竖向荷载作用下的内力计算 (2)

建筑结构设计A2022秋复习题提示：输入题目题干部分文字，按键盘快捷键Ctrl+F查找题目答案。

超越高度一、单选题（每题2分，共35道小题，总分值70分）L在相同条件下，随着建筑物高度的增加，下列指标哪个增长最快？（）（2分）A、结构底部轴力B、结构底部弯矩C、结构顶部位移D、结构顶部剪力正确答案:C2.高层建筑的房屋高度是多少（）（2分）A、22米；B、23米:C、24米；D、28米。

正确答案Q3.一规则框架，其底层计算高度为4.5m,用反弯点法近似计算在风荷载作用下的内力，其底层反弯点高度为何值（单位m）? （）（2分）A、2.0mB、2.5mC^3.0mD、3.5m正确答案:C4.对于需要进行罕遇地震作用下薄弱层验算的框架结构，当屈服强度系数沿高度分布均匀时,则结构薄弱层位于何处？（）（2分）A、任意一层B、结构顶部C、结构中部D、结构底部正确答案:D5.高层建筑结构的受力特点是（）（2分）A、竖向荷载为主要荷载.水平荷载为次要荷载；B、水平荷载为主要荷载.竖向荷载为次要荷载；C、竖向荷载和水平荷载均为主要荷载；D、不一定。

正确答案:C6.一般剪力墙结构剪力墙的底部加强部位高度,下列何项符合规定（）（2分）A、剪力墙高度的1/10,并不小于底层层高B、墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值C、不步于两层层高D、需根据具体情况确定正确答案:B7.高层建筑抗震设计时.应具有（）抗震防线。

（2分）A、多道；B、两道；C、一道；D、不需要。

正确答案:A8.关于高层建筑考虑风荷载的概念，下列何项正确？（2分）A、高层建筑的风荷我是主要荷载，其基本风压值imagel.png的采用与多层建筑相同，按30年一遇的最大10分钟平均风压来确定；B、高层建筑计算风振系数及风压高度变化系数时，都要考虑地面粗糙程度的影响；C、高层建筑的风振系数，与建筑物的刚度有密切关系，一般来说，刚度越大，建筑物的风振影响就越大；D、所有的高层建筑，都要考虑风振系数image2.png的风振影响。

《结构力学考试样题库》2-静定结构内力 work Information Technology Company.2020YEAR第二章 静定结构内力计算一、是非题1、 静定结构的全部内力及反力，只根据平衡条件求得，且解答是唯一的。

2、静定结构受外界因素影响均产生内力，内力大小与杆件截面尺寸无关。

3、静定结构的几何特征是几何不变且无多余约束。

4、图示结构||M C =0。

aa5、图示结构支座A 转动ϕ角，M AB = 0， R C = 0。

BCaaAϕ2a26、荷载作用在静定多跨梁的附属部分时，基本部分一般内力不为零。

7、图示静定结构，在竖向荷载作用下， AB 是基本部分，BC 是附属部分。

ABC8、图示结构B 支座反力等于P /2()↑。

9、图示结构中，当改变B 点链杆的方向（不通过A 铰）时，对该梁的影响是轴力有变化。

ＡＢ10、在相同跨度及竖向荷载下，拱脚等高的三铰拱，水平推力随矢高减小而减小。

11、图示桁架有9根零杆。

12、图示桁架有：N 1=N 2=N 3= 0。

aaaa13、图示桁架DE 杆的内力为零。

a a14、图示对称桁架在对称荷载作用下，其零杆共有三根。

15、图示桁架共有三根零杆。

16、图示结构的零杆有7根。

17、图示结构中，CD 杆的内力N 1=－P 。

a418、图示桁架中，杆1的轴力为0。

4a19、图示为一杆段的M 、Q 图，若Q 图是正确的，则M 图一定是错误的。

图M Q 图二、选择题1、对图示的AB段，采用叠加法作弯矩图是：A.可以；B. 在一定条件下可以；C. 不可以；D. 在一定条件下不可以。

2、图示两结构及其受载状态，它们的内力符合：A. 弯矩相同，剪力不同；B. 弯矩相同，轴力不同；C. 弯矩不同，剪力相同；D. 弯矩不同，轴力不同。

PPP2l ll l3、图示结构MK（设下面受拉为正）为： A. qa22； B. －qa2；C. 3qa22；D. 2qa2。

2a4、图示结构MDC（设下侧受拉为正）为：A. －Pa；B. Pa；C. －Pa；D. Pa2。

第三章 框架内力计算3.1计算方法框架结构一般承担的荷载主要有恒载、使用活荷载、风荷载、地震作用，其中恒载、活荷载一般为竖向作用，风荷载、地震则为水平方向作用，手算多层多跨框架结构的内力（M 、N 、V ）及侧移时，一般采用近似方法。

