混凝土建筑結(jié)構(gòu)第四章作業(yè)答案10頁

1、第四章 思考題4.1 何謂單向板？何謂雙向板？如何判別？P85.86答：在板面均布荷載作用下，從板中沿支座正交方向取出的矩形板單元，只有一個(gè)方向受彎，成為單向板；而在板面均布荷載作用下，荷載沿兩個(gè)方向傳遞到周邊的支座，故稱為雙向板。對(duì)四變支撐的板按單向板計(jì)算，對(duì)的板按雙向板計(jì)算；當(dāng)時(shí)，宜按雙向板計(jì)算。4.2 結(jié)構(gòu)平面布置的原則是什么？板、次梁、主梁的常用跨度是多少？P86答：?jiǎn)蜗虬謇吡簶巧w由板、次梁和主梁組成。其中，次梁的間距決定了板的跨度；主梁的間距決定了次梁的跨度；柱或墻的間距決定了主梁的跨度。單向板、次梁、主梁的常用跨度如下：?jiǎn)蜗虬澹海奢d較大時(shí)取小值。次梁：46m。主梁：58m。4.3

2、 單向板中有哪些受力鋼筋何構(gòu)造鋼筋？各起什么作用？如何設(shè)置？P94.95答：板中受力鋼筋分為承受負(fù)彎矩板面負(fù)筋和承受正彎矩板底正筋，對(duì)于綁扎鋼筋，當(dāng)板厚時(shí)，間距不宜大于200mm；板厚，不宜大于，且不宜大于250mm。鋼筋間距也不宜小于70mm。在支梁支座處或連續(xù)板端支座及中間支座處，下部正鋼筋伸入支座的長(zhǎng)度不應(yīng)小于5d。板中構(gòu)造鋼筋及其作用和設(shè)置：1.分布鋼筋：分布鋼筋布置在受力鋼筋的內(nèi)側(cè)，其作用時(shí)與受力鋼筋組成鋼筋網(wǎng)，便于施工中固定受力鋼筋的位置；承受由于溫度變化和混凝土收縮所產(chǎn)生的內(nèi)力；承受并分布板上局部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力；對(duì)四邊支撐板，可承受在計(jì)算中未計(jì)及但實(shí)際存在的長(zhǎng)跨方向的彎矩。2.沿

3、墻邊和墻角處設(shè)置板面附加鋼筋，承受板上部拉應(yīng)力，鋼筋直徑不小于8mm，間距不大于200mm，伸出墻邊長(zhǎng)度大于等于。3.垂直于主梁的板面附加鋼筋：承受主梁邊緣處板面產(chǎn)生的支座負(fù)彎矩，在主梁上部的板面配置，數(shù)量不小于8200，且主梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度內(nèi)的總截面面積不小于板中單位寬度內(nèi)受力鋼筋截面積的；4.板角附加短鋼筋：兩邊嵌入砌體墻內(nèi)的板內(nèi)的板角部分，應(yīng)在板面雙面配置附加的短負(fù)鋼筋。沿受力方向配置的負(fù)鋼筋截面面積不宜小于該方向跨中受力鋼筋截面面積的，并一般不小于58；另一方向的負(fù)鋼筋一般不少于58。每一方向出墻邊長(zhǎng)度大于等于。4.4 什么叫“塑性鉸”？與力學(xué)中的普通鉸相比，塑性鉸有何特點(diǎn)？P91答：簡(jiǎn)支適

4、筋梁在跨中集中荷載作用下，當(dāng)跨中截面達(dá)到屈服彎矩后，在荷載增加不多的情況下，在跨中“屈服”截面附近形成了一個(gè)集中的可持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變形的區(qū)域，相當(dāng)于一個(gè)鉸，稱為“塑性鉸”?！八苄糟q”與結(jié)構(gòu)力學(xué)中的“理想鉸”的區(qū)別如下：1. 塑性鉸不是集中于一點(diǎn)，而是形成在一個(gè)局部變形很大的區(qū)域；2. 塑性鉸處能承受一定彎矩；3. 塑性鉸是單向鉸，只能沿彎矩作用方向轉(zhuǎn)動(dòng)。4.5 什么是塑性內(nèi)力重分布？它與“塑性鉸”有什么關(guān)系？P91答：鋼筋混凝土連續(xù)梁在整個(gè)受力過程中，各個(gè)截面的抗彎剛度比是隨荷載的增加而在不斷變化著的，這與彈性內(nèi)力計(jì)算時(shí)截面剛度不變的假定是不一致的，因此達(dá)到截面承載力極限狀態(tài)時(shí)連續(xù)梁中的內(nèi)力分布與按

