混凝土结构设计复习题(2)

2018-12-19 23:21

36.什么是预应力混凝土?分为几类? 预应力混凝土是按照需要,预先引入某种量值与分布的内应力,以局部或全部抵消使用荷载产生的应力的一种混凝土结构;按施工工艺先张法后张法;按受力特点全预应力,后预应力,有粘结预应力,无粘结预应力

37.单层厂房结构类型有哪些?适用范围如何? 单层厂房依据其跨度、高度和吊车起重量等因素的不同可采用混合结构、混凝土结构或钢结构;无吊车或吊车吨位不超过50KN,跨度在15m以内,柱顶标高不超过8m且无特殊工艺的小型厂房可采用砖柱、钢筋混凝土屋架或钢屋架组成的混合结构;对厂房内有重型吊车、跨度大于36m或有特殊工艺的厂房,可采用全钢结构或钢筋混凝土柱与钢屋架组成的结构;除此之外一般采用混凝土结构,而且无特殊情况之外一般采用装配式混凝土结构。

38.单层厂房有哪些构件组成?有什么作用? 屋盖结构:屋盖结构由排架柱顶以上各部分构件组成,其主要作用是围护和承重,以及采光和通风;纵、横向平面排架:横向平面排架由横梁和横向柱列组成是厂房的基本承重结构,纵向平面排架由连系梁,吊车梁,纵向柱列和柱间支撑组成,其作用是保证厂房结构的纵向稳定性和刚度,承受吊车纵向水平将荷载纵向地震作用温度应力以及作用在山墙及天窗并通过屋盖结构传来的纵向风荷载等;围护结构:包括纵墙山墙抗风柱连系梁基础梁等构件,主要承受墙体和构件自重及作用在墙面上的风荷载

39.单层厂房结构布置的内容和要求是什么?结构布置的目的何在? 单层厂房结构布置包括结构平面布置、支撑布置和围护布置等。对装配式钢筋混凝土排架结构,合适的支撑(包括屋盖支撑和柱间支撑)布置可以保证厂房的整体刚度和稳定性,有效地传递水平荷载。因此,设计师一定要合理地布置支撑体系

40.变形缝有哪几种?各有什么特点?如何设置? 变形缝是伸缩缝、沉降缝和防震缝的总称。建筑物在外界因素作用下常会产生变形,导致开裂甚至破坏。变形缝是针对这种情况而预留的构造缝。

伸缩缝:建筑构件因温度和湿度等因素的变化会产生胀缩变形。为此,通常在建筑物适当的部位设置垂直缝隙,自基础以上将房屋的墙体、楼板层、屋顶等构件断开,将建筑物分离成几个独立的部分。为克服过大的温度差而设置的缝,基础可不断开,从基础顶面至屋顶沿结构断开。防震缝:为使建筑物较规则,以期有利于结构抗震而设置的缝,基础可不断开。它的设置目的是将大型建筑物分隔为较小的部分,形成相对独立的防震单元,避免因地震造成建筑物整体震动不协调,而产生破坏。在抗震设防区,沉降缝和伸缩缝须满足抗震缝要求。沉降缝:指同一建筑物高低相差悬殊,上部荷载分布不均匀,或建在不同地基土壤上时,为避免不均匀沉降使墙体或其它结构部位开裂而设置的建筑构造缝。沉降缝把建筑物划分成几个段落,自成系统,从基础、墙体、楼板到房顶各不连接。缝宽一般为30~70毫米。将建筑物或构筑物从基础至顶部完全分隔成段的竖直缝。借以避免各段不均匀下沉而产生裂缝。通常设置在建筑高低、荷载或地基承载力差别很大的各部分之间,以及在新旧建筑的联接处

