《混凝土房屋结构设计》复习总结答案.docx

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《混凝土房屋结构设计》复习总结答案

《混凝土房屋结构设计》内容总结

1.房屋的水平结构体系和竖向结构体系的概念，它们之间的相互关系和作用

高层建筑有哪些常见结构体系，各自的特点。

水平结构体系：

各层的楼盖和顶层的屋盖

作用：

承受并传递、分配竖向荷载给竖向结构体系

竖向结构体系：

是指排架、框架和剪力墙之类抵抗侧向力的结构体系

作用：

承受由楼、屋盖传来的竖向力和水平力并将其传递给下部结构

两者的联系：

水平结构体系承受竖向荷载同时将其传递给竖向结构体系，并把作用在各层的水平力传递、分配给竖向结构体系。

高层常见体系及特点：

框架结构体系：

建筑平面布置灵活、造型活泼，使用空间大，满足多功能要求，但是结构侧向刚度小；剪力墙结构体系：

能承受较大水平力；框架-剪力墙结构体系：

布置灵活、使用方便，抗侧刚度大、抗震性能好，有较好技术经济指标；筒体结构体系：

既可以承受竖向荷载，又可以承受任意方向上的侧向力作用，侧向刚度与筒壁厚度以及平面尺寸有关。

2.荷载按照是否随时间变化的分类。

了解实际工程设计中各具体荷载属于哪一类。

荷载按照作用方向分为哪几类，了解实际工程设计中各具体荷载属于哪一类。

风荷载标准的大小与哪些因素有关。

荷载按作用时间分为永久荷载（结构自重、土压力、预应力）、可变荷载又

称活荷载（楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载）、偶然荷载（爆炸力、

撞击力）

荷载按作用方向分为垂直荷载（结构自重、雪荷载）、水平荷载（风荷载、地震力荷载）

风荷载标准大小有关因素：

基本风压、建筑物体型、地面粗糙程度、距离地

面高度、地形

3.永久荷载和可变荷载各有哪几个代表值，各有什么含义。

永久荷载代表值：

标准值（指结构在使用期间可能出现的最大的荷载值）

可变荷载代表值：

标准值、组合值、频遇值、准永久值

（组合值指两种或两种以上可变荷载同时作用使组合荷载效应在设计基准期内的超越概率能与荷载单独作用时相应超越概率趋于一致的荷载；

频遇值指在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率，或超越频率为规定频率的荷载值；

准永久值指在设计基准期内，其超越总时间为设计基准期一半的荷载）

4.荷载规范给出的荷载是标准值，构件截面承载力计算用的是内力设计值。

两者之间的联系。

内力设计值是由荷载标准值与荷载分项系数相联系所得到的。

5.内力组合有哪几种，各用于什么情况，哪种组合需要乘分项系数。

熟悉各分项系数的取值。

了解内力组合时哪些荷载的内力不应同时组合。

内力组合分为、用于...的情况

基本组合在承载能力极限状态尚未被超越

标准组合极限状态被超越将产生严重永久性损害，要乘可变荷载组合值

系数

频遇组合极限状态被超越将产生局部损害、较大变形或短暂振动，要乘

频遇值系数

准永久组合长期效应是决定性因素，要乘准永久值系数

永久荷载分项系数对结构有利和不利分别取值1.2（或1.35）和1.0，可变荷

载分项系数取1.3或1.4

效应组合注意：

都要包括永久荷载效应；可变荷载效应组合一般（不包括偶然荷载）：

恒荷载+风+其它、恒荷载+除风以外的其他、恒荷载+风

6.结构的功能有哪几个？

其极限状态的具体表现有哪些？

建筑结构应该满足的功能要求主要有安全性、适用性和耐久性。

另外还要有

考虑突发事件对结构的一些特殊功能要求。

极限状态表现为构件即将开裂、倾覆、滑移、压屈、失稳等

7.什么是结构的可靠度？

实际设计中如何实现这个可靠度？

《规范》中材料强度取值有哪些？

设计值是如何得到的？

结构的可靠度是指结构可靠性的概率度量

在设计中，要保证其完成预定功能的概率不低于某一允许的水平，应对不同

情况下目标可靠指标值作出规定。

规范中，按极限状态设计时材料强度有钢筋抗拉强度标准值、混凝土立方体

抗压强度标准值。

设计值是由标准值乘以分项系数得到的。

8.了解平面矩形板在竖向荷载作用下短跨方向和长跨方向受力的区别、单向板和双向板的概念及区别；了解判别单、双向板的实用条件。

短跨方向和长跨方向受力的区别由于弯曲时板在任意一点处的挠度在两个

互相垂直的竖向平面内是相等的，因此，在短跨内曲率较大，弯矩也较大，

在长跨的竖向平面内却相反。

单向板是只在一个方向弯曲或主要在一个方向弯曲的板。

双向板是两个方向的弯曲都不能忽略的板。

判别条件：

，为单向板；

，为双向板；

，可为单向板

9.熟悉单向板肋梁楼盖中板、次梁、主梁的计算简图中荷载计算方法。

10.了解肋梁楼盖的板、梁计算跨度取值的区别。

结构设计时如何确定单向板、双向板的最小厚度，梁的截面尺寸。

计算跨度取值：

次梁的间距是板的跨长，主梁的间距是次梁的跨长。

注：

板厚h

在一段与梁（柱）整体连接，另一端支承在墙上的情况下，梁跨长计算如图；板跨长，边跨为

与

两者中取小值