5、彈性理論計(jì)算得到的內(nèi)力分布不一致。這種不一致現(xiàn)象主要是由于鋼筋混凝土的受彎塑性變形引起的，成為塑性內(nèi)力重分布。隨著塑性鉸的出現(xiàn)，荷載作用下的內(nèi)力分布規(guī)律會(huì)發(fā)生變化，即產(chǎn)生塑性內(nèi)力重分布。4.6 說明求五跨連續(xù)梁跨中最大彎矩，支座最大負(fù)彎矩、支座最大剪力的活荷載不利布置原則？P89答：1.求某一跨跨中最大正彎矩時(shí)，除將活載布置在該跨以外，每隔一跨布置活載；2求某一支座截面最大負(fù)彎矩時(shí)，除該支座兩側(cè)應(yīng)布置活載外，每隔一跨布置活載；3.求某一支座截面（左側(cè)或右側(cè)）最大剪力時(shí)，活載布置與求該截面最大負(fù)彎矩時(shí)的布置相同4.求每一跨跨中最小正彎矩（或負(fù)彎矩絕對(duì)值最大）時(shí)，該跨應(yīng)不布置活荷載，而在其相鄰兩跨

6、布置活荷載，然后再每隔一跨布置活荷載。4.7 按彈性理論計(jì)算連續(xù)板和次梁時(shí)，為什么取這算荷載？P88答：次梁與主梁整澆時(shí)，計(jì)算模型忽略了實(shí)際支座次梁或主梁扭轉(zhuǎn)剛度的影響，其支座轉(zhuǎn)角大于實(shí)際支座轉(zhuǎn)角，并且導(dǎo)致夸張正彎矩計(jì)算值大于實(shí)際值，而支座負(fù)彎矩計(jì)算值小于實(shí)際值。為考慮計(jì)算模型與實(shí)際模型的差別所帶來的影響，在計(jì)算簡(jiǎn)圖中采用折算荷載方法近似處理。4.8 在哪些情況下不能采用塑形內(nèi)力重分布法進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？P92答：當(dāng)認(rèn)為調(diào)整設(shè)計(jì)彎矩調(diào)整幅度過大時(shí)，因?yàn)橹ё苄糟q出現(xiàn)得很早，達(dá)到極限承載力時(shí)所需要的塑形鉸轉(zhuǎn)動(dòng)也越大，當(dāng)這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)需求超過塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，則塑性內(nèi)力重分布就無法實(shí)現(xiàn)。4.9 雙向板的板厚

7、有何構(gòu)造要求？支座負(fù)筋伸入支座邊的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？P117答：雙向板一般不做剛度驗(yàn)算時(shí)板的最小厚度（為雙向板的短向跨度），且應(yīng)滿足。支座負(fù)筋伸入支座邊的長(zhǎng)度應(yīng)為計(jì)算跨度的。4.10 無梁樓蓋在受力上有何特點(diǎn)？P118答：無梁樓蓋樓面荷載直接由板傳給柱及柱下基礎(chǔ)，在均布荷載作用下，第一批裂縫出現(xiàn)在柱帽頂面上；繼續(xù)加載，于頂板沿柱列軸線出現(xiàn)裂縫。隨著荷載的不斷增加，頂板裂縫不斷發(fā)展，在板底跨內(nèi)成批地出現(xiàn)互相垂直且平行于柱列軸線的裂縫，并不斷發(fā)展。當(dāng)結(jié)構(gòu)即將達(dá)到承載極限狀態(tài)時(shí)，在柱帽頂面上和柱列軸線的頂板以及跨中板底的裂縫中出現(xiàn)一些特別大的主裂縫。在這些裂縫處，受拉鋼筋達(dá)到屈服，受壓區(qū)混凝土被壓碎，此

