混凝土结构设计中册部分习题和答案

①一般情况下,应在厂房单元的中部设置上、下柱间支撑,且下柱支撑应与上柱支撑配套设置; ②有吊车或8度和9度时,宜在厂房单元两端增设上柱支撑;

③厂房单元较长或8度三、四类场地和9度时,可在厂房单元中部1/3区段内设置两道柱间支撑。

图11-1 柱间支撑的布置图

7、柱间支撑把沿厂房纵向相邻的两根柱连接在一起,

以承受由山墙传来的风力和由吊车梁传来的纵向水平制动力以及水平地震力,提高厂房纵向刚度和稳定性,它相当天纵向柱列中设置的不动点。如果将它设置在伸缩缝两端的柱间,当温度变化时,将使伸缩缝区段内结构构件变形,不仅受到具有一定抗侧刚度的柱的约束,而且受到抗侧刚度较大的柱间支撑的约束,产生较大的温度应力,可能在厂房结构构件中引起竖向的温度裂缝。因此,将柱间支撑设置在伸缩缝区段两端的柱间一般说来是不妥的。

当温度变化时,伸缩缝区段的中点,是该区段的不动点,将柱间支撑设在该区段不动点上,既不会约束伸缩缝区段内的结构构件沿纵向变形,避免引起附加的温度应力,又能起承受水平力、提高厂房纵向刚度的作用。因此,应将柱间支撑设置在厂房伸缩缝区段的中央或临近中央的柱间。

8、厂房的纵向柱子较多,通常其水平刚度较大,在纵向水平荷载作用下,每根柱子分到的水平力较小,故纵向排架一般可不必计算。但当

纵向柱子较小(少于7个),或需要考虑地震作用时,应进行纵向排架计算。

9、(1)屋架与柱顶铰接,柱底与基础刚接; (2)屋架或屋面梁为刚性杆件,即无轴向变形,

EI??;

(3)在排架的计算简图中,柱的计算轴线应取其上、下柱的截面形心线。 11、(1)恒荷载;屋架、屋面板、天窗、牛腿柱柱、吊车梁及轨道自重等;

(2)屋面活载;

; Dmax、Dmin(左右两种情况)(左右两种情况); Tmax:

(3)吊车竖向荷载

(4)吊车水平荷载

(5)风荷载:(左右两种情况);

12、考虑到多台吊车同时工作并都达到最不利位置的组合概率很小,规范规定,计算排架时,单跨一般按不多于两台考虑,多跨厂房按不多于四台考虑。

13、进行内力分析和组合的目的就是要找出在哪些荷载共同作用下,对排架柱的某一特定截面产生最不利内力。为此,可先对各项荷载作用分别进行内力计算,然后用内力组合的方法求出控制截面的最不利内力。

14、当排架结构柱顶作用有水平集中力(如风载、地震作用下)F时,各柱的柱顶剪力按其抗剪刚度与各柱抗剪刚度总和的比例关系进行分配,

1故称剪力分配法,其计算公式为:

Vi??i??i?1n1iF??iF

15、仍采用剪力分配法。不论在何种荷载作用下,为能利用上述的剪力分配系数,把排架结构的内力计算任意何载作用下的计算过程分为

两步进行:

①先在排架柱顶部附加一个不动铰支座以阻止其水平侧移,用无侧移排架的计算方法求出支座反力

②撤除附加不动铰支座,并将

算情况。

将上述两种①、②两步求得的内力进行叠加,就能得到排架结构的实际内力图。

17、一般应进行下列四种内力组合:

R,根据R值就可得到相应的内力图。

R以反方向作用于排架柱顶,以期恢复到原来的结构体系情况。就成了在柱顶水平力作用下排架的内力计

(1)

?Mmax与相应的N、V;

2

(2)

?Mmax与相应的N、V; Nmax与相应的?M(取绝对值较大者)、V;

(3)

(4)

