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國家對鋼筋混凝土結構技術規程一

1.從技術術語的角度分清什麼是“框架”什麼是“框架結構”。
答：框架：框架結構、框架-剪力牆結構、框架-筒體結構中的框架部分。
框架結構：僅僅由框架組成的結構。
框架結構——由樑和柱以剛接或鉸接相連接成承重體系的房屋建築結構《高層建築結構分析與設計》
框架結構——由樑和柱以剛接或鉸接相連接而構成承重體系的結構
2．《高層建築混凝土結構技術規程》爲什麼要對框架結構的最大高度做出限制？
答：框架結構在25層以下是經濟的，超過25層的框架其側向相對較柔，需要根據水平位移的控制而不經濟的加大構件尺寸。《高層建築結構分析與設計》
框架結構構件接截面尺寸較小，結構的抗側剛度較小，水平位移大，在地震作用下容易由於大變形而引起非結構結構的破壞。因此其建造高度受到限制。（《混凝土結構下冊》。
從整截面牆→整體小開口牆→壁式框架→普通框架，水平抗側剛度會削弱到只有原來的整截面牆的百分之幾。因此剪力牆結構的位移限制條件較容易滿足，而框架結構往往是位移限制條件起控制作用。（筆記）
3．《高層建築混凝土結構技術規程》爲什麼對多高層建築結構的相對層間位移（層間水平位移與層高之比）做出限制？如果某個框架結構不滿足這一控制條件，請說出在不加剪力牆的情況下哪些措施可以提高框架結構的抗側向力剛度。
答：任何構件或結構爲保證其正常工作，都必須滿足強度、剛度和穩定的要求。隨着簡直物高度的增加，對結構抗側剛度的要求也隨之提高。因爲側向位移過大，會引起主體結構的開裂甚至破壞，導致簡直裝修與隔牆的損壞，造成電梯運行困難，還會使居住者感覺不良。另一方面，水平位移過大，豎向荷載將產生顯著的附加彎矩（即P-△效應），使結構內力增大。
增加柱子截面積，設支撐，合理的佈置結構體系，增加水平構件剛度
4．請說明框架-剪力牆，框架-核心筒，剪力牆結構，筒中筒結構的含義。
答：框架-剪力牆結構：由框架和剪力牆共同作爲承重結構。
框架-核心筒結構：由中央薄壁筒與外圍的一般框架組成的高層建築結構。
剪力牆結構：利用建築物的外牆和永久性隔牆承重的結構。
筒中筒結構：由中央薄壁筒與外圍框筒組成的高層建築結構。（《混凝土結構下冊》P177）
5．請說出剪力牆結構的優缺點。你認爲採用剪力牆結構能實現每戶居室自由設計的要求嗎？
答：因爲剪力牆的抗側剛度較大，剪力牆結構體系在水平力作用下的側移量很小，結構的整體性好，抗震能力強，可以建造較高的建築物。但剪力牆的佈置受到建築開間和樓板跨度的限制。牆與牆之間的間距較小，難於滿足佈置大空間等使用要求。（《混凝土結構下冊》P177）
我認爲可以通過加大牆與牆之間的距離的辦法來實現自由戶型設計。
我認爲採用剪力牆結構不易實現每戶居室自由設計的要求。
6．框架-剪力牆結構中的剪力牆必須在兩端與框架柱整體澆在一起嗎？如果澆在一起，請畫出兩根框架柱和他們之間的剪力牆的水平剖面及柱和剪力牆的配筋構造示意圖。
答：抗震牆的周邊應設置樑（或暗樑）和端柱組成的邊框；端柱截面宜與同層框架柱相同。（《抗震規範》P61 6.5.1,<混凝土規範>P195，11.7.17）試驗表明,剪力牆在週期反覆荷載作用下的塑性變形能力,與截面縱向鋼筋的配筋、端部邊緣構件範圍、端部邊緣構件內縱向鋼筋及箍筋的配置，以及截面形狀、截面軸壓比大小等因素有關，而牆肢的軸壓比則是更重要的影響因素。當軸壓比較小時，即使在牆端部不設約束邊緣構件，剪力牆也具有較好的延性和耗能能力；而當軸壓比超過一定值時，不設約束邊緣構件的剪力牆，其延性和耗能能力降低。爲了保證剪力牆地步塑性鉸區的嚴刑性能以及耗能能力，規定了一、二級抗震等級下，當剪力牆底部可能出現塑性鉸的區域內軸壓比較大時，應通過約束邊緣構件爲牆肢兩端混凝土提供適度約束。（《混凝土規範》P336）
