混凝土结构设计课后思考题答案---沈蒲生-第4版

1、Zz1521.1结构设计的根本内容及步骤有哪些？试举例说明。根据结构的概念设计，确定结构材料，结构体系，布置和施工方法；结构分析与设计其中包括计算简图，内力，变形分析及配筋计算等，结构的构造设计；绘制结构的施工图其中包括结构布置图，构件末班和配筋图等1.2钢筋混凝土梁板结构有几种形式？他们是怎么样划分的？由单向板组成的梁板结构称为单向板梁板结构，由双向板组成的梁板结构称为双向板梁板结构。当L7L1<=2时，按双向板设计，2<L7L1<3时，宜按双向板设计，假设按单向板设计时， 沿长边方向应配置不少于短边方向25%的受力钢筋。1.3荷载在整体式单向板结构的板、次梁和主梁中式如何

2、传递的，为什么？按弹性理论和塑 性理论计算式两者的计算简图有何区别？单向板以次梁为支座，次梁以主梁为支座，主梁以柱和墙体为支座，作用于结构上的荷载首 先由单向板传递给次梁，再由次梁传递给主梁， 最后由主梁传递给柱和墙体。为了减少整体式单向板梁板结构中的跨度，应设置次梁，为了减少次梁的跨度，应设置主梁，为了减小主梁的跨度，应设置柱或墙体；两者计算简图在结构计算跨度处不同。按弹性理论计算时，结构计算跨度按下述规定取用:弹性理论塑性理论两端搁支在砖墙上的板L0=Ln+a<=Ln+hLo=L n+h/2两端与梁整体连接的板L0=Ln+bLo=L n单跨梁Lo=L n+a<=1.05Lr1多

3、跨连续梁和板Lo=L n+a/2+b/21.4整体式梁板结构中，欲求结构跨内和支座截面最危险内力时，如何确定活荷载最不利位置？1欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨布置活荷载，然后向 两侧隔跨布置活荷载2欲求某跨跨内截面最大负弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨不 布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载3欲求结构某支座截面最大负弯矩时，除恒荷载作用外，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载4欲求结构边支座截面最大剪力，除恒荷载作用外，其活荷载布置与该跨跨内截面最大正弯矩是活荷载布 置相同。欲求结构中间跨支座截面最大剪力时，其活荷载布置和求该支座截面最大负弯矩时活

4、荷载布置相同。1-5结构各截面的最大内力值的连线或点的轨迹，即为结构内力包络图。假设结构上只有一组荷载， 在结构各截面只有一组内力， 其内力图即为内力包络图。 假设结构上 有几组不同时作用于结构的荷载， 在结构各截面中有几组内力， 结构就有几组内力图， 如弯 矩和剪力图。1-6何谓结构材料图？纵向钢筋弯起合切断时，结构的材料图有何变化？ 结构各截面承载力值的连线式点的轨迹，即为结构的抵抗内力图，或称材料图。1-7何谓塑性铰，它与理想铰有何区别？截面在维持一定数值弯矩的情况下，发生较大幅度的转动，犹如形成一个“铰链，转动时材料塑性变形记混凝土裂缝开展的表现，故称为塑性铰。理想铰不能传递弯矩， 但

5、可以无限自由转动， 而塑性铰能传递一定数值塑性弯矩， 并将在塑 性弯矩作用下发生有限转动，当塑性铰转动幅度超过塑性极限转动角度时， 塑性铰将因塑性 能力耗尽而破坏。1-8何谓结构的承载力极限状态？是举例说明？混凝土超静定结构出现一个塑性铰，超静定结构只减少一个多余约束，既减少一次超静定， 但结构还能继续承受荷载， 只有当结构出现假设干个塑性铰， 使结构局部或整体成为几何可变 体系时结构才到达承载力极限状态。1-9 何谓结构塑性内力重分布？塑性铰的部位及塑性弯矩值与塑性内力重分布有何关系？试 举例说明按塑性内力重分布方法设计梁，板时为什么能节省钢筋？ 结构内力分布规律相对于弹性内力分布的变化称为

