高層建筑結(jié)構(gòu)與抗震考試資料(4)

1、第10章框架設(shè)計(jì)與構(gòu)造1作為抗震設(shè)計(jì)的指標(biāo)，為什么應(yīng)是雙控制條件？答：作為抗震設(shè)計(jì)的指標(biāo)，應(yīng)是雙控制條件，使結(jié)構(gòu)能同時(shí)滿足極限強(qiáng)度和極限變形。這是因?yàn)橐话憬Y(jié)構(gòu)并不具備足以抵抗強(qiáng)烈地震的強(qiáng)度儲(chǔ)備，而是利用結(jié)構(gòu)的彈塑性性能吸收地震能量，以達(dá)到抗御強(qiáng)震的目的。2什么是延性結(jié)構(gòu)？什么是截面曲率延性比？如何表示結(jié)構(gòu)的延性？答：（1）如果結(jié)構(gòu)在承載能力基本保持不變的情形下，仍能具有較大的塑性變形能力，則稱此結(jié)構(gòu)為延性結(jié)構(gòu)。（2）表示截面屈服時(shí)的曲率，表示截面極限曲率。截面的塑性變形能力常常用延性比來(lái)衡量，即截面曲率延性比（3）當(dāng)承載能力明顯下降或結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)破壞，此時(shí)達(dá)到極限位移。結(jié)構(gòu)的

2、延性通常用頂點(diǎn)位移延性比表示，即其中y為結(jié)構(gòu)開始進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的頂點(diǎn)位移。延性比是結(jié)構(gòu)抗震性能的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于延性比大的結(jié)構(gòu)，在地震作用下結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)時(shí)，能吸收、耗散大量的地震能量，此時(shí)結(jié)構(gòu)雖然變形較大，但不會(huì)出現(xiàn)超出抗震要求的建筑物嚴(yán)重破壞或倒塌。相反，若結(jié)構(gòu)延性較差，在地震作用下容易發(fā)生脆性破壞，甚至倒塌。3結(jié)構(gòu)延性的作用如何？答：結(jié)構(gòu)延性的作用：（1）防止脆性破壞由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的脆性破壞是突發(fā)性的，沒(méi)有預(yù)兆，所以為了保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全，除了對(duì)構(gòu)件發(fā)生脆性破壞時(shí)的可靠指標(biāo)有較高要求以外，還要保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有足夠的變形能力。（2）承受某些偶然因素的作用結(jié)構(gòu)在使用

3、過(guò)程中可能會(huì)承受設(shè)計(jì)中未考慮到的偶然因素的作用，比如說(shuō)，偶然的超載、基礎(chǔ)的不均勻沉降、溫度變化和收縮作用引起的體積變化等。這些偶然因素會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)力和變形，而延性結(jié)構(gòu)的變形能力，則可作為發(fā)生意外情況時(shí)內(nèi)力和變形的安全儲(chǔ)備。（3）實(shí)現(xiàn)塑性內(nèi)力重分布延性結(jié)構(gòu)容許構(gòu)件的某些臨界截面有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，形成塑性鉸區(qū)域，產(chǎn)生內(nèi)力重分布，從而使鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)能夠按塑性方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，得到有利的彎矩分布，從而使配筋合理，節(jié)約材料，而且便于施工。（4）有利于結(jié)構(gòu)抗震在地震作用下，延性結(jié)構(gòu)通過(guò)塑性鉸區(qū)域的變形，能夠有效地吸收和耗散地震能量，同時(shí)，這種變形降低了結(jié)構(gòu)的剛度，致使結(jié)構(gòu)在地震作用下的反應(yīng)減小，也

4、就是使地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用力減小，因此延性結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震能力。4提高結(jié)構(gòu)延性的措施有哪些？答：根據(jù)震害以及近年來(lái)國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)研究資料，延性框架設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）“強(qiáng)柱弱梁”設(shè)計(jì)原則控制塑性鉸的位置在地震作用下，框架中塑性鉸可能出現(xiàn)在梁上，也可能出現(xiàn)在柱上，但是不允許在梁的跨中出鉸。梁的跨中出鉸將導(dǎo)致局部破壞（圖3）。在梁端和柱端的塑性鉸，都必須具有延性，才能使結(jié)構(gòu)在形成機(jī)構(gòu)之前，結(jié)構(gòu)可以抵抗外荷載并具有延性。 (a) 強(qiáng)柱弱梁型(b) 強(qiáng)梁弱柱型圖3 框架局部破壞圖4 框架破壞機(jī)構(gòu)圖由圖4可以看出，在框架結(jié)構(gòu)中，塑性鉸出現(xiàn)的位置或順序不同，將使框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同的破壞形式。圖4(b)所示