圖見《抗震規範》P58
7．筒中筒結構中的“外框筒”的結構特點，受力特點是什麼？
答：外框筒由柱距爲2.0~3.0m的密排柱和寬樑組成。筒中筒結構中，剪力牆內筒截面面積較大，它承受大部分的水平剪力，外框筒柱承受的剪力很小；而水平力產生的傾覆力矩，則絕大部分由框筒柱的軸向力所形成的總彎矩來平衡，剪力牆和外框筒柱承受的剪力很小。另外，外框筒在水平力作用下，不僅平行於水平力作用方向上的框架（稱爲腹板框架）起作用，而且垂直於水平力作用方向上的框架（稱爲翼緣框架）也共同受力。薄壁筒在水平力作用下接近於薄壁杆件，產生整體彎曲和扭轉。但是，外框筒雖然整體受力但與理想筒體的受力有明顯的差別。理想筒體在水平力作用下，截面保持平面腹板應力直線分佈，翼緣應力相等，而外框筒則不再保持平截面變形，腹板框架柱的軸力是曲線分佈的，翼緣框架柱的軸力也不是均勻分佈的：靠近角柱的柱子軸力大，遠離角柱的柱子軸力小。這種應力不再保持直線規律的現象即剪力滯後。由於存在這種剪力滯後現象，所以外框筒不能簡單地按平截面假定進行內力計算。
8．什麼是“轉換層”。請用簡單傳力模型說明轉換層改變豎向力的傳遞途徑和水平力的傳遞途徑是什麼含義？在發揮這類作用時，轉換層本身有什麼受力特點？
答：爲了實現上部佈置小空間，下部佈置大空間，上部佈置剛度大的剪力牆，下部佈置剛度小的框架柱。爲了實現這種結構佈置，就必須在結構轉換的樓層設置轉換層。
將豎向荷載向下傳遞；傳遞水平荷載，當上下部承受水平力的結構構件不一致時，中間的轉換層可以解決複雜的受力情況。可以想象成水平放置的剪力牆或深樑。
轉換層樓板要完成上下層剪力的重分配，自身在平面內受力很大，樓板有顯著變形。樓板變形的結果是，下部框支柱的位移增大，從而框支柱的剪力增大。而不能直接使用按樓板剛度無限大的假定的計算結果。
9．請說明轉換層常用結構形式。請說出轉換層平面尺度與結構高度的大致比例。
答：內部要形成大空間，包括結構類型轉變和軸線轉變，可以採用樑式、桁架式、箱形和板式轉換層。框筒要在底層形成大入口，可以有多種轉換層形式：轉換樑、轉換桁架、轉換牆、間接轉換拱、臺柱轉換拱。《高層建築結構實用設計方法》
10．請說明框架-核心筒的優點。請參照工程實例給出一個框架-核心筒結構的大致平面佈置，並說明①核心筒的平面與整個框架-核心筒結構的平面尺度大致是什麼關係。②這類結構核心筒外圍框架柱的平面佈置應考慮什麼問題。爲什麼工程界也將這類核心筒外圍的框架稱爲“稀柱框架”。
答：框筒結構適用於鋼或鋼筋混凝土建造，高度曾達40—100層。這種框架的重複模式引出裝配式鋼結構以及在混凝土結構中可以應用快速移動式成套模板，形成快速施工。框筒結構是現代高層結構體現最重大的發展之一，它具有一個有效的、易於施工的結構，可建造出最高的建築。從建築風格來講，框筒結構的外形清晰明快。（《高層建築結構分析與設計》P52）
①45%～50%
②由於框架-核心筒結構只保留了剪力牆內筒，外筒作爲一般框架，不要求起空間筒體作用，因此其平面形狀較爲自由，靈活多樣。《多層與高層混凝土建築結構設計》