Nmin与相应的?M(取绝对值较大者)、V。

18、(1)恒荷载是永存的,故无论在任何一种内力组合中都必须参加;

(2)同一台吊车的最大竖向荷载

Dmax与最小竖向荷载Dmin是同时发生的,不能只择其一;

Tmax同时作用于其左、右两边的柱上,其方向可左可右,组合时只能择其一;

(3)同一台吊车的最大横向水平荷载

(4)同一台吊车的

Dmax、Dmin与Tmax不一定同时产生;但有Tmax一定有D,而有D不一定有Tmax;

(5)左、右风向不可能同时产生;

(6)在组合

Mmax或Nmin时,应使相应的?M尽可能大些,这样更为不利。因此,凡使截面的N=0,

M?0的荷载项,

只要有可能,也应参加组合。

19、M:以使柱左边受拉为正; N:以使柱受压为正,受拉为负; V:以使脱离体顺时针转动为正。

20、(1)矩形实腹柱:外形简单,施工方便,但混凝土用量多,经济指标差;

(2)工字形柱:材料用量比较合理,在单层厂房中广泛应用,但其混凝土用量比双肢柱多。特别是截面尺寸较大时,混凝土用量更多。同

时自重大、施工吊装困难,因此使用范围也受到一定的限制;

(3)双肢柱:有平腹杆和斜腹杆两种。平腹杆构造比较简单、制作方便、受力合理、便于布置工艺管道。

斜腹杆一般在承受较大水平荷载时采用,但其施工比较复杂。若采用预制腹杆,则条件得到改善。双肢柱与工字形柱相比,混凝土用料少、

自重轻,但整体刚度较差、钢筋构造较复杂、用钢量稍多。

21、单厂预制柱在运输和吊装时的受力状态与其在使用阶段不同,而且这时混凝土还有可能未达到设计强度,故柱有可能在吊装时出现裂

缝,因此设计时还需进行施工阶段柱的裂缝宽度验算。

22、(1)在短期荷载作用下,最大裂缝宽度不超过0.15~0.2mm; (2)吊装时混凝土强度等按设计强度等级的70%考虑; (3)采用翻身吊,按三个截面进行强度及裂缝宽度的验算; (4)柱的自重取标准值,并乘以动力系数1.5;

(5)建筑物的安全等可降一级使用(因为施工荷载下的受力状态是临时性的);

23、(1)剪切破坏:当

ah0很小(

?0.1)或

ah0值虽大而边缘高度较小时,可能发生沿加载板内侧接近垂直截面的剪切破坏。

(2)斜压破坏:当

a?0.1~0.75 时,为斜压破坏。 h0a?0.75时,纵向钢筋配筋率又较低时,为弯压破坏。 h0 (3)弯压破坏:当

大部分牛腿属于斜压破坏。

24、(1)按地基承载力确定基础底面尺寸;

2

(2)按受冲切承载力确定基础高度和变阶处的高度; (3)按基础受弯承载力计算底板钢筋; (4)构造处理及绘制施工图等。 、简答四题:

[①]1、何谓单向板?何谓双向板?

单向板:只在一个方向发生弯曲或主要在一个方向发生弯曲的板 双向板;在两个方向都有弯曲且不能忽略的板 [②]2、实用上如何划分单向板和双向板?

[①]3、现浇整体式单向板肋梁楼盖结构布置时,板、次梁、主梁的经济跨度有何要求? [②]4、单向板肋梁楼盖的结构布置要求有哪些? [①]5、多跨连续梁(板)的内力计算方法有哪两种? [②]6、什么样的结构不能按弹性理论计算?

1,试用阶段不允许出现裂缝或处于侵蚀环境中个结构,2,直接承受动力荷载或重复荷载3,二次受力叠合结构4,要求有较高安全储备 [②]7、单向板肋梁楼盖的板、次梁、主梁的计算方法是如何确定的?

