鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案

1、 第十一章1什么是單雙向板？怎樣加以區(qū)別？其傳力路線有和特征？單向板：荷載作用下，只在一個(gè)方向或主要在一個(gè)方向彎曲的板。 雙向板：荷載作用下，在兩個(gè)方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板。（1） 對(duì)兩對(duì)邊支承的板，應(yīng)按單向板計(jì)算。（2） 對(duì)于四邊支承的板 應(yīng)按雙向板計(jì)算； 宜按雙向板計(jì)算；按沿短邊方向受力的單向板計(jì)算 時(shí)，應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋； 可按沿短邊方向受力的單向板計(jì)算。 單向板沿短邊方向受力，特征個(gè)方向彎曲雙向板雙向受力特征兩個(gè)方向彎曲2什么叫截面的彎曲剛度？什么叫截面豎向彎曲剛度？截面的彎曲剛度：使構(gòu)件截面產(chǎn)生單位曲率需施加的彎矩值截面豎向彎曲剛度：使構(gòu)件截面產(chǎn)生單位撓度

2、需施加的豎向均布荷載3現(xiàn)澆單向板的設(shè)計(jì)步驟是什么？（1） 結(jié)構(gòu)平面布置，并擬定板厚和主、次梁的截面尺寸 （2） 確定梁、板得計(jì)算簡(jiǎn)圖 （3） 梁、板的內(nèi)力分析 （4） 截面配筋及構(gòu)造設(shè)施 （5） 繪制施工圖4單向板肋梁樓蓋其板、次梁、主梁的跨度如何確定？工程常用的數(shù)值分別是多少？板的跨度：次梁的間距 單向板：1.7-2.5 m荷載大時(shí)取較小值，一般3m次梁的跨度：主梁的間距 次梁： 4-6 m主梁的跨度：柱或墻的間距 主梁： 5-8 m5單向板肋梁樓蓋的布置方式都有哪幾種？1）主梁橫向布置，次梁縱向布置優(yōu)點(diǎn)：主梁與柱可形成橫向框架，橫向抗側(cè)移剛度大各榀橫向框架間由縱向的次梁相連，房間整體性較好

3、由于外墻處僅設(shè)次梁，故窗戶高度可開大些，對(duì)采光有利（2） 主梁縱向布置，次梁橫向布置（3） 優(yōu)點(diǎn)：減小了主梁的截面高度，增加了室內(nèi)凈高 適用于：橫向柱距比縱向柱距大的多的情況 3）只布置次梁適用于：有中間走道的砌體墻承重的混合結(jié)構(gòu)房屋6什么是結(jié)構(gòu)物的計(jì)算簡(jiǎn)圖？包括那幾方面的內(nèi)容？結(jié)構(gòu)物的計(jì)算簡(jiǎn)圖包括計(jì)算模型，計(jì)算荷載兩個(gè)方面1）簡(jiǎn)化假定和計(jì)算模型：簡(jiǎn)化假定1）支座可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)豎向位移2）不考慮薄膜效應(yīng)對(duì)板內(nèi)力的影響3）忽略板、次梁連續(xù)性，按簡(jiǎn)支構(gòu)件計(jì)算支座反力4）實(shí)際跨數(shù)5跨時(shí)等跨或跨度差10%且各跨受荷相同的連續(xù)梁按5跨計(jì)算 計(jì)算模型： 連續(xù)板或連續(xù)梁（2）計(jì)算單元及從屬面積板計(jì)算單元：

4、1m寬板帶 次梁荷載范圍 ：次梁左右各半跨板 主梁荷載范圍 ：主梁左右各半個(gè)主梁間距，次梁左右各半個(gè)次梁間距 （3）彈性理論計(jì)算跨度中間跨 邊跨 板梁 （4）荷載取值 板和次梁的折算荷載為了考慮次梁或主梁的抗扭剛度對(duì)內(nèi)力的影響，采用增大恒載，減小活載的辦法 板 次梁 7、單向板肋梁樓蓋的計(jì)算假定有哪些？答：、支座可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，但沒有豎向位移;、不考慮薄膜效應(yīng)對(duì)板內(nèi)力的影響；、在確定板傳給次梁的荷載以及次梁傳給主梁的荷載時(shí)，分別忽略板、次梁的連續(xù)性，按簡(jiǎn)支構(gòu)件計(jì)算支座豎向反力；、跨數(shù)超過(guò)5跨的連續(xù)梁、板，當(dāng)各跨荷載相同，且跨數(shù)相差不超過(guò)10%時(shí)，可按5跨的等跨連續(xù)梁、板計(jì)算。8什么是折算荷載法？