宜採用簡單平面形狀，首先考慮有雙對稱軸向的圓形、正方形、矩形和正多邊形，其次爲正三角形平面等。內筒宜局中，矩形平面長寬比不宜大於2。
11．近來在高層建築框架中常採用“寬扁樑”方案，請問這主要出於什麼樣的考慮？這種做法不會影響結構的抗水平力剛度嗎？如果影響，那又應在設計中如何考慮和處理？
答：爲了降低樓層高度，或便於通風管道的通過，必要時可以設計成寬度比較大的扁樑，此時應根據荷載及跨度情況，滿足樑的撓度限值，扁樑高度可取 （《多層與高層混凝土建築結構設計》p263）另外在延性框架要求強柱弱樑，強剪弱彎的情況下，不宜採用加大樑高度的做法，常常採用截面高度比較小的扁樑。（你們自己看用不用這條）爲了增加樓層的淨高，常將柱間大樑作成扁樑，以減小樑的高度。扁樑是寬度大於或等於樑高的樑。扁樑的高跨比也不宜小於1/20。高層建築的轉換層樑的荷重比很大，又要爭取轉換層相鄰下層的層高，故常作成扁樑。（《高層建築概念設計》p89）
有影響。因爲框架在水平荷載作用下的水平位移是由構件變形的三種模式引起的，包括樑的彎曲變形、柱的彎曲變形以及柱的軸向變形。層間水平位移也是由這三種變形引起的位移分量組成，高層框架結構的構件典型尺寸一般具有這樣的比例關係，既樑的彎曲變形是引起位移的主要因素，而柱的彎曲變形次之，（《高層建築結構分析與設計》P186~196）
扁樑設計時你不僅需考慮縱向，你還需考慮橫向，當然這要根據你的支撐情況而定。另據參加寬扁樑實驗的朋友敘述，寬扁樑縱筋還是儘量穿過柱子，手冊規定必須不少於75%縱筋穿柱，其實另外25%不穿柱的鋼筋起到的作用很小。（本答案90%是錯的）
12．什麼是帶“加強層的高層建築結構”？“加強層”常採用什麼結構方案？爲什麼“加強層”能提高結構的抗側剛度？在鋼筋混凝土高層建築中設置加強層要特別注意什麼問題？
答：帶剛臂超高層核心筒框架結構體系。
加強層宜佈置有外伸剛性樑，桁架或空腹桁架，有時還在樓層佈置環樑或桁架。
層數很多，高度很大的建築結構中，不可避免要遇到兩個問題：結構在水平作用下水平位移過大，作爲主要受力構件的中心剪力牆或筒體承受的彎矩過大，一般高層結構體系，其位移類似懸臂樑，隨高度增大，外荷載產生的傾覆力矩大部分由中央核心剪力牆或筒體承受，設計遇到很大困難。在頂部佈置水平伸臂後，由於剛性伸臂使外伸產生軸向拉力和壓力。它們組成一個力偶平衡了一部分外荷載所產生的傾覆力矩，從而減少了核心內牆承受的力矩，也大大減少了側移。
由於剛臂的作用加大了部分框架柱的軸壓比，對抗震不利
13．用下面的一個框架-剪力牆結構的平面示意圖說明該結構的每一層樓層爲什麼都要起“膈板作用”（既水平方向的傳力作用）。如果要對樓板在其平面內的受力狀況進行驗算，應採用什麼計算簡圖？
答：
在側向力的作用下，框架和剪力牆協同工作，共同抵抗側向力。剪力牆的側向位移曲線爲彎曲型，框架的側向位移曲線爲剪切型。而由於各層樓板或連樑的作用框架和剪力牆在各樓層處必須有共同的側向位移。在底部，框架的變形受到剪力牆的制約，在頂部，剪力牆受到框架的扶持。因此每一層樓層都起水平方向的傳力作用。我認爲應該使用 模型來分析。
14.什麼是”部分框支剪力牆結構”的’框支層”。框支層與上部樓層之間的一層樓蓋在傳遞水平力方面具有什麼特殊作用?在設計中應如何考慮?爲什麼要求框支層和上部樓層層間相對位移(層剛度)要有一個合適的比例,爲什麼要求落地的剪力牆要在全局同方向剪力牆中佔有足夠的比例?
