混凝土结构设计思考题及习题集

混凝土结构设计思考题及习题集2 第一章小结 1楼面、屋盖、楼梯等梁板结构设计的步骤是①结构选型和布置②结构计算包括确定简图、计算荷载、内力分析、组合及截面配筋计算等③绘制结构施工图包括结构布置、构件模板及配筋图。上述步骤不仅适用于粱板结构也适用于其它结构设计。 2结构的选型和布置对其可靠性和经济性有重要意义。因此应熟悉各种结构如现浇单向板肋形楼盖、双向板肋形楼盖、无梁楼盖、装配式楼盖、叠合式楼盖、无粘结预应力楼盖等结构的受力特点及其结构适用范围以便根据不同的建筑要求和使用条件选择合适的结构类型。 3在现浇单向板肋形楼盖中板和次梁均可按连续梁并采用折算荷载进行计算。对于主梁在梁柱线刚度比≥3的条件下也可按连续梁计算并忽略柱对梁的约束作用。 4在考虑塑性内力重分布计算钢筋混凝土连续梁、板时为保证塑性铰具有足够的转动能力和结构的内力重分布应采用塑性好的HPB235、HRB335级钢筋截面受压区高度x≤0.35h0斜截面应具有足够的抗剪能力为保证结构在使用阶段裂缝不至出现过早和开展过宽设计中应对弯矩调幅予以控制。 5在现浇肋形楼盖中单向板实际上四边支承在主梁和次梁或墙上故将在板的双向同时发生弯曲变形和内力只是当长边与短边之比大于2时弹性弯曲变形和内力才主要发生在短跨方向而长跨方向的内力很小故不必另行计算只按构造要求配置钢筋。 6现浇肋形楼盖的区格板当长边与短边之比不大于2时均应按双向板计算双向板的内力也有按弹性理论与按塑性理论两种计算方法相应地配筋构造有所不同。 7无粘结预应力混凝土楼盖设计方法采用等代框架法并可结合有限元计算。并介绍了预应力筋的布置方式冲切设计计算和构造要求。 8在装配式楼盖设计中重点介绍了预制梁板的形式铺板式楼盖的结构布置和连接以及其计算要点等内容。 9在叠合式楼盖中叠合梁的设计具有工程意义同时对其计算方法、配筋计算、钢筋应力验算、裂缝宽度和变形进行了重点讲述。 思考题与习题 1.1 钢筋混凝土梁板结构设计的一般步骤是怎样的 1.2 钢筋混凝土楼盖结构有哪几种类型说明它们各自的受力特点和适用范围。 1.3 现浇单向板肋形楼盖结构布置可从哪几方面来体现结构的合理性 1.4 现浇单向板肋形楼盖中的板、次梁和主梁当其内力按弹性理论计算时如何确定其计算简图当按塑性理论计算时其计算简图又如何确定如何绘制主梁的弯矩包络图 1.5 什么叫“塑性铰”钢筋混凝土中的“塑性铰”与结构力学中的“理想铰”有何异同 1.6 什么叫“内力重分布”“塑性铰”与“内力重分布”有何关系 1.7 什么叫“弯矩调幅”考虑塑性内力重分布计算钢筋混凝土连续梁的内力时为什么要控制“弯矩调幅” 1.8 考虑塑性内力重分布计算钢筋混凝土连续梁时为什么要限制截面受压区高度’ 1.9 什么叫“单向板”、“双向板”肋形楼盖中的区格板实际上是属于哪一类受力特征的板 1.10 试绘出周边简支矩形板裂缝出现和开展的过程及破坏时板底裂缝示意图。 1.11 利用单跨双向板弹性弯矩系数计算连续双向板跨中最大弯矩和支座最小负弯矩时采用了一些什么假定 1.12 现浇单向板肋形楼盖板、次梁和主梁的配筋计算和构造有哪些要点 第二章小结 一、单层厂房结构设计内容及步骤如下 一方案设计1布置柱网2确定结构形式3选择结构构件类型。 二技术设计1选定结构构件2分析排架内力3设计柱与基础。 三施工图绘制1结构与基础平面布置图2构件布置图与配筋图3节点大样图。 二、单层厂房结构布置包括屋面结构、柱及柱间支撑、吊车梁、过梁、圈梁、基础及基础梁等结构构件的布置。其中屋盖支撑系统及柱间支撑系统的布置尤其重要。 因为它们不仅影响个别构件的承载力如屋架上弦杆而且与厂房的整体性和空间工作有关。 三、单层厂房结构计算的基本单元主要是横向平面排架结构。当横向排架少于7榀或需考虑地震作用时也应对纵向排架进行计算。在计算中根据屋盖的刚度、有无山墙或横墙、厂房的跨数和跨度等以及考虑受荷特点对横向平面排架取两种计算简图1当厂房空间作用很小可以忽略不计时采用柱顶铰支排架结构2当考虑厂房空间作用时采用柱顶为弹性铰支排架结构。 四、单层厂房排架结构上的荷载 wmaxminmaxF、qqTT、DDQGGGG、、、G柱顶集中荷载柱上均布荷载风荷载纵向水平荷载纵向水平荷载水平荷载竖向荷载吊车荷载两者取较大值积灰荷载雪荷载屋面均布活荷载屋面活荷载活荷载连系梁及墙体自重吊车梁及轨等重下柱自重上柱自重柱自重屋架和支撑天窗架屋面板建筑构造层屋盖自重恒荷载荷载21154321 五、排架内力分析步骤 一确定计算单元和计算简图根据厂房平、剖面图选取一榀中间横向排架初选柱的型式和尺寸画出计算简图。 二计算荷载确定计算单元范围内的屋面恒荷载、活荷载雪、积灰等、风荷载根据吊车规格及台数计算吊车荷载。注意竖向力在排架柱上的传力位置不能忽视力的偏心影响。 三在各种荷载作用下分别进行排架内力分析。等高排架用剪力分配法不等高排架可用力法。 四进行柱控制截面的最不利内力组合根据

