混凝土结构设计复习题及答案.pdf

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1、. . 混凝土结构设计习题 一、填空题（共48 题） . 单向板肋梁楼盖荷载的传递途径为楼面（屋面）荷载次梁主梁 柱基础地基。 2. 在钢筋混凝土单向板设计中，板的短跨方向按计算配置钢筋，长跨方向按_ 构造要求配置钢筋。 3. 多跨连续梁板的内力计算方法有_ 弹性计算法 _和塑性计算法 _ 两种方法。 4. 四边支承板按弹性理论分析，当L2/L1_2_时为 _单向板 _；当 L2/L1150mm 时，不 宜大于 1.5h ，且不宜大于250mm 。连续板中配筋形式采用分离式配筋或弯起式配筋。 构造钢筋包括：分布钢筋、沿墙处板的上部构造钢筋、主梁处板的上部构造钢筋和板内抗冲切钢筋。 . . 13

2、、说明单向板肋梁盖中板的计算简图。 答：在计算中，取1m宽板作为计算单元，故板截面宽度b=1000mm ，为支承在次梁或砖墙上的多跨板，为简化计算，将 次梁或砖墙作为板的不动饺支座。因此，多跨板可视为多跨连续梁( 板宽度 b=1000mm) 。 按弹性理论分析时，连续板的跨度取相邻两支座中心间的距离。对于边跨，当边支座为砖墙时，取距砖墙边缘一定距离 处。因此，板的计算跨度 l为： 中间跨 c ll 边跨 ( 边支座为砖墙 ) 2222 ba l bh ll nn 其中 c l为板支座 ( 次梁 ) 轴线间的距离； n l为板边跨的净跨；h 为板厚； b 为次梁截面宽度；a 为板支承在砖墙上的长

3、度， 通常为 120mm 。 对于等跨连续板，当实际跨度超过5 跨时可按5 跨计算；不足5 跨时，按实际跨数计算。 14、说明单向板肋梁盖中次梁的计算简图。 答：次梁也按连续梁分析内力，支承在主梁及砖墙上，主梁或砖墙作为次梁的不动铰支座。 作用在次梁上的荷载为次梁自重，次梁左右两侧各半跨板的自重及板上的活荷载，荷载形式为均布荷载。 次梁的计算跨度： 中间跨 c ll 边跨 ( 边支座为砖墙 ) 2 025.1 22 b l ba ll nn 其中 c l为支座轴线间的距离，次梁的支座为主梁； n l为次梁的净跨；b 为主梁截面宽度；a 为次梁在砖墙上的支承长度， 通常为 240mm 。 对于等

4、跨连续梁，当实际跨度超过5 跨时可按5 跨计算；不足5 跨时，按实际跨数计算。 15、说明单向板肋梁盖中主梁的计算简图。 主梁的计算简图根据梁与柱的线刚度比确定，一般结构中柱的线刚度较小，对主梁的转动约束不大，可将柱作为主梁的 不动铰支座，这时主梁仍可按支承在柱或砖墙上的连续梁分析。当结构中柱的线刚度较大，即节点两侧梁的线刚度之和与 节点上下柱的线刚度之和的比值小于3 时，应考虑柱对主梁转动的约束，此时应按框架进行内力分析。 主梁上作用的荷载为主梁的自重和次梁传来的荷载，次梁传来的荷载为集中荷载，主梁自重为均布荷载，而前一种荷载 影响较大，后一种荷载影响较小，因此，可近似地将主梁自重作为集中荷

5、载考虑，其作用点位置及个数与次梁传来集中荷 载的相同。 主梁的计算跨度： 中间跨 c ll 边跨 ( 边支座为砖墙 ) 2 025.1 22 b l ba ll nn 其中 c l为支座轴线间的距离，主梁的支座为柱； n l为主梁边跨的净跨； b 为柱截面宽度； a 为主梁在砖墙上的支承长 . . 度，通常为370mm 。 16、现浇单向板肋梁楼盖按塑性理论计算内力时，板的计算跨度是如何确定的？ 答：按塑性理论计算连续板内力时，计算跨度按下表取用。 支 承 情 况板的计算跨度 两端与梁 ( 柱) 整体连接 净跨长 n l 两端支承在砖墙上 alhl nn 一端与梁 ( 柱 ) 整体连接，另一端

