第一篇：混凝土结构设计A教学辅导4（共）
混凝土结构设计（A）教学辅导4 钢筋混凝土现浇楼盖
（四）在前两讲中我们学习了单向板肋梁楼盖的内力计算和截面设计与构造要求.本讲我们要共同学习的是双向板肋梁楼盖。这一讲中我们要学习双向板肋梁楼盖的内力计算、截面设计与构造要求。前面我们已经知道，对于四边支承板，当长边与短边之比l2 /l1 <2时，板上荷载将沿两个方向传至支座，所以板应沿两个方向分别配置受力钢筋，这种板称为双向板，由双向板组成的肋形楼盖称为双向板肋形楼盖。同单向板一样，双向板的计算方法也有两种，即弹性理论计算方法和塑性理论计算方法。
一、本讲知识思维图
二、双向板弹性理论计算方法
在实际设计中，对常用的荷载分布及支承情况的双向板，可利用已有的图表手册中的弯矩系数计算其内力。首先我们学习双向板肋梁楼盖按弹性理论计算内力的方法。
1．均布荷载作用下单块四边支承双向板的计算
对于均布荷载作用下单块四边支承双向板，附表25列出了6种不同边界条件的矩形板，在均布荷载下的挠度及弯矩系数。板的跨中弯矩可按下式计算：
2m1表中弯矩系数(gq)l01
2m2表中弯矩系数(gq)l02式中：m1、m２－为平行于l01方向、l02方向板中心点单位板宽内的弯矩（kN·m／m）；
g、q－作用于板上的均布恒载、活载设计值；
l01、l02－短跨长跨方向的计算跨度（m），计算方法与单向板的相同。
由于附表系数是根据泊松比v=0制定的，而钢筋混凝土的泊松比v=0.2，所以跨中弯矩需要按下式进行修正：
M1vm1vmvM2m2vm1 由于支座处只在一个方向有弯矩，因而板的支座弯矩可由下式直接求得：
2表中弯矩系数(gq)l01m1
2表中弯矩系数(gq)l02m2、m2分别为固定边中点沿l01方向、l02方向单位板宽内的弯矩。式中：m12．均布荷载作用下连续四边支承双向板的计算
对于均布荷载作用下连续四边支承双向板的计算
采用一定的简化原则，将多区格连续板中的每区格等效为单区格板，然后按上述方法计算。
（1）支座最大负弯矩
将全部区格满布均布活荷载时，支座弯矩最大。此时可假定各区格板都固结于中间支座，因而内区格板可按四边固定的单跨双向板计算其支座弯矩；边区格的内支座按固定考虑，外边界支座则按实际情况考虑。
由相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时，取绝对值较大者作为该支座最大负弯矩。
（2）跨中最大弯矩：双向板跨中最大弯矩的计算方法见教材中表11－15所示。在求连续板跨中最大弯矩时，应在该区格及其前后左右每隔一区格布置活荷载，即棋盘式布置(图(a))
如前所述，梁可视为双向板的不动铰支座，因此任一区格的板边既不是完全固定也不是理想简支。而附表25中各单块双向板的支承情况却只有固定和简支。为了能利用附表，可将活荷载设计值q分解为满布各区格的对称荷载q/2和逐区格间隔布置的反对称荷载±q/2两部分(见图(b)、(c))
在求连续板跨中最大弯矩时，应在该区格及其前后左右每隔一区格布置活荷载，即棋盘式布置(图(a))。
如前所述，梁可视为双向板的不动铰支座，因此任一区格的板边既不是完全固定也不是理想简支。而附表25中各单块双向板的支承情况却只有固定和简支。为了能利用附表，可将活荷载设计值q分解为满布各区格的对称荷载q/2和逐区格间隔布置的反对称荷载±q/2两部分(见图(b)、(c))。
当全板区格作用有g+q/2时，可将中间支座视为固定支座，内区格板均看作四边固定的单块双向板；而边区格的内支座按固定、外边支座按简支(支承在砖墙上)或固定(支承在梁上)考虑。然后按相应支承情况的单区格板查表计算。
当连续板承受反对称荷载±q/2时，可视为简支，从而内区格板的跨中弯矩可近似按四边简支的单块双向板计算；而边区格的内支座按简支、外边支座根据实际情况确定，然后查表计算其跨中弯矩即可。
三、双向板塑性理论计算方法
混凝土为弹塑性材料，因面双向板按弹性理论 的分析方法的计算与实验结构有较大差异，双向板是超静定结构，在受力过程中将产生塑性内力重分布，因此考虑混凝土的塑性性能求解双向板问题，才能符合双向板的实际受力状态，才能获得较好的经济效益。这就是我们将要讨论的双向板按塑性理论的计算方法
1．试验研究
试验表明，承受均布荷载的矩形简支双向板，在裂缝出现之前，板基本上处于弹性阶段，随着荷载的增加，第一批裂缝首先在板下平行于长边方向的跨中出现并逐渐伸长，沿45角向四角扩展，同时，板顶面靠近四角处，出现垂直于对角线方向的环状裂缝，这种裂缝的出现，促使板底裂缝的进一步开展(图11-34)。当裂缝截面的钢筋达到屈服时，即形成塑性铰。板中连续的一些截面均出现塑性铰，将这些塑性铰连在一起则称为塑性铰线。当板中出现足够数量的塑性铰线，并被其分成几个块体成为可变体系时，板即达到承载能力极限状态。
图11-34 双向板破坏时的裂缝分布
2．塑性铰线
塑性铰线又称为屈服线，其基本性能与塑性铰相同，只是塑性铰发生在杆件结构中，塑性铰线发生在板式结构中。由正弯矩所引起的称为塑性铰线出现在板底；由负弯矩所引起负塑性铰线出现在板顶。
对承受均布荷载的矩形板当不计其角部和边界效应时，其破坏图式主要有倒锥形(图11－34(a)、(b))、倒幕形(图11－34(c))及正幕形三种。图中粗实线和虚线分别表示正、负塑性铰线。
当双向板的跨中钢筋弯起或切断过早时，则截断处的钢筋有可能比跨中钢筋先屈服，形成倒幕形的破坏机构。设计中通常采用构造措施来防止出现这种破坏机构导致极限荷载的降低。例如，规定跨中正弯矩钢筋的下部弯起点和切断点离支承梁边缘的距离应≤l1/4(l1为双向板的短跨净跨长)。
3．塑性理论计算方法
（1）基本假定：为了简化计算，在对双向板按塑性理论计算时进行了如下基本假定，板在即将破坏时，塑性铰线发生在最大弯矩处。分布荷载下，塑性铰线为直线，整个板由塑性铰线划分为若干个板块，每个板块满足各自的平衡条件。板块的变形远小于塑性铰线处的变形，故可把板块看作刚体，整块板的变形集中在塑性铰线上，破坏时各板块均绕塑性铰线转动。在所有可能的破坏图中，最危险的是相应于极限荷载最小的塑性铰线。最危险的塑性铰线上，没有扭转和剪力，只有一定值的极限弯矩。
