电大混凝土结构设计（A）形成性考核册1-4作业答案参考资料.doc

最新电大混凝土结构设计（A）形成性考核册答案作业1第十一章1错2对3错  4对5对6对7错8 对 9错10对1D 2 A 3 A 4B 5B6 A7D 8 B 9C 10  A1四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/l13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/l12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<l2/l1<3时，板仍显示出一定程度的双向受力特征，宜按双向板进行设计。       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。2现浇楼盖的设计步骤如何？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。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58m，次梁的经济跨度为46m，单向板的经济跨度则是1.72.5m，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MuMy；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C20C45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，值直接与转动能力有关。>b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；<b为适筋梁，可以形成塑性铰。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，或含钢特征值。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（MAMB）/2Ml1.02M0；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svAsv /bs > 0.3 ft/ fyv ，以减少构件斜拉破坏的可能性。四 计算题 第十二章1对2错3对4错5对6错7对8错9对10错1A2C3D4C5A6C7A8A9A10C8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。沉降缝也可兼作伸缩缝。防震缝是为了减轻厂房震害而设置的。当厂房平、立面布置复杂，结构高度或刚度相差很大，以及厂房侧变建变电所、生活间等坡屋时，应设置防震缝将相邻两部分完全分开。地震区的厂房的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求。 9什么是厂房支撑体系？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。19钢筋混凝土单层工业厂房结构的计算分析过程是如何进行简化的？答：钢筋混凝土单层工业厂房结构是一个空间结构，它的计算分析过程是求解一个空间结构的过程；但为了计算的简单，通常都将整个结构按纵、横向平面排架分别进行结构计算。也就是说，近似的认为各个横向平面排架之间和各个纵向平面排架之间都是互不影响，独立工作的，从而把问题简化。由于纵向排架柱子往往较多，纵向刚度较好，因此在承受吊车纵向制动力和山墙传来的纵向风荷作用时，每根柱子引起的内力值较小，故纵向排架一般可以不必计算，只需进行纵向排架在地震力作用下的内力分析和验算。横向排架承受厂房的主要荷载作用，而且柱子较少，刚度亦较差，因此厂房结构设计时，必须进行横向排架内力分析和计算。21一般钢筋混凝土排架通常作哪些假定？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：将钢筋混凝土预制柱插入基础杯口一定的深度，并用高强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：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。23作用在排架上的荷载标准值（以下简称荷载）主要有哪些？答：作用在排架上的荷载标准值（以下简称荷载）主要有：（1）厂房结构的恒荷载。一般包括屋盖自重G1，上柱自重G2，下柱自重G3，吊车梁及轨道等零件自重G4以及有时支承在柱牛腿上的维护结构等重量G5；（2）活荷载一般包括：屋面活荷载Q1;吊车荷载，包括吊车垂直轮压和水平制动力。Dmax、Tmax；均布风荷载和集中于柱顶标高处的集中风载，如q、FW等。 24等高排架在任意荷载作用下采用剪力分配法计算时哪三个步骤？答：等高排架在任意荷载作用下采用剪力分配法计算时可以分为三个步骤：图见 教材67页12-33（1）在直接受荷柱的顶端加一不动铰支座以阻止水平侧移，求其支座反力R。