如求竖向荷载作用下的内力时，有分层法、弯矩分配法、迭代法等；求水平荷载作用下的内力时，有反弯点法、改进反弯点法（D 值法）、迭代法等。

这些方法采用的假设不同，计算结果有所差异，但一般都能满足工程设计要求的精度。

本章主要介绍竖向荷载作用下无侧移框架的弯矩分配法和水平荷载作用下D 值法的计算。

在计算各项荷载作用效应时，一般按标准值进行计算，以便于后面荷载效应的组合。

1. 弯矩分配法在竖向荷载作用下较规则的框架产生的侧向位移很小，可忽略不计。

框架的内力采用无侧移的弯矩分配法进行简化计算。

具体方法是对整体框架按照结构力学的—般方法，计算出各节点的弯矩分配系数、计算各节点的不平衡弯矩，然用进行分配、传递，在工程设计中，每节点只分配两至三次即可满足精度要求。

相交于同一点的多个杆件中的某一杆件，其在该节点的弯矩分配系数的计算过程为： （1）确定各杆件在该节点的转动刚度杆件的转动刚度与杆件远端的约束形式有关，如图3-1：（a ）杆件在节点A 处的转动刚度 （b ）某节点各杆件弯矩分配系数图 3-1 A 节点弯矩分配系数（图中lEI i ）（2）计算弯矩分配系数μ（3）相交于一点杆件间的弯矩分配弯矩分配之前，还需先要求出节点的固端弯矩，这可查阅相关静力计算手册得到。

表3-1为常见荷载作用下杆件的固端弯矩。

在弯矩分配的过程中，一个循环可同时放松和固定多个节点（各个放松节点和固定节点间间隔布置，如图3-2），以加快收敛速度。

计算杆件固端弯矩产生的节点不平衡弯矩时，不能丢掉由于纵向框架梁对柱偏心所产生的节点弯矩。

具体计算可见例题。

常见荷载作用下杆件的固端弯矩 表3-1注：梯形和三角形分布荷载下的固端弯矩以及反力：图 3-2 弯矩分配过程中放松和固定节点顺序图3-3 分层法的计算单元划分2.分层法分层法是弯矩分配法的进一步简化，它的基本假定是：1.框架在竖向荷载作用下的侧移忽略不计；2.可假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本楼层的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，而对其他楼层的框架梁和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。

框架结构的内力与位移计算4．1 概述框架结构是目前多、高层建筑中常采用的结构形式之一。

框架在结构力学中称为刚架，结构力学中已经比较详细地介绍了超静定刚架(框架)内力和位移的计算方法，比较常用的手算方法有全框架力矩分配法、无剪力分配法和迭代法等，均为精确算法。

但在实用中大多已被更精确、更省人力的计算机分析方法(矩阵位移法)所代替。

不过，其中有些手算近似计算方法由于其计算简单、易于掌握，又能反映刚架受力和变形的基本特点，目前在实际工程中应用还很多，特别是在初步设计时的估算，手算的近似方法仍为设计人员所常用。

多、高层建筑结构在进行内力与位移计算中，为使计算简化，必须作出一些假定，以下将讨论一些结构计算中的基本假定：(1)弹性工作状态假定：结构在荷载作用下的整体工作按弹性工作状态考虑，内力和位移按弹性方法计算。

但对于框架梁及连梁等构件，可考虑局部塑性变形，内力重分布。

(2)平面结构假定：任何结构都是一个空间结构，实际风荷载及地震作用方向是随意的、不定的。

为简化计算，对规则的框架、框架—剪力墙、剪力墙结构体系及框筒结构，可将结构沿两个正交主轴方向划分为若干平面抗侧力结构—若干榀框架、若干片墙，以承受该框架、墙平面方向的水平力(风荷载及水平地震作用)，框架、墙不承受垂直于其平面方向的水平力。

(3)刚性楼面假定：各平面|考试大|抗侧力结构之间通过楼板相互联系并协同工作。

一般情况下，可认为楼板在自身平面内刚度无限大，而楼板平面外刚度很小，可以不考虑。

为保证楼面在平面内刚度，在设计中应采取相应的构造措施。

但当楼面有大开孔、楼面上有较长的外伸段、底层大空间剪力墙结构的转换层楼面以及楼面的整体性较差时，宜对采用刚性楼面假定的计算结果进行调整或在计算中考虑楼面的平面内刚度。