板最小厚度取值：

单向板：

不得小于跨度的1/30（连续板）（简支板1/35，悬臂板1/12），应

在满足此条件下尽可能薄；

双向板：

不宜小于80mm，且与短跨跨长比

梁截面尺寸确定：

单向板：

次梁跨度4-6m，梁高为（1/18-1/12）*跨长，梁宽为（1/3-1/2）*

跨长。

主梁跨度5-8m，梁高为（1/15-1/10）*跨长。

双向板：

井式楼盖一般为等截面梁，满足刚度要求的梁高可取h＝（1/16～

1/18）lo，梁宽可取b＝（1/3～1/4）h，lo为建筑平面的短边长度

11.熟悉单向板肋梁楼盖中，荷载的传递路线。

荷载的传递路线是：

次梁承受板传来的均布线荷载，主梁承受次梁传来的集

中荷载，柱承受主梁传来的集中荷载。

12.知道在进行楼盖结构平面布置时，在什么情况下需设置次梁。

在两榀主梁间距较大时；在楼层面上有机械设备，冷却塔，悬挂装置等较大荷载。

13.了解塑性铰的概念（塑性铰是如何形成的，塑性铰与理想铰相比，有什么特点），掌握塑性铰出现时截面弯矩的计算方法。

掌握超静定结构的承载力和某个截面的承载力之间的关系。

塑性方法计算超静定结构时塑性铰出现截面的计算受压区高度有什么要求？

熟练掌握计算超静定结构某个截面出现塑性铰时对应的荷载和结构的极限荷载的方法。

塑性铰：

在破坏阶段，受拉钢筋已屈服，塑性应变增大而钢筋应力维持不变，

弯矩增加到基本不变，而截面曲率激增情况下形成一个能转动的“铰”称为

塑性铰。

与理想铰相比：

塑性铰能承受基本不变的弯矩，而理想铰不能承受弯矩；塑

性铰有一定长度，而理想铰集中于一点；塑性铰是有限转动的单向铰，只能

在弯矩作用方向作有限转动，而理想铰可在两方向作无限转动。

超静定结构的承载力=某截面弹性理论下的承载力+出现塑性铰后外加的承

载力。

截面相对受压区高度

应该满足：

14.掌握钢筋混凝土超静定结构产生内力重分布的的原因。

产生内力重分布的原因是

1）、在受拉混凝土开裂到第一个塑性铰形成之前，由于截面弯曲刚度比值的

改变而引起的；

2）、在第一个塑性铰形成之后至形成机构结构破坏，由于结构计算简图的

改变引起塑性内力重分布。

15.熟练掌握弹性方法和塑性方法（系数查表）计算多跨连续梁指定截面的最不利内力（掌握弹性方法计算时活荷载如何布置在指定截面产生最大内力）。

掌握多跨连续梁调幅法计算指定截面弯矩的方法。

16.知道规范规定哪些结构不宜采用考虑塑性内力重分布的计算方法。

不宜采用塑性内力重分布的情况：

1）、不允许在使用阶段出现裂缝或对裂缝开展有较严格限制的结构

2）、直接承受动力和重复荷载的结构

3）、二次受力叠合结构

4）、要求有较高安全储备的结构

17.熟悉单向板中与主梁垂直的附加负筋的作用和构造规定；单向板中分布钢筋的作用和构造规定。

附加筋的作用：

是把次梁传给主梁的集中荷载传到主梁顶部受压区，以免梁

腹部产生破坏。

附加筋构造规定：

应布置在s=2h+3b的范围内，且宜优选附加箍筋。

（此处

h区别于梁高）

单向板分布筋作用：

浇筑混凝土时固定钢筋位置；承受混凝土收缩和温度变化产

生内力；承受并分布板上局部荷载产生内力；对四边支承板，可承受在计算

中未计及但实际存在的长跨方向的弯矩。

分布钢筋构造规定：

设置在与受力钢筋垂直的方向，放于受力筋内侧，其截

面面积不少于受力筋15%，且不少于该方向板截面面积的0.15%，其间距不

宜大于250mm，直径不小于6mm，在受力筋弯折处也宜设置分布筋。

18.知悉板、梁的分离式、弯起式配筋。

弯起式配筋：

在支座附近弯起1/2~2/3，支座可另加直的附筋。

弯起角一般为

30°或45°。

（节省钢材，施工复杂）

分离式配筋：

板底钢筋全部伸入支座，支座负弯矩钢筋向跨内延伸根据负弯

矩图和钢筋锚固要求确定。

（方便，耗钢量大）

19.次梁与主梁相交处，在哪个梁上需要设置附加箍筋或吊筋？

其作用是什么？

当梁的腹板高度不小于450mm时，要设置什么构造钢筋？

为什么？

这种构造筋只用于主梁，对吗？

次梁与主梁相交处，应在主梁上设置附加箍筋或吊筋，作用是把次梁传给主

梁的集中荷载传到主梁顶部受压区，以免梁腹部产生破坏。

梁的腹板高度hw不小于450mm时，在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构

造钢筋，作用是1.将板面上集中载荷更均匀地传递给受力钢筋.

2.在施工过程中固定受力钢筋的位置.

3.抵抗因混凝土收缩及温度变化在垂直受力钢筋方向而产

生的拉力,避免产生竖向裂缝.

纵向构造筋并不只用在主梁

20.板式楼梯按什么构件进行设计？

两端支承是按什么考虑的？

其荷载是按水平分布还是斜向分布计算的？

板式楼梯是按板进行设计的。

（梯段板、平台板、平台梁）

板式楼梯设计内容包括梯段板、平台板和平台梁的设计。

板式楼梯的两端支承在平台梁上，由梯段板承受该梯段的全部荷载，并将荷

载传递至两端的平台梁上。

板式楼梯计算时，可将梯段踏步板看成一块斜向放置的单向板。

21.结构分析包括哪些主要内容？

结构分析的主要内容是.