6、支承在砖墙 上 22 a l h l nn 注 表中 h 为板的厚度； a 为梁或板在砖墙上的支承长度。 17、现浇单向板肋梁楼盖按塑性理论计算内力时，次梁的计算跨度是如何确定的？ 答：按塑性理论计算连续梁内力时，计算跨度按下表取用。 支 承 情 况梁的计算跨度 两端与梁 ( 柱) 整体连接 净跨长 n l 两端支承在砖墙上 all nn 05.1 一端与梁 ( 柱 ) 整体连接，另一端支承在砖墙 上 2 025.1 a ll nn 注 表中 h 为板的厚度； a 为梁或板在砖墙上的支承长度。 18、什么叫弯矩调幅法？ 答：弯矩调幅法就是在弹性理论计算的弯矩包络图基础上，考虑塑性内力重分布，将

7、构件控制截面的弯矩值加以调整。 19、弯矩调幅法的具体步骤是什么？ 答：具体计算步骤是： (1)按弹性理论方法分析内力； (2)以弯矩包络图为基础，考虑结构的塑性内力重分布，按适当比例对弯矩值进行调幅； (3)将弯矩调整值加于相应的塑性铰截面，用一般力学方法分析对结构其他截面内力的影响； (4)绘制考虑塑性内力重分布的弯矩包络图； (5)综合分析，选取连续紧中各控制截面的内力值； (6)根据各控制截面的内力值进行配筋计算。 截面弯矩的调整幅度为： ea MM1 式中为弯矩调幅系数； a M为调整后的弯矩设计值； e M为按弹性方法计算所得的弯矩设计值。 . . 20、设计中为什么要控制弯矩调幅

8、值？ 答：若支座负弯矩调幅过大，则塑性铰形成前只能承受较小的荷载，而在塑性铰形成后还要承受较大的荷载，这就会使 塑性铰出现较早，塑性铰产生很大转动，即使在正常使用荷载下也可能产生很大的挠度及裂缝，甚至超过混凝土结构设 计规范 (GB50010-2002) 的允许值。因此应控制弯矩调幅值。 21、使用弯矩调幅法时，应注意哪些问题？ 答：使用弯矩调幅法进行设计计算时，应遵守下列原则： (1)受力钢筋宜采用延性较好的钢筋，混凝土强度等级宜在C20 C45范围内选用； (2)弯矩调整后截面相对受压区高度 0 hx不应超过0.35 ，也不宜小于0.10 ； (3)截面的弯矩调幅系数一般不宜超过0.25

9、； (4)调整后的结构内力必须满足静力平衡条件； (5)在内力重分布过程中还应防止其他的局部脆性破坏，如斜截面抗剪破坏及由于钢筋锚固不足而发生的粘结劈裂破 坏，应适当增加箍筋，支座负弯矩钢筋在跨中截断时应有足够的延伸长度； (6)必须满足正常使用阶段变形及裂缝宽度的要求。 22、使用弯矩调幅法时，为什么要限制？ 答：因为为相对受压区高度，值的大小直接影响塑性铰的转动能力。 b 时为超筋梁，受压区混凝土先破坏， 不会形成塑性铰。 b时为适筋朵，可以形成塑性铰。 值越小，塑性铰的转动能力越大，因此要限制，一般要求 35.0。 23、设计计算连续梁时为什么要考虑活荷载的最不利布置？确定截面内力最不利

10、活荷载布置的原则是什么？ 答：活荷载的位置是可以改变的，活荷载对内力的影响也随着荷载的位置而发生改变。因此，在设计连续梁时为了确定 某一截面的最不利内力的影响，即如何通过对活荷载的作用位置进行布置，找到计算截面的最不利内力。因此，须对活荷 载进行不利布置。 24、确定截面内力最不利活荷载布置的原则是什么？ 答：求某跨跨中最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，然后向其左右，每隔一跨布置活荷载。 求某跨跨中最大负弯矩( 即最小弯矩 ) 时，该跨不应布置活荷载，而在左右相邻各跨布置活荷载，然后再隔跨布置。 求某支座最大负弯矩时，应在该支座左、右两跨布置活荷载，然后再隔跨布置。 求某支座左、右截面最大剪力

11、时，其活载布置与求该支座最大负弯矩时的布置相同。在确定端支座最大剪力时，应在端 跨布置活荷载，然后每隔一跨布置活荷载。 25、什么是连续梁的内力包络图？ . . 答：将几种不利荷载组合下的内力图绘制在同一个图上，形成内力叠合图，其外包络线形成的图形称为内力包络图。也 就是梁各截面可能出现的最不利内力。无论活荷载如何布置，梁上各截面的内力都不会超过内力包络图上的内力值。由此 种内力确定的梁的配筋是安全的。 26、哪些结构不宜按塑性理论方法计算结构内力？ 答：对于直接承受动力荷载的结构、轻质混凝土结构及其他特种混凝土结构、受侵蚀性气体或液体作用严重的结构及 预应力混凝土结构和二次受力的叠合结构不宜

