(混凝土)的截面，即可直接应用材料力学公式。

梁的剪弯区段截面的任一点正应力b和剪应力T可按下列公式计算：正应力 b =My o/I o剪应力t =Vs0/I 0b式中I o—换算截面的惯性矩；y o --- 所求应力点到换算截面形心轴的距离；s0--- 所求应力的一侧对换算截面形心的面积矩；b --- 梁的宽度；M--- 截面的弯矩值；V--- 截面的剪力值；在正应力和剪应力共同作用下，产生的主拉应力和主压应力，可按下式求得：主拉应力b tp =b /2+[( b /2) 2+t 2] 1/2主压应力 b tp= b /2-[( b/2) 2+t 2] 1/2主应力作用方向与梁纵轴的夹角 a =1/2arctan(-2 T / b )2、斜裂缝的形成由于混凝土抗拉强度很低，随着荷载的增加，当主应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应力轨迹线大致垂直的裂缝。

高层建筑结构随堂练习1.从名词上看，多层和高层结构的差别主要是层数和；A．6B.8C.10D.12；参考答案：C；1.从结构的观点看，凡是水平荷载主要作用的建筑就；参考答案：√；1.在我国，高层建筑以钢结构为主；参考答案：×；2.我国国家标准又按建筑使用功能的重要性分为甲、；1.由梁、柱组成的结构单元称为框架；全部竖向荷载；参考答案：√；2.抗震框架结构的梁柱可铰接，也可刚接；1. 从名词上看，多层和高层结构的差别主要是层数和高度，习惯上，将（）层以下的建筑看做多层建筑。

A．6 B. 8 C. 10 D. 12参考答案：C2. 从结构的观点看，凡是水平荷载主要作用的建筑就可认为进入了高层建筑结构的范畴。

（）参考答案：√1. 在我国，高层建筑以钢结构为主。

（）参考答案：×2. 我国国家标准又按建筑使用功能的重要性分为甲、乙、丙三个抗震设防类别。

（）参考答案：×1. 由梁、柱组成的结构单元称为框架；全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系，称为框架结构。

（）参考答案：√2. 抗震框架结构的梁柱可铰接，也可刚接。

（）参考答案：×3. 抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。

（）参考答案：√4. 框架在侧向力作用下的变形其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线弯曲型，自下而上层间位移增大。

第一部分是主要的，框架在侧向力作用下的侧移曲线以剪切型为主。

（）参考答案：√1. 用（）承受竖向荷载和抵抗侧向力的结构称为剪力墙结构，也称为抗震墙结构。

A．钢筋混凝土剪力墙 B. 钢筋混凝土梁柱 C. 抗震墙 D. 核心筒参考答案：A2. 在侧向力作用下，剪力墙结构的侧向位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐减小。