[③]8、绘图表示多跨连续单向板肋梁楼盖的计算单元和计算简图,并说明荷载的传递路线。 [③]9、在单向板肋梁楼盖中,对板、梁的支座是如何简化的?

[①]10、按弹性理论计算多跨连续梁、板的内力时,如何考虑活荷载的最不利位置? [②]11、如何确定多跨连续梁、板的计算跨数?阐述其原因。

[②]12、如何确定多跨连续板、梁计算跨度0?

[②]13、多跨连续梁、板采用塑性理论计算时的适用条件是什么? [②]14、如何按弹性理论进行肋梁楼盖内力计算? [③]15、如何用塑性理论计算多跨连续梁、板内力?

[②]16、在单向板肋梁楼盖截面设计中,为什么要对板的内力进行折减?怎么折减的? [③]17、多跨连续单向板受力钢筋的布置形式有哪两种?各有何特点?绘图表示其构造要求。 [②]18、嵌入墙内的板面构造上如何处理?为什么? [②]19、嵌入墙内的板角构造上如何处理?为什么? [②]20、垂直于主梁的板面为何要配置附加筋?如何配置?

[①]21、对于次梁和主梁的计算截面形状如何确定?如跨中处?支座处?

[③]22、按弹性计算的单向板肋梁楼盖的主梁的内力,是配筋计算时所取的内力吗?为什么? [③]23、次梁的配筋构造有哪些要求?绘图表示。

[②]24、多跨连续双向板按弹性理论计算时,当求某一跨的跨中最大弯矩时,活荷载如何布置?何为正对称荷载?何为反对称荷载? [②]25、多跨连续双向板按弹性理论计算时,其中间支座和边支座如何简化的? [②]26、双向板按弹性理论计算方法内力如何折减? [②]27、双向板肋梁楼盖支承梁的荷载分布如可求得?

l[②]28、井字楼盖的特点

[②]29、无梁楼盖有何特点?

[③]30、无梁楼盖的计算方法有哪几种?

[②]31、雨篷板可能发生哪几种破坏?需要做哪些计算? [②]32、某5跨连续板,绘图表示:

(1)当求第2跨、第3跨跨中最大弯矩时的活荷载布置情况。

2

(2)当求第1内支座,第3个支座的支座最大负弯矩时的活载布置情况。 1、单向板是指在荷载作用下,只沿一个方向的正截面产生弯矩的板。 双向板是指在荷载作用下,沿两个方向的正截面产生弯矩的板。

2、(1)对于两边支承的板为单向板。板上的荷载通过板的受弯传到两边支承墙或梁上。 (2)对于四边支承的板

①当

l2?2时,荷载沿两个方向传递,称这种板为双向板; l1l2?3时,板基本上是单向受力工作,称单向板; l12?l2?3时,宜按双向板设计,也可按单向板设计;当按单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。 l1②当

③当

3、(1)单向板:1.7~2.7m,荷载较大时取较小值,一般不宜超过3m; (2)次梁:4~6m; (3)主梁:5~8m。

4、(1)梁、板的经济跨度:

(2)梁格布置力求规整;梁系尽可能贯通;板厚和梁的截面尺寸尽可能统一。

(3)为增加房屋横向刚度,主梁一般沿横向布置较好,这样主梁与柱构成框架,使侧向刚度增大,纵向有连系梁连接,空间结构,整体刚

度较好。

(4)板重量占整个混凝土重的50~70%,因此应使板厚尽可能接近构造要求的最小尺寸。 5、钢筋混凝土连续板、梁的内力计算有两种方法:一种是弹性计算法,一种为塑性计算法。 6、(1)直接承受动力荷载的构件;

(2)在使用阶段不允许有裂缝或对裂缝宽度开展要求较高的结构; (3)构件处于主要部位,要求有较大安全储备;

