混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)習(xí)題[共16頁]

1、混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計緒論1.結(jié)構(gòu)分類：多高層結(jié)構(gòu)、大跨、空間結(jié)構(gòu)、特種結(jié)構(gòu)。2.砌體結(jié)構(gòu)的特點、發(fā)展歷程及趨勢。答：優(yōu)點：可就地取材,因地制宜、具有良好的耐火、保溫、隔聲、抗腐蝕性能和較好的大氣穩(wěn)定性、具有承重和圍護的雙重效用,施工簡便。缺點：強度較低,作為承重構(gòu)件尺寸較大,重量大,對抗震不利、塊體和砂漿間的粘結(jié)力較小,反映在砌體抗拉,抗彎和抗剪強度比較低。1 混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)的類型？受力特點、優(yōu)缺點及適應(yīng)范圍有何異同？答：按施工方法分：（1）現(xiàn)澆整體式樓蓋： 具有整體剛性好、 抗震性能強、 防水性能好、對房屋不規(guī)則平面適應(yīng)性強。缺點是費工費模板,施工周期長。 （2）裝配式樓蓋：由 梁、板組

2、成,優(yōu)點：節(jié)省模板、 工期短、 受施工季節(jié)影響小, 但整體性、 抗震性和防水性均較差,樓蓋開孔困難。（3）裝配整體式樓蓋： 集現(xiàn)澆與裝配式樓蓋優(yōu)點于一體, 與現(xiàn)澆式樓蓋相比,可減少支模及混凝土濕作業(yè)量； 與裝配式樓蓋相比, 其整體剛性及抗震性能均大大提高, 但是,這種樓蓋要進行混凝土兩次澆灌,且往往增加焊接工作量,影響施工進度。按結(jié)構(gòu)類型分： 有梁樓蓋和無梁樓蓋。 有梁樓蓋分為單向板肋梁樓蓋、 雙向板肋梁樓蓋、井式樓蓋、密肋樓蓋。2彈性理論計算單向板肋梁樓蓋時,如何確定其計算簡圖？答： 支座條件的簡化： 板：支承在次梁或墻體上, 將次梁或墻體作為板的不動鉸支；次梁：支承在主梁（柱）或墻體上,將

3、主梁（柱）或墻體作為次梁的不動鉸支；主梁：支承在墻體上：視墻體為主梁的不動鉸支； 支承在柱上： 梁柱線剛度比 3 鉸接梁柱線剛度比 3 剛接。 桿件的簡化： 包括梁、板的計算跨度與跨數(shù)的簡化。 五跨和五跨以內(nèi)的連續(xù)梁,按實際跨數(shù)考慮。五跨以上的等跨連續(xù)梁仍按五跨計算。連續(xù)梁各跨計算跨度不等,相差不超過10%的,仍按等跨連續(xù)梁計算。 荷載的簡化：板的荷載：取 1m寬板帶作為計算單元,所受荷載為板帶自重及板帶上的均布可變荷載。 次梁：承受板傳來的均布荷載及均布自重。主梁： 承受主梁自重及次梁傳來的集中力。3 如何進行單向板肋梁樓蓋最不利活載的布置？答： (a)求某跨跨中最大正彎矩：本跨布置,再隔跨

4、布置； (b)求某跨跨中最大負彎矩：該跨不布置, 兩相鄰跨布置, 再隔跨布置； (c) 求某支座最大負彎矩：該支座相鄰兩跨布置,再隔跨布置；（d) 求某支座截面最大剪力： 與(c) 相同,即該支座相鄰兩跨布置, 再隔跨布置。4 何謂混凝土受彎構(gòu)件塑性鉸？其與結(jié)構(gòu)力學(xué)中的理想鉸有何區(qū)別？答：受彎構(gòu)件從鋼筋屈服至截面毀壞,轉(zhuǎn)角劇增, 即在混凝土梁內(nèi)拉、壓塑性變形集中的跨中區(qū)域形成一個性能特殊的“鉸” ,稱為塑性鉸。與理想鉸的區(qū)別： （1）塑性鉸集中于某一區(qū)域,只能在有限范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。而不像理想鉸集中于一點,且可無限制的轉(zhuǎn)動。 （2）只能繞彎矩作用方向單向轉(zhuǎn)動, 而不能像理想鉸那樣可繞任意方向轉(zhuǎn)動。