41.单层厂房中有哪些支撑?有什么作用?如何布置?如何传力? 屋架间的垂直支撑及水平系杆:作用,保证屋架的整体稳定,当吊车工作时防止屋架下弦发生侧向颤动。屋架间的横向水平支撑:作用,形成刚性框架,增强屋盖的整体刚度,保证屋架上弦或屋面梁上翼缘的侧向稳定,同时可将抗风柱传来的风力传递到纵向排架柱顶。屋架间的纵向水平支撑:作用,提高厂房刚度,保证横向水平力的纵向分布,加强横向排架的空间工作。天窗架间的支撑:作用,天窗架间的支撑包括天窗架上弦横向水平支撑和天窗架间的垂直支撑,前者的作用是传递天窗端壁所受的风力和保证天窗架上弦的侧向稳定,后者的作用是保证天窗架的整体稳定,应在天窗架两端的第一柱间设置。柱间支撑:作用,承受抗风柱和屋盖横向水平支撑传来的山墙风载,由屋盖结构传来的纵向水平地震作用及吊车梁传来的吊车纵向水平制动力,提高厂房纵向刚性和稳定性。

42.单层厂房纵向、横向的水平荷载是怎样传递的?(单层厂房主要荷载的传力途径是怎样的?) 横向水平荷载通过平面排架传递至基础;纵向水平何在通过纵向平面排架传递至基础

43.怎么确定排架计算单元和计算简图?有些什么假定? 单层厂房的计算单元一般是根据排架的受力状况选取的,如各榀排架的几何尺寸相同,则可直接根据其负载情况确定,计算单元选定之后,为了简化计算,还要根据厂房结构的实际构造和实践经验确定计算简图,可作如下假定:1柱下端嵌固于基础中,固定端位于基础顶面2柱顶与屋架或屋面梁为铰接,只能传递竖向轴力和水平剪力,不能传递弯矩3横

梁为轴向刚度很大的刚性连杆

44.排架上有哪些荷载?位置怎样? 1恒载:屋盖恒载G1,悬墙自重重力荷载G2,吊车梁和轨道及连接件重力荷载G3,柱自重重力荷载G4;2屋面可变荷载:屋面均布活载,屋面雪荷载,屋面积灰荷载;3风荷载4吊车荷载:吊车竖向荷载,吊车横向水平荷载,吊车纵向水平荷载

45.吊车工作制根据什么区分?软钩吊车和硬钩吊车有何区别? 吊车工作制按照其工作繁重程度和利用次数区分;软钩吊车是指用钢索通过滑轮组带动吊钩起吊重物;硬钩吊车是指用刚臂起吊重物或进行操作

46.剪力分配法的基本原理是什么?何谓“柔度”、“抗剪刚度”和“剪力分配系数? 一般指排架结构计算中,排架顶部的剪力根据各柱的抗侧移刚度分配,各柱剪力值之和等于排架的总剪力;是指构件在轴向受力的情况下,沿垂直轴向方向发生变形的大小;抗剪刚度是指发生单位剪切 变形需要的剪力;当结构受到一个方向的剪力作用时,其剪切变形为在弹性阶段随着高度(或者长度)的变化遵循线性规律,可以用一个带参数的量来表示,这个带参数的量就是“剪力分配系数”。

47.什么是荷载组合?组合原则是什么?为什么引入荷载组合系数? 荷载组合指的是根据使用要求、自然条件、荷载发生频率等,由规范规定在设计时应考虑可能在结构上同时出现的若干荷载。原则分为承载力极限组合和正常使用极限组合,引入荷载组合系数是因为各种荷载同时出现的概率较小,引入荷载组合系数对荷载进行折减

48.什么是内力组合?怎样组合?控制截面有哪些?为什么? 内力组合就是根据各种荷载可能同时出现的情况,求出在某些荷载作用下,柱控制截面可能产生的最不利内力,作为柱和基础配筋计算的依据;一般是分别算各种荷载单独作用时柱各截面的内力值,同时还要考虑这些荷载同时出现的可能性,进行内力组合;上柱柱底截面:对上柱来说,柱底截面的弯矩和轴力比其他截面大;对下柱来说,一般牛腿面处弯矩最大,在风荷载和吊车横向水平荷载作用下,柱底截面弯矩最大,因此下柱通常取牛腿面和柱底截面作为控制截面;当上柱坐拥有较大的集中荷载是,根据其内力加选集中荷载作用处的截面作为控制截面

49.什么是整体空间作用?哪些荷载作用下厂房的整体空间作用最明显?单层厂房的整体空间作用的程度和哪些因素有关? 排架与排架,排架与山墙之间的相互制约作用成为厂房的整体空间作用;吊车荷载;屋盖刚度,上墙刚度,山墙间距,荷载类型