（2）均布荷载作用下单块矩形双向板的基本公式
基本假定中把板块视为刚体，破坏时各板块绕塑性铰线转动，帮可把塑性铰线看作一个轴。也就是说，双向板在形成破坏机构以后，板是由刚体和轴所构成的几何可变体系。体系上除了作用有外荷载外，还有塑性铰线上的极限弯矩。这里基本公式，就是指导外荷载和极限弯矩之间的关系，或者说平衡方程式。利用虚功原理法，给预先确定的破坏机构一个微小的虚位移，刚塑性铰处所做的内功行等于外荷载做的外功。从而求得基本公式为
（11-11）式中：P——为均布极限荷载；
l1、l2——分别为短跨、长跨（净跨）；
M1、M2——分另为跨内沿正塑性铰线截面平衡于l1、l2方向的总极限弯 矩；
MI、MII、MI、MII——支座处沿负塑性铰线截面上的总极限弯矩（3）计算方法 ‘’在计算出极限弯矩后，我们不仅要问，极限弯矩和配筋之间究竟是什么关系呢？设计双向板，目的是确定双向板的配筋面积，式（11-11）中如何“引入”钢筋面积呢？式（11—11）的右边是极限弯矩，而板由钢筋和混凝土组成，所以极限弯矩肯定由二者共同承担，那问题就转变成建立极限弯矩和配筋之间的关系。通过推导，可以得出以下关系式：
跨内沿l1方向的钢筋所能抵抗的总弯矩为：
M1m1l2s1fyz1l2（11-13）
跨内沿l2方向的钢筋所能抵抗的总弯矩为：
M2m2l1s2fyz2l1（11-14）
各支座截面的钢筋所能抵抗的总极限负弯矩为：
MImIl2sIfyz1l2MImIl2sIfyz1l2MIImIIl1sIIfyz1l1MIImIIl1sIIfyz1l1（11-15）
式中各项符号代表的意义详见教材。对以上公式需要说明以下两点： 在双向板跨中，两个方向的正弯矩钢筋重叠，短向钢筋放在外侧，长向钢筋放在内侧，所以两个方向的截面有效高度不同，从而内力臂也不同。另外，式（11-12）和（11-13）适用于所有受力钢筋均匀布置，且跨中钢筋即不弯起也不截断的情况。但在实际工程中，为节约钢筋，通常把配置在距离区格边l1/4一段范围内的半数钢筋在离支座l1/4处切断或弯起。此时以上二公式将发生变化。
四、双向板截面设计与构造要求
1． 板厚
双向板的板厚通常按表11-17来选取。
2． 弯矩折减
同单向板一样，对于四周与整体连接的双向板，也应考虑由于板的实际轴线呈拱形对板的弯矩降低的影响。因此，截面的计算弯矩值应按以下规定予以折减。中间区格的跨中截面及中间支座截面折减系数为0.8，边区格的跨中截面及楼板边缘算起的第二支座，当
lbl1.5时，折减系数为0.8；当1.5b2时，ll折减系数为0.9；当lb2时，不折减。楼板角区格不应折减。l3．钢筋配置
钢筋配置主要涉及到一是受力钢筋的配置，二是支座负筋的配置等问题。
（1）受力钢筋的分布方式
根据双向板的破坏特征，双向板的板底应配置得平行于板边的双向受力钢筋以承担跨中正弯矩；对于四边有固定支座的板，在其上部沿支座边尚应布置承受负弯矩的受力钢筋。与单向板中配筋方式相类似，双向板的配筋方式有分离式和弯起式两种。为简化施工，目前在工程中多采用分离式配筋；但对于跨度及荷载均较大的楼盖板，为提高刚度和节约钢筋宜采用弯起式。
当内力按弹性理论计算时，所求得的弯矩是中间板带的最大弯矩，并由此求得板底配筋，而跨中弯矩沿着板长或板宽向两边逐渐减小，因此配筋应向两边逐渐减少。考虑到施工方便，将板在l1和l2方向各分为三个板带：两边板带的宽度为较小跨度l1的1/4；其余为中间板带。在中间板带均配置按最大正弯矩求得的板底钢筋，两边板带内则减少一半，但每米宽度内不得少于3根。而对支座边界板顶的负弯矩钢筋，为了承受板四角的扭矩，沿全支座宽度均匀配置。
按塑性理论计算时，钢筋可分带布置，但为了施工方便，也可均匀分布。
由于双向板短向正弯矩比长向的大，故沿短向的跨中受力钢筋应放在沿长向的受力钢筋下面。
（2）支座负钢筋的配置
沿墙边、墙角处的构造钢筋，与单向板楼盖设计相同。
1）简支双向板
在简支的双向板中，考虑到计算时未计及的支座部分约束作用，故每个方向的正钢筋均应弯起l/3。
2）固定支座的双向板及连续双向板
板底钢筋可弯起1/2～2/3作为支座负钢筋，不足时，则另外设置板顶负钢筋。
五、双向板支承梁计算
1.支承梁上的荷载
整体式双向板楼盖结构中，双向板支承梁的结构布置及基本尺寸确定，结构计算模型，结构控制截面及结构最不利荷载组合，结构分析和结构截面设计等，均与整体式单向板肋梁楼盖类同。
双向板肋梁楼盖与单向板肋梁楼盖的主要不同在于板传递给 支承梁的荷载形式，单向板传递给次梁的荷载是均布的，而双向板传递给 梁的荷载较为复杂，要精确计算每根支承梁上分到的荷载是相当困难的，一般采用简化方法。即在每一区格板的四角作45°线(图11－40)，将板分成四个区域，每块面积内的荷载传给与其相邻的支承梁。这样，对双向板的长边梁来说，由板传来的荷载呈梯形分布；而对短边梁来说，荷载则呈三角形分布。
图11-40 双向板支承梁上的荷载面积
2．内力分析
双向板支承梁可按弹性理论或塑性理论进行内力分析。
（1）按弹性理论计算支承梁时，如图11-41所示，为了计算简化，对承受三角形和梯形荷载的连续梁，在计算内力时，可按支座弯矩相等的原则把它们换算成等效均布荷载(图2－6)，求得等效均布荷载作用下的支座弯矩，然后取各跨为隔离体，将所求该跨的支座弯矩和实际荷载一同作用在该跨梁上，按静力平衡条件求跨中最大弯矩。
图11-41 支承梁的荷载等效示意图
（2）按塑性理论设计
①首先按弹性理论计算其支座及跨中截面的最大弯矩值，然后根据连续梁塑性内力重分布设计原则计算其塑性弯矩值。
②各支座及跨中截面的塑性设计弯矩值可查阅有关手册的计算图表。
当考虑塑性内力重分布时，可在弹性分析求得的支座弯矩基础上，应用调幅法确定支座弯矩，再按实际荷载分布计算跨中弯矩。