12、采用塑性理论方法计算结构内力。 27、什么是钢筋混凝土受弯构件塑性铰？ 答：钢筋混凝土受弯构件塑性铰：由于受拉钢筋屈服，发生塑性变形，从而产一定的塑性转角。在弯矩增加极少的情况 下，截面相对转角剧增，截面产生很大的转动，好像出现一个铰一样，称之为“塑性铰”。 28、影响塑性铰转动能力的因素有那些？ 答：影响塑性铰转动能力的因素有： (1)钢筋的种类，采用软钢作为受拉钢筋时，塑性铰的转动能力较大； (2)混凝土的极限压应变，而混凝土的极限压应变除与混凝土强度等级有关外，箍筋用量多或受压纵筋较多时，都能增 加混凝土的极限压应变； (3)在以上条件确定的情况下，受拉纵筋配筋率对塑性铰的转动能力有决定

13、性的作用。 29、塑性铰有哪些特点？ 答：与理想的铰不同，塑性铰不是集中在一个截面，而是具有一定的长度，称为铰区长度，只是为了简化认为塑性铰 是一个截面；理想铰不能传递弯矩，塑性铰能承受弯炬，为简化考虑，认为塑性铰所承受的弯矩为定值，为截面的屈服弯 炬，即考虑为理想弹塑性；理想铰可以自由转动，塑性铰为单向铰，只能使截面沿弯矩方向发生转动，反方向不能转动， 塑性铰的转动能力有限，其转动能力与钢筋种类、受拉纵筋配筋率及混凝土的极限压应变等因素有关。 30、简述用机动法计算钢筋混凝土四边固定矩形双向板极限荷载的要奌及步骤。 答：首先根据板的支承情况假定破坏机构，根据外功与内功相等建立功能方程，从多种

14、可能的破坏机构中找出最危险 的塑性铰线分布，求出所能承受的荷载最小值。 31、按弹性理论计算肋梁楼盖中与次梁的内力时，为什么要采用折算荷载？ 答：在确定板、次梁的计算简图时，分别将次梁和主梁视为板和次梁的铰支座，在这种假定下，板和次梁在支座处可以 自由转动，而忽略了次梁和主梁对节点转动的约束作用，这将使计算出的内力和变形与实际情况不符。为此，采用折算荷 载的方法来考虑支难的转动约束作用。 32、按弹性理论计算肋梁楼盖中与次梁的内力时，折算荷载如何计算？ 答：采用增大恒载并相应减小活载数值的方法，考虑由于支座约束的存在对连续梁内力的影响。此时的计算荷载称为 折算荷载，折算荷载值为： . . 楼板

15、： pp pgg 2 1 2 1 次梁： pp pgg 4 3 4 1 其中 g、p 分别为实际的恒载和活载。 33、简述钢筋混凝土连续双向板按弹性方法计算跨中最大正弯矩时活荷载的布置方式及计算步骤。 答：为计算某区格的跨中最大正弯矩，在本区格以及在其左右前后每隔一个区格布置活荷载，形成棋盘式的活荷载布置。 有活荷载的区格内荷载为 qg ，无活荷载的区格内荷载仅为 g。将棋盘式荷载分解为两种情况的组合：一种情况为各区 格均作用相同的荷载g+q/2 ；另一种情况在各相邻区格分别作用反向荷载q/2 。两种荷载作用下板的内力相加，即为连续 双向板的最后跨中最大正弯矩。查表计算时，第一种荷载情况下的中

16、间区格板，按四边固定板查表；边区格和角区格，其 内部支承视为固定，外边支承情况根据具体情况确定，按相应支承情况查表；第二种荷载情况下的中间区格板，四周支承 近似视为简支，按四边简支查表；边区格和角区格，其内部支承视为简支，外边支承情况根据具体情况确定，按相应支承 情况查表。 34、何谓塑性铰线？ 答：将板上连续出现的塑性铰连在一起而形成的连线称为塑性铰线，也称为屈服线。正弯矩引起正塑性铰线，负弯矩引 起负塑性铰线。塑性铰线的基本性能与塑性铰相同。 35、板内塑性铰线的分布与哪些因素有关？ 答：板内塑性铰线的分布与板的平面形状、边界条件、荷载形式以及板内配筋等因素有关。 36、双向板肋梁楼盖中梁

