混凝土结构设计中册部分习题和答案Word格式文档下载.docx
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柱网应规则、整齐、间距合理，传力明确；
（2）房屋平面宜尽可能规整、均匀对称，体型力求简单，以使结构受力合理；
（3）提高结构总体刚度，减小位移。
房屋高宽比不宜过大，一般不超过5；
（4）应考虑地基不均匀沉降、温度变化和混凝土收缩等影响。
4、
（1）横向框架承重
横向布置框架承重梁，楼面竖向荷载由横向梁传至柱而在纵向布置连系梁。
由于横向框架往往跨数较少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向刚抗侧刚度，对抗震有利。
而纵向框架往往仅按构造要求布置较小的连系梁，这也有利于房屋室内的采光和通风。
（2）纵向框架承重
在纵向布置承重梁，在横向布置连系梁。
当为大开间柱网时，可考虑采用此种方案。
横向刚度差，对抗震不利。
布置时，横向连系梁必须与柱子刚接，且截面不能太小，以保证房屋的横向刚度。
对抗震不利，地震区不宜采用。
（3）纵横向框架承重
该方案两个方向的梁均要承担楼板的荷传来的竖向荷载，梁的截面均较大，房屋的双向刚度较大。
故下列情况下宜采用：
①当房屋的尺寸接近于方形；
②两个方向柱列数接近时。
此时，楼盖采用双向板。
此外，对抗震设防有要求的房屋，宜采用此种方案。
因为沿房屋两个方向的地震作用大体相等，要求房屋在两个方向都要具有较大的抗侧刚度和抗震承载力。
5、
（1）梁的截面尺寸
①梁的截面高度h
现浇整体式：
装配式：
②梁的截面宽度
，且宜
（2）柱的截面尺寸
柱截面尺寸的确定方法，一般是根据柱的轴向力设计估算，建议：
一般要求柱截面高度不小于400mm，截面宽度不小于300mm。
N—轴向力设计值，一般民用建筑竖向荷载标准值可取14~15
，初步估算柱截面面积。
7、有电算和手算方法，目前多采用电算方法。
电算利用结构矩阵位移法编程，然后根据框架的计算简图，将框架的几何尺寸、荷载、约束参数输入，则框架的内力、侧移、配筋都可输出，非常方便，各设计部门目前都采用电算方法。
手算时引入一些基本假定，采用近似计算方法。
由于各种计算方法的计算假定不同，计算结果精确度也有所差异，但一般满足设计所要求的精度。
对初学者来说，利用手算，掌握计算基本原理和结构受力特征是极为重要的。
8、多层框架在竖向荷载作用下的内力近似计算方法有：
弯矩分配法、分层法、迭代法等。
它们由于假定的条件不同，计算精度也不一样，但基本都能满足设计精确度的要求。
9、弯矩二次分配法是对弯矩分配法的进一步简化。
计算假定：
（1）忽略竖向荷载作用下框架节点侧移；
（2）某一节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余各杆件的影响忽略不计。
适用于层数较少的恒荷载情况下。
计算时，先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递（传递系数为
），再将因传递弯矩产生新的不平衡弯矩进行第二次分配，整个弯矩分配和传递过程即告结束。
10、三大要素为：
弯矩分配系数；
因端弯矩；
传递系数。
11、
（1）转动刚度：
使近端转动单位转角时所需施加的力矩，称为转动刚度，是表示杆端抵抗转动能力的物理量；
（2）确定方法：
与杆件的线刚度和两端支座的支承条件有关，结构力学中给出：
①两端为固定端时：
②一端固定，一端滑动时：
③一端固定，一端铰支杆时：
12、作用于某节点的力矩，将按汇交于该节点各杆的转动刚度的比例分配给各杆端（近端），用
来表示。
即：
13、
（1）两端固定为：
1/2；
（2）一端固定，一端铰支为0；
（3）一端固定，一端滑动：
-1。
14、将多层框架要分解成若干个彼此互不关连的、且柱端为固端的简单刚架来近似计算（划整为零）竖向荷载作用下的框架内力的方法。
（1）基本假定：
在竖向荷载作用下的多层框架，用力学精确解法结果表明，不仅框架节点的侧移值很小，而且每层横梁上的荷载对上下各层的影响也很小。
为进一步简化，可假定：
①在竖向荷载作用下，节点的侧移可以忽略；
②每层横梁上的荷载对其他层横梁的内力影响很小，也可以忽略。
（2）适用范围：
适用于节点梁柱线刚度比大于或等于3，结构与竖向荷载沿高度分布比较均匀的多层、高层框架的内力计算。
15、由于实际的框架柱，除底层基础处为固定外，其余各柱端因有节点转角，实际为弹性约束。
所以，在分层计算时，须做如下调整：
（1）将上层各柱（底层除外）的线刚度予以调整，乘调整系数0.9折减系数，以减少计算误差；
（2）各柱（底层柱除外）的弯矩传递系数改取为1/3。
分层后的各简单刚架一般也用弯矩二次分配法计算。
16、
（1）作用于多层框架上的水平荷载主要有风载及地震荷载（二者不同时考虑，取大者）。
为简化计算，一般将其化为节点集中荷载，如图所示。
因节间无荷载，所以梁、柱的弯矩图都是直线形，都有一个弯矩为零（0）的点，称反弯点。