3． 支承梁的配筋设计及构造要求
双向板支承梁的载面配筋计算和构造要求与单向板楼盖中的梁相同。
第二篇：自学考试 混凝土结构设计试题 4
全国2007年1月高等教育自学考试
混凝土结构设计试题
课程代码：02440
一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。
1．在楼层屈服强度系数的计算公式中，Vy或Ve的正确定义是（）
A．Ve为罕遇地震作用下楼层的弹塑性地震剪力
B．Ve为多遇地震作用下楼层的弹性地震剪力
C．Vy为按构件的实际配筋及材料强度设计值计算的楼层受剪承载力
D．Vy为按构件的实际配筋及材料强度标准值计算的楼层受剪承载力
2．对钢筋混凝土梁进行正常使用极限状态验算时，采用（）
A．材料强度设计值及荷载标准值
B．材料强度标准值及荷载设计值
C．材料强度标准值及荷载标准值
D．材料强度设计值及荷载设计值
3．对于多层多跨规则框架，当总高不大于50m时，其侧移主要是由（）
A．框架柱的轴向变形引起的B．框架柱的剪切变形引起的C．框架梁、柱的剪切变形引起的D．框架梁、柱的弯曲变形引起的4．为避免在框架结构中设置变形缝，应采取一定措施。下列措施中不正确的是（）
A．调整平面尺寸、形状、体型
B．分阶段施工、设置后浇带
C．做好保温隔热措施
D．梁柱中心线偏心控制在l／4柱宽范围内
5．“强柱弱梁”指的是（）
A．塑性铰首先出现在梁端
B．柱钢筋设计强度大于梁钢筋设计强度
C．塑性铰首先出现在柱端
D．柱混凝土强度等级大于梁混凝土强度等级
6．对于结构基本自振周期T1>1.4Tg的建筑，并有局部突出小屋时，附加的水平地震作
用Fn应置于（）
A．局部突出小屋的顶部
B．主体房屋的顶部
C．主体房屋的底部
D．主体房屋的中部
7．关于框架结构的特点，下列叙述中错误的是
A．现浇式框架结构的整体性好，抗震性能好
B．半现浇式框架结构是指梁、柱预制而楼板现浇的框架结构
C．装配式框架是指梁、柱及楼板均为预制，通过焊接拼装连接成整体的框架结构
D．现浇式框架结构的柱脚可以刚接，也可以铰接
8．关于框架-剪力墙结构的刚度特征值λ，下列说法中正确的是（）
A．λ越大，结构侧移曲线越接近于框架的侧移曲线
B．λ越大，剪力墙承担的层间剪力越多
C．λ越小，结构侧移越呈现剪切型的特点
D．λ越小，框架承担的层间剪力越多
9．剪力墙结构的侧移曲线为（）
A．弯曲型
B．剪切型
C．弯剪型
D．剪弯型
10．关于水平荷载作用下框架结构的内力与变形，下列说法中错误的是（）
A．框架结构外柱的轴力一般大于内柱的轴力
B．框架结构的层间剪力自顶层向下逐层递增
C．框架结构的层间水平位移与柱的线刚度无关
D．框架结构的层间水平位移自顶层向下逐层递增
11．用力法分析双肢墙连梁切口处产生的竖向相对位移(x)时，下列各项变形中不产生
竖向相对位移的是（）
A．连梁的轴向变形
B．连梁的弯曲变形和剪切变形
C．墙肢的轴向变形
D．墙肢的弯曲变形
12．单层厂房排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，（）
A．柱与屋架、基础铰接
B．柱与屋架、基础刚接
C．柱与屋架刚接、与基础铰接
D．柱与屋架铰接、与基础刚接
13．框架在水平荷载作用下，当其他参数不变时，各柱的反弯点高度（）
A．随上层框架梁线刚度的减小而升高
B．随上层框架梁线刚度的减小而降低
C．随上层层高的增大而降低
D．随下层层高的增大而升高
14．下列有关小开口剪力墙的叙述中，不正确的是（）
A．洞口立面面积大于墙总立面面积的15％
B．各层墙肢大部分出现反弯点
c．墙肢承受的整体弯矩不低于总弯矩的85％
D．墙肢承受的局部弯矩不超过总弯矩的15％
15．单层厂房排架柱内力组合时，每种组合都必须包括（）
A．恒荷载
B．吊车荷载
C．风荷载
D．屋面活荷载
16．我国《高层混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)根据高层钢筋混凝土建筑的最大适用高度，将其划分为（）
A．A级、B级、C级和D级四类
B．A级、B级和C级三类
C．A级和B级两类
D．甲级、乙级和丙级三类
17．下列破坏形态中，不属于超过承载力极限状态的是（）
A．滑移破坏
B．构件挠度超过规范要求
C．疲劳破坏
D．倾覆破坏
18．框架柱轴压比是框架柱轴向压力设计值与（）
A．柱核心区面积之比
B．柱全截面面积之比
C．柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比
D．柱核心区面积和混凝土轴心抗压强度标准值乘积之比
19．下列叙述中，错误的是（）
A．一次地震有多个烈度
B．一次地震有多个震级
C．地震震级是衡量一次地震所释放能量大小的尺度
D．震源在地面上的垂直投影点，称为震中
20．下列关于底部剪力法的适用条件的叙述，错误的是（）
A．高度不超过40m
B．以第一振型为主
C．第一振型接近于抛物线
D．质量和刚度沿高度分布比较均匀
二、填空题(本大题共10小题,每小题1分，共10分)
请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。
21．壁式框架柱子的侧移刚度D的计算，要考虑刚域的影响。刚域长度越大，所得D值越______。
22．单层厂房排架计算时，屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，仅取两者中的较
______值。
23．结构或构件承受荷载效应的能力，称为______.24．风荷载______系数主要与建筑物的体型和尺寸有关。
25．计算框架结构内力时，当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活荷载的最不利布置，但求得的框架_______弯矩应乘以放大系数。
26．以概率论为基础的极限状态设计方法是以______β来度量结构的可靠度的。