5、（3）塑性鉸不但可傳遞剪力還可傳遞彎矩。理想鉸只能傳遞剪力不能傳遞彎矩。5 何謂內(nèi)力重分布？引起超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布的主要因素有哪些？答：從構(gòu)件截面開裂到毀壞, 跨中和支座截面彎矩的比值不斷發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫內(nèi)力重分布。 第一個過程發(fā)生在裂縫出現(xiàn)至塑性鉸形成以前, 引起內(nèi)力重分布的原因是由于裂縫形成和開展, 構(gòu)件剛度發(fā)生變化； 第二個過程發(fā)生在塑性鉸形成以后, 引起內(nèi)力重分布的原因是塑性鉸的形成,結(jié)構(gòu)計算簡圖發(fā)生改變。設(shè)計原則：滿足力的平衡條件；塑性鉸應(yīng)有足夠的轉(zhuǎn)動能力；滿足正常使用要求；防止發(fā)生其他局部脆性毀壞。計算方法：塑性鉸法；極限平衡法；彎矩 -曲率法；彎矩調(diào)幅法。6.現(xiàn)澆板分布鋼筋

6、的作用及其布置原則作用：固定受力鋼筋位置；抵抗溫度收縮應(yīng)力；均勻分布板上荷載。7砼受彎構(gòu)件縱向鋼筋彎起和截斷應(yīng)滿足哪些條件和相應(yīng)的要求？答：（1）保證正截面抗彎承載力：材料圖包在設(shè)計彎矩圖外面； （2）保證斜截面抗剪承載力：斜截面抗剪承載力設(shè)計要求；縱筋彎起位置的構(gòu)造要求。（3）保證斜截面抗彎承載力：斜截面抗彎承載力不低于正截面抗彎承載力。8現(xiàn)澆單向板肋梁樓蓋板、次梁、主梁的配筋計算和構(gòu)造有哪些要點？答：（1）板的計算要點：一般多跨連續(xù)板按考慮塑性內(nèi)力重分布計算內(nèi)力；連續(xù)板彎矩的折減：對于四周與梁整體連接的板, 中間跨的跨中截面及中間支座截面的計算彎矩可減少20%,邊跨跨中及第一內(nèi)支座截面彎矩

7、不折減 (拱作用 )；一般不需進行抗剪承載力計算。（2） 次梁計算要點：按塑性內(nèi)力重分布方法計算內(nèi)力。正截面計算：跨中截面 按 T形截面計算； 支座截面 按矩形截面計算。 斜截面計算： 按斜截面抗剪承載力確定橫向鋼筋。當(dāng)截面尺寸滿足高跨比 (l/8-l/12) 和寬高比 (1/3-1/2)時,不必作使用階段的撓度和裂縫寬度驗算。（3） 主梁計算要點：按彈性理論計算內(nèi)力。正截面計算：跨中截面 按 T 形截面計算；支座截面 按矩形截面計算。有效高度的計算：單排布筋： h0=h-(60-70)mm ；雙排布筋： h0=h-(80-90)mm 。不必作使用階段撓度驗算的高跨比 (l/14-l/8) 、

8、寬高比 (l/3-l/2) 。9 雙向板計算基本假定：支承梁的抗彎剛度很大,其垂直位移可忽略不計；支承梁的抗扭剛度很小,可自由轉(zhuǎn)動。雙向板的毀壞特征： 荷載較小時, 符合彈性理論 荷載增大 出現(xiàn)平行于長邊的首批裂縫 裂縫向四角延伸 鋼筋屈服,形成塑性鉸 塑性鉸線 形成毀壞機構(gòu),頂部混凝土壓壞。按塑性理論計算雙向板時的方法：機動法,極限平衡法。10 按直接設(shè)計方法計算無梁樓蓋的適用條件是什么？答：（1）每個方向至少有三個連續(xù)跨并設(shè)有抗側(cè)力體系（ n 3）；（2）同一方向各跨跨度相近, 最大與最小跨度比 1.2,兩端跨跨度不大于其相鄰內(nèi)跨 （lmax/lmin 1.2）；（3）區(qū)格必須為矩形,任一