（2）适用于各层结构比较均匀（各层层高变化不大，梁的线刚度变化不大）、节点梁柱线刚度比较大（
）的多层框架，否则误差较大。
17、基本假定：
为了便于求得柱反弯点的位置和该点的剪力，作如下假定：
（1）将水平荷载化为节点水平集中的荷载；
（2）不考虑框架横梁的轴向变形，不考虑节点转角，认为梁、柱线刚度比
很大；
（3）框架底层各柱反弯点在距柱底2/3高度处，上层各柱的反弯点位置在层高的1/2处；
（4）梁端弯矩可由节点平衡条件求出。
18、根据计算假定
（2）可得，同层各柱顶的侧移相等，则各柱剪力与柱的抗侧刚度Dij成正比。
（1）柱的抗侧刚度Dij的概念：
是表示柱顶产生单位水平侧移（
）时，在该柱柱顶所需施加的水平集中力，用Dij表示。
（2）柱的抗侧刚度的确定：
由结构力学知：
19、当框架柱的线刚度较大；
上、下层层高变化大；
上、下层梁线刚度变化较大时，用反弯点法计算将会产生较大的误差，因而提出了D值法，即修正反弯点法。
考虑了框架节点转动对柱的抗侧刚度和反弯点位置的影响。
（1）各柱抗侧刚度D值的修正：
（2）各柱反弯点高度修正：
20、房屋在水平风力或地震作用下，侧移过大，人的感觉就不舒服；
层间位移过大，会影响建筑装饰并层致填充墙开裂。
因此，为满足正常使用要求，应控制框架结构的位移。
（1）层间位移与层高之比：
采用轻质隔墙时：
采用砌体填充墙时：
（2）顶点位移与总高之比：
采用砌体填充墙时，
21、
（1）调幅原因：
①按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，以在抗震结构设计中在梁端正出现塑性铰的强度柱弱梁延性框架，利于抗震。
②为了防止支座处梁钢筋过于拥挤，便于浇捣混凝土（便于施工），也往往希望梁的支座负弯矩筋放得少些；
③对于装配式或装配整体式框架，节点并非绝对刚性，梁端实际弯矩将小于其弹性计算值。
因此在进行框架结构设计进，一般均对梁端弯矩进行调幅，即人为的减小梁端负弯矩，减少节点附近梁顶面的配筋量，用调幅系数
表示，其调整幅度为：
（2）调幅系数：
1现浇框架：
可取
②对于装配整体式框架
。
22、活荷载其作用位置是可变的，对于每一根构件的不同的截面或同一截面的不同种类组合，相当有不同的活荷载最不利布置。
工程设计中，有三种处理方法。
（1）最不利活荷载位置法：
根据影响线确定其最不利的活荷载位置，然后进行内力分析，可直接求出某截面在活载作用下的最大内力，但计算工作量太大，一般不采用；
（2）逐跨施法荷：
将活荷载单逐跨单独地作用于各跨上，分别计算框架内力，然后根据所指定的控制截面，叠加不利内力。
简单、明了，计算工作量少于前者。
目前电算程序一般采用此法，但对于手算，仍很较烦，很少采用；
（3）满布荷载法：
将活载同时作用于框架梁上，不考虑活荷载的不利位置。
这种简化的计算与考虑活载不利位置计算比较表明，支座截面内力较为接近，精度一般能满足工程要求；
但跨中弯矩却明显偏小，应予调整。
为此将跨中弯矩乘以1.1~1.3的调整系数，予以加大。
手算通常采用此法。
[①]1、简述厂房屋盖结构的类型及特点。
[①]2、排架结构厂房柱网的布置模数有哪些要求？
[①]3、厂房支撑系统的支撑作用：
[②]4、屋架之间需设置哪些支撑？
各有什么作用？
[②]5、试述天窗架的支撑作用。
[③]6、试述柱间支撑及布置
[③]7、柱间支撑为什么要设在伸缩缝区段的中央或临近中央的柱间？
[②]8、单层工业厂房是否需要计算纵向排架？
[①]9、排架的计算简图有何基本假定？
[③]10、绘出单跨单层厂房在下列荷载作用下的实际结构图形和结构计算简图：
[②]11、单层工业厂房排架内力计算时，需要单独考虑的荷载有哪些？
[①]12、排架计算时，对单层单跨厂房和单层多跨厂房的一个排架，如何考虑吊车的台数？
[②]13、单厂排架内力组合的目的是什么？
[②]14、什么叫剪力分配法？
[②]15、等高排架在任意何载作用下的内力计算如何进行？
[②]16、如何确定排架柱的控制截面？
[③]17、单厂排架内力组合中通常选择哪几种组合？
[③]18、单厂排架内力组合中有哪些注意事项？
[②]19、排架内力符号的规定：
[①]20、如何选择柱的截面形式？
其特点如何？
[②]21、为何要对柱进行吊装验算？
[②]22、单厂柱子吊装验算时有哪些注意事项？
[①]23、短牛腿的破坏形式
[②]24、柱下独立基础的设计内容主要有哪些？
1、
（1）无檩体系：
大型屋面板、屋架（或屋面梁）及屋盖支撑、天窗架及其支撑等组成，其刚度和整体性好。
（2）有檩体系：
由小型屋面板（或瓦材）、檩条、屋架及屋盖支撑组成，构件重量轻，便于运输与安装。
但因构件种类多，荷载传递路线长，故整体性及刚度较差，其造价比无檩体系的大，仅能用于运输、吊装等困难的情况下或在轻型不保温的厂房中才被采用。
2、
（1）柱距：
6m，标准化、定型化，经济效果好（大柱网时如12m柱距时，采用托梁，仍可用6m的标准构件）。
（2）跨度：
时，符合3m的倍数；
时，符合6m的倍数。
3、