5、是一個(gè)強(qiáng)梁弱柱型結(jié)構(gòu)，所以塑性鉸首先出現(xiàn)在柱中，當(dāng)某薄弱層柱的上下端均出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，該層就成為幾何可變體系，而引起上部結(jié)構(gòu)的倒塌。這種結(jié)構(gòu)破壞時(shí)只跟最薄弱層柱的強(qiáng)度和延性性能有關(guān)，而與其它各層梁柱的承載能力和耗能能力均沒(méi)有發(fā)揮作用。圖4(a)是一個(gè)強(qiáng)柱弱梁型結(jié)構(gòu)，塑性鉸首先出現(xiàn)在梁中，當(dāng)部分梁端甚至全部梁端均出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，結(jié)構(gòu)仍能繼續(xù)承受外荷載，而只有當(dāng)柱子底部也出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，結(jié)構(gòu)才達(dá)到破壞。由此可知，柱中出現(xiàn)塑性鉸，不易修復(fù)而且容易引起結(jié)構(gòu)倒塌；而塑性鉸出現(xiàn)在梁端，卻可以使結(jié)構(gòu)在破壞前有較大的變形，吸收和耗散較多的地震能量，因而具有較好的抗震性能。震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)：凡是具有現(xiàn)澆樓板的框架，由于現(xiàn)

6、澆樓板大大加強(qiáng)了梁的強(qiáng)度和剛度，地震破壞都發(fā)生在柱中，破壞較嚴(yán)重；而沒(méi)有樓板的構(gòu)架式框架，裂縫出在梁中，破壞較輕,從而也證實(shí)強(qiáng)梁弱柱引起的結(jié)構(gòu)震害比較嚴(yán)重。此外，梁的延性遠(yuǎn)大于柱的延性。這是因?yàn)橹菈簭潣?gòu)件，較大的軸壓比將使柱的延性下降，而梁是受彎構(gòu)件，比較容易實(shí)現(xiàn)高延性比要求。因此，較合理的框架破壞機(jī)制應(yīng)是梁比柱的塑性屈服盡可能早發(fā)生和多發(fā)生，底層柱柱根的塑性鉸較晚形成，各層柱子的屈服順序應(yīng)錯(cuò)開，不要集中在某一層。這種破壞機(jī)制的框架，就是強(qiáng)柱弱梁型框架。（2）梁柱的延性設(shè)計(jì)要使結(jié)構(gòu)具有延性，就必需保證框架梁柱有足夠的延性，而梁柱的延性是以其截面塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力來(lái)度量的。因此框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的

7、關(guān)鍵是梁柱塑性鉸設(shè)計(jì)。為此，應(yīng)遵循：1）“強(qiáng)剪弱彎”設(shè)計(jì)原則控制構(gòu)件的破壞形態(tài)適筋梁或大偏壓柱，在截面破壞時(shí)可以達(dá)到較好的延性，可以吸收和耗散地震能量，使內(nèi)力重分布得以充分發(fā)展；而鋼筋混凝土梁柱在受到較大剪力時(shí)，往往呈現(xiàn)脆性破壞。所以在進(jìn)行框架梁、柱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于其受彎承載力，使構(gòu)件發(fā)生延性較好的彎曲破壞，避免發(fā)生延性較差的剪切破壞，而且保證構(gòu)件在塑性鉸出現(xiàn)之后也不過(guò)早剪壞，這就是“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則，它實(shí)際上是控制構(gòu)件的破壞形態(tài)。2）梁、柱剪跨比限制剪跨比反映了構(gòu)件截面承受的彎矩與剪力的相對(duì)大小。它是影響梁、柱極限變形能力的主要因素之一，對(duì)構(gòu)件的破壞形態(tài)有很重要的影響。比

