混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課后思考題答案沈蒲生第4版

1、Zz152 1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容及步驟有哪些？試舉例說明。根據(jù)結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，確定結(jié)構(gòu)材料，結(jié)構(gòu)體系，布置和施工方法；結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（其中 包括計(jì)算簡(jiǎn)圖，內(nèi)力，變形分析及配筋計(jì)算等），結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)；繪制結(jié)構(gòu)的施工圖（其中包括結(jié)構(gòu)布置圖，構(gòu)件末班和配筋圖等）1.2 鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)有幾種形式？他們是怎么樣劃分的？由單向板組成的梁板結(jié)構(gòu)稱為單向板梁板結(jié)構(gòu)，由雙向板組成的梁板結(jié)構(gòu)稱為雙向板梁板結(jié)構(gòu)。當(dāng) L2/L1=2 時(shí)，按雙向板設(shè)計(jì)，2L2/L13 時(shí)，宜按雙向板設(shè)計(jì)，若按單向板設(shè)計(jì)時(shí)， 沿長邊方向應(yīng)配置不少于短邊方向 25%的受力鋼筋。1.3 荷載在整體式單向板結(jié)構(gòu)的板、次梁和主梁中式

2、如何傳遞的，為什么？按彈性理論和塑性理論計(jì)算式兩者的計(jì)算簡(jiǎn)圖有何區(qū)別？單向板以次梁為支座，次梁以主梁為支座，主梁以柱和墻體為支座，作用于結(jié)構(gòu)上的荷載首 先由單向板傳遞給次梁，再由次梁傳遞給主梁， 最后由主梁傳遞給柱和墻體。為了減少整體式單向板梁板結(jié)構(gòu)中的跨度，應(yīng)設(shè)置次梁，為了減少次梁的跨度，應(yīng)設(shè)置主梁，為了減小主梁的跨度，應(yīng)設(shè)置柱或墻體；兩者計(jì)算簡(jiǎn)圖在結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度處不同。按彈性理論計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度按下述規(guī)定取用:彈性理論塑性理論兩端擱支在磚墻上的板L0=Ln+a=Ln+hLo=Ln+h/2兩端與梁整體連接的板L0=Ln+bLo=Ln單跨梁Lo=Ln+a=1.05Lr多跨連續(xù)梁和板Lo=Ln

3、+a/2+b/21.4 整體式梁板結(jié)構(gòu)中，欲求結(jié)構(gòu)跨內(nèi)和支座截面最危險(xiǎn)內(nèi)力時(shí)，如何確定活荷載最不利位 置？（1）欲求結(jié)構(gòu)某跨跨內(nèi)截面最大正彎矩時(shí)，除恒荷載作用外，應(yīng)在該跨布置活荷載，然后向 兩側(cè)隔跨布置活荷載（2）欲求某跨跨內(nèi)截面最大負(fù)彎矩時(shí)，除恒荷載作用外，應(yīng)在該跨不 布置活荷載，然后向兩側(cè)隔跨布置活荷載（3）欲求結(jié)構(gòu)某支座截面最大負(fù)彎矩時(shí)，除恒荷載作用外，應(yīng)在該支座相鄰兩跨布置活荷載，然后向兩側(cè)隔跨布置活荷載（4）欲求結(jié)構(gòu)邊支座截面最大剪力，除恒荷載作用外，其活荷載布置與該跨跨內(nèi)截面最大正彎矩是活荷載布 置相同。欲求結(jié)構(gòu)中間跨支座截面最大剪力時(shí)，其活荷載布置和求該支座截面最大負(fù)彎矩時(shí)活荷載

4、布置相同。1-5 結(jié)構(gòu)各截面的最大內(nèi)力值的連線或點(diǎn)的軌跡，即為結(jié)構(gòu)內(nèi)力包絡(luò)圖。若結(jié)構(gòu)上只有一組荷載， 在結(jié)構(gòu)各截面只有一組內(nèi)力， 其內(nèi)力圖即為內(nèi)力包絡(luò)圖。 若結(jié)構(gòu)上 有幾組不同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)的荷載， 在結(jié)構(gòu)各截面中有幾組內(nèi)力， 結(jié)構(gòu)就有幾組內(nèi)力圖， 如彎 矩和剪力圖。1-6 何謂結(jié)構(gòu)材料圖？縱向鋼筋彎起合切斷時(shí)，結(jié)構(gòu)的材料圖有何變化？ 結(jié)構(gòu)各截面承載力值的連線式點(diǎn)的軌跡，即為結(jié)構(gòu)的抵抗內(nèi)力圖，或稱材料圖。1-7 何謂塑性皎，它與理想皎有何區(qū)別？截面在維持一定數(shù)值彎矩的情況下，發(fā)生較大幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)，猶如形成一個(gè)“皎鏈”，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)材料塑性變形記混凝土裂縫開展的表現(xiàn)，故稱為塑性皎。 理想皎不能傳遞彎矩，