17、上的荷载如何确定？ 答：双向板上的荷载向两个方向传递到板区格四周的支承梁。梁上的荷载可采用近似方法计算：从板区格的四角作45 度分角线，将每一个区格分成四个板块，将作用在每板块上的荷载传递给支承该板块的梁上。因此，传递到长边梁上的荷 载呈梯形分布，传递到短边梁上的荷载呈三角形分布，除此以外，梁还承受梁本身的自重。 37、板内拱的作用是怎样产生的？它对弯矩值有什么影响？ 答：单向板作为连续板按内力塑性重分布方法计算时，板带在破坏时，支座在负弯矩作用下在上部开裂，跨中在正弯矩 的作用下在下部开裂，这就使板的实际轴线成为拱形。若板的周边有限制板水平位移的梁，在荷载作用下，将产生沿板平 面方向的横向推

18、力，该推力对板的承载力是有利因素，为了简便计算，在板内力计算时，不计入此推力的大小，而仅对板 中各计算截面的弯矩给予折减，其折减的幅度视板的边界条件的刚度而定。规范规定，对四边与梁整体连接的单向板， 其中间跨的跨中截面及中间支座，计算所得的弯矩可减少20，其它截面则不予减少。 . . 38、为什么在计算主梁的支座截面配筋时，应取支座边缘处的弯矩？ 答：通常主梁内力计算按弹性理论计算，当板、梁与支座整浇时，其计算跨度取支座中心线间的距离，因而其支座最大 负弯矩将发生在支座中心处，但该处截面较高，而支座边界处虽然弯矩减小，但截面高度却较支座中心要小得多，危险截 面是在支座边缘处，故实际在计算主梁的

19、支座截面配筋时应取支座边缘处的弯矩。 39、为什么在主次梁相交处，在主梁中需设置吊筋或附加箍筋？ 答：在次梁与主梁相交处，由于次梁在负弯矩作用下将在梁顶发生裂缝，因而次梁传来的集中荷载只能通过其受压区的 剪切传至主梁的腹中部分。当梁腹中部有集中荷载作用时，此集中荷载将产生与梁轴线垂直的局部应力，荷载作用点以上 为拉应力，荷载作用点以下则为压应力，此局部应力在荷载两侧0.5 0.65 倍梁高范围内逐渐消失，由该局部应力产生的 主拉应力将在梁腹引起斜裂缝，为防止这种斜裂缝引起的局部破坏，应在主梁承受梁传来的集中力处设置附加横向钢筋（箍 筋或吊筋），将上述的集中荷载有效地传递到主梁的上部受压区域。

20、40、单向板有哪些构造钢筋？为什么要配置这些钢筋？ 答：构造钢筋有三类：分布钢筋、嵌入墙内的板其板面的附加钢筋、垂直于主梁的板面附加钢筋。 （ 1）分布钢筋：单向板除在受力方向配置受力钢筋外，还要在垂直于受力钢筋长跨方向配置分布钢筋，其作用是：抵抗 混凝土收缩和温度变化所引起的内力；浇捣混凝土时，固定受力钢筋的位置；将板上作用的局部荷载分散在较大宽度上， 以使更多的受力钢筋参与工作；对四边支承的单向板，可承受在计算中没有考虑的长跨方向上实际存在的弯矩。 (2) 嵌入墙内的板其板面的附加钢筋：嵌固在承重墙内的板，由于砖墙的约束作用，板在墙边会产生一定的负弯矩，因此 会在墙边沿支承方向板面上产生裂缝；在垂直于板跨方向的嵌固边，部分荷载也将直接就近传至砖墙上，因此可能在靠近 墙边处产生负弯矩引起板面平行墙面的裂缝，对两边嵌固在墙内的板角处，除因传递荷载使板两向受力而引起负弯矩外， 还由于收缩和温度影响而产生角拉应力，引起板面产生与边缘45 度的斜裂缝。为防止上述裂缝，规范规定对嵌固在承 重砖墙内的现浇板，在板的上部应配置构造钢筋。 （ 3）垂直于主梁的板面附加钢筋：在单向板中，虽然板上荷载基本上沿短跨方向传给次梁的，但在主梁附近，部分荷载 将由板直接传给主梁，而在主梁边缘附近沿长跨方向产生负弯矩，因此需在板与主梁相接处的板面上部配置附加钢筋。