混凝土结构设计A考前复习题简答题+计算题.docx

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混凝土结构设计A考前复习题简答题+计算题

混凝土结构设计A考前复习题

一、简答题（每小题5分，共计20分）

1．何谓钢筋混凝土连续梁塑性内力的完全重分布？

答：

钢筋混凝土连续梁在荷载作用下能够按预期的顺序出现塑性铰，并按照选定的调幅值形成破坏机构，且其承载能力达到预计的极限荷载，这成为内力的完全重分布。

2．《混凝土结构设计规范》规定哪些情况下只能用弹性理论计算内力，而不能使用塑性内力重分布法。

答

（1）直接承受动荷载作用的结构构件；

（2）裂缝控制等级为一级或二级的结构构件，如水池池壁；（3）处于重要部位而又要求有较大强度储备的结构构件。

3．单层厂房一般在什么情况下应设置沉降缝？

答：

当相邻厂房高差较大，两跨间吊车起重量相差悬殊，地基土的压缩性有显著差异，厂房结构类型有明显差别处等容易引起基础不均匀沉降时，应设置沉降缝。

4．对于一般钢筋混凝土排架结构的简化计算，通常对排架的柱端连接和横梁做哪些假定？

答：

一般钢筋混凝土排架通常作如下假定：

（1）柱的下端与基础固结；

（2）柱的上端与屋架（或者屋面梁）铰接；（3）排架横梁为无限轴向刚性的刚杆，横梁两端处的柱的水平位移相等。

二、论述题（10分）

1．按施工方式的不同划分，框架结构一般分为哪三种类型？

并论述它们各自的优缺点。

答：

按施工方式的不同，一般将框架结构分为现浇框架、预制装配式框架和现浇预制框架三种类型。

现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土结构。

现浇式框架结构的整体性强、抗震性能好，因此在实际工程中采用比较广泛。

但现场浇筑混凝土的工作量较大。

预制装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，通过焊接拼装连接成的框架结构。

其优点是构件均为预制，可实现标准化、工厂化、机械生产。

因此，施工速度快、效率高。

但整体性较差，抗震能力弱，不宜在地震区应用。

现浇预制框架是指梁、柱、楼板均为预制，在预制构件吊装就位后，对连接节点区浇筑混凝土，将梁、柱、楼板连成整体框架结构。

此类框架既具有较好的整体性和抗震能力，又可采用预制构件，减少现场浇筑混凝土的工作量。

因此它兼有现浇式框架和装配式框架的优点。

但节点区现场浇筑混凝土施工复杂。

6．请论述现浇框架结构的优缺点。

答：

现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土结构。

现浇式框架结构的整体性强、抗震性能好，因此在实际工程中采用比较广泛。

但现场浇筑混凝土的工作量较大。

7．请论述预制装配式框架结构的优缺点。

答：

预制装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，通过焊接拼装连接成的框架结构。

其优点是构件均为预制，可实现标准化、工厂化、机械生产。

因此，施工速度快、效率高。

但整体性较差，抗震能力弱，不宜在地震区应用。

8．请论述现浇预制框架结构的优缺点。

答：

现浇预制框架是指梁、柱、楼板均为预制，在预制构件吊装就位后，对连接节点区浇筑混凝土，将梁、柱、楼板连成整体框架结构。

此类框架既具有较好的整体性和抗震能力，又可采用预制构件，减少现场浇筑混凝土的工作量。

因此它兼有现浇式框架和装配式框架的优点。

但节点区现场浇筑混凝土施工复杂。

1．简述现浇楼盖的设计步骤。

答：

现浇楼盖的设计步骤：

（1）结构布置：

根据建筑平面和墙体布置，确定柱网和梁系尺寸。

（2）结构计算：

首先根据建筑使用功能确定楼盖上作用的荷载；计算简图；根据不同的楼盖类型，分别计算板梁的内力；根据板、梁的弯矩计算各截面配筋，根据剪力计算梁的箍筋或弯起筋；其中内力计算是主要内容，而截面配筋计算与简支梁基本相同。

（3）根据计算和构造要求绘制施工图。

2．什么是厂房支撑体系？

单层厂房的支撑体系包括哪两部分？

答：

厂房支撑体系是连系屋架、柱等构件，使其构成厂房空间整体，保证整体刚性和结构几何稳定性的重要组成部分。

单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。

3．与反弯点法相比较，改进反弯点法对哪些方面的计算方法作了改进？

改进反弯点法为何又称为”D值法”？

答：

对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法作了改进，称为改进反弯点法。

改进反弯点法中，柱的侧向刚度以D表示，故此法又称为”D值法”。

4．在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，为什么可以采用考虑塑性内力重分布的计算方法？

答：

在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，采用按弹性理论计算方法得到的内力包络图来选择构件截面及配筋，显然是偏于安全的。