偏心受压构件大、小偏心特点和荷载效应组合原则列表进行。 六、柱下独立基础设计的主要内容 一根据地基承载力要求确定基础底面尺寸 二根据受冲切承载力要求确定基础高度 三根据受弯承载力要求计算基础底板配筋 四注意满足有关尺寸、配筋等构造要求。 思考题与习题 2.1 与民用建筑相比单层厂房具有哪些特点 2.2 单层厂房横向平面排架和纵向平面排架分别由哪些构件组成其荷载传递途径分别如何 2.3 单层厂房中有哪些支撑它们的作用是什么布置原则如何 2.4 单层厂房按承重结构的材料分为哪几种它们各自的适用范围如何 2.5在确定排架结构的计算简图时做了哪些假定 2.6单层厂房整体空间作用的涵义是什么整体空间作用的程度与哪些因素有关哪些荷载作用下厂房整体空间作用最明显 2.7在排架结构内力分析中进行荷载组合的原则是什么有哪几种荷载组合在荷载组合中为什么要引入荷载组合系数 2.8简述牛腿的受力特点、破坏形态和计算内容。 2.9抗风柱的设计要点是什么 2.10简述柱间支撑和预埋件的设计要点。 2.11单层厂房排架柱下独立基础设计的主要内容是什么如何进行设计 2.12试述吊车梁设计要点。 2.13屋架荷载组合有哪几种其内力计算特点是什么 2.14试述建筑物基本自振周期的概念。单层厂房的横、纵向基本自振周期大致在什么范围内 2.15已知如图2.126所示的两跨等高排架基本风压mm/kN.1545020高度处.m.zz0110141

高处体型系数

s

示于图中柱截面惯性矩

mm.I49110132

mm.I492103814mm.I493102749410519mm.I。试用剪力分配法求此两跨排架在风荷载作用下各柱的内力。 2.16如图2.127所示的两跨排架在A柱牛腿顶面处作用的力矩设计值mkN.Mmax1211在B柱牛腿顶面处作用的力矩设计值mkN.Mmin5134柱截面惯性矩mm.I49110132mm.I492105214mm.I49310215494107617mm.I上柱高m.Hu83全柱高m.H912试求此排架的内力。 2.17如图2.128所示的柱牛腿。已知竖向设计值kNFv324水平拉力设计值kNFh78采用C20混凝土和HRB335级受力钢筋。试计算该牛腿的纵向受力钢筋并绘配筋图。 2.18某单跨厂房跨度24m长度72m采用大型屋面板屋盖体系两端有山墙内设两台Q520t的双钩桥式吊车已算出kN.DkN.Dminmax31795603对下柱的偏心距maxmaxTkN.Tm.e8519350距柱顶的距离m.Hm.Hm.yu2138362如图示。试求考虑厂房整体空间作用时的排架柱内力。 2.19在截面尺寸为mmmm800400的单层厂房排架柱下设置钢筋混凝土独立杯形基础。设计地面标高为±0.000传至-1.40m标高处的柱竖向荷载设计值kNF870力矩设计值mkNM280水平力设计值kNV40其对基底的力矩与M同方向。如地基承载力设计值2200m/kNf基础埋深m.d22基础底面长宽比为1.5:1试设计此基础并绘出施工图根据构造要求选择基础的混凝土强度等级与钢筋级别。