答：見有關資料
15.在下圖中,剪力牆的軸壓力,彎矩和剪力是大致如何傳給框支樑和框支柱的?框支樑的受力有什麼特點,在它與框支柱的節點處配筋構造要注意什麼問題?
16.請說明什麼是“型鋼混凝土”(勁性鋼筋混凝土或型鋼鋼筋混凝土),什麼是“鋼管混凝土”?以型鋼混凝土柱爲例,,說明它的受力爲什麼比普通鋼筋混凝土好.請畫出一個典型的型鋼混凝土柱剖面.說明鋼管混凝土柱中鋼管和混凝土柱的受力特點.如果是大偏心受壓柱,鋼管混凝土還有沒有優點?請叢刊物種找出一種你認爲可能比較合理的鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土柱的節點的做法.
答：型鋼混凝土構件是在混凝土中主要配置型鋼,也配有少量構造鋼筋及少量受力鋼筋.
在鋼管中充填混凝土的結構稱爲鋼管混凝土結構。
型鋼混凝土：
一方面混凝土包裹型鋼，在構件達到承載力前型鋼很少發生局部屈曲。另一方面型鋼對核心混凝土起約束作用。同時因爲整體型鋼比鋼筋混凝土中分散的鋼筋剛度大得多，所以型鋼混凝土構件比鋼筋混凝土構件的剛度明顯提高。型鋼混凝土有很好的延性及很大的耗能能力。
鋼管混凝土結構的受力性能的優越性主要表現在合理地利用鋼管對混凝土的的緊箍力。這種緊箍力改變了混凝土柱的受力狀態，將單向受壓改變爲三向受壓，混凝土抗壓強度大大提高。
在低應力階段，基本上與普通鋼筋混凝土受壓構件類似，即鋼管與混凝土共同分擔縱向壓力。隨着縱向壓力的增加，混凝土橫向變形大於鋼管橫向變形（都自由的情況下），而這是不可能的。因此混凝土對鋼管產生徑向壓力。鋼管在徑向壓力的作用下，產生了環向壓力。
對於單根鋼管混凝土，較爲適用於軸心受壓或以軸向壓力爲主的構件與杆件，這樣能較爲充分發揮混凝土三向受壓下強度大大提高的優越性。對於彎矩較大的構件，一方面混凝土受壓面積又較小，所以優點不是很突出。另外一方面，由於截面中受拉區的存在。金箍力作用將大爲削弱。而且緊箍力的計算也變得十分複雜。此外，截面相等的情況下，圓形截面慣性矩小，從力學特徵上來說，不適合承彎。
幾種樑柱節點形式
17.試以剪力牆結構中的一片橫牆剪力牆爲例,說明在水平荷載作用下,剪力牆每一層的層間位移中哪一部分稱爲”有害位移”,那一部分稱爲”無害位移”.
答：本層的彎曲變形和剪切變形所產生的位移爲有害位移，下層的位移對上層產生的附加位移是無害位移。
彎曲型的剪力牆結構，對於剪力牆的整體變形採用普通樑的平截面假定。由此可知，第I層剪力牆的層間委蛇角包含自身變形角和下層的位移角兩部分。後者和本層受力無關，稱爲無害位移角，前者和本層受力有關，稱爲有害位移角。
18.試以下圖所示的框架—核心筒牆簡化受力模型爲例,說明在水平作用下剪力牆、框架和剪力牆連樑變形的相互關係。如果要控制框架樑、柱、剪力牆連樑和剪力牆本身的損傷，請相應分別按什麼思路設定對它們的層間變形的控制條件。
答：
19．請說明單層廠房鋼筋混凝土或預應力混凝土屋架的比較合理的結構形式。這種屋架能按簡單的鉸接桁架進行內力分析嗎？如果不完全行，又要補充什麼驗算內容？
答：可以按照鉸接桁架來計算軸力（即進行內力分析），但是上弦要按照連續樑在支座不均勻沉降情況下計算彎矩。（筆記）
20．爲什麼說支撐系統是保證單層廠房結構整體剛度和穩定性的關鍵措施。你知道可能需要哪些部位設置沿哪個方向的平面支撐。支撐本身一般採用什麼樣的結構形式？