（）参考答案：×3. 沿高度方向，剪力墙宜连续布置，避免刚度突变。

剪力墙一般需要开洞作为门窗，洞口宜上下对齐，成列布置，形成具有规则洞口的联肢剪力墙，避免出现洞口不规则布置的错洞墙。

教案-工程结构设计原理第一章：工程结构设计原理概述1.1 教学目标了解工程结构设计的基本概念理解结构设计的目的和重要性掌握结构设计的基本原则和方法1.2 教学内容工程结构设计的定义和意义结构设计的目标和重要性结构设计的基本原则和方法1.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答1.4 教学评估课堂问答和讨论案例分析和解答课后作业和评估第二章：结构设计的基本原则2.1 教学目标掌握结构设计的基本原则理解结构安全性和可靠性的重要性熟悉结构设计标准和规范2.2 教学内容结构设计的基本原则概述结构安全性和可靠性的概念和意义结构设计标准和规范的介绍和应用2.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答2.4 教学评估课堂问答和讨论案例分析和解答课后作业和评估第三章：结构设计的计算方法3.1 教学目标掌握结构设计的计算方法理解结构分析的基本原理熟悉结构计算的步骤和技巧3.2 教学内容结构设计的计算方法概述结构分析的基本原理和方法结构计算的步骤和技巧的介绍和应用3.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答3.4 教学评估课堂问答和讨论案例分析和解答课后作业和评估第四章：结构材料的选择与应用4.1 教学目标理解结构材料的选择的重要性熟悉常用结构材料的性质和特点掌握结构材料的应用和选择方法4.2 教学内容结构材料的选择的意义和重要性常用结构材料的性质和特点的介绍和比较结构材料的应用和选择方法的讲解和示例4.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答4.4 教学评估课堂问答和讨论案例分析和解答课后作业和评估第五章：结构设计的优化方法5.1 教学目标理解结构设计优化的重要性和意义掌握结构设计优化的方法和步骤熟悉结构设计优化的应用和效果5.2 教学内容结构设计优化的定义和意义结构设计优化的方法和步骤的介绍和示例结构设计优化的应用和效果的讲解和案例5.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答5.4 教学评估课堂问答和讨论案例分析和解答课后作业和评估第六章：静力平衡与受力分析6.1 教学目标掌握静力平衡的基本原理能够进行简单的受力分析理解静力平衡在结构设计中的应用6.2 教学内容静力平衡的定义与原理受力分析的基本步骤静力平衡在结构设计中的应用实例6.3 教学方法讲授和讲解图形演示和分析互动问答和解答6.4 教学评估课堂问答和讨论受力分析练习题课后作业和评估第七章：梁、柱和板的受力特性7.1 教学目标理解梁、柱和板的基本受力特性掌握梁的弯曲、剪切和扭转理论了解柱的轴心受压和偏心受压的受力特性熟悉板的结构行为和计算方法7.2 教学内容梁的弯曲、剪切和扭转理论柱的轴心受压和偏心受压的受力特性板的结构行为和计算方法7.3 教学方法讲授和讲解数值分析和案例研究互动问答和解答7.4 教学评估课堂问答和讨论受力特性分析练习题课后作业和评估第八章：剪力墙与框架结构设计8.1 教学目标理解剪力墙和框架结构的基本概念掌握剪力墙和框架结构的受力特点学会剪力墙和框架结构的设计方法8.2 教学内容剪力墙和框架结构的定义和应用剪力墙和框架结构的受力特点分析剪力墙和框架结构的设计方法介绍8.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答8.4 教学评估课堂问答和讨论设计计算练习题课后作业和评估第九章：结构动力学基础9.1 教学目标理解结构动力学的基本概念掌握单自由度体系的动力响应了解多自由度体系的动力响应9.2 教学内容结构动力学的定义和重要性单自由度体系的动力响应分析多自由度体系的动力响应分析9.3 教学方法讲授和讲解数值分析和案例研究互动问答和解答9.4 教学评估课堂问答和讨论动力学分析练习题课后作业和评估第十章：结构稳定性和扭转10.1 教学目标理解结构稳定性的重要性掌握结构稳定性的判别方法了解扭转对结构稳定性的影响10.2 教学内容结构稳定性的概念和意义结构稳定性的判别方法介绍扭转对结构稳定性的影响分析10.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答10.4 教学评估课堂问答和讨论稳定性分析练习题课后作业和评估第十一章：结构耐久性与腐蚀防护11.1 教学目标理解结构耐久性的概念和重要性掌握提高结构耐久性的措施和方法了解腐蚀对结构耐久性的影响及防护措施11.2 教学内容结构耐久性的定义和重要性影响结构耐久性的因素分析提高结构耐久性的措施和方法介绍腐蚀防护措施和材料的应用11.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答11.4 教学评估课堂问答和讨论耐久性和腐蚀防护分析练习题课后作业和评估第十二章：结构防火设计12.1 教学目标理解结构防火设计的重要性掌握结构防火设计的基本原则熟悉结构防火材料的性能和应用12.2 教学内容结构防火设计的意义和重要性结构防火设计的基本原则和方法结构防火材料的性能和应用介绍12.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答12.4 教学评估课堂问答和讨论防火设计分析练习题课后作业和评估第十三章：结构经济与成本分析13.1 教学目标理解结构经济与成本分析的概念和重要性掌握结构经济与成本分析的方法能够进行结构经济与成本的优化13.2 教学内容结构经济与成本分析的概念和重要性结构经济与成本分析的方法介绍结构经济与成本优化的策略和实例13.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答课堂问答和讨论经济与成本分析练习题课后作业和评估第十四章：结构模型的建立与模拟14.1 教学目标理解结构模型建立的重要性掌握结构模型的建立与模拟方法熟悉结构模型在设计中的应用14.2 教学内容结构模型建立的定义和重要性结构模型的建立与模拟方法介绍结构模型在设计中的应用和案例分析14.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答14.4 教学评估课堂问答和讨论结构模型建立与模拟练习题课后作业和评估第十五章：结构设计的综合案例分析综合运用所学结构设计原理和方法提升结构设计综合分析和解决问题的能力15.2 教学内容综合结构设计案例的选择和分析结构设计方法和步骤的运用15.3 教学方法讲授和讲解案例分析和讨论互动问答和解答15.4 教学评估课堂问答和讨论结构设计案例分析报告课后作业和评估重点和难点解析本文教案为“工程结构设计原理”，共包含十五个章节，涵盖了工程结构设计的基本概念、原则、方法、结构材料的选用、受力特性、设计优化等多个方面。

