混凝土结构（2）试题一答案
1． 框架结构体系由梁和柱组成，并通过节点连接成整体以同时抵抗作用在结构上的竖向及
水平荷载。框架结构布置包括总体高宽比，柱网的布置和层高设置和主次梁布置等 2． 水平结构体系主要有三个结构作用：
(1)跨越水平空间，承受其上的竖向荷载作用，并将它们传递给竖向结构体系或支座；
(2)把作用在整个结构上的水平力传递或分配给竖向结构体系；
(3)作为竖向结构体系的组成部分（此时水平结构中的部分构件也是竖向结构中的构件），与竖向结构构件形成整体结构，提高整个结构的抗侧刚度和承载力。
竖向结构体系的主要作用是，承受水平结构体系传来的竖向荷载和直接作用的水平荷载（如风荷载、地震作用），并将上部结构的所有荷载传递给基础。
3． 设缝可将结构分成若干平面形状简单、刚度均匀分布的独立结构单元，减轻不利作用的
影响、保证结构安全性的需要。主要有沉降缝、温度缝和防震缝。沉降缝是为了避免基础不均匀沉降在结构构件中引起过大的内力从而导致混凝土开裂而设置的。伸缩缝或温度缝是为了防止温度变化或混凝土收缩在结构中产生内力而设置的缝隙。防震缝是把复杂不规则的结构划分为若干简单规则的单元，防止房屋平面复杂，质量、刚度差异较大，或有错层时，在地震作用下会产生扭转振动等不利反应，或在薄弱部位产生应力集中导致结构破坏。
4． 《荷载规范》给出了四种荷载代表值：标准值、组合值、频遇值和准永久值。荷载标准
值是指其在结构的使用期间（一般结构的设计基准期为50年）可能出现的最大荷载值。其它代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数后得出。
5． 应力重分布是指由于材料非线性导致截面上应力分布与截面弹性应力分布不一致的现
象，无论是静定的还是超静的混凝土结构都存在的应力重分布现象。内力重分布则是针对结构内力分布而言的。对静定结构来说，其内力分布与结构刚度无关，故不存在内力重分布现象，只有超静定结构才会有内力重分布现象。
6． 影响混凝土结构的非荷载作用主要有温度、沉降、收缩和徐变。混凝土结构的耐火设计
主要考虑其耐火极限。合理的结构方案和概念，如加强结构的整体性、增加结构的赘余度和结构构件的延性，对结构抵御这些意外事故的作用，防止结构垮塌可以起到关键作用。
7． 折算荷载方法是通过适当增加恒载和相应减小活荷载的办法，使按计算模型计算得到的
支座转角和内力值与实际情况相近。板折算恒载g′=g+梁折算恒载g′=g+
11
q，折算活载q′=q；次22
13
q，折算活载q′=q。理想铰支座的连续梁计算模型，因忽略44
了实际支座次梁或主梁扭转刚度的影响，其支座转角大于实际支座转角，并且导致边跨
跨中正弯矩计算值大于实际值，而支座负弯矩计算值小于实际值。为考虑计算模型与实际情况的这种差别所带来的影响，采用折算荷载方法近似处理。
8． 不利荷载布置是针对某一指定截面的内力，从所有可能出现的活荷载布置组合中，选择
对所考虑截面产生最不利内力的那个活荷载布置。将最不利活荷载布置下的内力与恒荷载作用下的内力进行组合即为不利荷载组合。首先需要确定结构上所有可能的荷载与非荷载作用，分别确定它们的作用效应后，考虑各种荷载与作用同时出现的可能性进行作用效应组合，得到结构构件各控制部位的内力设计值。
9． 钢筋混凝土塑性铰能承受一定的弯矩，近似等于极限弯矩；仅能单向转动；有一定长度
区域；转动能力有一定限度。塑性铰的极限转动能力主要取决于配筋率和受拉钢筋的延
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伸率，为保证塑性铰有足够的转动能力，工程对按塑性内力重分布设计的连续梁，应控制配筋率，并采用延伸率大钢筋。
10． 考虑塑性内力重分布的弯矩调幅方法的具体步骤如下：
(1) 按弹性方法确定连续梁的内力，得到内力包罗图； (2) 将支座弯矩按调幅系数下调，调幅系数不大于25%； (3) 验算每跨平衡条件
MAu+MBu
如不满足应增大跨中弯矩。其中+MCu≥1.02M0，
2
MAu和MBu为两支座的调幅后的设计弯矩；MCu为跨中设计弯矩；M0为按简支梁计算的跨中
设计弯矩；
(4) 按调幅后的设计弯矩进行截面配筋计算。
11． 楼板主要为单向板（双向板）的楼盖体系称为单向板（双向板）楼盖体系。在设计中，
对l2/l1≥3的板，可近似按单向板计算，而忽略长跨方向的弯矩，仅通过长跨方向配
