混凝土结构设计中册部分习题和答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/21 19:32:45星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

lq?3时,a?04g;当

lq?3时,a?03g

图10-4 多跨连续单向板的配筋方式

(a)弯起式;(b)分离式

18、如图10-5所示,嵌固在墙内的板,由于墙体的约束作用,在板面附近会产生负弯矩,故可能沿墙边缘在板面引起裂缝,应配置φ8@200

构造筋,其伸出墙边的长度

?l07(0为单向板的计算跨度),如图10-5所示。

l

21、跨中截面取T形截面,支座截面取矩形截面。

图10-7 主梁支座边缘处计算截面示意图

可按下式近似计算:

(1)支座截面处弯矩设计值:

Mb?M?V0?b 2Mb—支座边缘处的弯矩;

M—支座中心处的弯矩(前面内力计算);

V0—视该跨为简支梁时的支座剪力;

b—支座宽度(柱截面宽度)

(2)支座截面处剪力设计值:

2

均布荷载时:

Vb?V?(g?q)b 2集中荷载时:

Vb?V

V—支座中心处的剪力设计值。

25、(1)①在对称荷载

g?

q

作用下,板在中间支座处基本没有转动,可近似地认为板的中间支座均为固定支座; 2

②在反对称荷载

?q作用下,支座弯矩很小,几基本等于0,且有转动趋势,中间支座为反弯点,可近似地认为板的中间支座均为简支支座; 2(2)边支座:其简化情况按实际支承情况考虑,一般简化为简支边支座。

这样就把多跨连续的板折成了单个区格板,根据板的四周的边界条件,求出各自的跨中弯矩。最后进行叠加,便可得到在活载最不利的布

置下板的跨中最大正弯矩。

26、同单向板相似,四边与梁整体连接的双向板,考虑支承梁对板产生推力的有利影响,应将计算弯矩乘以下列折减系数后,再进行配筋

计算:

(1)边续板中间区格的跨中截面和支座截面折减系数为0.8。

(2)对于边区格的跨中截面和自楼板边缘算起的第二支座(第一内支座),当

ledl?1.5时,折减系数为0.8;当1.5?ed?2时,折减系数为0.9(led为区格沿楼板边缘方向的跨度,l为垂直于楼板ll边缘方向的跨度)。

(3)角区格不折减。

28、井字楼盖是双向板与交叉梁系组成的楼盖,它与双向板肋形楼盖的主要区别在于楼盖交叉梁在交叉点处一般不设柱子,整个楼盖相当于一

块大型的双向密肋板。

一般设在建筑物的门厅、大厅、会议室等大空间处,当板的边长相等或相近时,从室内外仰视,可获得较好的艺术效果。 井字楼盖的网格边长一般为2~3m,以接近于方形为好。当大历平面为矩形时,通常用格数来调整。 29、(1)由于没有梁,钢筋混凝土板直接支承在柱上,故与相同柱网尺寸的肋梁楼盖相比,其板的厚度要大些。

(2)为了提高柱顶平板的受冲切承载力以及减小板的计算跨度,往往在柱顶设置柱帽;但当荷载不太大时,也可不设柱帽。常用的矩形柱和

柱帽的形式为矩形,有时因建筑要求也可做成圆形。

(3)无梁楼盖的建筑高度比肋梁楼盖小,这使得建筑楼层的有效空间加大,同时,平滑的板底可以大大改善采光、通风和卫生条件,故无梁

楼盖常用于多层的工业与民用建筑中,如商场、书库、冷藏库、仓库等,水池顶盖和某些整板式基础也采用这种结构形式。

(4)无梁楼盖根据施工方法的不同可分为现浇式和装配整体式两种。无梁楼盖升板施工技术,在现场逐层将在地面预制的屋盖和楼盖分阶

段提升至设计标高后,通过柱帽与柱整体连接在一起,由于它将大量的空中作业改在地面上完成,故可大大提高进度。

目前,我国在公共建筑和住宅建筑中正在推广采用现浇混凝土空心无柱帽无梁楼盖,板中的空腔宜是双向的,可由预制的薄壁盒作为填充

物构成。

(5)无梁楼盖因为没有梁,抗侧刚度比较差,所以当层数较多的或有抗震要求时,宜设置剪力墙,构成板柱—抗震墙结构。根据以往的经

验,当楼面的活荷载标准值在

5KN/m2以上,柱网为6?6m时,无梁楼盖比肋楼盖经济。

30、(1)经验系数法:又称总弯矩法或直接设计法。该方法先计算两个方向的截面总弯矩,再将截面总弯矩分配给同一方向上的柱上板带和跨

2

中板带。

为了使各截面的弯矩设计值适应各种活荷载的不利布置,在应用该法时,要求无梁楼盖的布置必须满足下列条件:

(1)每个方向至少应有三个连续跨;

(2)同方向相邻跨度跨差值不超过20%,边跨的跨度不大于其相邻的内跨;

(3)区格为矩形,任一区格板的长边与短边之比值不大于1.5;