因为这种计算理论的依据是，当构件任一截面达到极限承载力时，即认为整个构件达到承载能力极限状态。

这种理论对于脆性材料结构和塑性材料的静定结构来说是基本符合的，但是对具有一定塑性的超静定连续梁、板来说，就不完全正确，因为当这种构件某截面的受拉钢筋达到屈服进入第Ⅲ阶段时，只要整个结构是几何不变的，它就仍有一定的承载力，仍然可以继续加载。

只不过在其加载的全过程中，由于材料的塑性性质，各截面间内力的分布规律会发生变化，这种情况就是塑性内力重分布现象。

利用该现象能够充分发挥材料的强度储备，因此，在结构计算中应予以考虑。

5．对于一般钢筋混凝土排架结构的计算，排架的柱端连接和横梁通常作哪些假定，并解释这样假定的原因？

答：

一般钢筋混凝土排架通常作如下假定：

（1）柱的下端与基础固结。

由于将钢筋混凝土预制柱插入基础杯口一定的深度，并用高强度等级的细石混凝土和基础紧密地浇成一体，因此可作为固端考虑。

（2）柱的上端与屋架（或者屋面梁）铰接。

由于屋架（或者屋面梁）与柱顶连接处用螺栓连接或用预埋件焊接，这种连接对抵御转动的能力很弱，因此可作为铰接考虑。

（3）排架横梁为无限轴向刚性的刚杆，横梁两端处的柱的水平位移相等。

排架横梁为钢筋混凝土屋架或屋面梁时，由于这类构件的下弦刚度较大，在受力后长度变化很小，可以略去不计，因此可认为横梁是刚性连杆。

但当横梁采用下弦刚度较小的组合式屋架或三绞拱、二绞拱等屋架时，由于变形较大，则应考虑横梁轴向变形对排架内力的影响。

1．四边支承的肋形楼盖为简化计算，设计时如何近似判断其为单向板还是双向板？

答：

四边支承的肋形楼盖为简化计算，设计时近似判断其为：

l2/l1≥3时，板上荷载沿短方向传递，板基本上沿短边方向工作，故称为单向板，由单向板组成的肋形楼盖称为单向板肋形楼盖；

 l2/l1≤2时，板上荷载沿两个方向传递，称为双向板，由双向板组成的肋形楼盖称为双向板肋形楼盖。

      2

      值得注意的是，上述分析只适用于四边支承板。

如果板仅是两对边支承或是单边嵌固的悬臂板，则无论板平面两个方向的长度如何，板上全部荷载均单向传递，属于单向板。

3．简述单向板肋形楼盖进行结构布置的原则。

答：

进行结构布置时，应综合考虑建筑功能、使用要求、造价及施工条件等，来合理确定柱网和梁格布置。

其布置原则如下：

（1）使用要求，一般来讲，梁格布置应力求规整，梁系尽可能连续贯通，梁的截面尺寸尽可能统一，这样不仅美观，而且便于设计和施工。

但是，当楼面上需设较重的机器设备、悬吊装置或隔断墙时，为了避免楼板直接承受较大的集中荷载或线荷载，应在楼盖相应位置布置承重梁；如果楼板上开有较大洞口时，应沿洞口周围布置小梁。

（2）经济考虑，根据设计经验，经济的柱网尺寸为5～8m，次梁的经济跨度为4～6m，单向板的经济跨度则是1.7～2.5m，荷载较大时取较小值，一般不宜超过3m。

（3）在混合结构中，（主次）梁的支承点应避开门窗洞口，否则，应增设钢筋混凝土过梁。

（4）为增强建筑物的侧向刚度，主梁宜沿建筑物横向布置。

4．各截面活荷载最不利布置的原则如何？

答：

各截面活荷载最不利布置的原则：

a求某跨跨内最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，同时两侧每隔一跨布置活荷载；

b求某跨跨内最大负弯矩（即最小弯矩），应在两邻跨布置活荷载，然后每隔一跨布置活荷载；

c求某支座截面的最大负弯矩，应在其左右两跨布置活荷载，然后两边每隔一跨布置活荷载；

d求某支座左、右截面的最大剪力，应在其左右两跨布置活荷载，然后两侧每隔一跨布置活荷载。

5．弯矩包络图与剪力包络图的作用如何？

答：

弯矩包络图是计算和布置纵筋的依据，剪力包络图是计算横向钢筋的依据。

6．为什么要采用考虑塑性内力重分布的计算方法？

答：

在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，如果采用上述弹性理论计算的内力包络图来选择构件截面及配筋，显然是偏于安全的。