（1）在裝配式鋼筋混凝土單層廠房結構中，支撐雖然不是主要的承重構件，但卻是聯繫各種主要結構構件並把它們構成整體的重要的組成部分。可以把有些水平荷載傳遞到主要承重構件。屋架的橫向剛度很小，容易連續倒塌，故設置支撐。
（2）屋蓋的上下弦水平支撐，應佈置在屋架（屋面樑）上下弦平面內以及天窗架上弦平面內。
屋蓋的垂直支撐應佈置在屋架（屋面樑）間和天窗架（包括擋風板立柱）之間。
系杆設置在屋架上下弦及天窗上弦平面內。
屋架上弦水平支撐佈置在每個伸縮縫區段端部。對於採用鋼筋混凝土屋面樑的屋蓋系統，當採用檁條時，應在樑的上翼緣平面內設置橫向水平支撐。支撐應佈置在伸縮縫區段兩端的第一個或第二個柱距內。當屋蓋上的天窗通過伸縮縫時，則應在伸縮縫的兩側天窗下面的柱距內設置上弦橫向水平支撐。
對於採用鋼筋混凝土拱形及梯形屋架的屋蓋系統，應在每一個伸縮縫區段端部的第一或第二個柱距內設置上弦橫向水平支撐。當廠房設置天窗時，可根據屋架上弦杆件的穩定條件，在天窗範圍內沿廠房縱向設置連繫杆。
21．請從材料的加、卸載應力—應變關係說明什麼是非彈性，什麼是“彈性”？什麼是“非線性”，什麼是“線性”？就這個意義來說，混凝土受壓時具有什麼特性？爲什麼？
答：（非）彈性是指在應力作用下產生的某一應變，在應力撤除後（不）能夠完全恢復的性能。
（非）線性是指在應力作用下的σ—ε曲線按比例呈線性增加稱爲線性。
就這個意義上說，混凝土受壓時具有非線性和非彈性的特徵。
22．請從材料受力角度理解什麼是“彈性模量”。混凝土的設計彈性模量是如何測定的？規範給出的彈性模量公式包沒包含可靠性因素。不同強度等級混凝土Ec有無差別，差別大嗎？
答：混凝土的彈性模量是指根據混凝土棱柱體標準試件，用標準試驗方法所得到的規定壓應力值與其對應的壓應變值的比較。即單位壓應變所對應的應力值。《建築結構設計術語和符號標準》
採用柱體試件，取應力上限爲0.5fc重複加載10次時應力應變曲線接近直線，該直線的斜率取爲混凝土的彈性模量
根據規範P240（4.1.5）上的公式，由於 是混凝土立方體抗壓強度標準值相對應的，而標準值已考慮了可靠度，故彈性模量也考慮了可靠度。
不同強度等級混凝土的EC彈性模量有差別。從C15-C80從2.2-3.8×104N/mm2。變化較大。
23．說明從較低強度混凝土到高強混凝土的應力—應變特徵及其區別。
答：強度越高其應力的峯值點越高，但對應的應變差距不大。強度越高越接近彈性材料。強度由低到高：EC由小到大，非線性由重到輕，下降段由平緩到陡，上升段由陡到平緩，破壞應變減小。C90以上，原則上沒有下降段。
24．以硅酸鹽水泥做成的混凝土爲例，說明水泥水化後的細觀結構特徵。這種特徵對混凝土的受力性能有什麼影響。
答：水泥水化後，在水泥顆粒表面形成水化物膜。內部水泥顆粒繼續水化，然後向外噴出管狀觸鬚。觸鬚相互交錯。致使顆粒間的空隙減小，包有凝膠體的水泥顆粒相互接觸，結晶體和凝膠體互相貫穿形成結晶網狀結構。固相顆粒之間的空隙減小，結構逐漸緊密。使水泥漿體完全失去可塑性，達到能夠擔負一定荷載的強度。進入硬化期後，水化速度減慢，水化物隨時間的增長而逐漸增加，擴散到毛細孔中，使使結構更趨緻密，強度相應提高。
因此混凝土抗壓能力強而抗拉能力弱。