(4)可变荷载和永久荷载之比值

q?3。 g(5)为了保证无梁楼盖结构体系具有较好的抵抗水平荷载(如:风载、地震作用)的能力,应在该结构体系中设置抗侧力支撑或剪力墙。

(2)等代(效)框架法

钢筋混凝土无梁双向板体系不符合经验系数法所要求的四个条件时,可采用等效框架法确定竖向均布荷载作用下的内力。

等效框架法是把整个结构分别沿纵、横柱列两个方向划分,并将其视为纵向等效框架和横向等效框架,分别进行计算分析。其中等效梁就是各

层无梁楼板。

31、(1)雨篷板在根部发生受弯断裂破坏;

(2)雨篷梁受弯、剪、扭发性破坏;

(3)整体雨篷发生倾覆破坏。

因此,钢筋混凝土雨篷需进行三方面的计算,即板的承载力、梁的承载力、整体抗倾覆验算。 [①]1、什么是建筑结构的功能? [①]2、什么是结构上的作用?

[①]3、什么是结构的“设计基准期”?我国的结构设计基准期规定的年限多长? [①]4、设计基准期是否等于结构的使用寿命?

[①]5、《建筑结构荷载规范》将结构上的荷载分为哪几类? [②]6、荷载的代表值有哪些?

[②]7、什么叫荷载的标准值?分哪几种? [②]8、什么叫荷载的组合值? [②]9、什么是荷载的作用效应

[②]10、什么叫结构的抗力?影响因素有哪些?

[②]11、建筑结构有哪两种极限状态?举例说明超过了两种极限状态的后果。 [①]12、什么叫建筑结构可靠性? [①]13、什么叫建筑结构可靠度?

[①]14、如何划分结构的安全等级?分哪几级?

[②]15、同一建筑物内各种结构构件的安全等级是否要相同? [②]16、为什么要引入分项系数?

[②]17、什么叫荷载的分项系数?荷载的分项系数如何确定的?如何取值? [②]18、何谓荷载的设计值?何谓内力设计值? [①]19、结构重要性系数如何取值?

[②]20、为提高结构可靠度,结构设计时,从哪三方面给予保证?

2

[②]21、建筑结构的破坏性质有哪两种?其可靠度指标定的是否相同? [②]22、按现行的设计方法进行混凝土结构设计时,需要做哪些计算与验算? [②]23、什么是混凝土结构的耐久性?影响耐久性的因素有哪些?

[①]24、对于基本组合,荷载效应组合的设计值S考虑了哪两种情况的组合?

1、在进行结构设计时,各类结构及构件在规定的时间内,在正常条件下,均能满足下列各项预定的功能要求: (1)安全性; (2)适用性; (3)耐久性。

2、是指施加在结构上的集中或均布荷载以及引起结构外加变形或约束变形的因素的总称。

(1)直接作用:是指施加在结构上的集中或均布荷载(习惯上称荷载)。——定量(结构计算主要考虑荷载)

(2)间接作用:引起结构外加变形或约束变形的因素(如地基变形、混凝土收缩、温度变化或地震等引起的作用)。——定性(构造上采

取措施)

3、为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。

由于作用在结构上的作用都是随时间而变化的,所以分析结构可靠度时必须相对固定一个时间坐标,以做基准,称设计基准期T,我国规定为50年。

4、结构设计基准期不等于结构的寿命,但有一定的联系。当年限超过50年后,失效概率增大,但结构并未完全报废,适当维修,还能正

常使用。

5、分为三类:(1)恒荷载(永久荷载):在结构使用期间,其值不随时间变化或变化与其平均值相比可乎略。如:结构自重、装修层重、

土压力、预应力等。

(2)活荷载(可变荷载):在结构使用期间,其值随时间变化,且变化与平均值相比不能忽略。例如:楼面活荷载,屋面活载、雪载、风

载、吊车荷载等。

(3)偶然荷载:在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值很大且持续时间很短的荷载。如地震、爆炸力、撞击。 6、(1)荷载的标准值; (2)荷载准永久值Qq; (3)荷载频遇值Qf; (4)荷载组合值Qc。

7、是指结构在使用期间,在正常情况下可能出现的最大荷载值。由于最大荷载是随机变量,故荷载标准值原则上应根据荷载的设计基准期

最大荷载概率分布的某一分位系数(使其保证率达到95%)而确定的。

它是各种荷载在建筑结构设计时采用的荷载基本代表值,其它代表值都是以它为依据计算得出的。包括: (1)恒荷载标准值Gk:结构或构件自重、装修重等(查荷载规范,给出了各种材料容重)。 (2)活荷载标准值Qk:楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等。

8、当两种或两种以上可变荷在结构上同时作用时,由于所有荷载同时达到其单独出现时可能达到最大值的概率极小,因此,除主要荷载(产生最大荷载效应的荷载)仍可以其标准值为代表值外,其他伴随荷载均应取小于其标准值的组合值为荷载代表值。

其组合值系数为

?c,即Qc??cQk

9、结构由于各种作用原因,引起内力(轴力、弯矩、剪力、扭矩等)和变形(如挠度、转角、裂缝等),则内力和变形称为“作用效应”,用S表示。

当作用为荷载时,其效应称为“荷载作用效应”,荷载(恒载或活载)与荷载作用效应之间,一般近似按线性关系考虑,

即:

S?CQ

10、(1)抗力是指结构或构件承受荷载作用效应的能力,如构件的承载力、刚度等,用R表示。

当一个构件制作完成后,它抵抗外界的能力(即抗力)是一定的,而作用于构件上的作用效应是随外界作用的变化而变化的。 (2)影响结构抗力的主要因素:

①材料的力学性能;②构件的几何参数;③计算模式。

2

其表达式为:

R?R(fc,fs,?k....)