5、為什么采用折算荷載？如何折算？答：折減荷載法：當(dāng)主梁的線剛度比次梁的線剛度大得多時(shí)，主梁變形對(duì)次梁內(nèi)力的影響才比較小。次梁變形對(duì)板的內(nèi)力影響也是這樣。如果考慮這種影響，內(nèi)力分析就相當(dāng)復(fù)雜，因此考慮折算荷載法。通?；炷林桥c主梁剛接的，柱對(duì)主梁彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)的約束力取決于主梁線剛度與柱線剛度之比，當(dāng)比值較大時(shí)約束能力較弱。一般認(rèn)為，當(dāng)主梁線剛度與柱子線剛度之比大于5時(shí)，可忽略這種影響，按連續(xù)梁計(jì)算模型計(jì)算主梁，否則應(yīng)按梁、柱剛接的框架模型計(jì)算。9什么是薄膜內(nèi)力？如何考慮薄膜內(nèi)力的有效作用？答：四周與梁整體連接的低配筋率板，臨近破壞時(shí)其中和軸非常接近板的表面。因此，在純彎矩作用下，板的中平面位于受拉區(qū)

6、，因周邊變形受到約束，板內(nèi)將存在軸向壓力，這種軸向力一般稱為薄膜力。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在內(nèi)力分析時(shí)，一般不考慮板的薄膜效應(yīng)。這一有利效應(yīng)將在板的設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)不同的支座約束情況，對(duì)板的計(jì)算彎矩進(jìn)行折減。10、理論上的計(jì)算跨度指的是什么？答：從理論上講，某一跨的計(jì)算跨度應(yīng)取為該跨兩端支座處轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)之間的距離。11、什么是荷載的最不利布置位置？連續(xù)梁板的最不利內(nèi)力的布置規(guī)律是什么？答：活荷載時(shí)有時(shí)無(wú)，為方便設(shè)計(jì)，規(guī)定活荷載是以一個(gè)整垮為單位來(lái)變動(dòng)的，因此在設(shè)計(jì)連續(xù)梁、板時(shí)，應(yīng)研究活荷載如何布置將使梁、板內(nèi)某一截面的內(nèi)力絕對(duì)值最大，這種布置稱為活荷載的最不利布置。最不利內(nèi)力的布置規(guī)律：、求某跨跨內(nèi)最大正彎矩

7、時(shí)，應(yīng)在本跨布置活荷載，然后隔跨布置；、求某跨跨內(nèi)最大負(fù)彎矩時(shí)，本跨不布置活荷載，而在其左右臨跨布置，然后隔跨布置；、求某支座絕對(duì)值最大的負(fù)彎矩或支座截面左、右截面最大剪力時(shí)，應(yīng)在該支座左、右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。12、什么是內(nèi)力包絡(luò)圖？都有哪些內(nèi)力包絡(luò)圖？答：內(nèi)力包絡(luò)圖是指每一跨內(nèi)所有截面的最大彎矩和最大剪力的變化情況，即內(nèi)力疊合圖形的外包線。有彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。13如何確定支座彎矩和剪力的設(shè)計(jì)值？ 答：正截面受彎承載力和斜截面承載力的控制界面應(yīng)在支座邊緣，內(nèi)力設(shè)計(jì)值應(yīng)以支座邊緣截面為準(zhǔn)，故?。?彎矩設(shè)計(jì)值：M=Mc-Vo*b/2 剪力設(shè)計(jì)值：均布荷載：V=Vc-（g+q）*b