8、如，柱的剪跨比（M、V分別是截面承受的彎矩、剪力值，hc為柱截面高度）。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，剪跨比2的柱屬于長(zhǎng)柱，只要構(gòu)造合理，通常發(fā)生延性好的彎曲破壞；當(dāng)剪跨比1.5<2的柱為短柱，柱子將發(fā)生以剪切為主的破壞，當(dāng)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)或配有足夠的箍筋時(shí)，也可能發(fā)生具有一定延性的剪壓破壞；而當(dāng)剪跨比<1.5時(shí)為極短柱，柱的破壞形態(tài)是脆性的剪切斜拉破壞，幾乎沒(méi)有延性，設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)避免。在一般框架結(jié)構(gòu)中，柱內(nèi)彎矩以地震作用產(chǎn)生的彎矩為主，所以可近似假定反彎點(diǎn)在柱高的中點(diǎn)，從而有柱端彎矩，即（Hn是柱的凈高），代入中，得。因此框架柱的分類又可用長(zhǎng)細(xì)比表示為：時(shí)為長(zhǎng)柱；時(shí)為短柱；時(shí)為極短柱。因此，為保

9、證柱子發(fā)生延性破壞，抗震設(shè)計(jì)時(shí)要求柱凈高與截面長(zhǎng)邊尺寸之比宜大于4，若不滿足，應(yīng)在柱全高范圍內(nèi)加密箍筋。類似地，對(duì)框架梁而言，則要求其凈跨ln與截面高度hb之比不宜小于4。當(dāng)梁的跨度較小而梁的設(shè)計(jì)內(nèi)力較大時(shí)，宜首先考慮加大梁寬，這樣雖然會(huì)增加梁的縱筋用量，但對(duì)提高梁的延性卻是十分有利的。3）梁、柱剪壓比限制當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸太小或混凝土強(qiáng)度太低時(shí)，按抗剪承載力公式計(jì)算的箍筋數(shù)量會(huì)很多，則箍筋在充分發(fā)揮作用之前，構(gòu)件將過(guò)早呈現(xiàn)脆性斜壓破壞，這時(shí)再增加箍筋用量已沒(méi)有意義。因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)限制剪壓比（）即梁截面的平均剪應(yīng)力，使箍筋數(shù)量不至于太多，同時(shí)，也可有效地防止斜裂縫過(guò)早出現(xiàn)，減輕混凝土碎裂程度。這

10、實(shí)質(zhì)上也是對(duì)構(gòu)件最小截面尺寸的要求。4）柱軸壓比限制及其它措施軸壓比N指柱有地震作用組合的柱軸壓力設(shè)計(jì)值N與柱的全截面面積Ac和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc乘積的比值，（bc、hc分別為柱截面的寬度和高度）。試驗(yàn)研究表明，軸壓比的大小，與柱的破壞形態(tài)和變形能力是密切相關(guān)的。隨著軸壓比不同，柱將產(chǎn)生兩種破壞形態(tài)：受拉鋼筋首先屈服的大偏心受壓破壞和破壞時(shí)受拉鋼筋并不屈服的小偏心受壓破壞。而且，軸壓比是影響柱的延性的重要因素之一，柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低（圖5），尤其在高軸壓比下，增加箍筋對(duì)改善柱變形能力的作用并不明顯。所以，抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)限制柱的軸壓比不能太大，其實(shí)質(zhì)就是希望框架柱在地震作

11、用下，仍能實(shí)現(xiàn)大偏心受壓下的彎曲破壞，使柱具有延性性質(zhì)。 圖5 軸壓比與延性比關(guān)系圖 圖6芯柱尺寸示意圖 圖7 連續(xù)復(fù)合螺旋箍框架柱在豎向荷載與地震作用下的軸壓比宜滿足表1的規(guī)定。若不滿足，可加大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。表1 柱軸壓比限值抗震等級(jí)一二三軸壓比限值0.70.80.9在高層建筑中，底層柱往往承受很大的軸力，很難將軸壓比限制在較低水平。為此，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)改進(jìn)柱的延性性能做了大量試驗(yàn)研究。試驗(yàn)表明，在矩形柱或圓形柱內(nèi)設(shè)置矩形核心柱（圖6），不但可以提高柱的受壓承載力，還可以提高柱的變形能力。在壓、彎、剪作用下，當(dāng)柱出現(xiàn)彎、剪裂縫，在大變形情況下芯柱可以有效地減小柱的壓縮，保持