27．在计算现浇框架梁截面惯性矩I时应考虑______的影响。
28．为防止连梁发生______型剪切破坏，连梁截面剪力设计值应满足Vb≤0.25βcfcbbhb0的要求。
29．由于地壳运动使岩层断裂、错动而引起的地震，称为______地震。
30．抗震等级是根据设防烈度、_________、建筑类别、结构类型及构件的重要性程度来确定的。
三、问答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分)
31．非抗震设计时，单层厂房排架分析应考虑哪些活荷载的作用?
32．简要说明框架-剪力墙结构刚度特征值λ的物理意义。
33．简述用分层法计算竖向荷载作用下多层框架内力的主要步骤。
34．结合框筒结构的受力特点，说明角柱面积一般大于中柱面积的原因。
35．框架柱的主要抗震构造措施有哪些？
四、计算题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)
36．某排架计算简图如图所示。已知Wk=3kN，qlk=2.5kN/m，q2k=1.5kN／m；A、B柱截面形状和尺寸均相同，试用剪力分配法求A柱在图示荷载作用下的柱底弯矩。(提示：均布荷载作用下柱顶不动铰支座反力R=Cl1·q·H，Cll=0.4)
37．如图所示框架结构，括号内数值为各杆的线刚度，假定AB柱反弯点高度比为0.45，求第二层AB柱的B端弯矩MBA。
（提示：）
38．某单层厂房柱牛腿顶部作用的竖向力设计值为500kN，水平拉力设计值为150kN，竖向力至下柱边缘的水平距离为500mm，牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度为850mm，钢筋设计强度为300N/mm2。试计算牛腿纵向受拉钢筋的面积。
（提示：）
39．单质点结构体系如图示。当1kN水平力作用于柱顶时，柱顶产生的侧向位移为0.05mm；已知重力荷载代表值G=1500kN，地震影响系数最大值为0.16，特征周期为0.4s。试计算该体系的底部剪力。
（提示：）
40．某三层钢筋混凝土框架，底层层高3.9m，其余二层均为2.8m。已知各层重力荷载代表值分别为G1=13000kN,G2=11000kN，G3=12000kN；结构基本自振周期T1=0.45s；设计地震分组为第二组，II类场地；设防烈度为9度。试用底部剪力法计算水平地震作用下的底部剪力及二层剪力。
（提示：Tg=0.4s,）
第三篇：《混凝土结构设计A》作业
成绩：
混凝土结构设计形 成 性 考 核 册
专业：
土木工程（本科）
学号：
姓名：
赵德彬
河北广播电视大学开放教育学院（请按照顺序打印，并左侧装订）
A
混凝土结构设计（A）作业1
一、判断题 1.对于l2≥3的板，可按单向板进行设计，是由于单向板上的荷载主要沿板的短边方向传l1到相应的支承梁上，所以只需沿板的短跨方向布置受力筋，而沿板的长跨方向不必布置任何 钢筋。（错）
2.按弹性理论计算主梁支座截面的配筋时，其内力设计值应以支座边缘截面为准，即。M支=M支计算-V0b。（对）
3.不论静定和超静定的钢筋混凝土结构随外载的增大，均存在截面应力重分布的现象，而 塑性内力重分布只存在于超静定结构内，静定结构中不存在塑性内力重分布。（错）
4.肋形楼盖荷载传递的途径都是板→次梁→主梁→柱或墙→基础→地基。（对）
5．直接承受动荷载作用的结构构件可按塑性内力重分布法计算结构内力。（对）
6.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。（对）
7.对单向板肋梁楼盖的板，可沿板长跨方向取出1m宽的板带作为计算单元，代表整个板 的受力状态。（错）
8.由于无梁楼盖是高级超静定结构，而其内力的大小是按其刚度的大小进行分配，故柱上
板带的弯矩值比跨中板带的弯矩的绝对值大。（对）
9.求某跨跨内最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，同时两侧每隔两跨布置活荷载。（错）
10.钢筋混凝土超静定结构“破坏”的标志不是某个截面的“屈服”（出现塑性铰），而是形成
几何可变体系。（对）
二、选择题
1．钢筋混凝土塑性铰与普通铰的区别是（D）。
A．塑性铰可任意转动，普通铰只能单向转动 B．塑性铰转动幅度受限制，但可任意转动
C．塑性铰转动幅度受限制，其塑性区域为无限大 姓 D．塑性铰只能单向转动，且能承受定值的弯矩
2．按弹性理论计算钢筋混凝土连续板、次梁内力时，采用折算荷载的原因是（A）。
A．简化计算，修正忽略抗扭刚度的误差
B．考虑在计算简图中取支座中点间距为跨长
C．考虑板和次梁荷载的随机性
D．考虑板和次梁施工尺寸的误差
3．如图所示的四种受弯构件的正截面，（A）种截面的塑性转动能力最大。
4．按塑性内力重分布考虑，钢筋混凝土连续梁的破坏标志是（B）。
A．某截面钢筋屈服
B．整个梁成为可变体系
C．出现第一个塑性铰
D．某截面出现裂缝
5．在钢筋混凝土连续梁活荷载的不利布置中，若求支座的最大剪力，则其活荷载的正确布
置方法是（B）。
A．在该支座的右跨布置活荷载，然后隔跨布置
B．在该支座的相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置
C．在该支座的左跨布置活荷载，然后隔跨布置
6．按弹性理论计算钢筋混凝土连续板内力时，采用换算荷载的原因是（A）。
A．考虑次梁抗扭刚度的影响
B．考虑塑性内力重分布的有利影响
C．考虑板和次梁的荷载有可能比理论荷载大
D．考虑板在极限状态下形成拱的推力的影响
7．如下四个简图中，（D）图可考虑塑性内力重分布。
8.计算现浇单向板肋梁楼盖，板和次梁可采用折算荷载来计算，这是考虑：（B）。
A.在板的长跨方向也能传递一部分荷载
B.塑性内力重分布的有利影响
C.支座的弹性转动约束
D.出现活载最不利布置的可能性较小