1）.结构布置与计算简图

2）.荷载计算

3）.内力计算

4）.内力组合

5）.截面设计

6）.水平位移计算

7）.另外还包括结构组成的判断、修正等。

22.什么是框架结构？

框架结构的计算简图中如何确定与楼板浇筑在一起的梁的截面惯性矩？

框架结构在水平荷载作用下位移特点是什么？

什么是框架-剪力墙结构？

框架结构是指由梁和柱以钢接相连接而成，构成承重体系的结构。

如何确定楼板浇筑梁的截面惯性矩：

假定梁的截面惯性矩I沿轴线不变，对

现浇楼盖，中框架

边框架

；装配整体式楼盖，中框架

边框架

。

为矩形截面梁的截面惯性矩。

架结构在水平荷载作用下位移特点是侧向刚度大，水平位移大。

框架-剪力墙结构是在框架结构中布置一定数量的剪力墙，构成灵活自由的使

用空间，满足不同建筑功能的要求，同时又有足够的剪力墙，有相当大的侧

向刚度。

23.熟悉单榀框架结构在竖向荷载作用下的荷载计算方法；熟悉单榀框架结构在风荷载作用下的荷载计算方法。

24.分层法用于什么荷载作用下的内力计算？

其假定是什么？

在使用分层法时要对什么构件的线刚度和弯矩传递系数做什么处理？

为什么？

分层法是用在竖向荷载作用下的内力计算。

其假定是：

1）、结构没有水平位移

2）、某楼层的竖向荷载只对本层框架梁及与其相连的楼层柱产生

内力

分层法计算修正：

1）、除底层外其他各层线刚度均乘0.9的折减系数

2）、除底层外其他各层柱弯矩传递系数取1/3

25.框架结构在水平荷载作用下用什么方法计算内力？

求解思路是怎样的？

反弯点法用在什么条件下？

有什么缺陷？

如何改进？

掌握反弯点法进行内力计算的方法。

什么是D值？

其物理意义是什么？

和哪些因素有关？

柱的实际反弯点和哪些因素有关？

当这些因素变化时反弯点向什么方向移动？

掌握D值法求解结构内力的计算步骤。

水平荷载下用反弯点法、D值法计算内力。

反弯点法求解思路：

忽略轴向变形，根据假定确定各柱内的剪力和反弯点的

位置，求得各柱柱端弯矩，再由节点平衡求得梁端弯矩及整个框架结构其他

内力。

反弯点法假定：

1）、各柱上、下端不发生角位移，即梁的线刚度和柱的线刚

度之比为无限大；

2）、除底层柱外其余柱上、下端节点转角均相同，即除底层

柱外，其余各层框架柱反弯点在层高中点位置；底层柱反弯点

位于距支座2/3的地方；

3）、梁端弯矩可由节点弯矩平衡条件求出不平衡弯矩，再按

节点左右梁的线刚度进行分配。

反弯点法存在问题：

1）、框架梁线刚度实际上不可能无限大，在水平节点荷

载作用下，框架柱杠端除横向线位移之外，还有角位移；

2）、杆件反弯点的确定方法太粗糙。

对反弯点法的改进：

1）、柱的侧向刚度由计算柱上下端产生相对位移是柱所

承受剪力得出。

以D表示。

2）、柱的反弯点位置由柱上下端转角比值求出。

D值法求解思路：

在反弯点法的基础上对柱的侧向刚度和反弯点高度的计算

方法作了改进。

D值--侧向刚度受梁柱线刚度的影响。

其物理意义是两端固定的等截面上、

下端产生单位相对水平位移时需要在柱顶施加的水平力。