因为这种计算理论的依据是，当构件任一截面达到极限承载力时，即认为整个构件达到承载能力极限状态。

这种理论对于脆性材料结构和塑性材料的静定结构来说是基本符合的，但是对具有一定塑性的超静定连续梁、板来说，就不完全正确，因为当这种构件某截面的受拉钢筋达到屈服进入第Ⅲ阶段，只要整个结构是几何不变的，它就仍有一定的承载力，仍然可以继续加载。

只不过在其加载的全过程中，由于材料的塑性性质，各截面间内力的分布规律会发生变化，这种情况就是内力重分布现象。

7．塑性铰与理想铰的区别有哪些？

答：

塑性铰与理想铰的区别：

（1）塑性铰是单向铰，仅能沿弯矩作用方向，绕不断上升的中和轴产生有限的转动；而理想铰能沿任意方向不受限制地自由转动。

（2）塑性铰能承受一定的弯矩，即截面“屈服”时的极限弯矩Mu≈My；而理想铰不能承受任何弯矩。

（3）塑性铰有一定长度；而理想铰集中于一点。

8．按内力塑性重分布计算钢筋混凝土超静定结构时，应遵循那哪些基本原则？

答：

按内力塑性重分布计算钢筋混凝土超静定结构时，应遵循下列基本原则：

（1）受力钢材宜采用HRB335级和HRB400级热轧钢筋；混凝土强度等级宜在C20～C45的范围内；

（2）弯矩调幅不宜过大，应控制调整后的截面极限弯矩M调不小于弹性理论计算弯矩Me的75%，即M调≥0.75M弹。

调幅值愈大，该截面形成塑性铰就越早。

为了防止因调幅值过大，使构件过早的出现裂缝和产生过大的挠度而影响正常使用。

因此根据试验研究，应控制下调的幅度不大于25%。

（3）调幅截面的相对受压区高度ζ不应超过0.35，也不宜小于0.10；如果截面配有受压钢筋，在计算ζ时，可考虑受压钢筋的作用。

调幅越大要求截面具有的塑性转动能力也越大。

而对截面几何特征一定的钢筋混疑土梁来说，其塑性铰的转动能力主要与配筋率有关——随受拉纵筋配筋率的提高而降低。

而配筋率ρ可由混凝土受压区高度x反映，对于单筋矩形截面受弯构件，。

因此，ζ值直接与转动能力有关。

ζ>ζb为超筋梁，受压区混凝土先压坏，不会形成塑性铰，在塑性设计中应避免使用；ζ<ζb为适筋梁，可以形成塑性铰。

ζ值越小，塑性铰的转动能力越大。

因此，为了保证在调幅截面能形成塑性铰，并具有足够的转动能力，要相应地限制配筋率ρ，或含钢特征值ξ。

试验表明，当时，截面的塑性转动能力一般能满足调幅25％的要求。

（4）调整后的结构内力必须满足静力平衡条件：

连续梁、板各跨两支座弯矩的平均值加跨中弯矩，不得小于该跨简支梁跨中弯矩的1.02倍，即（MA＋MB）/2＋Ml≥1.02M0；同时，支座和跨中截面的弯矩值均不宜小于M0的1/3。

（5）构件在内力塑性重分布的过程中不发生其他脆性破坏，如斜截面受剪破坏，锚固破坏等，这是保证内力塑性充分重分布的必要条件。

为此，应将按《规范》中斜截面受剪承载力计算所需的箍筋面积增大20%。

增大的区段为：

当为集中荷载时，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段；当为均布荷载时，取距支座边为1.05h0的区段。

同时，配置的受剪箍筋ρsv＝Asv/bs>0.3ft/fyv，以减少构件斜拉破坏的可能性。

1．通常所说的单层厂房的变形缝哪三种？

单层厂房的变形缝是如何设置的？

答：

通常所说的单层厂房的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。

伸缩缝从基础顶面开始，将两个温度区段的上部结构完全分开，留出一定宽度的缝隙，当温度变化时，结构可自由的变形，防止房屋开裂。

沉降缝是将两侧厂房结构（包括基础）全部分开。

沉降