6、内力重分布。当支座B出现塑性铰时，此时跨中1,2弯矩为Mi,2=1.15F 0=0.117Flo<Mi, 2u，那么跨中1-2截面不会出现塑性铰。故结构还能承受更大的荷载，当荷载增加至f '时'，由于支座 B 截面形成塑性铰，B截面在塑性弯矩值不变的情况下，不断发生转动，跨中1-2截面弯矩值将会不断增加，跨中截面也出现塑性铰。1-10 何谓弯矩调幅？考虑塑性内力重分布的分析方法中，为什么要对塑性铰除弯矩调查幅 度加以限制？弯矩调整幅度是指按弹性理论获得的弯矩值与其塑性铰处弯矩绝对值的差值。假设弯矩调幅系数B为正值，属于截面弯矩值减小的情况， 将导致混凝土裂缝宽度及结构变形

7、增大， 其增大 程度随弯矩调整增幅增大而增大，因此对弯矩调整幅度。1-11 如何增加塑性铰的转动能力？其中哪种措施是最有效的？ 为保证塑性铰有足够的转动能力， 即塑性角有较大的塑性极限转动高度， 要求钢筋应只有良 好的塑性，混凝土有较大的极限压应力值，因此工程结构中宜用HPB235 ,HRB335级钢筋和较低等级混凝土，塑性角转动幅度与塑性铰处弯矩调整幅度有关，建议弯矩调整幅度20%,对于活荷载q和恒荷载g之比q/g w 1 /3的结构，弯矩调整幅度控制在pw35%研究说明：提高截面高度，减少截面相对受压区高度是提高塑性铰转动能力的有效措施1-12 在进行双向板内力计算中根本假定是什么？计算双

8、向板控制截面的最危险内力是,活 荷载如何布置？荷载如何分解？支承条件怎样确定？1. 双向板到达承载力极限状态时,在荷载作用下的最大弯矩处形成塑性铰线,将整体板分割 成假设干板块,并形成几何可变体系2. 双向板载均布荷载作用下塑性绞线是直线,塑性绞线的位置与板的形状, 尺寸, 边界条件,荷载,形式,配筋数量有关3. 双向板的板状弹性变形小于塑性绞线处的变形,故视为刚形体, 整体变型集中于塑性绞线,当板到达承载力极限状态下时,各块均绕塑性绞线转动4. 双向板满足几何条件及平衡条件的塑性铰线位置,有许多组可能性,但其中必定有一组最 危险,极限荷载值最小的结构塑性铰线破坏模式5. 双向板载上述塑性绞线

9、处,钢筋到达屈服点,混凝土到达拉压强度,截面具有一定数值 的塑性弯矩欲求某区格板两个方向跨内截面最大弯矩时,除恒荷载外应在该区格布置活荷载,为使A区格板跨内双向变形曲线为最大曲库, 故在所有向下挠曲变形区格施加荷载, 共活荷载布置, 为棋盘式, 为了能利用单区格双向板的内力及变形条数, 把棋盘式布置的活荷载分解为各区 格板满布的对称荷载 q/2 和区格板状盘式布置的反对称荷载± q/2在对称荷载g '= g+ q/2作用下，对于边区格和角区格的外边界支撑条件，按实际情况确定 如角区格板支撑于墙体上时,可简化为铰支座,那么角格板视为两临边外两临边位固定支 座的双向板,其余区格视

10、为三边固定,一边剪支的双向板在反对称力荷载 g'=±q/2作用下，边区格和角区格外边界支承条件按实际情况确定，如板 支承于墙体时,视为铰支座,那么所有区格板均为简支双向板1-13 整体式无梁楼盖结构按弹性理论的内力分析中,按经验系数法及按等代框架法假定有 何区别如何进行栓帽设计？整体式无梁楼盖结构内力分析时， 结构无侧移时采用经验系数法， 有倒移采用框架法， 无梁 设置栓帽全提高班的受冲切荷载力，同时减少板的跨度，支座及跨内截面弯矩值1-14 装配式铺板结构中，板与板，板与承重横墙的连接，板与纵墙的连接有何重要性？ 答：预制板间的混凝土灌缝， 板与墙体的连接将楼盖连接成一个整