置必要的构造钢筋予以考虑；对l2/l1≤2的板按双向板计算；当2＜l2/l1＜3时，宜按双向板计算，如按单向板计算，则需注意在长跨方向配置足够的构造钢筋。对于单向板通常沿板跨中将板面均布荷载传给板两长边的支承梁或墙，而忽略传给板两短边的支承梁或墙；对于双向板一般近似按45°线划分，将板面均布荷载传给邻近的周边支承梁。
12． 分层法计算时可做出如下两个简化假定：
（1）假定在竖向荷载作用下，框架不发生侧移，即不考虑框架侧移对结构内力的影响；
（2）假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本楼的梁以及与其相连的框架柱产生作用，而对其他楼层的框架梁、柱都不产生影响。
竖向荷载作用下分层法的计算过程和要点为：
（1）将框架结构沿高度分成若干无侧移的开口框架，并以每层的全部框架梁以及与其相连的框架柱作为改层的计算单元，如图4-10。各构件的尺寸与原结构均相同，并将柱的远端假定为固端。对于现浇混凝土框架，计算梁的截面惯性矩时应当考虑混凝土翼缘有效宽度的影响。
（2）根据各层梁上的竖向荷载，分别计算各梁的固端弯矩。
（3）计算梁、柱的线刚度和弯矩分配系数。各个节点的弯矩根据相邻杆件的线刚度进行分配。底层的柱子通常与基础固接，可以假定其为固定支座。其余柱端在荷载作用下实际会产生一定的转角，属于弹性约束。因此用调整后柱的线刚度来反映支座转动影响，对除底层外其他柱的线刚度均乘一个折减系数0.9。
（4）梁和底层柱的传递系数均按远端固定支座取为1/2，其余柱由于将弹性支承简化为了固定端，因此传递系数改用1/3。
（5）求得各个楼层单元的内力后，将同时属于上、下两层的柱的弯矩值进行叠加作为原框架结构中的柱内力。而梁只属于一个楼层，分层计算的内力即为原框架结构中相应梁的内力。梁、柱的杆端弯矩求出后，根据各节点的静力平衡条件可以求得梁的跨中弯矩和剪力以及柱的剪力和轴力。
由于分层计算的模型与实际结构有所不符，因此各层内力叠加后框架节点处的弯矩可能不平衡。通常这种误差不大，可以满足工程需要。对节点不平衡弯矩比较大的节点，可以将不平衡弯矩根据相邻梁、柱的刚度值再进行一次分配。
13． 反弯点法在确定框架柱的侧移刚度和进行剪力分配时，假定梁柱的线刚度之比为无限
大；在确定柱的反弯点高度时，又假定柱的上下端约束条件完全相同。D值法的柱侧
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移刚度不仅与柱本身的线刚度和层高有关，同时也受上下框架梁线刚度的影响。柱的反弯点高度也不取为固定值，而随框架柱的位置、上下层高比值以及上下框架梁线刚度比值等条件的不通而发生变化。
14． 强柱弱梁设计原则:地震时柱端首先形成塑性铰，结构中就会出现软弱层，形成机构
而倒塌。应适当提高柱端截面的配筋，使柱的相对强度大于梁的相对强度；
强剪弱弯设计原则：保证形成塑性铰的构件在满足承载力要求的前提下具有足够的延性，防止过早出现剪切破坏。通过配筋等构造措施，使构件的抗剪承载力大于其抗弯承载力，避免构件发生脆性的剪切破坏。
强节点、强锚固设计原则：保证节点不过早发生破坏以充分发挥塑性铰的耗能作用。提高节点强度除了通过抗剪验算配置足够的箍筋外，还应保证节点区混凝土的强度和密实度，以及处理好框架梁纵筋在节点区的锚固构造。
15． 组合梁中的剪力连接件数量足够多，可保证混凝土翼板与钢梁的组合共同工作的为完
全组合梁；当剪力连接件的数量小于完全组合梁所需的最少剪力连接件数量时，称为
部分组合梁。在实际工程中，在满足设计要求的情况下，采用部分组合梁可减少连接件的设置，加快施工速度，取得较好的经济效益。
二、计算题 1. 解：塑性铰线分别沿四周和各角点与板中心点的连线延伸，设支座处塑性铰的相对转动角度为θ，相对转角上所作的内功分别为： 支座塑性铰线U1=4×1.5maθ，斜向塑性铰线
aa
U2=4×(m⋅θ+m⋅θ)，所有塑性铰线所作的内功为
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a
U=10maθ，外功等于W=Pu⋅θ⋅，所以Pu=20m。
2
2.
(1)内功为U=Mu⋅2θ+Mu⋅2θ+Mu⋅2θ外功为W=2Pu⋅(2)按弹性理论计算，支座处负弯矩为MAe=
6Mul
。 θ，所以Pu=l2
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Pul，Mu=Pul，所以调幅系数为166
λ=
MAe−Mu
=11.1%
MAe
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