9、區(qū)格長、短跨的比值 1.5（ll/ls 1.5）；（ 4）活載與恒載之比 3（q/g 3）。計算假定： 不考慮活載的最不利布置, 恒載與活載均勻滿布整個樓面； 每一區(qū)格沿任一柱列方向的跨中彎矩和支座彎矩總和等于等跨等荷的單向簡支受彎構(gòu)件的跨中最大彎矩。2單層工業(yè)廠房1 單層廠房由哪些主要承重構(gòu)件組成？各有什么作用？答： 屋蓋結(jié)構(gòu)：有檁體系：小型屋面板、檁條、屋架、屋蓋支撐。無檁體系：大型屋面板、屋面梁 /屋架、屋蓋支撐。 橫向排架：屋架 /屋面梁、橫向柱列、基礎(chǔ)。主要承受：屋蓋荷載、吊車荷載、縱墻風(fēng)荷載、縱墻自重。 縱向排架：吊車梁 、縱向柱列、柱間支撐、柱基礎(chǔ)、連系梁。作用：保證廠房結(jié)構(gòu)的縱

10、向穩(wěn)定性和剛度；承受縱向水平吊車荷載、地震作用及風(fēng)荷載等。 圍護結(jié)構(gòu)：縱墻、山墻、墻梁、抗風(fēng)柱、基礎(chǔ)梁。作用：承受墻體和構(gòu)件的自重；承受作用在墻面上的風(fēng)荷載等。結(jié)構(gòu)特點：跨度大,高度大,荷載大；結(jié)構(gòu)空曠；基礎(chǔ)受力大。分類：排架結(jié)構(gòu),剛架結(jié)構(gòu)。2 如何進行單層廠房的變形縫設(shè)置？答：（1）伸縮縫：減少溫度應(yīng)力,保證廠房正常使用。從基礎(chǔ)頂面開始,將上部結(jié)構(gòu)完全斷開設(shè)縫。 （2）沉降縫：作用：防止廠房發(fā)生不均勻沉降。設(shè)置：從基礎(chǔ)至屋頂完全斷開設(shè)縫。（3）防震縫： 作用：減少廠房震害；設(shè)置：從基礎(chǔ)頂面至上部結(jié)構(gòu)完全斷開設(shè)縫；3 單層廠房有哪些支撐？它們的作用如何？答：（1）支撐的分類：屋蓋支撐：上弦橫向

11、水平支撐、 下弦橫向水平支撐、縱向水平支撐、 垂直支撐、 縱向水平系桿、 天窗架支撐等。柱間支撐：上柱柱間支撐、 下柱柱間支撐。（2）支撐的作用： 施工階段和使用階段保證廠房結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性； 保證廠房結(jié)構(gòu)的縱橫向水平剛度及空間整體性； 提供側(cè)向支撐,改善結(jié)構(gòu)的側(cè)向穩(wěn)定性；傳遞水平荷載至主要承重構(gòu)件或基礎(chǔ)。4 如何確定單層廠房內(nèi)力計算簡圖？各種荷載如何計算？答：跨度方向簡化為橫向平面排架計算,柱距方向按縱向平面排架計算。 。基本假定：屋架/屋面梁與柱頂鉸接； 柱下端固接于基礎(chǔ)頂面； 橫梁為軸向變形可忽略的剛桿。計算簡圖5 排架內(nèi)力組合原則有哪些？答：（1）恒載必須參與每一種組合。 （2）組合的

12、單一內(nèi)力目標(biāo)應(yīng)明確：如以 +Mmax 為組合目標(biāo)來分析荷載組合,并計算出相應(yīng)荷載組合下的 Mmax 及 N、V。（3）當(dāng)以 Nmax 或Nmin 為組合目標(biāo)時,應(yīng)使相應(yīng)的 M 盡可能大；（4）當(dāng)以 Mmax 為組合目標(biāo)時,應(yīng)使相應(yīng)的 N盡可能小。（5）同一跨內(nèi)的 Dmax 和 Tmax 不一定同時產(chǎn)生, 但組合時“有 Tmax 必有 Dmax 或 Dmin ”；Tmax 不能脫離吊車豎向荷載而單獨存在, “有 Dmax 或 Dmin 也必有Tmax”。（6）風(fēng)荷載及吊車橫向水平荷載均有向左及向右兩種情況, 只能選擇一種參與組合。（7）有多臺吊車時,吊車荷載的計算時應(yīng)按規(guī)范規(guī)定進行折減。6 牛腿