11、体， 它将起到传递水平剪 力的作用，楼盖与纵向墙体的连接，将支承纵向墙体并传递水平压力和拉力的作用， 并保证纵向墙体的竖向稳定。2-1 单层厂房结构设计包括哪些内容？简述结构方案设计的主要内容及设计原那么？ 答：结构设计可分为结构方案设计， 结构分析，构件截面配筋计算和构造措施等， 结构方案 设计包括确定结构类型和结构体系，构件造型和结构布置等，原那么为可靠经济技术合理性2-3 装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房中一般应设置哪些支撑？简述这些支撑的作用和设 置原那么答单层厂房支撑分屋盖和柱间支撑， 其中屋盖支撑包括上下弦横向水平支撑， 纵向水平支撑。 垂直支撑与纵向水平系杆，天窗梁等。上弦横向水

12、平支撑是保证屋架上弦杆在平面外的 稳定和屋盖纵向水平刚度， 同时还作为山墙抗风柱顶端的水平支座， 不受山墙传来的风荷载 和纵向水平荷载。下弦横向水平支撑作用是将山墙风荷载及纵向水平荷载传至纵向柱列， 同时防止屋架下弦的侧向震动。 垂直支撑的作用是保证屋架承受荷载后在平面外的稳定并传 递纵向水平力，上弦系杆保证屋架上弦式屋面梁受压翼缘侧向稳定，下弦水平系杆可防止 在吊车式有其他水平震动时屋架下弦发生侧向震动。 天窗杆支撑用于保证天窗梁上弦的侧向 稳定和将天窗端壁上的风荷载传给屋架。柱间支承的承受由抗风柱和屋盖横向水平支撑传 来的山墙， 缝在， 由屋盖结构传来的纵向水平地震作用及由吊车梁传来的吊车

13、纵向水平制动 力，并将它们传给根底2-4抗风柱与屋架的连接应满足哪些要求 ?连系梁，圈梁，根底梁的作用各是什么？它们与 柱是如何连接的？满足两个要求： 一是在水平方向必须与屋架有可靠的连接以保证有效传递风荷载， 二是在竖 直方向应允许二者之间产生一定的相对位移， 防止抗风柱与屋架沉降不均匀而产生不利影响 圈梁作用是将墙体与排架柱， 抗风柱箍在一起， 以增强厂房的整体刚度， 防止由于地基不均 匀沉降或较大振动荷载对下层产生不利影响。连系梁除承受墙体荷载外， 还起到连系纵向柱列， 增强厂房的纵向刚度， 传递纵向水平荷载 作用，外墙根底梁可随柱一起沉降。2-5确定单层厂房排架结构的计算见图时做了哪些

14、假定？试分析这些假定的合理性和适用 条件。1柱下编嵌固于根底中，固定端位于根底顶面 当厂房地基土质较差， 变形较大时或有较重的大面积地面荷载时， 那么应考虑根底转动和位移 时排架内力的影响。2柱顶与屋架式屋面梁为铰接，只能传递竖向轴力和水平剪力，不能传递弯矩 抵抗转动的能力很小，因此柱顶也屋架的连接可按铰接考虑。3横梁为轴向刚度很大的刚性连杆 横梁采用下弦刚度较小的组合式屋架或带拉杆的两铰拱， 三铰拱屋架时， 由于它们的轴向变 形很大， 横梁两端柱顶侧移不相等， 计算排架内力时不宜将横梁假定为刚性连杆， 那么应考虑 横梁的轴向变形对排架内力的影响。2-6作用于横向平面排架上的荷载有哪些？这些荷

15、载的作用位置如何确定？试画出各单项 荷载作用下排架结构的计算简图。作用于横向排架结构中荷载有恒荷载，屋面活荷载，雪荷载， 积灰荷载， 吊车荷载和风荷载 作用没写，图省略2-7作用于排架上的吊车荷载Dmax Dmin 和吊车荷载 Tmax 如何计算由于吊车荷载是移动荷载， 因此需要影响线原理求吊车梁的最大支座反力， 即吊车竖向荷载 Dmax 或 Dmin ，最大反力为当两台吊车并行其中一台最大轮压 Fpi max 正好运行至计算排架 柱轴线外的反力。Dmax=E Fpi maxyi 2-8.什么是等高排架？如何用剪力分配法计算等高排架的内力？试述在任意荷载作用下等 高排架内力的计算步骤。答：等高