8、/2集中荷載：V=VcMc、Vc支承中心處的彎矩、剪力設(shè)計(jì)值Vo按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的支座剪力設(shè)計(jì)值 b支座寬度14什么是內(nèi)力重分布？什么是應(yīng)力重分布？都可以在什么結(jié)構(gòu)中發(fā)生？ 答：內(nèi)力重分布：由于超靜定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非彈性性質(zhì)而引起的各界面內(nèi)力之間的關(guān)系不再遵循線彈性關(guān)系的現(xiàn)象,只用于超靜定結(jié)構(gòu)中。 應(yīng)力重分布：由于鋼筋混凝土的非彈性性質(zhì)，使截面上應(yīng)力的分布不再服從線彈性分布規(guī)律的現(xiàn)象，是指截面高度應(yīng)力分布的非彈性關(guān)系。用于超靜定和靜定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中。15什么是塑性鉸？塑性鉸有什么特點(diǎn)？與普通膠有什么區(qū)別？ 答：在彎矩基本維持不變的情況下，截面曲率激增，形成一個(gè)能轉(zhuǎn)動(dòng)的“鉸”，這種鉸成為塑性鉸

9、。特點(diǎn)：與普通鉸的區(qū)別：理想鉸不能承受任何彎矩，而塑性鉸則能承受基本不變的彎矩；理想餃集中于一點(diǎn)，塑性鉸則有一定的長(zhǎng)度；理想鉸在兩個(gè)方向都可產(chǎn)生無(wú)限的轉(zhuǎn)動(dòng)，而塑性鉸則是有限轉(zhuǎn)動(dòng)的單向鉸，只能在玩具作用方向做有限的轉(zhuǎn)動(dòng)。16有幾種塑性鉸？工程上應(yīng)設(shè)計(jì)成哪種塑性鉸？ 答：塑性鉸有鋼筋鉸和混凝土鉸。鋼筋鉸：對(duì)于配置具有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的適筋梁，塑性鉸形成的起因是受拉鋼筋先屈服。出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的超筋截面或小偏心受壓構(gòu)件中?；炷零q：當(dāng)截面配筋率大于界限配筋率，此時(shí)鋼筋不會(huì)屈服，轉(zhuǎn)動(dòng)主要是有受壓區(qū)混凝土的非彈性變形引起。出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的適筋截面或大偏心受壓構(gòu)件中。為了保證結(jié)構(gòu)有足夠的變形能力，塑性鉸應(yīng)設(shè)計(jì)

10、成轉(zhuǎn)動(dòng)能力大，延性好的鋼筋鉸。17影響塑性內(nèi)力重分布的因素有哪些？塑性內(nèi)力重分布的適用條件？ 答：影響塑性內(nèi)力重分布的主要因素：塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力。主要取決于縱向鋼筋的配筋率、剛才的品種和混凝土的極限壓應(yīng)變值。斜截面受剪承載力。不宜采用條件：在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開展有較嚴(yán)格限制的結(jié)構(gòu)，入入水池池壁，自防水屋面，以及處于侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)；直接承受動(dòng)力和重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)和二次受力疊合結(jié)構(gòu)；要求有較高安全儲(chǔ)備的結(jié)構(gòu)。18 什么是調(diào)幅法？調(diào)幅法的設(shè)計(jì)原則是什么？如何進(jìn)行調(diào)幅？ 彎矩調(diào)幅法是一種考慮塑性內(nèi)力重分布計(jì)算超靜定混凝土結(jié)構(gòu)的一種實(shí)用設(shè)計(jì)方法，它把連續(xù)梁、板按彈性理論算得的

11、彎矩值和剪力值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通常是對(duì)那些彎矩絕對(duì)值較大的截面彎矩進(jìn)行調(diào)整，然后按調(diào)整后的內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原則 彎矩調(diào)幅后引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖形和正常使用狀態(tài)的變化，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，或有結(jié)構(gòu)措施加以保證。受力鋼筋宜采用HRB335、HRB400級(jí)熱軋鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜在C20C45范圍內(nèi)。截面相對(duì)受壓區(qū)高度應(yīng)滿足0.100.35.調(diào)幅法按下列步驟進(jìn)行用線彈性方法計(jì)算，并確定荷載嘴部利布置下的結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩最大值Me，采用調(diào)幅系數(shù)降低各支座截面彎矩，即設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算，M=（1-）Me結(jié)構(gòu)的跨中截面彎矩值應(yīng)取彈性分析所得的最不利彎矩值和按下式計(jì)算值中之較大值M=1.02Mo-(Ml+Mr)/