在上述假定下，内力分析时要解决两个问题：一个是按各片抗侧力结构的相对刚度大小，分配水平荷载至各片抗侧力结构；另一个是计算每片抗侧力结构在所分到的水平荷载作用下的内力及位移。

结构设计计算书一、符号规定1.角标的约定为表达的准确与简明，对上下角标的约定如下：b-梁，c-柱，层次-i ，边跨-1，中跨-2，边节点-A ，中节点-B ，相对与节点的位置用上、下、左、右表示，相对于构件的位置用l 、r 、u 、b(取left,right,up,bottom 的首字母)表示上、下、左、右。

在明确层次，构件，节点等前提下可以省略相应的角标，以简化符号。

与上述约定不符的特殊情况在文中参见具体说明。

举例如下：2.常用符号S Gk —永久荷载效应的标准值； S Qk —可变荷载效应的标准值； γG —永久荷载的分项系数；γQ —可变荷载的分项系数； T —结构自振周期；f y 、f y '—普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；V cs —构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；a s 、a s '—纵向非预应力受拉钢筋合力点、纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离；b —矩形截面宽度、T 形、I 形截面的腹板宽度； b f 、b f '— T 形或 I 形截面受拉区、受压区的翼缘宽度； d —钢筋直径或圆形截面的直径；c —混凝土保护层厚度；e 、e'—轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点、纵向受压钢筋合力点的距离； e 0—轴向力对截面重心的偏心距； e a —附加偏心距；右c i lb M Mru2M 左右lb uM i c 1M i 下be i —初始偏心距；h —截面高度； h 0—截面有效高度；h f 、h f '— T 形或 I 形截面受拉区、受压区的翼缘高度； A s 、A s '—受拉区、受压区纵向非预应力钢筋的截面面积； A cor —箍筋内表面范围内的混凝土核心面积；α1—受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值； η—偏心受压构件考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数； λ—计算截面的剪跨比； ρ—纵向受力钢筋的配筋率；ρsv —竖向箍筋、水平箍筋或竖向分布钢筋、水平分布钢筋的配筋率； ρv —间接钢筋或箍筋的体积配筋率； F Ek —结构总水平地震作用标准值；G eq —地震时结构（构件）的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值； αmax —水平地震影响系数最大值； γRE ———承载力抗震调整系数；.∑M c —节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可，按弹性分析分配；∑Mb—节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和。

《高层建筑结构与抗震》辅导材料四框架结构内力与位移计算学习目标1、熟悉框架结构在竖向荷载和水平荷载作用下的弯矩图形、剪力图形和轴力图形；2、熟悉框架结构内力与位移计算的简化假定及计算简图的确定；3、掌握竖向荷载作用下框架内力的计算方法——分层法；4、掌握水平荷载作用下框架内力的计算方法——反弯点法和D值法，掌握框架结构的侧移计算方法。

学习重点1、竖向荷载作用下框架结构的内力计算；2、水平荷载作用下框架结构的内力及侧移计算。

框架在结构力学中称为刚架，刚架的内力和位移计算方法很多，可分为精确算法和近似算法。

精确法是采用较少的计算假定，较为接近实际情况地考虑建筑结构的内力、位移和外荷载的关系，一般需建立大型的代数方程组，并用电子计算机求解；近似算法对建筑结构引入较多的假定，进行简化计算。

由于近似计算简单、易于掌握，又能反映刚架受力和变形的基本特点，因此近似的计算方法仍为工程师们所常用。

本章内容主要介绍框架结构在荷载作用下内力与位移的近似计算方法。

其中分层法用于框架结构在竖向荷载作用下的内力计算，反弯点法和D值法用于框架结构在水平荷载作用下的内力计算。

既然是近似计算，就需要熟悉框架结构的计算简图和各种计算方法的简化假定。

一、框架结构计算简图的确定一般情况下，框架结构是一个空间受力体系，可以按照第四章所述的平面结构假定的简化原则，忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的抗扭作用，将框架结构简化为沿横方向和纵方向的平面框架，承受竖向荷载和水平荷载，进行内力和位移计算。

结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析，若作用于纵向框架上的荷载各不相同，则必要时应分别进行计算。

框架结构的节点一般总是三向受力的，但当按平面框架进行结构分析时，则节点也相应地简化。

在常见的现浇钢筋混凝土结构中，梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区，这时节点应简化为刚接节点；对于现浇钢筋混凝土柱与基础的连接形式，一般也设计成固定支座，即为刚性连接。