现以吊车横向水平制动力Tmax为例，见图12-33。（2）撇除附加的铰支座，且加反向作用力R于排架柱顶，见图12-33，以恢复到原来的实际情况。（3）把图12-33两种情况求得的排架各柱内力叠加起来，即为排架的实际内力25什么是排架的荷载组合和内力组合？答：排架结构除承受永久荷载作用外，还承受可变荷载的作用（一种或是多种），对于排架柱的某一截面而言，并不一定是在所有可变荷载同时作用时产生的内力才是最不利的。因此在排架柱内力分析时，是先将排架内力分析中各种荷载单独作用时各柱的内力的结果求出来，经过组合，求出起控制作用的截面的最不利内力，以此作为柱及基础配筋计算的依据。 26单层厂房内力组合时的控制截面是哪里？答：单层厂房内内力组合时的控制截面应为上柱的底部截面、牛腿的顶部面和下柱的底部截面。混凝土结构设计（A）形成性考核册答案作业3 第十三章1对2错3对4错5错6对7错8对9错10对1C2B3C4D5B6A7A8C9B10A1什么是框架结构？框架结构的特点如何？答：框架结构是一种由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构框架结构的特点是：建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。框架结构的组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、定性化，可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。框架结构广泛在多高层建筑中应用，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。框架结构的组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、定性化，可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。 2框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围如何？答：框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围：民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在69米之间，工业建筑的柱网尺寸一般在612米之间。房屋使用中的空间高度要求层高决定了柱的高度，民用框架结构房屋的层高一般在36米之间；工业建筑的层高一般在46米之间。 3框架结构类型按施工方式的不同可划分为哪三种类型？它们各有何特点和适用？答：框架结构类型按施工方式的不同，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，从而将梁、柱、楼板在连成整体框架结构。现浇预制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。 4框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用什么方法？作哪些假定？答：框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。在进行竖向荷载作用下的内力分析时，可假定：（1）作用在某一层框架梁上的竖向荷载对其他楼层的框架梁的影响不计，而仅在本楼层的框架梁以及与本层框架梁相连的框架柱产生弯矩和剪力。（2）在竖向荷载作用下，不考虑框架的侧移。 5分层框架柱子的上下端均假定为固定端支承，而实际上，除底层往的下端外，其他各层柱端在荷载作用下均产生一定的转角，即为弹性约束支承。采用什么方法考虑支座转动的影响？答：采用调整框架柱的线刚度来考虑支座转动的影响，其方法是：（1）除底层以外其他各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数；（2）除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3。  6框架结构在竖向荷载作用下的计算方法。答： 框架结构在竖向荷载作用下，的计算方法：（1）分层：分层框架柱子的上下端均假定为固定端支承，（2）计算各个独立刚架单元：用弯矩分配法或迭代法进行计算各个独立刚架单元。而分层计算所得的各层梁的内力，即为原框架结构中相应层次的梁的内力。（3）叠加：在求得各独立刚架中的结构内力以后，则可将相邻两个独立刚架中同层同柱号的柱内力叠加，作为原框架结构中柱的内力。叠加后为原框架的近似弯距图，由于框架柱节点处的弯矩为柱上下两层之和因此叠加后的弯距图，在框架节点处常常不平衡。这是由于分层计算单元与实际结构不符所带来的误差。若欲提高精度，可对节点，特别是边节点不平衡弯矩再作一次分配，予以修正。 7反弯点法的计算假定有哪些？在什么情况下假定所引起的误差能够满足工程设计的精度要求？