12、柱的外形和截面承載力，特別對(duì)于承受高軸壓的短柱，更有利于提高變形能力，延緩倒塌。5）箍筋震害表明，梁端、柱端震害嚴(yán)重，是框架梁、柱的薄弱部位。所以按照強(qiáng)剪弱彎原則設(shè)計(jì)的箍筋主要配置在梁端、柱端塑性鉸區(qū)，稱為箍筋加密區(qū)。在塑性鉸區(qū)配置足夠的箍筋，可約束核心混凝土，顯著提高塑性鉸區(qū)混凝土的極限應(yīng)變值，提高抗壓強(qiáng)度，防止斜裂縫的開展，從而可充分發(fā)揮塑性鉸的變形和耗能能力，提高梁、柱的延性；而且鋼箍作為縱向鋼筋的側(cè)向支承，阻止縱筋壓屈，使縱筋充分發(fā)揮抗壓強(qiáng)度。所以規(guī)范規(guī)定，在框架梁端、柱端塑性鉸區(qū)，箍筋必須加密。此外，框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性與箍筋形式有關(guān)。例如，西安建筑科技大學(xué)和日本川鐵株式會(huì)社的研究表明

13、，在其它條件相同的情況下，采用連續(xù)矩形復(fù)合螺旋箍比一般復(fù)合箍筋可提高柱的極限變形角25%。所以矩形截面柱采用連續(xù)矩形復(fù)合螺旋箍（圖7），可大大提高其延性。6）縱筋配筋率試驗(yàn)表明：鋼筋混凝土單筋梁的變形能力，隨截面混凝土受壓區(qū)相對(duì)高度x/h0的減小而增大，而x/h0隨著配筋率的增大、鋼筋屈服強(qiáng)度的提高和混凝土強(qiáng)度等級(jí)的降低而增大，延性性能降低。為此，規(guī)范對(duì)一、二、三級(jí)抗震等級(jí)框架梁的x/h0和max作出了規(guī)定。同時(shí)，框架梁還應(yīng)滿足最小配筋率的要求。而為了避免地震作用下框架柱過(guò)早地進(jìn)入屈服階段，增大屈服時(shí)柱的變形能力，提高柱的延性和耗能能力，全部縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)過(guò)小。（3）“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”設(shè)計(jì)

14、原則由于節(jié)點(diǎn)區(qū)的受力狀況非常復(fù)雜，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)只有保證各節(jié)點(diǎn)不出現(xiàn)脆性剪切破壞，才能使梁、柱充分發(fā)揮其承載能力和變形能力。即在梁、柱塑性鉸順序出現(xiàn)完成之前，節(jié)點(diǎn)區(qū)不能過(guò)早破壞。 實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證框架結(jié)構(gòu)的延性，抗震設(shè)計(jì)規(guī)范是依據(jù)抗震等級(jí)對(duì)構(gòu)件本身不同性質(zhì)的承載力或構(gòu)件間的相對(duì)的承載力進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整，并依據(jù)規(guī)定的構(gòu)造要求來(lái)達(dá)到延性要求。內(nèi)力調(diào)整系數(shù)，依據(jù)抗震等級(jí)不同而異：一級(jí)抗震等級(jí)以實(shí)際配筋為基礎(chǔ)進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整；二、三級(jí)抗震等級(jí)是在設(shè)計(jì)內(nèi)力的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。而構(gòu)造要求，則根據(jù)不同的抗震等級(jí)，規(guī)定出截面形式、尺寸限制、材料規(guī)格、配筋率以及構(gòu)造形式等。5正截面受彎承載力計(jì)算為什么結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震

15、承載力設(shè)計(jì)值要除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)？答：考慮到地震作用的時(shí)間很短，快速加載時(shí)，材料強(qiáng)度會(huì)有所提高，因此，抗震設(shè)計(jì)時(shí)框架梁的截面承載力應(yīng)除以承載力抗震調(diào)整系數(shù)，即 ：式中： S荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值； R結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力設(shè)計(jì)值；一承載力抗震調(diào)整系數(shù)，按教材表2采用。6為什么建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)梁端混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度及配筋率與梁端底面和頂面縱向鋼筋的比值加以限制？答：對(duì)強(qiáng)柱弱梁型框架，地震作用下將首先在框架梁的端部出現(xiàn)塑性鉸。由于梁的變形能力主要取決于梁端的塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力，從而需對(duì)梁端混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度及配筋率加以限制，以保證框架梁有足夠的曲率延性。此外，梁端底面和頂面縱向鋼筋的比值，同樣對(duì)