9.四跨连续梁，为使第三跨跨中出现最大正弯矩，活荷载应布置在：（C）。
A.1、2、4跨
B.1、2、3跨
C.1、3跨
D.2、3跨
10.整体现浇肋梁楼盖中的单向板，中间区格的弯矩可折减20%，主要是考虑：（A）。
A.板内存在的拱作用
B.板的安全度较高，可进行折减
C.板上活载满布的可能性较小
D.板上荷载实际上也向长跨方向传递了一部分
三、简答题
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。
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；破坏机构，且其承载能力达到预计的极限荷载，这称为内力的完全重分布。
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，应增设钢筋商品混凝土过梁。（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：在进行钢筋商品混凝土连续梁、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商品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；商品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可由商品混凝土受压区高度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，受压区商品混凝土先压坏，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 > 0.3 ft/ fyv，以减少构件斜拉破坏的可能性。
四、计算题
混凝土结构设计A作业2
一、判断题
1．屋面板、屋架或屋面梁、托架、天窗架属于屋盖结构体系。屋盖结构分无檩屋盖和有檩 屋盖两种。（对）
2．排架结构型式是指钢筋混凝土排架由屋面梁（或屋架）、柱和基础组合，排架柱上部与屋
架刚接，排架柱下部与基础刚接的结构型式。（错）
3．屋面梁或屋架、横向柱列和基础等组成横向平面排架结构，它是单层厂房的基本承重结 构。（对）
4．由荷载的传递路线可以看出，作用在厂房结构上的大部分荷载（屋盖上的竖向荷载，吊 车上的竖向荷载和横向水平荷载，横向风荷载或横向地震作用，部分墙体和墙梁的自重以及 柱上的设备等荷载）都是通过纵向排架传给基础、再传到地基中去。（错）
5．一般单层厂房中，横向排架是主要承重结构，屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件。
（对）
6．伸缩缝从基础底面开始，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。（错）
7．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。（对）
8．单层厂房的支撑体系包括屋架支撑和柱间支撑两部分。（错）
9．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。（对）
10．纵向水平支撑布置在上弦平面端节点中。（错）
二、选择题
1．在单层厂房中，（A）属于屋盖结构体系。
A．屋面板、屋架或屋面梁、托架、天窗架
B．屋面板、屋架或屋面梁、横向柱列和基础
C．连系梁、托架、吊车梁和柱间支撑 姓 D．屋面板、屋架或屋面梁、纵向柱列和基础
2．排架结构型式是指钢筋混凝土排架由屋面梁（或屋架）、柱和基础组合，（C）的结构型式。
A．排架柱上部与屋架刚接，排架柱下部与基础铰接
B．排架柱上部与屋架刚接，排架柱下部与基础刚接
C．排架柱上部与屋架铰接，排架柱下部与基础刚接
D．排架柱上部与屋架铰接，排架柱下部与基础铰接
3．一般单层厂房中，（D）是主要承重结构，屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件。
A．屋面板
B．牛腿
C．托架
D．横向排架
4．钢筋混凝土排架厂房，除（C）一般需要自行设计外，其它构件大都有现成的标准图集。
A．屋面板与屋架
B．屋架与柱子
C．柱子与基础
D．屋面板与基础
5．（A）的作用是将墙体和柱、抗风柱等箍在一起，增加厂房的整体刚性，防止由于地基
发生过大的不均匀沉降或较大振动荷载引起的不利影响。
A．圈梁
B．连系梁
C．过梁
D．基础梁
6．单层厂房柱基础，当不设垫层时，钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于（C）。
A．25mm B．35mm C．70mm
D．80mm
7．单层厂房内内力组合时的控制截面应为（A）截面。
A．上柱的底部截面、牛腿的顶部面和下柱的底部
B．上柱的顶部截面、牛腿的顶部面和下柱的底部
C．上柱的底部截面、牛腿的底部面和下柱的底部
D．上柱的顶部截面、牛腿的顶部面和下柱的顶部
8．横向水平支撑布置在（A）温度区段的两端及厂房端部的第一或第二柱间。
A．温度区段的两端及厂房端部的第一或第二柱间
B．温度区段的两端及厂房端部的第二或第三柱间
C．温度区段的中间及厂房端部的第一或第二柱间
D．温度区段的中间及厂房端部的第二或第三柱间
9．单层厂房柱进行内力组合时，任何一组最不利内力组合中都必须包括（A）引起的内力。
A．恒载
B．吊车荷载
C．风荷载
D．雪荷载
10．（C）适用于有檩体系屋盖。
A．预应力混凝土屋面板
B．预应力混凝土单肋板
C．钢筋混凝土挂瓦板
D．钢筋混凝土屋面板
三、简答题
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。