第一篇：C语言程序设计教案第五章选择结构程序设计第五章选择结构程序设计课题：教学目的: 教学重点：教学难点：第五章选择结构程序设计1、掌握实现选择结构的两种语句、一个运算符2、学会编写选择结构的程序if-else语句、switch语句、条件运算符嵌套if-else语句中的if与else匹配问题步骤一复习引导上一次课已经介绍了程序基本结构之一，但在大多数情况下都要用到选择结构。

步骤二讲授新课在C语言中实现选择结构的控制语句主要有if语句、switch语句一、条件语句1、if语句的三种形式语法1：if (表达式）语句; 如：#include main( ) { char ch; ch=getchar();if(ch>‟a‟&&chputchar(ch); }语法2：if (表达式）语句1；else语句2；如：#includemain(){ int a,b;scanf (“%d%d”,&a,&b);if(a>b) printf(“max=%d\n”,a);else printf (“max=%d\n”,b);}语法3：if (表达式1）语句1；else if (表达式2) 语句2；elseif (表达式3) 语句3；……else 语句n+1；例如：从键盘上输入字符，判别其分类：控制符、数字、大写字母、小写字母、其他字符。

#include “stdio.h”main( ) { char c; c=getchar( ); if (c< 32) printf(“This is a control character.\n”);else if (c>=…0‟&&celse if (c>=…A‟&&celse if (c>=…a‟&&celseprintf (“This is an other charater.\n”); 说明：1、三种形式的if 语句中，if 关键字后均为表达式（逻辑表达式、关系表达式、赋值表达式、变量等）；如：if (a=5) 语句；if (b) 语句；2、if 语句中，条件表达式必须用括号括起来，在语句后必须加分号；满足条件需执行一组语句时，该组语句必须用{ }括起来；如：if (a+b>c&&b+c>a&&a+c>b){ s=0.5*(a+b+c);area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));printf(“area=%6.2f\n”,area);}elseprintf(“It is not a trilateral.”);3、if 语句嵌套时，else 总是与它最靠近的if 匹配；如：有一数学函数：x0时，y=1 编写程序，输入x的值，输出相应y的值main( ) { int x,y;scanf(“%d”,&x);if (xelse if (x= =0) y=0;else y=1;printf(“x=%d,y=%d\n”,x,y);}说明：因为if 语句执行时总是简单地测试其中作为条件的“表达式”的值是0还是非0，便可利用这种特性来简化程序设计。

钢梁计算原理(总56页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第五章钢梁计算原理5.1 概述在钢结构中，承受横向荷载作用的实腹式构件称为梁类构件，即钢梁。