16、排架是指在荷载作用下各柱柱顶侧移全部相等的排架 剪力分配法：Vi=niF各柱剪力=剪力FX剪力分配系数ni=2-9.什么是单层厂房的空间作用？影响单层厂房空间作用的因素有哪些？考虑空间作用对 柱内力有何影响？ 答：排架与排架，排架与山墙之间的相互作用，称为厂房的整体空间作用 单层厂房空间作用的大小主要取决于屋盖刚度，山墙刚度，山墙间距，荷载类型等因素。 当某榀架的柱顶上作用一水平集中力 R 时，由于厂房的空间作用，水平集中力 R 不仅由直 接荷载排架承受， 而且将通过屋盖等纵向联系构建传络相邻的其他排架， 使整个厂房共同承 担。2-10.单阶排架柱应选取哪些控制截面进行内力组合？简述内力组合原

17、那么、组合工程及注意 事项。答：在一般单阶柱中，整个上柱截面配筋相同，整个下柱截面配筋也相同，故分别找出上柱和下柱的控制截面， 通常取上柱底作为上柱的控制截面， 对下柱来说， 通常取牛腿面和柱底 这两个截面作为控制截面排架内力分析中， 一般是分别算出各种荷载单独作用时柱各截面内力值， 为了求出柱控制截 面上可能出现最不利内力， 还必须考虑这些单项荷载同时出现可能性， 即进行荷载效应组合， 排架结构受力后，柱内同时产生弯矩M，轴力N,剪力V,因此排架柱为偏心受压构件，其纵向受力钢筋与控制截面弯矩和轴力有关。在任何情况下，都必须考虑恒荷载产生的内力吊车竖向荷载中，Dmax和Dmin可能作用在一跨厂

18、房的支柱上，也可能作用在右柱上，只能选择一种组合电车横向水平荷载 Tmax作用在同一跨内，两柱子上，向左式向右，只能选取一种参加组合 冋一跨内 Dmax和Dmin与Tmax不一定同时发生，故组合 Dmax或Dmin产生的内力时，不一定 要组合Tmax产生内力。风荷载有向左、向右吹两种情况，只能选择一种参加组合 由于多台吊车同时满载的可能性较小, 所以当多台吊车参加组合时, 其内力应乘以相应的 荷载折减系数2-13 屋架设计时应考虑哪些荷载效应组合？简述屋架设计要点。1全跨恒载 +全跨活载2全跨恒载 +半跨活载3屋架自重重力荷载 +半跨屋面板重力荷载 +半跨屋面安装活载 钢筋混凝土属于超静平面桁

19、架, 其内力可按精细方法式简化方法分析, 屋架梁除去进行使用 阶段的承载力计算及变形和裂缝宽度验算外,尚需进行施工阶段验算2-14 吊车梁的受力特点是什么？简述屋架设计要点。1吊车荷载是两组移动的集中荷载2吊车荷载只有冲击和振动作用3吊车荷载是重复荷载4吊车荷载使吊车梁产生扭矩对吊车梁应进行弯、剪、扭承载力计算外，还需进行疲劳强度和斜截面抗裂验算。3-1 我国高规划分多层建筑与高层建筑的标准是什么？10层和 10 层以上或高度超过 28 米的钢筋混凝土房屋称之为 高层建筑。高层建筑承受荷载比多层建筑大，刚度比多层建筑小，水平 荷载对高层建筑的影响比对多层建筑的影响大3-2 框架结构有什么特点？适合用什么高度和什么用途的房 屋中使用？框架结构是由横架和立柱组成的杆件体系， 具有结构轻巧， 便于布置可形成大的使用空间，整体性好，施工较方便和较 为经济等特点，适合在 70 米以下的办公楼，图书馆，商业 性建筑等一类房屋中采用3-3 框架结构有哪几种布置方法？每种布置有什么特点？框架结构有横向承重布置，纵向承重布置和双向布置三种 常用的结构布置方法。当将框架结构横向布置时可以在一定 程度上改善房屋横向与纵向刚度相差较大的缺点，而且由于 连系梁截面高度