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．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：钢筋商品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。4．一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做如下规定： 1）柱的下端与基础固结；
2）柱的上端与屋架（或屋面梁）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。5．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。6．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：
（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 7．什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。
8．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。
四、计算题
1．某钢筋混凝土柱牛腿，C20混凝土（ftk=1.5N/mm），Ⅱ级钢筋（fy=310N/mm）。
已知作用于牛腿顶部的吊车梁等自重标准值G
4,k22=35kN，吊车竖向荷载标准值Dmax,k=210kN，由使用活荷载产生的水平拉力标准值Fh,k=60kN。牛腿截面宽度b=400mm，高度h=800mm，竖向力作用点至下柱边缘的水平距离a =250mm。
（1）验算牛腿截面高度是否满足要求（裂缝控制系数β=0.7）；
（2）计算牛腿所需的纵向受拉钢筋面积As（纵筋保护层厚度α【解】
s=35mm）。
混凝土结构设计（A）作业3
一、判断题
1．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。（对）
2． 民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在 6～12 米之间，工业建筑的柱网尺寸一般在 6～ 9 米之间。（错）
3．伸缩缝主要使用来解决由于房屋过长所带来的温度应力问题，主要与房屋的长度有关。（对）
4．框架结构的近似手算方法，包括水平荷载作用下的分层法，竖向荷载作用下的反弯点法 和改进反弯点法（D 值法）。（错）
5．利用分层法进行框架结构竖向荷载作用下的内力分析时，必须考虑框架的侧移。（错）6．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。（对）
7．框架结构中，如果柱上下端转角相同，反弯点就在柱高的中央；如果柱上下端转角不同，则反弯点偏向转角较小的一端，亦即偏向约束刚度较大的一端。（错）
8．框架结构若某层柱的上下横梁线刚度不同，则该层柱的反弯点位置将向横梁刚度较小的 一侧偏移。（对）
9．必须指出，我国有关规范规定，弯矩调幅只对水平荷载作用下的内力进行，即竖向荷载 作用下产生的弯矩不参加调幅，因此，弯矩调幅应在内力组合之前进行。（错）
10．框架梁在截面配筋计算时应采用构件端部截面的内力，而不是轴线处的内力。（对）
二、选择题
1．框架柱的平面位置由房屋的使用要求形成平面柱网尺寸来确定，民用框架结构房屋常用 的柱网尺寸一般在（C）米之间。A．3～6 C．6～9 B．4～6 D．6～12
2．（B）优点在于开间布置比较灵活，但房屋的横向刚度较差，楼板的跨度也较大，因此 在实际工程中采用较少。
A．横向框架承重体系 B.纵向框架承受体系C．混合承重体系
3．(C）优点是可以有利于抵抗来自纵横两个方向的风荷载和地震作用，框架结构具有交好的整体工作性能。
A．横向框架承重体系
B.纵向框架承重体系 C．混合承重体系
4．伸缩缝的设置主要取决于（D）。
A．结构承受荷载大小 C．建筑平面形状 B．结构高度 D．结构长度 B．纵向框架承重体系 B．纵向框架承重体系
5．（B）是指梁、柱、楼板均为预制，通过焊接拼装连接成的框架结构。但整体性较差，抗震能力弱，不宜在地震区应用。
A．现浇框架 B.预制装配式框架 C．现浇预制框架
6．框架结构近似手算竖向荷载作用下的内力时，应采用（A）分层法。
A．分层法
B．改进反弯点法
C．位移法
D．力法
7．计算框架梁截面惯性矩 I 时应考虑楼板对它的影响。对（A），中框架取 I=2I0，边框架 取 I=1.5 I0；这里 I0 为矩形截面梁的截面惯性矩。
A．现浇楼盖
B.装配整体式楼盖 C．装配式楼盖
8．在采用分层法计算框架内力时（C）。A.．除底层外，其他各层柱的线刚度应折减
B．除底层外，其他各层柱的线刚度应增加
C．底层柱线刚度应折减，其他各层柱不变
D．各层柱的线刚度均不变
9．框架结构在节点水平集中力作用下，（B）。A．柱的弯矩图呈直线形，梁的弯矩图呈曲线形
B．梁的弯矩图呈直线形，柱的弯矩图呈曲线形
C．各杆的弯矩图都呈直线形
D．各杆的弯矩图都呈曲线形
10．对于（A）的框架结构，采用反弯点法计算所引起的误差能够满足工程设计的精度要 求。
A．层数较少，楼面荷载较大
B．梁柱线刚度较为接近
C．高层框架结构或抗震设计
D．梁的线刚度小于柱的线刚度
三、简答题
1．什么是框架结构？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。
2．框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围如何？
答：民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在6～9米之间，工业建筑的柱网尺寸一般在6～12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3～6米之间；工业建筑的层高一般在4～6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。