5、但可以無限自由轉(zhuǎn)動(dòng)， 而塑性皎能傳遞一定數(shù)值塑性彎矩，并將在塑性彎矩作用下發(fā)生有限轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)塑性皎轉(zhuǎn)動(dòng)幅度超過塑性極限轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)，塑性皎將因塑性能力耗盡而破壞。1-8 何謂結(jié)構(gòu)的承載力極限狀態(tài)？是舉例說明？混凝土超靜定結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一個(gè)塑性皎，超靜定結(jié)構(gòu)只減少一個(gè)多余約束，既減少一次超靜定， 但結(jié)構(gòu)還能繼續(xù)承受荷載，只有當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)若干個(gè)塑性皎，使結(jié)構(gòu)局部或整體成為幾何可變 體系時(shí)結(jié)構(gòu)才達(dá)到承載力極限狀態(tài)。1-9 何謂結(jié)構(gòu)塑性內(nèi)力重分布？塑性皎的部位及塑性彎矩值與塑性內(nèi)力重分布有何關(guān)系？試 舉例說明按塑性內(nèi)力重分布方法設(shè)計(jì)梁，板時(shí)為什么能節(jié)省鋼筋？結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布規(guī)律相對(duì)于彈性內(nèi)力分布的變化稱為內(nèi)力重分布。

6、當(dāng)支座 B 出現(xiàn)塑性皎時(shí)，此時(shí)跨中 1,2 彎矩為 Mi, 2=1.15F6=0.117Fl0M1, 2u,則跨中 1-2 截 面不會(huì)出現(xiàn)塑性皎。故結(jié)構(gòu)還能承受更大的荷載，當(dāng)荷載增加至f時(shí)，由于支座 B 截面形成塑性皎，B 截面在塑性彎矩值不變的情況下，不斷發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，跨中 1-2 截面彎矩值將會(huì)不 斷增加，跨中截面也出現(xiàn)塑性皎。1-10 何謂彎矩調(diào)幅？考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法中，為什么要對(duì)塑性皎除彎矩調(diào)查幅 度加以限制？彎矩調(diào)整幅度是指按彈性理論獲得的彎矩值與其塑性皎處彎矩絕對(duì)值的差值。若彎矩調(diào)幅系數(shù) 3 為正值，屬于截面彎矩值減小的情況， 將導(dǎo)致混凝土裂縫寬度及結(jié)構(gòu)變形增大， 其增大 程

7、度隨彎矩調(diào)整增幅增大而增大，因此對(duì)彎矩調(diào)整幅度。1-11 如何增加塑性皎的轉(zhuǎn)動(dòng)能力？其中哪種措施是最有效的？為保證塑性皎有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，即塑性角有較大的塑性極限轉(zhuǎn)動(dòng)高度，要求鋼筋應(yīng)只有良好的塑性，混凝土有較大的極限壓應(yīng)力值，因此工程結(jié)構(gòu)中宜用HPB235 ,HRB335 級(jí)鋼筋和較低等級(jí)混凝土，塑性角轉(zhuǎn)動(dòng)幅度與塑性皎處彎矩調(diào)整幅度有關(guān)，建議彎矩調(diào)整幅度3 V20%,對(duì)于活荷載 q 和恒荷載 g 之比 q/g 1 /3 的結(jié)構(gòu)，彎矩調(diào)整幅度控制在3 35%研究表明：提高截面高度，減少截面相對(duì)受壓區(qū)高度是提高塑性皎轉(zhuǎn)動(dòng)能力的有效措施1-12 在進(jìn)行雙向板內(nèi)力計(jì)算中基本假定是什么？計(jì)算雙向板控制截