与柱的实际反弯点有关的因素：

水平荷载形式、梁柱线刚度比、结构总层数

及该层柱所在层数、柱上下横梁线刚度比、上层层高变化、下层层高变化

（若上下横梁线刚度不同，反弯点位置向横梁刚度较小一侧偏移；若柱所在

层层高与相邻上、下层层高不同，则反弯点位置就不同于标准反弯点位置而

修正。

）

26.框架结构的弯矩调幅是指什么？

什么构件的什么截面在什么荷载作用下的弯矩才需要进行调幅？

调幅是在内力组合前进行还是在之后进行？

框架结构的调幅是指对框架结构梁端弯矩进行调幅，人为减少梁端负弯矩，

减少节点附近梁顶面的配筋量。

只对竖向荷载作用下的梁端截面弯矩进行调幅。

调幅应在内力组合之前进行。

27.柱的控制截面在什么位置？

控制截面的最不利内力有哪几种情况？

柱的控制截面在各层柱的上、下端截面位置。

（梁的控制截面为两端及胯间最大正弯矩截面）

最不利内力组合情况：

梁端：

+

、-

、

；

梁跨中：

+

；

柱端：

及相应的N、V；

及相应的M；

及相应的M。

28.高层建筑结构布置中关于“简单、规则、对称”的要求中规则的含义包括平面规则和竖向规则。

平面规则在规范条文有哪些具体要求，竖向规则有哪些具体具体要求。

平面布置限制：

结构布置宜对称、均匀，并尽量使结构抗侧刚度中心、建筑

平面形心、建筑物质量中心三者重合，以减少扭转影响。

竖向布置限制：

竖向体型应力求规则、均匀，避免有过大的外挑和内收，避

免错层和局部夹层，同一层的楼面应尽量设置在同一标高处。

29.剪力墙结构开洞时有哪两个参数表示洞口情况？

各代表什么含义？

肢强系数

是衡量墙肢强弱的参数，也反应洞口宽度的大小；

越小，洞宽越小，墙肢越强。

整体性系数

是反映剪力墙受力特性的重要参数。

越大，连梁对墙肢约束弯矩越大，整体性越好，局部弯矩越小。

30.框架结构柱和剪力墙结构的墙肢在水平荷载作用下有无轴力？

轴力是如何分布的？

有，是由自上而下逐层叠加节点左右梁端剪力而来的。

31.剪力墙结构连梁的“转角刚度”是如何定义的？

这个参数对剪力墙结构受力有何影响？

“转角刚度”的定义：

当梁在梁端各自有单位转角时，梁两端弯矩的和。

转角刚度越大，则剪力墙的连梁对墙肢约束越大。

32.分析双肢剪力墙在水平荷载作用下的内力和位移时列出力法方程时做了哪些基本假定？

1）、假定楼盖、屋盖自身平面内刚度为无限大；

2）、连梁的连续化假定；

3）、假定两个墙肢在同一标高处的水平位移和转角都相等；

4）、假定各连梁的反弯点位于跨中；

5）、假定层高h、墙肢惯性矩及其截面积、连系梁的截面惯性矩与其截面积

等参数，沿剪力墙高度方向均为常数。

33.熟悉框架-剪力墙结构在水平荷载作用下的侧移特点，框架和剪力墙之间相互作用是怎么样的。

结构底部：

框架结构层间水平位移较大，剪力墙结构的层间水平位移较小，

剪力墙发挥较大作用，框架结构的水平位移受剪力墙结构“牵约”；

结构顶部：

框架结构层间位移较小，剪力墙结构层间水平位移较大，剪力墙

的水平位移受框架结构“拖住”。

34.剪力墙需要在端部或转角处设置什么构件？

构造边缘构件