（1）保证结构构件的稳定与正常工作；
（2）增强厂房的整体稳定性和空间刚度；
（3）把水平荷载传递到主要承重构件上。
4、
（1）屋架上弦横向水平支撑：
一般设在温度区段的端部第一或二个柱距。
①增强屋盖的整体刚度；
②保证屋架上弦或屋面梁上翼缘的侧向稳定；
③将山墙抗风柱传来的纵向水平力传到两侧柱列上。
（2）屋架下弦横向水平支撑：
上弦水平支撑的对应位置。
①保证将屋架下弦受到的纵向水平荷载传给纵向排架柱顶；
②防止下弦杆产生振动。
（3）屋架下弦纵向水平支撑：
常设置在屋架下弦的端部节间，并与下弦横向水平支撑组成封闭的支撑体系，以利增强厂房的整体性。
①加强屋盖结构在横向水平面内的刚度，保证横向水平荷载的纵向分布，增强排架空间作用与刚度。
②在屋盖设有托架时，还可以保证托架上翼缘的侧向稳定，并将托架区域内的横向水平风荷载有效地传到相邻柱上。
（4）屋架垂直支撑与水平系杆：
①保证屋架在安装和使用阶段的侧向稳定，防止吊车工作时间屋架下弦的侧向颤动，增强厂房的整体刚度；
②设置在第一柱间的下弦受压水平系杆，除了能改善屋架下弦的侧向稳定外，防止局部失稳外，当山墙抗风柱与屋架下弦连接时，还有支承抗风柱、传递山墙风荷载的作用。
5、①保证天窗架上弦的侧向稳定；
②将天窗端壁上的水平风荷载传递给屋架。
6、柱间支撑分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。
（1）柱间支撑的作用：
①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纵向水平地震力；
②提高厂房纵向刚度和稳定性，它相当于在纵向柱列中设置的不动点。
（2）柱间支撑的布置：
如图11-1所示。
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，
；
（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；
（3）吊车竖向荷载
、
（左右两种情况）；
（4）吊车水平荷载
：
（5）风荷载：
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，故称剪力分配法，其计算公式为：
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
，根据
值就可得到相应的内力图。
②撤除附加不动铰支座，并将
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：
（1）
与相应的N、V；
（2）
（3）
与相应的
（取绝对值较大者）、V；
（4）
（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
与最小竖向荷载
是同时发生的，不能只择其一；
（3）同一台吊车的最大横向水平荷载
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；
（4）同一台吊车的
与
不一定同时产生；
但有
一定有D，而有D不一定有
（5）左、右风向不可能同时产生；
（6）在组合
或
时，应使相应的
尽可能大些，这样更为不利。
因此，凡使截面的N=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
很小（
）或
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：
时，为斜压破坏。
（3）弯压破坏：
时，纵向钢筋配筋率又较低时，为弯压破坏。
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）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
？
[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？
[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？
[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？
[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）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
时，荷载沿两个方向传递，称这种板为双向板；
②当
时，板基本上是单向受力工作，称单向板；
③当
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。
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。
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