答：反弯点法的计算假定：（1）求各个柱的剪力时，假定各柱上下端都不发生角位移，即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大；（2）在确定柱的反弯点位置时，假定除底层以外，各个柱的上、下端节点转角均相同，即除底层外，各层框架柱的反弯点位于层高的中点；对于底层柱，则假定其反弯点位于距支座2/3层高处。（3）梁端弯矩可由节点平衡条件求出，并按节点左右梁的线刚度进行分配。对于层数较少，楼面荷载较大的框架结构，柱的刚度较小，梁的刚度较大，假定1与实际情况较为符合。一般认为，当梁的线刚度与柱的线刚度之比超过3时，由上述假定所引起的误差能够满足工程设计的精度要求。 8改进反弯点法对什么计算进行了改进？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”。 混凝土结构设计（A）形成性考核册答案作业4 综合练习1对2错3错4错5对6对7对8对9对10错1D2C3B4B5A6B7C8B9D10A 结构41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。 2工程中最实用的考虑内力塑性重分布的计算方法是什么方法？什么是弯矩调幅法？答：工程中最实用的考虑内力塑性重分布的计算方法是弯矩调幅法。弯矩调幅法简称调幅法，它是在弹性弯矩的基础上，按照上述原则，根据需要适当调整某些截面的弯矩值，通常是对那些弯矩绝对值较大的截面弯矩进行调整，然后，按调整后的内力进行截面设计和配筋构造，是一种实用的设计方法。 3内力塑性重分布方法的适用范围如何？答：内力塑性重分布方法的适用范围：按塑性内力重分布法计算结构内力，虽然可以节约钢材，但在使用阶段钢筋中应力较高，构件的裂缝开展较宽，变形较大。因此规范规定下列情况下，只能用弹性理论计算内力：    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。 4简述连续单向板的截面设计的计算要点。答： 1）计算要点 a.确定计算简图取单位板宽为计算单元，并根据板的刚度、类型和构造确定板的厚度；根据板的构造及用途确定板的自重和使用荷载。 b.内力分析一般按塑性内力重分布方法计算内力。规范规定：对四周与梁整体连接的单向板，其中间跨的跨中截面及中间支座，计算弯矩可减少20%，其它截面不予降低。c.配筋计算根据各跨跨内及支座截面的弯矩计算各部分钢筋数量。在选配钢筋时，应考虑跨中及支座钢筋的直径和间距相互协调，以利施工。板的经济配筋率约为0.30.8%。由于板的宽度较大，且承受的荷载较小，因此，对于一般工业与民用建筑楼盖,仅混凝土就足以承担剪力，从而设计时可不进行抗剪承载力验算。 5什么是横向水平支撑？横向水平支撑布置的位置及作用如何？什么情况下应布置横向水平支撑？答：横向水平支撑是由交叉角钢和屋架上弦或下弦组成的水平桁架。横向水平支撑布置在温度区段的两端及厂房端部的第一或第二柱间，其作用是加强屋盖的整体刚性，保证屋架的侧向稳定，将山墙抗风柱所承受的纵向水平力传至两侧柱列上。凡屋面为有檩体系或屋面虽为无檩体系，但屋面板与屋架连接点的焊接质量不能保证，且山墙抗风柱与屋架上弦连接时应设置上弦横向水平支撑。当天窗通到厂房端部的第二柱间或通过伸缩缝时，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置上弦横向水平支撑并在天窗范围内沿纵向设置一到三道通长的受压系杆， 6钢筋混凝土单层厂房结构的构件主要包括哪些？哪些构件一般都可以根据具体工程，从工业厂房结构构件标准图集中选用标准、定型的构件。答：钢筋混凝土单层厂房结构的构件主要包括有屋面板、天窗架、支撑、吊车梁、墙板、连系梁、基础梁、柱、基础等。为了加速建设步伐，提高设计标准化水平，缩短工期，这些构件除柱和基础外，一般都可以根据具体工程，从工业厂房结构构件标准图集中选用标准、定型的构件。 7排架内力分析的目的是什么？其主要内容包括哪些？答：排架内力分析的目的主要是为了求得在各种荷载作用下起控制作用的构件截面的最不利内力，以此作为设计柱子和基础的依据。主要内容为：计算单元的选取、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。必要时，还应验算排架的水平位移值。 8“D值法”如何把层间剪力Vj按分配给该层的各柱？答：“D值法”如何把层间剪力Vj按下式分配给该层的各柱；（1）求框架柱侧向刚度D值                                                 公式见教材117页（13-7）上式中值反映了梁柱线刚度比值对柱侧向刚度的一个影响（降低）系数，当框架梁的线刚度为无穷大时，K=，=1。各种情况下的值及相应的K值的计算公式可查表。（2）求得各柱的剪力把层间剪力Vj按下式分配给该层的各柱    公式见教材117页（13-8）                                                        式中  第j层第k柱所承受的剪力；      第j层第k柱的侧向刚度D值；m第j层内的柱子数；第j层的层间剪力；  （3）层高变化对反弯点的影响 标签: 作业讨论   .