16、梁的變形能力有較大影響。梁底面的鋼筋可增加負(fù)彎矩時(shí)的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，還能防止在地震中梁底出現(xiàn)正彎矩時(shí)過(guò)早屈服或破壞過(guò)重，影響承載力和變形能力的正常發(fā)揮。因此，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)梁端混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度及配筋率與梁端底面和頂面縱向鋼筋的比值加以限制。7如何體現(xiàn)延性框架“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則？答：為了減少梁端塑性鉸區(qū)發(fā)生脆性剪切破壞的可能性，體現(xiàn)延性框架“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則，要求框架梁端的受剪承載力高于其受彎承載力。而梁端受剪承載力的提高，首先是在剪力設(shè)計(jì)值的確定中考慮了梁端彎矩的增大。對(duì)于一級(jí)抗震等級(jí)，因抗震要求高，并考慮工程設(shè)計(jì)中梁端縱向受拉鋼筋有可能出現(xiàn)超配筋等情況，在計(jì)算Vb時(shí)，要求框架梁

17、的左端和右端均取用考慮承載力抗震調(diào)整系數(shù)RE后的抗彎承載力。其次，在塑性鉸區(qū)，不僅有豎向裂縫，也有斜裂縫。在地震作用下，反復(fù)受彎，會(huì)產(chǎn)生交叉斜裂縫，豎向裂縫可能貫通，混凝土骨料的咬合作用會(huì)漸漸喪失，而主要依靠箍筋和縱筋的銷鍵作用傳遞剪力（圖9），這是十分危險(xiǎn)的。因此加密區(qū)配筋設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)遵循：圖9 反復(fù)荷載作用下塑性鉸區(qū) 箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度不得小于2倍梁高（一級(jí)抗震）或1.5倍梁高（二四級(jí)抗震），且不應(yīng)小于500mm； 不能用彎起鋼筋抗剪； 加密區(qū)箍筋除按受剪承載力計(jì)算外，尚應(yīng)滿足表4的要求； 第一個(gè)箍筋應(yīng)設(shè)置在距離節(jié)點(diǎn)邊緣50 mm或以內(nèi)； 非加密區(qū)的箍筋最大間距不宜大于加密區(qū)箍筋間距的2倍；否則

18、破壞可能轉(zhuǎn)移到加密區(qū)之外。 在箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，箍筋肢距一級(jí)抗震等級(jí)不宜大于200mm及20倍箍筋直徑較大值；二、三級(jí)不宜大于250mm及20倍箍筋直徑較大值；四級(jí)不宜大于300mm。表4 梁端加密區(qū)箍筋構(gòu)造要求抗震等級(jí)箍筋最大間距(取最小值)箍筋最小直徑一二三四10886 注：表中為梁高；為縱筋直徑8什么是強(qiáng)柱弱梁？是不是當(dāng)柱子的截面大于梁的截面或柱子線剛度大于梁的線剛度就是強(qiáng)柱弱梁？什么是強(qiáng)剪弱彎？設(shè)計(jì)中如何實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎？答：控制梁、柱的相對(duì)承載力，使塑性鉸首先在梁端出現(xiàn)，盡量避免或減少柱子中的塑性鉸，底層柱柱根的塑性鉸較晚形成，各層柱子的屈服順序應(yīng)錯(cuò)開，不要集中在某一層。這就是強(qiáng)柱弱梁。

19、當(dāng)柱子的截面大于梁的截面或柱子線剛度大于梁的線剛度均不是強(qiáng)柱弱梁。在進(jìn)行框架梁、柱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使構(gòu)件的受剪承載力大于其受彎承載力，使構(gòu)件發(fā)生延性較好的彎曲破壞，避免發(fā)生延性較差的剪切破壞，而且保證構(gòu)件在塑性鉸出現(xiàn)之后也不過(guò)早剪壞，這就是“強(qiáng)剪弱彎”的設(shè)計(jì)原則，它實(shí)際上是控制構(gòu)件的破壞形態(tài)。設(shè)計(jì)中，將剪力設(shè)計(jì)值乘以增大系數(shù)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎，推遲剪切破壞。9抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁端截面、梁跨中截面的混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)滿足什么要求？沿框架梁全長(zhǎng)頂面和底面的縱向鋼筋配置有哪些規(guī)定和要求？為什么？答：（1）抗震設(shè)計(jì)時(shí)，框架梁端截面的混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)滿足下列要求：一級(jí)抗震等級(jí) 二、三級(jí)抗震等級(jí) 梁跨中截面： （