（1）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。
（2）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。
（3）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”。
四、计算题 4 1．图示两层两跨框架，试用分层法计算框架内力，并作出弯矩图。括号内数字表示各 杆件线刚度的相对值。（均布荷载下的梁固端弯矩为 M【解】
12ql）
2混凝土结构设计（A）作业4
一、判断题
1.肋形楼盖由板、次梁、主梁（有时没有主梁）组成。（对）
2．连续单向板的截面构造常用钢筋直径为6、8、10、12 mm。对于支座负弯矩钢筋，为防止施工中易被踩弯，宜采用较大直径（一般不小于10 mm）。（错）
3．l2/l1≤3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。（错）
4．进行单层厂房结构的内力组合时，可变荷载在任何一种内力组合下都存在。（错）
5．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。（对）
6．牛腿按其所受竖向荷载作用点到下柱边缘的距离a分为两类：当a0h≤时为短牛腿；当a0h>时为长牛腿。（对）
7．在考虑吊车横向水平荷载时，该跨必然相应作用有该吊车的竖向荷载；但在考虑该吊车竖向荷载时，该跨不一定相应作用有该吊车的横向水平荷载。（对）
8．框架结构的近似手算方法，包括竖向荷载作用下的分层法，水平荷载作用下的反弯点法和改进反弯点法（D值法）。（对）
9．框架节点区的混凝土强度等级，应不低于梁的混凝土强度等级。（对）
10．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）各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数；（2）各层柱的弯矩传递系数取为1/3。（错）
二、选择题
1．按弹性理论计算钢筋混凝土连续板内力时，采用换算荷载的原因是（D）A．考虑次梁抗扭刚度的影响
B．考虑塑性内力重分布的有利影响
C．考虑板和次梁的荷载有可能比理论荷载大
D．考虑板在极限状态下形成拱的推力的影响
2.塑性铰与理想铰的主要区别是：（C）。
A.塑性铰不能转动，而理想铰可在两个方向做无限的转动
B.理想铰集中于一点，故只能承受一定数值的弯矩，而塑性铰可承受较大的弯矩
C.塑性铰是单向铰，只能在弯矩作用方向做有限的转动，转动的大小受材料极限变形的限制
D.塑性铰集中于一点，而理想铰形成在一小段局部变形较大的区域
3.钢筋混凝土现浇楼盖，为短边的计算跨度，为长边的计算跨度：（B）。
A.当时，可按双向板进行设计
B.当时，可按双向板进行设计
C.当时，可按单向板进行设计
D.当，宜按单向板进行设计
4.连续单向板内跨的计算跨度：（B）。
A.无论弹性计算方法还是塑性计算方法均采用净跨
B.均采用支承中心间的距离
C.弹性计算方法采用净跨
D.塑性计算方法采用净跨
5．在单层厂房中，（A）等组成横向平面排架结构，它是单层厂房的基本承重结构。
A．屋面板或屋架、横向柱列和基础
B．屋面梁或屋架、横向柱列和基础
C．连系梁、托架、吊车梁和基础
D．屋面板或屋面梁、屋架和基础
6．单层厂房的屋盖结构分无檩体系和有檩体系两种。无檩体系由（B）大型屋面板、天窗架、屋架和屋盖支撑组成，I．大型屋面板
II．小型屋面板
III．天窗架
IV．屋架和屋盖支撑
A． I、II、III
B．I、II、IV
C．I、III、IV
D．II、III、IV
7．牛腿的弯压破坏多发生在（C）。
A．0.75 B．a/h0≤0.1且箍筋配制不足 C．0.75 D．a/h0≤0.1且受拉纵筋配制不足 8．框架梁在水平和竖向荷载共同作用下的控制截面为（B）。 A．梁的两端截面 B．梁的跨间最大正弯矩截面 C．梁的跨中截面 D．梁的两端截面和跨中截面 9．水平荷载作用下的多层框架结构，当某层其他条件不变，仅上层层高变小时，该层 柱的反弯点位置（D） A．向上移动 B．向下移动 C．不变 D．向上移动至2/3层高处 10．对于框架结构梁、柱的最不利内力组合，梁端截面为（A）。 A．+Mmax、-Mmax、Vmax B．+Mmax C．|M|max及相应的N、V D．Nmax及相应的M 三、简答题 1．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。 4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。计时可不进行抗剪承载力验算。 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0.3～0.8%。 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α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=∞，α=1。各种情况下的α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 四、计算题 1．某单层单跨厂房排架结构及风载体型系数如图所示，基本风压ω0203=./kNm，排架间距B=6m,柱顶标高+11.400m，室外地坪标高-0.300m，求作用于排架上的风荷载标准值qlk及Wk。 (提示：风压高度系数μz按内插法取值，离地面10m时，μz=1.0;离地面15m时，μz=1.14)【解】 《混凝土结构设计》复习要点(2012年) 1.