8、面的最危險(xiǎn)內(nèi)力是，活 荷載如何布置？荷載如何分解？支承條件怎樣確定？1. 雙向板達(dá)到承載力極限狀態(tài)時(shí)，在荷載作用下的最大彎矩處形成塑性皎線，將整體板分割 成若干板塊，并形成幾何可變體系2.雙向板載均布荷載作用下塑性絞線是直線，塑性絞線的位置與板的形狀，尺寸，邊界條件，荷載，形式，配筋數(shù)量有關(guān)3.雙向板的板狀彈性變形小于塑性絞線處的變形，故視為剛形體，整體變型集中于塑性絞線， 當(dāng)板達(dá)到承載力極限狀態(tài)下時(shí)，各塊均繞塑性絞線轉(zhuǎn)動(dòng)4. 雙向板滿足幾何條件及平衡條件的塑性皎線位置，有許多組可能性，但其中必定有一組最 危險(xiǎn)，極限荷載值最小的結(jié)構(gòu)塑性皎線破壞模式5. 雙向板載上述塑性絞線處，鋼筋達(dá)到屈服點(diǎn)，

9、混凝土達(dá)到拉壓強(qiáng)度，截面具有一定數(shù)值 的塑性彎矩欲求某區(qū)格板兩個(gè)方向跨內(nèi)截面最大彎矩時(shí)，除恒荷載外應(yīng)在該區(qū)格布置活荷載，為使A區(qū)格板跨內(nèi)雙向變形曲線為最大曲庫，故在所有向下?lián)锨冃螀^(qū)格施加荷載，共活荷載布置，為棋盤式，為了能利用單區(qū)格雙向板的內(nèi)力及變形條數(shù)，把棋盤式布置的活荷載分解為各區(qū)格板滿布的對(duì)稱荷載 q/2 和區(qū)格板狀盤式布置的反對(duì)稱荷載土q/2在對(duì)稱荷載 g = g+ q/2 作用下，對(duì)于邊區(qū)格和角區(qū)格的外邊界支撐條件，按實(shí)際情況確 定如角區(qū)格板支撐于墻體上時(shí)，可簡(jiǎn)化為皎支座，則角格板視為兩臨邊外兩臨邊位固定支 座的雙向板，其余區(qū)格視為三邊固定，一邊剪支的雙向板在反對(duì)稱力荷載 g、=

10、q/2 作用下，邊區(qū)格和角區(qū)格外邊界支承條件按實(shí)際情況確定，如板 支承于墻體時(shí)，視為皎支座，則所有區(qū)格板均為簡(jiǎn)支雙向板1-13 整體式無梁樓蓋結(jié)構(gòu)按彈性理論的內(nèi)力分析中，按經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法及按等代框架法假定有 何區(qū)別如何進(jìn)行栓帽設(shè)計(jì)？整體式無梁樓蓋結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)，結(jié)構(gòu)無側(cè)移時(shí)采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法，有倒移采用框架法，無梁設(shè)置栓帽全提高班的受沖切荷載力，同時(shí)減少板的跨度，支座及跨內(nèi)截面彎矩值1- 14 裝配式鋪板結(jié)構(gòu)中，板與板，板與承重橫墻的連接，板與縱墻的連接有何重要性？答：預(yù)制板間的混凝土灌縫， 板與墻體的連接將樓蓋連接成一個(gè)整體，它將起到傳遞水平剪力的作用，樓蓋與縱向墻體的連接，將支承縱向墻體并傳遞水平

11、壓力和拉力的作用， 并保證縱向墻體的豎向穩(wěn)定。2- 1 單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)原則？答：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可分為結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)件截面配筋計(jì)算和構(gòu)造措施等，結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)包括確定結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)件造型和結(jié)構(gòu)布置等，原則為可靠經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性2-3 裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層廠房中一般應(yīng)設(shè)置哪些支撐？簡(jiǎn)述這些支撐的作用和設(shè) 置原則答單層廠房支撐分屋蓋和柱間支撐，其中屋蓋支撐包括上下弦橫向水平支撐，縱向水平支撐。垂直支撐與縱向水平系桿，天窗梁等。上弦橫向水平支撐是保證屋架上弦桿在平面外的穩(wěn)定和屋蓋縱向水平剛度，同時(shí)還作為山墻抗風(fēng)柱頂端的水平支座，不受山墻