(4)处于负温条件下工作的结构或处于侵蚀性环境中的结构; (5)采用无明显屈服台阶钢材配筋的构件。

7、如肋形楼盖中的,板与次梁采用塑性理论设计,主梁采用弹性理论设计。

9、在进行连续梁(板)的内力计算时,一般假设其支座均为铰接,即忽略支座对梁(板)的转动约束作用。

(1)当连续梁(板)简单放置在墙上时,同于板与墙不是整体连接,支座对板、梁的嵌固作用不大,故在计算中可将其视为铰支座,这样的假定是接近于实际情况的。

(2)当连续梁(板)与支座为整体浇筑时,支座对板、梁的转动有一定的约束作用,但为了简化计算,也把它当成铰支座,这与实际情况就不完全相符了。这种影响很难精确计算,由此而引起的误差,可在荷载计算时加以调整。

调整的具体方法是:采取增大恒载、减少活载的方式处理,即:

qq q??

223qq对于次梁:g??g? q??44对于板:

g??g?

对于主梁:

g??g q??q

10、(1)当求某一跨跨中最大正弯矩时,在该跨布置活载外,其它然后隔跨布置; (2)当求某跨跨中最小弯矩时,该跨不布置活载,而在相邻两跨布置,其它隔跨布置; (3)当求某支座最大负弯矩,在该支座左右跨布置活载,然后隔跨布置;

2

(4)当求某一支座最大剪力时,在该支座左右跨布置活载,然后隔跨布置。 11、如何确定多跨连续梁、板的计算跨数?阐述其原因。

?5跨的连续梁、板,跨数按实际考虑;

(2)对于跨数?5跨,且各跨尺寸相差?10%,各跨截面及荷载相同时,可近似取5跨。这是因为连续梁、板在一跨受荷波及整体,

(1)于对跨数

但距该跨越远影响越小,越过两跨则影响不计。

12、是指在结构计算内力时所采用的跨间长度。其大小与构件的搁置长度、构件的截面尺寸、约束情况、内力计算方法等因素有关。

13、(1)控制截面的配筋率不能过大,规范规定:

x?0.35h0或??0.35;

(2)采用塑性性能好的钢筋:采用HPB235、HRB335。

14、应用表格计算内力:活荷载的最不利位置确定后,对等跨度(或跨度差不超过10%)的连续梁,即可直接应用表格查得恒荷载和各种活荷载作用下梁的内力系数,并按下列公式求出梁有关截面的弯矩M和剪力V。

当均布荷载作用时:

22 V?Kgl?Kql M?K1gl0?K2ql03040当集中荷载作用时:

M?K1Gl0?K2Ql0 V?K3G?K4Q

15、 考虑计算方便,给出了等跨连续板和次梁按塑性计算的内力简化公式如下:

弯矩:

2 M??(g?q)l0剪力:

V??(g?q)l0

?—板和次梁的弯矩系数;

?—次梁的剪力系数。

?、?查混凝土结构设计手册,将使计算工作大大简化。

16、(1)在现浇楼盖中,有的板四周与梁整体连接。由于这种板在破坏前,在正、负弯矩作用下,会在支座上部和跨中下部产生裂缝,使板形成了一个具有一定矢高的拱,而板四周中梁则成为具有抵抗横向位移能力的拱支座。此时,板在竖向荷载作用下,一部分荷载将通过拱的作用以压力的形式传至周边,与拱支座(梁)所产生的推力相平衡,为了考虑这种有利因素的影响,可折减板中各个计算截面的弯矩,如图10-2所示。

图10-2 拱推力示意图 图10-3 四边与梁整浇跨中、支座弯矩折减系数

(2)板的中间跨的跨中截面和中间支座截面,弯矩折减系数为0.8,其它情况则不予折减,如图10-3所示。 17、如图10-4所示的两种配筋方式。

(1)弯起式:分一侧弯起和两侧同时弯起。整体性好,可节约钢筋用量,但施工麻烦; (2)分离式:配筋整体性差,用钢量稍高,但施工方便。当板厚

?120mm时,常采用。

2

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