12、2調(diào)幅后，支座和跨中截面的彎矩值均不小于Mo的1/3各控制截面的剪力設(shè)計(jì)值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計(jì)算確定。19 連續(xù)板、連續(xù)次梁如何進(jìn)行配筋？什么情況下可采用構(gòu)造配筋？ 連續(xù)板的配筋構(gòu)造，包括板中受力筋和構(gòu)造鋼筋。受力筋由計(jì)算確定，有承受負(fù)彎矩的板面負(fù)筋和承受正彎矩的板底正筋兩種。配筋方式有彎起式和分離式兩種。構(gòu)造鋼筋包括五種。連續(xù)次梁的配筋方式包括彎起式和連續(xù)式兩種。（2）滿足彎矩和剪力作用下的結(jié)構(gòu)配筋要求20 板有幾種構(gòu)造鋼筋？都是什么鋼筋？有什么作用？主梁如何進(jìn)行配筋？（1）5種。分布鋼筋，溫度鋼筋，與主梁垂直的附加負(fù)筋，與承重砌體墻垂直的附加負(fù)筋，板角附加短鋼

13、筋。分布鋼筋，澆筑混凝土?xí)r固定受力鋼筋的位置，承受混凝土收縮和溫度變化所產(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)四邊支承板，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。溫度鋼筋，承受可能產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。與主梁垂直的附加負(fù)筋，承受主梁梁肋附近板面的負(fù)彎矩、與承重砌體墻垂直的附加負(fù)筋，嵌入承重砌體墻內(nèi)的單向板計(jì)算時(shí)按簡(jiǎn)支考慮，但實(shí)際上有部分嵌固作用，將產(chǎn)生局部負(fù)彎矩，該類構(gòu)造鋼筋用于承擔(dān)這些局部負(fù)彎矩。板角附加短鋼筋，兩邊嵌入砌體墻的板角部分，應(yīng)在板面雙向配置附加的短負(fù)鋼筋。主梁的配筋，按計(jì)算配置受力筋，按計(jì)算在主梁的部分范圍內(nèi)配置附加橫向鋼筋，主梁的縱向鋼筋按照彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖

14、進(jìn)行彎起和剪斷。21 主梁支座節(jié)點(diǎn)各種鋼筋的位置如何確定？ 主梁鋼筋布置在次梁鋼筋下部，與次梁截面的上部縱向鋼筋相互交叉重疊，板鋼筋布置在次梁鋼筋上部。見圖11-2222 主梁與次梁交接處，為什么采用附加橫向鋼筋？如何選擇附加橫向鋼筋？ 主梁與次梁相交處，在主梁高度范圍內(nèi)收到次梁傳來(lái)的集中荷載的作用。此集中荷載并非作用在主梁上面，而是靠次梁的剪壓區(qū)傳遞至主梁的腹部，所以在主梁局部長(zhǎng)度上將引起主拉應(yīng)力，特別是當(dāng)集中荷載作用在主梁的受拉區(qū)時(shí)，會(huì)在梁腹部產(chǎn)生斜裂縫，而引起局部破壞，為此，需設(shè)置附加橫向鋼筋，把此集中荷載傳遞到主梁頂部受壓區(qū)、附加橫向鋼筋應(yīng)布置在長(zhǎng)度為s=2h1+3b的范圍內(nèi)，以便能充

15、分發(fā)揮作用，附加橫向鋼筋可采用附加箍筋和吊筋，宜優(yōu)先選用附加箍筋，附加箍筋和吊筋的總截面面積按下式計(jì)算，F(xiàn)l2yAsbsin+mnyvAsv123什么是雙向板？簡(jiǎn)述雙向板的試驗(yàn)結(jié)果？ 答：在兩個(gè)方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板稱為雙向板。試驗(yàn)結(jié)果：板的豎向位移呈碟形，板的四角有翹起的趨勢(shì)，因此板傳給四邊支座的壓力沿邊長(zhǎng)是不均勻的，中部大，兩邊小，大致按正弦曲線分布；在裂縫出現(xiàn)前，矩形雙向板基本上處于彈性工作階段，短跨方向的最大正彎矩出現(xiàn)在中點(diǎn)，而長(zhǎng)跨方向的最大正彎矩偏離跨中截面；兩個(gè)方向配筋相同的正方形板，由于跨中正彎矩最大，板的第一批裂縫出現(xiàn)在板底中間部分，隨后由于主彎矩M的作用，沿對(duì)角