12、傳來的風(fēng)荷載和縱向水平荷載。下弦橫向水平支撐作用是將山墻風(fēng)荷載及縱向水平荷載傳至縱向柱列，同時(shí)防止屋架下弦的側(cè)向震動(dòng)。 垂直支撐的作用是保證屋架承受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳 遞縱向水平力，上弦系桿保證屋架上弦式屋面梁受壓翼緣側(cè)向穩(wěn)定，下弦水平系桿可防止 在吊車式有其他水平震動(dòng)時(shí)屋架下弦發(fā)生側(cè)向震動(dòng)。天窗桿支撐用于保證天窗梁上弦的側(cè)向穩(wěn)定和將天窗端壁上的風(fēng)荷載傳給屋架。柱間支承的承受由抗風(fēng)柱和屋蓋橫向水平支撐傳 來的山墻，縫在，由屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向水平地震作用及由吊車梁傳來的吊車縱向水平制動(dòng) 力，并將它們傳給基礎(chǔ)2-4.抗風(fēng)柱與屋架的連接應(yīng)滿足哪些要求 ？連系梁，圈梁，基礎(chǔ)梁的作用各是什么？它們

13、與 柱是如何連接的？滿足兩個(gè)要求：一是在水平方向必須與屋架有可靠的連接以保證有效傳遞風(fēng)荷載，二是在豎直方向應(yīng)允許二者之間產(chǎn)生一定的相對(duì)位移，防止抗風(fēng)柱與屋架沉降不均勻而產(chǎn)生不利影響圈梁作用是將墻體與排架柱，抗風(fēng)柱箍在一起，以增強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載對(duì)下層產(chǎn)生不利影響。連系梁除承受墻體荷載外，還起到連系縱向柱列，增強(qiáng)廠房的縱向剛度，傳遞縱向水平荷載 作用，外墻基礎(chǔ)梁可隨柱一起沉降。2-5.確定單層廠房排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算見圖時(shí)做了哪些假定？試分析這些假定的合理性和適用 條件。(1) 柱下編嵌固于基礎(chǔ)中，固定端位于基礎(chǔ)頂面當(dāng)廠房地基土質(zhì)較差， 變形較大時(shí)或有較重的大面積地

14、面荷載時(shí)，則應(yīng)考慮基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)和位移時(shí)排架內(nèi)力的影響。(2) 柱頂與屋架式屋面梁為皎接，只能傳遞豎向軸力和水平剪力，不能傳遞彎矩 抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)的能力很小，因此柱頂也屋架的連接可按皎接考慮。(3) 橫梁為軸向剛度很大的剛性連桿橫梁采用下弦剛度較小的組合式屋架或帶拉桿的兩皎拱，三皎拱屋架時(shí)，由于它們的軸向變形很大，橫梁兩端柱頂側(cè)移不相等， 計(jì)算排架內(nèi)力時(shí)不宜將橫梁假定為剛性連桿，則應(yīng)考慮橫梁的軸向變形對(duì)排架內(nèi)力的影響。2-6.作用于橫向平面排架上的荷載有哪些？這些荷載的作用位置如何確定？試畫出各單項(xiàng) 荷載作用下排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。作用于橫向排架結(jié)構(gòu)中荷載有恒荷載，屋面活荷載，雪荷載，積灰荷載，吊車荷載和風(fēng)

15、荷載作用沒寫，圖省略2-7.作用于排架上的吊車荷載Dmax （Dmin）和吊車荷載 Tmax 如何計(jì)算由于吊車荷載是移動(dòng)荷載，因此需要影響線原理求吊車梁的最大支座反力，即吊車豎向荷載Dmax 或 Dmin,最大反力為當(dāng)兩臺(tái)吊車并行其中一臺(tái)最大輪壓Fpi max 正好運(yùn)行至計(jì)算排架柱軸線外的反力。Dmax=!2 Fpi maxyi2-8.什么是等高排架？如何用剪力分配法計(jì)算等高排架的內(nèi)力？試述在任意荷載作用下等 高排架內(nèi)力的計(jì)算步驟。答：等高排架是指在荷載作用下各柱柱頂側(cè)移全部相等的排架剪力分配法：Vi=niF 各柱剪力=剪力FX剪力分配系數(shù)ni=2-9.什么是單層廠房的空間作用？影響單層廠房空

16、間作用的因素有哪些？考慮空間作用對(duì) 柱內(nèi)力有何影響？答：排架與排架，排架與山墻之間的相互作用，稱為廠房的整體空間作用單層廠房空間作用的大小主要取決于屋蓋剛度，山墻剛度，山墻間距，荷載類型等因素。當(dāng)某棉架的柱頂上作用一水平集中力 R 時(shí)，由于廠房的空間作用，水平集中力 R 不僅由直 接荷載排架承受，而且將通過屋蓋等縱向聯(lián)系構(gòu)建傳絡(luò)相鄰的其他排架，使整個(gè)廠房共同承擔(dān)。2-10.單階排架柱應(yīng)選取哪些控制截面進(jìn)行內(nèi)力組合？簡(jiǎn)述內(nèi)力組合原則、組合項(xiàng)目及注意 事項(xiàng)。答：在一般單階柱中，整個(gè)上柱截面配筋相同，整個(gè)下柱截面配筋也相同，故分別找出上柱和下柱的控制截面， 通常取上柱底作為上柱的控制截面， 對(duì)下柱來