8、時(shí)樓板即告破壞。4.11 如何計(jì)算無梁樓蓋的內(nèi)力？P119答：無梁樓蓋可按彈性理論計(jì)算，也可按塑性理論計(jì)算。按彈性理論計(jì)算一般包括經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和等代框架法。4.12 按結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)，樓梯可分為哪些形式？P124答：按結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)，樓梯可分為板式、梁式、懸挑（剪刀）式和螺旋式。4.13 板式樓梯的設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？P125答：板式樓梯的內(nèi)力計(jì)算包括梯段板、平臺(tái)板和平臺(tái)梁的內(nèi)力計(jì)算。第四章 習(xí)題4.1 兩跨連續(xù)梁如圖4-54所示，梁上作用集中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，集中可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，試求：（1）按彈性理論計(jì)算的設(shè)計(jì)彎矩包絡(luò)圖；（2）按考慮塑性內(nèi)力重分布，中間彎矩調(diào)幅20%后的設(shè)計(jì)彎矩包絡(luò)圖。解

9、：取，有（1） 按彈性設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)的彎矩圖如下：（單位：）1.中間支座最大彎矩：第一跨跨中最大正彎矩：第二跨跨中最大正彎矩：塑性理論設(shè)計(jì)下的彎矩包絡(luò)圖：（2）中間支座彎矩調(diào)幅20%后1.中間支座最大彎矩（）2.第一跨跨中最大正彎矩（）：3.第二跨跨中最大彎矩（）中間支座彎矩調(diào)幅20%后的彎矩包絡(luò)圖：4.2 習(xí)題4.1中梁的截面尺寸為，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，縱筋為HRB335級(jí)鋼筋，梁中間支座截面負(fù)彎矩配筋和跨中正彎矩配筋均為4B20，假定；梁上跨度點(diǎn)處各僅作用固定的集中荷載F。求：（1）此梁按照彈性理論計(jì)算所能承受的集中荷載設(shè)計(jì)值；（2）此梁按照塑性理論計(jì)算所能承受的集中荷載設(shè)計(jì)值。解：（1

10、）材料強(qiáng)度：C30混凝土：HRB335鋼筋：梁中間支座截面負(fù)彎矩配筋和跨中正彎矩配筋為：設(shè)跨中正彎矩為，梁中間支座負(fù)彎矩為，有：，跨中，由，即，解得（2）由（1）知，當(dāng)時(shí)，在中間支座處將形成塑性鉸，再增加時(shí)，彎矩圖如下。有：，解得所以4.3 某雙向板肋梁樓蓋如圖4-55所示，板厚，梁與板整澆，并沿軸網(wǎng)線設(shè)置，截面尺寸為，柱網(wǎng)尺寸為，樓面永久荷載（包括板自重）標(biāo)準(zhǔn)值為，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，板內(nèi)受力鋼筋采用HPB300級(jí)鋼筋。試分別用彈性理論和塑性理論計(jì)算板的內(nèi)力和配筋？解：（1）按彈性理論設(shè)計(jì)：當(dāng)求各區(qū)格跨中最大彎矩時(shí)，活荷載按棋盤式布置，它可簡(jiǎn)化為當(dāng)支座固定時(shí)作用下的跨中

11、彎矩值與當(dāng)內(nèi)支座鉸接時(shí)作用下的跨中彎矩之和。支座最大負(fù)彎矩可近似按活荷載滿布求得，即內(nèi)支座固定時(shí)作用下的支座彎矩，此時(shí)，總荷載設(shè)計(jì)值為1. A區(qū)格計(jì)算1）計(jì)算跨度：短邊計(jì)算跨度，長(zhǎng)邊計(jì)算跨度，2）跨中彎矩（以下彎矩為板單位寬度內(nèi)的彎矩）3）支座彎矩2. B區(qū)格計(jì)算（兩鄰邊固定，兩鄰邊簡(jiǎn)支）1）跨中彎矩： 2）支座彎矩：3. C區(qū)格計(jì)算（三邊固定，一邊簡(jiǎn)支）1）跨中彎矩（以下彎矩為板單位寬度內(nèi)的彎矩）2）支座彎矩4.截面配筋截面配筋實(shí)際A705.1284A10150524B706.0334A10150524C705.8323A10150524A-C70-13.0724A10150785B-C70-14.7819A121501131（注：）（2）按塑性理論設(shè)計(jì)1. A區(qū)格計(jì)算跨度（取板凈距）短邊計(jì)算跨度：長(zhǎng)邊計(jì)算跨度：則長(zhǎng)短邊之比為：則2. C區(qū)格計(jì)算跨度與A區(qū)格相同短邊計(jì)算跨度：長(zhǎng)邊計(jì)算跨度：則長(zhǎng)短邊之比為：將A區(qū)格板長(zhǎng)邊支座彎矩作為C區(qū)格板的長(zhǎng)邊支座彎矩的已知值