13、的毀壞形態(tài)有哪幾種？如何進行牛腿設(shè)計？答：剪切毀壞；斜壓毀壞；彎壓毀壞。牛腿的設(shè)計內(nèi)容：確定牛腿截面尺寸；牛腿承載力計算及配筋構(gòu)造。7 柱下擴展基礎(chǔ)設(shè)計有哪些主要內(nèi)容？答：（1）按地基承載力確定基礎(chǔ)底面尺寸。 （2）按混凝土沖切、剪切強度確定基礎(chǔ)高度和邊階處的高度。 （3）按基礎(chǔ)受彎承載力計算基礎(chǔ)底板配筋。3 多層框架結(jié)構(gòu)1 多層框架結(jié)構(gòu)的平面布置原則是什么？答：平面組合應(yīng)力求簡單, 為了減少構(gòu)件類型宜采用等跨式柱網(wǎng)。 主要承重框架的布置方案有：橫向布置,縱向布置,縱、橫雙向布置。多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容和步驟是： 1.結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)平面布置 2 確定計算簡圖 3 荷載計算 4 內(nèi)力計算與組合 5

14、 截面配筋計算 6 柱下基礎(chǔ)設(shè)計 7 側(cè)移驗算 8 繪制施工圖。2 分層法計算豎向荷載作用下多層框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力時的基本假定：在豎向荷載作用下,框架的側(cè)移忽略不計；每層梁上荷載對其它層構(gòu)件內(nèi)力的影響忽略不計。修正：除底層柱外的其余各層柱線剛度乘以 0.9 的折減系數(shù)并取其傳遞系數(shù) C 為 1/3。2 伸縮縫、沉降縫及防震縫在設(shè)置要求和具體做法上有何異同？答：縫寬不同。 除沉降縫必須將上部結(jié)構(gòu)連同基礎(chǔ)一起分開外, 其余兩縫主要從基礎(chǔ)頂面開始, 將上部結(jié)構(gòu)完全斷開設(shè)縫, 但不必將其基礎(chǔ)分開。 結(jié)構(gòu)布置時若需設(shè)置兩縫或是三縫時, 盡可能合并設(shè)置。 使整個房屋縫數(shù)減少,這對減少建筑立面處理上的困難、 提高

15、房屋整體性是有利的。3 如何選取框架結(jié)構(gòu)的計算單元？計算簡圖如何確定？答：計算簡圖：計算模型軸線以梁、柱截面幾何軸線確定。 （2）框架柱在基礎(chǔ)頂面處為固接,框架各節(jié)點縱、橫向均為剛接。 （3）截面幾何軸線之間的距離作為框架跨度和柱高度 ,底層柱高取基礎(chǔ)頂面至二層樓面梁幾何軸線間的距離。 （4）柱高也可偏安全地取層高, 底層則取基礎(chǔ)頂面至二屋樓面梁頂面。4 框架結(jié)構(gòu)中各層柱反彎點位置的影響因素？答：反彎點位置隨柱兩端的相對約束程度而變化。 （1）框架總層數(shù) n 以及計算柱所在樓層數(shù) m；（2）所受水平荷載的形式,均布 q 或集中荷載 P；（3）梁、柱線剛度比 K ；（4）計算柱上、下層梁線剛度比

16、； （5）上、下層層高的變化。5 為什么說分層法、反彎點法、 D 值法是近似計算法？它們各在什么情況下采用？答：采取了各種假設(shè)。 （1）分層法：計算假定：在豎向荷載作用下,框架的側(cè)移忽略不計；每層梁上荷載對其它層構(gòu)件內(nèi)力的影響忽略不計。 適用范圍： 用于結(jié)談判荷載沿高度分布比較均勻的多層框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力計算, 對于側(cè)位移較大或不規(guī)則的多層框架不宜采用。（2）反彎點法：在確定各柱間剪力分配時,假定 ib/ic= ,即各柱上、下兩端無轉(zhuǎn)角, 只有側(cè)移；在確定各柱的反彎點位置時,假定受力后除底層柱外的其它各柱上、 下兩端轉(zhuǎn)角相同, 即除底層柱外其它各柱的反彎點位置均在柱高度中央； 忽略軸力