17、說，通常取牛腿面和柱底 這兩個(gè)截面作為控制截面排架內(nèi)力分析中，一般是分別算出各種荷載單獨(dú)作用時(shí)柱各截面內(nèi)力值，為了求出柱控制截面上可能出現(xiàn)最不利內(nèi)力，還必須考慮這些單項(xiàng)荷載同時(shí)出現(xiàn)可能性，即進(jìn)行荷載效應(yīng)組合，排架結(jié)構(gòu)受力后，柱內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生彎矩M,軸力 N,剪力 V,因此排架柱為偏心受壓構(gòu)件，其縱向受力鋼筋與控制截面彎矩和軸力有關(guān)。在任何情況下，都必須考慮恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力吊車豎向荷載中，Dmax和 Dmin可能作用在一跨廠房的支柱上，也可能作用在右柱上，只能選擇一種組合電車橫向水平荷載 Tmax作用在同一跨內(nèi)，兩柱子上，向左式向右，只能選取一種參加組合 同一跨內(nèi) Dmax和 Dmin與 Tmax不

18、一定同時(shí)發(fā)生，故組合ax或 Dmin產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，不一定 要組合 Tmax產(chǎn)生內(nèi)力。風(fēng)荷載有向左、向右吹兩種情況，只能選擇一種參加組合由于多臺(tái)吊車同時(shí)滿載的可能性較小，所以當(dāng)多臺(tái)吊車參加組合時(shí)，其內(nèi)力應(yīng)乘以相應(yīng)的荷載折減系數(shù)2-13 屋架設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些荷載效應(yīng)組合？簡(jiǎn)述屋架設(shè)計(jì)要點(diǎn)。1） 全跨恒載+全跨活載2） 全跨恒載+半跨活載3） 屋架自重重力荷載+半跨屋面板重力荷載+半跨屋面安裝活載鋼筋混凝土屬于超靜平面桁架，其內(nèi)力可按精細(xì)方法式簡(jiǎn)化方法分析，屋架梁除去進(jìn)行使用階段的承載力計(jì)算及變形和裂縫寬度驗(yàn)算外，尚需進(jìn)行施工階段驗(yàn)算 2-14 吊車梁的受力特點(diǎn)是什么？簡(jiǎn)述屋架設(shè)計(jì)要點(diǎn)。1） 吊車荷

19、載是兩組移動(dòng)的集中荷載2） 吊車荷載只有沖擊和振動(dòng)作用3） 吊車荷載是重復(fù)荷載4） 吊車荷載使吊車梁產(chǎn)生扭矩對(duì)吊車梁應(yīng)進(jìn)行彎、剪、扭承載力計(jì)算外，還需進(jìn)行疲勞強(qiáng)度和斜截面抗裂驗(yàn)算。3-1 我國高規(guī)劃分多層建筑與高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)是什么？10 層和 10 層以上或高度超過 28 米的鋼筋混凝土房屋稱之為高層建筑。高層建筑承受荷載比多層建筑大，剛度比多層建筑小，水平荷載對(duì)高層建筑的影響比對(duì)多層建筑的影響大3-2 框架結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？適合用什么高度和什么用途的房屋中使用？框架結(jié)構(gòu)是由橫架和立柱組成的桿件體系，具有結(jié)構(gòu)輕巧，便于布置可形成大的使用空間，整體性好，施工較方便和較為經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，適合在70 米以下的辦公樓，圖書館，商業(yè)性建筑等一類房屋中采用3-3 框架結(jié)構(gòu)有哪幾種布置方法？每種布置有什么特點(diǎn)？框架結(jié)構(gòu)有橫向承重布置，縱向承重布置和雙向布置三種常用的結(jié)構(gòu)布置方法。當(dāng)將框架結(jié)構(gòu)橫向布置時(shí)可以在一定程度上改善房屋橫向與縱向剛度相差較大的缺點(diǎn)，而且由于連系梁截面高度一般比主梁小，室內(nèi)凈