钢梁在土木工程中应用很广泛，例如厂房建筑中的工作平台梁、吊车梁、屋面檩条和墙架横梁，以及桥梁、水工闸门、起重机、海上采油平台中的梁等。

按制作方法可将钢梁分为型钢梁和组合梁两种。

型钢梁制作简单，成本较低，应用较广。

型钢梁通常采用热轧工字钢、槽钢、H型钢和T型钢（图5－1（a））以及冷弯薄壁型钢（图5－l（c））。

其中H 型钢的截面分布最合理，其翼缘内外边缘平行，方便与其他构件连接；槽钢的截面扭转中心在腹板外侧，一般受力情况下容易发生扭转，在使用时应尽量避免。

当荷载较大或跨度较大时，必须采用组合梁（图5－1（b））来提高截面的刚度和承载力，其中箱形截面梁的抗扭强度较高。

组合梁的截面可以根据具体受力情况合理布置，达到节省钢材的目的。

图5－1表示出了两个正交的形心主轴，其中绕x轴的惯性矩、截面抵抗矩最大，称为强轴，另一轴则为弱轴。

对于工形、T形、箱形截面，平行于x轴(弯曲轴)的最外边板称为翼缘，垂直于x轴的板称为腹板。

按支承条件又可将梁分为简支梁、连续梁和悬伸梁等。

其中简支梁应用最广，因其制造、安装、拆换都较方便，而且受温度变化和支座沉陷的影响很小。

梁的设计必须同时满足承载能力极限状态和正常使用极限状态。

钢梁的承载能力极限状态包括强度、整体稳定和局部稳定三个方面。

设计时要求在荷载设计值作用下，梁的抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力均不超过相应的强度设计值；保证梁不会发生整体失稳；同时保证组成梁的板件不出现局部失稳。

正常使用极限状态主要指梁的刚度，设计时要求在荷载标准值作用下梁具有符合规范要求的足够的抗弯刚度。

图5－1 钢梁常用截面类型5.2钢梁的强度和刚度5.2.1 梁的强度梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《钢结构设计规范》规定的相应的强度设计值。

华工高层建筑结构基础题第一章高层建筑结构概述²第一节高层建筑结构的特点第五章框架、剪力墙、框架—剪力墙结构的近似计算方法与设计概念²第二节框架结构的近似计算方法第五章框架、剪力墙、框架—剪力墙结构的近似计算方法与设计概念²第三节剪力墙结构的近似计算方法第五章框架、剪力墙、框架—剪力墙结构的近似计算方法与设计概念²第四节框架—剪力墙结构的近似计算方法9．有设计特别重要和有特殊要求的高层建筑时，标准风压值应取重现期为多少年? ( D ）A．30年； B．50年； C．80年； D．100年10．多遇地震作用下层间弹性变形验算的重要目的是下列所述的哪种? ( C ）A．防止结构倒塌； B．防止结构发生破坏；C．防止非结构部分发生过重的破坏； D．防止使人们惊慌11．在抗震设计时，下列说法正确的是（ B ）。

A．在剪力墙结构中，应设计成为强连梁、弱墙肢B．在剪力墙结构中，应设计成为强墙肢、弱连梁；C．在框架结构中，应设计成强弯弱剪； D．在框架结构中，应设计成强梁弱柱12. 钢筋混凝土框架梁的受拉纵筋配筋率越高，则梁的延性（ B ）。

A. 越好B. 越差C. 不变D. 不确定13．计算中发现连梁配筋过大时，可以采用减少连梁的内力的方法是（ A ）。

A. 降低连梁截面高度B. 增加连梁截面高度C. 增加墙肢截面高度D. 增加连梁截面宽度14．在7度地震区建造一幢高度为70m的高层办公楼，采用较好的结构体系为：（ C ）。

A．框架结构 B．剪力墙结构 C．框架—剪力墙结构 D．筒中筒结构15．高层建筑顶层取消部分墙、柱形成空旷大房间，底层采用部分框支剪力墙或中部楼层部分剪力墙被取消时，下列符合规定的是。

（ B ）A．应采取有效措施，使上下楼层刚度相差不超过30％B．应采取有效构造措施，防止由于刚度突变而产生的不利影响C．应通过计算确定内力和配筋D．应计算内力和配筋，并采取加强措施二、简答题1、结构沿竖向不规则类型包括哪些情况？答：结构沿竖向布置包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力突变：（1）结构侧向刚度不规则是指：某层的侧向刚度小于其相邻上一层的70%或小于其相邻上部三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%；（2）竖向抗侧力构件在某层中断，其内力由水平转换构件向下传递，则为竖向抗侧力构件不连续；（3）楼层承载力突变是指结构的层间受剪承载力小于其相邻上一层的80%。