16、線方向向四角發(fā)展，隨著荷載的不斷增加，板底裂縫繼續(xù)向四角擴(kuò)展，直至因板的底部配筋屈服而破壞；當(dāng)接近破壞時(shí)，由于主彎矩M的作用，板頂面靠近四角附近，出現(xiàn)垂直于對(duì)角線方向，大體上呈圓形的環(huán)狀裂縫，這些裂縫的出現(xiàn)，又促進(jìn)了板底對(duì)角線方向裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)展；在兩個(gè)方向配筋相同的矩形板板底的第一批裂縫，出現(xiàn)在中部，平行于長(zhǎng)邊方向，這是由于短跨跨中的正彎矩M1大于長(zhǎng)跨跨中的正彎矩M2所致。隨著荷載的進(jìn)一步加大，這些板底的跨中裂縫逐漸延長(zhǎng)，并沿45度向板的四角擴(kuò)展，板頂四角也出現(xiàn)大體呈圓形的環(huán)狀裂縫，最終因板底裂縫處受力鋼筋屈服而破壞。24給出按彈性理論計(jì)算雙向板的計(jì)算簡(jiǎn)圖？25什么是塑性鉸線法？塑性鉸線法有

17、哪些基本假定？ 答：將板上連續(xù)出現(xiàn)的塑性鉸連在一起而形成的連線稱為塑性鉸線,也稱為屈服線.正彎矩引起正塑性鉸線,負(fù)彎矩引起負(fù)塑性鉸線.塑性鉸線的基本性能與塑性鉸相同.。塑性鉸線法的基本假定. 1）沿塑性鉸線單位長(zhǎng)度上的彎矩為常數(shù)，等于相應(yīng)板配筋的極限彎矩； 2）形成破壞機(jī)構(gòu)時(shí)，整塊板由若干剛性板塊和若干條塑性鉸線組成，忽略各剛性板的彈性變形和塑性鉸線上的剪切變形以及扭轉(zhuǎn)變形; 26確定破壞機(jī)構(gòu)的原則是什么？ 答：對(duì)稱結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱的塑性絞線分布，對(duì)于四邊簡(jiǎn)支正方形板，在兩個(gè)方向都對(duì)稱，因而塑性絞線也應(yīng)該在兩個(gè)方向?qū)ΨQ；正彎矩部位出現(xiàn)正塑性絞線，負(fù)塑性絞線則出現(xiàn)在負(fù)彎矩區(qū)域；塑性絞線應(yīng)滿足轉(zhuǎn)動(dòng)要求

18、，每一條塑性絞線都是兩相鄰剛性板塊的公共邊界，應(yīng)能隨兩相鄰板塊一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因而塑性絞線必須通過(guò)相鄰板塊轉(zhuǎn)動(dòng)軸交點(diǎn)；塑性絞線的數(shù)量應(yīng)使整塊板成為一個(gè)幾何可變體系。27什么是板內(nèi)的穹頂機(jī)構(gòu)？如何考慮其影響？ 答：對(duì)于周邊于梁整體連接的雙向板區(qū)格，由于在兩個(gè)方向受到支撐構(gòu)件的變形約束，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使班內(nèi)彎矩大大減小，鑒于這一有利因素，對(duì)四邊于梁整體連接的板，規(guī)范允許其彎矩設(shè)計(jì)值按下列情況進(jìn)行折減：中間跨和跨中截面及中間支座截面，減小20%。邊跨的跨中截面及樓板邊緣算起的第二個(gè)支座截面，當(dāng)lb/l0<1.5時(shí)減小20%；當(dāng)1.5<=lb/l0<=2.0時(shí)減小10%，式中l(wèi)0為垂直于樓板邊緣方向板的計(jì)算跨度，lb為沿樓板邊緣方向的而計(jì)算跨度。樓蓋的角區(qū)部進(jìn)行折減。28 如何把雙向板支承撐梁承擔(dān)的荷載進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換？答：板面上的豎向荷載總是以最短距離傳遞到支承梁上的。當(dāng)雙向板承受豎向荷載時(shí)，直角相交的相鄰支承梁總是按45°線來(lái)劃分負(fù)荷范圍的，故沿短跨方向的支承梁承受板面?zhèn)鱽?lái)的三角形分布荷載；沿長(zhǎng)跨方向的支承梁承受板面?zhèn)鱽?lái)的梯形分布荷載。（1）按彈性理論設(shè)計(jì)計(jì)算梁的支座彎矩按支座彎矩等效的原則，按下式將三角形荷載和梯形荷載等效為均布荷載三