梁板结构（计算题） （1）单向板、双向板的概念和划分界限； （2）活荷载最不利布置； （3）内力重分布的概念：①内力重分布的两个阶段；②内力重分布的应用； （4）钢筋混凝土受弯构件塑性铰的特性：①塑性铰的概念；②塑性铰的特点（a.单向转动：只能弯矩作用方向转动；b.塑性铰是一个范围，有一定长度，转动能力有限，受配筋率的限制；c.可传递弯矩）； （5）采用弯矩调幅法考虑结构内力重分布设计的原则（包括对材料和截面受压 区高度的要求）； （6）钢筋混凝土超静定结构的极限分析（参考补充例题）； （7）双向板在均布荷载作用下的裂缝分布，双向板的塑性铰线（参考补充材料）； （8）无梁楼盖的受力特点和裂缝形态，无梁楼盖常用的计算方法； （9）二阶段受力叠合梁的基本特征（正常使用阶段存在“受拉钢筋应力超前” 和“受压区混凝土应力滞后”现象，破坏时的弯矩基本相同但变形明显增大）。 2.单层厂房 （1）排架的计算假定和计算简图； （2）作用在排架上的荷载（掌握各种荷载值的计算方法，荷载的作用位置）； （3）等高排架的内力分析方法； （4）排架内力组合（控制截面，荷载效应组合，内力组合）； （5）牛腿的受力特点和破坏形态（弹性阶段的应力分布，裂缝的出现与开展，牛腿的主要破坏形态），牛腿截面尺寸的确定、承载力计算的原则； （6）柱下独立基础设计的步骤（确定基础底面尺寸，确定基础高度，底板配筋 计算，构造要求）； （7）吊车梁的受力特点。 3.钢筋混凝土框架结构 （1）多、高层建筑常用的结构体系（框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结 构、筒体结构及悬挂结构）及选用原则（按建筑物的高度、用途及抗震设防烈度选择）； （2）钢筋混凝土框架结构的种类和结构布置方案； （3）框架梁、柱截面尺寸（梁截面尺寸，柱截面尺寸，轴压比，梁截面惯性矩）； （4）框架在竖向荷载和水平荷载作用下内力分析的近似方法（计算假定、步骤、适用情况）； （5）框架侧移控制的内容，框架结构在水平力作用下的变形的组成[总体剪切变 形（由梁、柱弯曲变形引起），总体弯曲变形（由框架柱两侧柱的轴向变形引起）]； （6）框架结构荷载效应组合（控制截面及最不利内力，活荷载布置，荷载组合）； （7）钢筋混凝土框架结构常用的基础类型及计算步骤。 1钢筋和混凝土为什么能共同工作：①混凝土结硬后与钢筋之间产生良好的粘结力，使二者可靠地结合为一个整体，在荷载作用下共同变形。②钢筋与混凝土温度线膨胀系数接近，温度变化不致产生过大的温度应力而破坏两者粘结。③包裹在钢筋外围的混凝土可使钢筋免于锈蚀，保证了结构具有良好的耐久性。 2适筋梁正截面破坏过程：①混凝土未裂缝阶段：弯矩很小，梁处于弹性工作状态。挠度和弯矩关系接近线性变化。梁尚未出现裂缝，应力与应变成正比，钢筋与混凝土共同变形，共同受力。随着弯矩的增加，应变亦随之增加。当弯矩增加至开裂弯矩Mcr时，截面下缘混凝土应变达到极限拉应变，梁处于将裂未裂的极限状态，称为第I阶段末。Ia阶段的应力状态可作为抗裂计算的依据。②开裂阶段：弯矩超过开裂弯矩Mcr，梁纯弯段内受拉区最薄弱截面首先出现裂缝。裂缝截面处混凝土退出工作，钢筋应力较开裂前突然增大，因此，裂缝一旦出现，就具有一定的宽度，并向上不断发展。当受拉钢筋的应力达到屈服强度fy时，标志着本阶段的结束。第Ⅱ阶段的应力状态可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算依据。③破坏阶段：当受拉钢筋的应力达到屈服强度fy后，应力将保持不变，但应变急剧增大。裂缝进一步扩展，中性轴上升，混凝土受压区面积进一步减少。当受压区外边缘混凝土应变达到极限压应变时，称为第Ⅲ阶段末，表现为混凝土被压碎，标志梁的破坏。Ⅲ a时的应力状态可作为受弯构件正截面承载力计算的依据。 3无腹筋简支梁的斜截面破坏形态：①斜压破坏：当剪跨比m较小时（一般m≦1，均布荷载下跨高比l/h<=3）发生斜压破坏。特点是：斜裂缝细而密，破坏时的荷载也明显高于斜裂缝出现时的荷载。原因：由于主压应力超过了斜向受压短柱混凝土的抗压强度。②剪压破坏：当剪跨比m适中时（一般1 4纵向钢筋的作用：①与混凝土共同承受压力，可以减小截面尺寸②承受可能出现的弯矩作用，以及混凝土收缩、温度变化引起的拉应力③减小混凝土的徐变变形④防止突然出现的脆性破坏。箍筋设置在纵向钢筋外围，其作用：①防止纵向钢筋局部压曲②与纵向钢筋形成骨架③螺旋箍筋能提高核心混凝土的强度，提高抗压承载力④改善构件破坏时的脆性。 5对变形（挠度）进行控制的目的：①使用功能的要求②外观要求 对裂缝加以控制的目的：①防止钢筋腐蚀，提高构件的耐久性②结构外观的要求 6正截面承载力计算的基本假定：①截面应变保持平面②裂缝出现后，不考虑受拉区混凝土的抗拉作用，拉力全部由钢筋承担。③混凝土受压的应力—应变关系可以用确定的曲线来描述。④钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其强度设计值。 7预应力损失：在预应力混凝土构件施工及使用过程中，预应力钢筋的张拉应力值由于张拉工艺和材料特性等原因逐渐降低，这种现象称为预应力损失。类型及减小措施：⑴预应力钢筋与管道壁之间的摩擦损失 措施：①两端同时张拉，②对钢筋进行超张拉⑵锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩损失 措施：①采用超张拉②选用变形小的锚具⑶预应力钢筋与台座之间的温差损失 措施：①采用钢台座②采用两次升温法⑷混凝土弹性压缩引起的损失 措施：①对先张拉的钢筋进行超张拉 ②对先张拉的钢筋进行重复张拉⑸钢筋的松弛引起的损失 ⑹混凝土收缩和徐变损失。第四篇：《混凝土结构设计》复习要点(2012)
第五篇：混凝土结构设计期末考试总结
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