17、引起的各桿件變形, 即在同一橫梁標(biāo)高處各柱端產(chǎn)生相同的水平位移。 適用范圍： 適用于規(guī)則的框架或近似規(guī)則框架（即各層層高、跨度、線剛度等變化不大） ；在同一框架節(jié)點處相連的梁、柱線剛度之比 ib/ic 3；房屋高寬比 H/Bh）、短牛腿（ ）之分。屋蓋水平支撐：排架結(jié)構(gòu)屋蓋體系中,為了增加屋蓋的整體剛度,減少弦桿出平面的計算長度, 增加弦桿的側(cè)向穩(wěn)定性, 承受和傳遞水平荷載, 而在典型位置的屋架上、下弦平面內(nèi)布置的橫向及縱向支撐構(gòu)件, 稱為屋蓋水平支撐。 分為：上弦橫向水平支撐,下弦橫向水平支撐和縱向水平支撐。風(fēng)荷載體型系數(shù)：指作用在建筑物表面實際壓力（或吸力）與基本風(fēng)壓的比值,它表示建筑物表

18、面在穩(wěn)定風(fēng)壓作用下的靜態(tài)壓力分布規(guī)律, 主要與建筑物的體型、尺度,表面位置、表面狀況等因素有關(guān)?；A(chǔ)的沖切荷載：作用在基礎(chǔ)底板毀壞錐體以外的凈反力（僅由結(jié)構(gòu)柱或墻傳來的荷載產(chǎn)生,不包括基礎(chǔ)上回填土層的重力）的合力稱為基礎(chǔ)的沖切荷載。截面的最不利內(nèi)力：在結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時,要找出構(gòu)件的控制截面及控制截面上的最不利內(nèi)力, 作為配筋設(shè)計的依據(jù)。 不同的荷載效應(yīng)組合下截面的最不利內(nèi)力,通常是是截面配筋的最大內(nèi)力。 對于框架橫梁,其兩端支座截面最大負彎矩、最大剪力,跨中截面最大正彎矩,框架柱的最大和最小軸力、最大彎矩、最大剪力是通常需要考慮的最不利內(nèi)力。裝配式框架結(jié)構(gòu)： 為了縮短工期、 提高工效、降低物料消

19、耗、 減少環(huán)境污染,以預(yù)制構(gòu)件（預(yù)制板、預(yù)制梁、預(yù)制樁等）為主要受力構(gòu)件經(jīng)現(xiàn)場裝配連接而成的混凝土框架結(jié)構(gòu), 稱做裝配式框架結(jié)構(gòu)。 其節(jié)點剛度、 整體性及抗震性能比現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)有所降低。 如在其上整體現(xiàn)澆一層混凝土, 則為裝配整體式框架結(jié)構(gòu)。墻、柱高后比：是指砌體受壓構(gòu)件的計算長度 H 與其截面短邊尺寸 h的比值,h 為墻體厚度或折算厚度,或矩形截面磚柱的短邊尺寸。變形縫：在工業(yè)與民用建筑中,由于受氣溫變化、地基不均勻沉降以及地震等因素的影響, 建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形, 如處理不當(dāng), 將會造成建筑物的毀壞, 產(chǎn)生裂縫甚至倒塌, 影響使用和安全, 預(yù)先在這些變形敏感部位將結(jié)構(gòu)斷開, 留出一定縫隙, 以保證各部分建筑物在這些縫隙中有足夠的變形寬度而不造成建筑物的破損,這種預(yù)留縫隙被稱做變形縫。分為：伸縮縫、沉降縫和防震縫。局部承壓強度：承壓構(gòu)件受壓時,有些情況所受荷載不易分散,作用在較小面積上形成了局部擠壓, 這種構(gòu)件表面上僅有部分面積承受壓力的受力狀態(tài)稱為局部承壓狀態(tài)。 構(gòu)件局部承壓面積部分的抗壓強度稱為局部承壓強度。