20、2）框架梁的兩端箍筋加密區(qū)范圍內(nèi)，底面和頂面縱向受力鋼筋的截面面積比值，應(yīng)符合下列要求：一級(jí)抗震等級(jí) 二、三級(jí)抗震等級(jí) （3）之所以作上述規(guī)定，是因?yàn)閷?duì)強(qiáng)柱弱梁型框架，地震作用下將首先在框架梁的端部出現(xiàn)塑性鉸。由于梁的變形能力主要取決于梁端的塑性鉸轉(zhuǎn)動(dòng)能力，從而需對(duì)梁端混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度及配筋率加以限制，以保證框架梁有足夠的曲率延性。此外，梁端底面和頂面縱向鋼筋的比值，同樣對(duì)梁的變形能力有較大影響。梁底面的鋼筋可增加負(fù)彎矩時(shí)的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力，還能防止在地震中梁底出現(xiàn)正彎矩時(shí)過(guò)早屈服或破壞過(guò)重，影響承載力和變形能力的正常發(fā)揮。因此，規(guī)范中作出了上述規(guī)定。10哪些截面是框架梁、柱的內(nèi)力控制截面？答

21、：框架在恒載、樓面活荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力求出以后，要計(jì)算各主要截面可能發(fā)生的最不利內(nèi)力。這種計(jì)算各主要截面可能發(fā)生的最不利內(nèi)力的工作，稱之為內(nèi)力組合?？蚣苊恳桓鶙U件都有許許多多截面，內(nèi)力組合只需在每根桿件的幾個(gè)主要截面進(jìn)行。這幾個(gè)主要截面的內(nèi)力求出后，按此內(nèi)力進(jìn)行桿件的配筋便可以保證此桿件有足夠的可靠度。這些主要截面稱之為桿件的控制截面。每一根梁一般有三個(gè)控制截面：左端支座截面、跨中截面和右端支座截面。而每一根柱一般只有兩個(gè)控制截面：柱頂截面和柱底截面。11影響柱延性的因素有哪些？如何設(shè)計(jì)延性柱？答：（1）限制柱剪跨比柱的剪跨比（M、V分別是截面承受的彎矩、剪力值，hc為柱截面

22、高度）。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，剪跨比2的柱屬于長(zhǎng)柱，只要構(gòu)造合理，通常發(fā)生延性好的彎曲破壞；當(dāng)剪跨比1.5<2的柱為短柱，柱子將發(fā)生以剪切為主的破壞，當(dāng)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)或配有足夠的箍筋時(shí)，也可能發(fā)生具有一定延性的剪壓破壞；而當(dāng)剪跨比<1.5時(shí)為極短柱，柱的破壞形態(tài)是脆性的剪切斜拉破壞，幾乎沒(méi)有延性，設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)避免。 （2）柱剪壓比限制當(dāng)構(gòu)件的截面尺寸太小或混凝土強(qiáng)度太低時(shí)，按抗剪承載力公式計(jì)算的箍筋數(shù)量會(huì)很多，則箍筋在充分發(fā)揮作用之前，構(gòu)件將過(guò)早呈現(xiàn)脆性斜壓破壞，這時(shí)再增加箍筋用量已沒(méi)有意義。因此，設(shè)計(jì)中應(yīng)限制剪壓比（）即截面的平均剪應(yīng)力，使箍筋數(shù)量不至于太多，同時(shí)，也可有效地防止斜裂縫過(guò)早出現(xiàn)，減輕混凝土碎裂程度。這實(shí)質(zhì)上也是對(duì)構(gòu)件最小截面尺寸的要求。 （3）柱軸壓比限制軸壓比的大小，與柱的破壞形態(tài)和變形能力是密切相關(guān)的。而且，軸壓比是影響柱的延性的重要因素之一，柱的變形能力隨軸壓比增大而急劇降低，尤其在高軸壓比下，增加箍筋對(duì)改善柱變形能力的作用并不明顯。所以，抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)限制柱的軸壓比不能太大，其實(shí)質(zhì)就是希望框架柱在地震作用下，仍能實(shí)現(xiàn)大偏心受壓下的彎曲破壞，使柱具有