承载能力极限状态主要考虑结构安全功能的,一旦出现超过承载能力极限状态,结构就有可能发生严重事故倒塌、人员伤亡、财产损失,

后果严重。因此其失效概率控制得低些(可靠性指标定得高)。

(2)正常使用极限状态:指结构或构件达到正常使用或耐久性能规定的限值状态。

①影响正常使用或外观的变形;

②影响正常使用耐久性能的局部破坏(包括裂缝); ③影响正常使用的振动;

④影响正常使用的其他特定的状态。

如图2-4所示为超过正常使用极限状 图2-4 结构超过正常使用极限状态示例 态的例子。

正常使用极限状态可理解为结构或构件使用功能的破坏或损害或结构质量的恶化,其后果比承载能力极限状态轻,但是也不可忽视。例如,

过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落、填充墙和隔墙开裂及屋面积水等后果;在多层精密仪表车间中,过大的楼面变形可能会影响到产品的质量;水池油罐等结构开裂会引起渗漏现象;过大的裂缝会影响结构的耐久性;过在变形和裂缝也将造成用房在心理上产生不安全感。

12、结构可靠性:指结构在规定的时间(设计基准期,50年),在规定的条件下(正常设计、正常施工和正常使用),完成预定功能的能力 ,

称结构可靠性。

13、结构在规定的时间和规定的条件下,完成预定功能概率(如结构可靠性指标或结构的失效概率)。 15、同一建筑物内各种结构构件的安全等级是否要相同?

同一建筑物内的各种结构构件,一般宜采用与整个结构相同的安全等级,但如果提高某一结构构件的安全等级所需额外费用很少,又有减轻整个结构的破坏,从而大大地减少人员伤亡和财产损失,可将该结构构件的安全等级提高一级;相反,如果某一结构构件的破坏并不影响整个结构构件,则可将其安全等级降低一级。

16、为什么要引入分项系数?

结构设计以材料性能标准值、几何参数标准值以及荷载代表值为基本参量。但是,对应于不同的极限状态和不同的设计情况,要求的结构可靠度并不相同。在各类极限状态的表达式中,引入了材料性能分项系数和荷载分项系数等多个分项系数来反映不同情况下的可靠度要求。因此,分项系数是用极限状态设计时,为了保证所设计的结构或构件具有规定的可靠度,而在计算模式中采用的系数。

17、为充分考虑荷载的离散性(要求荷载的标准值95%的保证率,但实际超过其标准值Qk概率仍有5%左右)及计算时进行简化带来的不利影响,必须对荷载值乘以一个系数,称荷载的分项系数,以提高结构的目标可靠指标。

该系数是通过可靠性分析并考虑工程经验确定的。

(1)恒载分项系数

?G的确定:

①对由可变荷载控制的组合,当其效应对结构不利时,取1.2,有利时取1.0;对抗倾覆和滑移验算时,取0.9;

②对由恒载效应控制的组合,取1.35。

(2)可变荷载分项系数

?Q的确定:一般情况下取1.4;对标准值大于4KN/m的工业房屋楼面结构的活荷载,取1.3。

2

18、由荷载的分项系数乘以荷载的标准值,称恒载的设计值;由荷载的设计值与荷载效应系数的乘积则称为荷载效应设计值,即内力设计值。

19、对安全等级为一、二、三级的结构构件,

?0应分别取1.1、1.0、0.9。

20、考虑了(1)结构重要性系数;(2)荷载分项系数;(3)材料的分项系数。

21、包括延性破坏和脆性破坏两种。当结构构件属延性破坏时,由于破坏之前有明显的变形或其他的预兆,目标可靠指标要取略小一些;而当结构构件属脆性破坏时,因脆性破坏比较突然,破坏前无明显的变形或其他的预兆,目标可靠指标应取大一些。

22、(1)由可变荷载效应控制的组合; (2)由永久荷载效应控制的组合。

24、混凝土结构的耐久性是指在正常维护的条件下,在预计的使用时期内,在指定的工作环境中保证结构满足既定功能的要求。耐久性设计涉

2

及面广,影响因素多,主要考虑以下几个方面:

(1)环境分类,针对不同的环境,采取不同的措施; (2)耐久性等级或结构寿命分等;

(3)耐久性计算对设计寿命或既存结构的寿命做出预计; (4)保证耐久性的构造措施和施工要求等。

2