50.排架柱的类型、截面尺寸和配筋如何确定? 矩形截面柱h≤700;工字型截面柱h=600-1400;双肢柱:小型h=500-800;大型h≥

1600;管柱h=400,h=700-1500 51.牛腿有哪些类型?各有何受力特点?短牛腿可能发生哪几种破坏?牛腿的尺寸和配筋如何确定?影响短牛腿破坏形态的主要因素是什么? 类型:长牛腿,短牛腿;弯压破坏,斜压破坏,剪切破坏;一般以不出现斜裂缝作为控制条件来确定牛腿的尺寸截面,牛腿纵向受力钢筋根据斜截面受弯承载力计算及纵筋构造要求配置,水平箍筋和弯起筋根据构造要求配置;剪跨比,混凝土强度和箍筋用量

52.什么是排架结构?简述排架结构设计的主要内容和步骤是的什么? 排架结构由屋架或屋面梁、柱和基础组成,柱顶与屋架铰接,柱底与基础顶面刚接。是单层厂房结构的基本结构形式;1结构布置2构建类型与截面尺寸确定3内力分析4内力组合5柱的设计6基础设计

53.什么是框架结构?哪些情况下采用?简述框架结构设计的主要内容和步骤是什么? 框架结构是由横梁和立柱组成的杆件体系,节点全部或大部为刚性连接;层数不超过20层,使用空间大便于布置一.确定结构方案与结构布置二.初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级三.重力荷载计算四.框架侧移刚度计算六.风荷载作用下弹性位移验算七.竖向荷载作用下框架内力计算八.内力组合

九.竖向荷载作用下楼屋盖设计十.梁柱截面配筋节点构造十一.基础设计

54.框架有哪几种承重布置方式?各有何特点?框架结构布置原则是什么? 框架(砼框架)大致分为三类:横向框架,纵向框架,纵横向框架

横向框架:是指在建筑物横向布置框架主梁,纵向布置连系梁;该框架布置有利于提高建

筑物的横向抗侧刚度,同时对于采光有利纵向框架:指在纵向布置框架主梁,所以横梁高度较小,管道布置便利,同时获得了较大的净空纵横向框架:一般用于预制板铺设楼盖的情况布置原则:计算方便,传力路径合理,满足建筑的相关使用要求,考虑部分构件的制作工艺。

55.如何确定框架计算简图及其上荷载? 一般情况下,框架结构忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的抗扭作用,将框架结构简化为沿横方向和纵方向的平面框架,承受竖向荷载和水平荷载,进行内力和位移计算。结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析,若作用于纵向框架上的荷载各不相同,则必要时应分别进行计算。框架结构的节点在常见的现浇钢筋混凝土结构中,梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入节点区,这时节点应简化为刚接节点;对于现浇钢筋混凝土柱与基础的连接形式,一般也设计成固定支座,即为刚性连接。作用于框架结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载两种。竖向荷载包括结构自重及楼(屋)面活荷载,一般为分布荷载,有时也有集中荷载。水平荷载包括风荷载和水平地震作用,一般均简化成节点水平集中力。

56.框架内力计算有哪些近似的计算方法?各有什么计算假定和适用范围? 1分层法:基本假定a在竖向荷载作用下,框架侧移小,因而忽略不计b每层梁上的荷载对其他各层梁影响很小,可以忽略不计。因此,每层梁上荷载只在该层梁与该层梁相连的柱上分配和传递2反弯点法:反弯点法假定除底层外各层上、下柱两端转角相同,反弯点位置固定不变;3门架法:基本假定①梁柱反弯点位置位于它们的中点处②柱中点处的水平剪力按各柱支承框架梁的长度与框架总宽度之比进行分配

57.框架内力计算分别要计算梁、柱的哪些内力? 竖向荷载作用下,框架梁产生的内力包括弯矩、剪力。框架柱产生的内力包括弯矩、剪力和轴力。如果竖向荷载与框架梁不在同一个平面内,则还可能产生扭矩。

59.框架梁、柱各有哪些控制截面?各控制截面上的最不利内力如何?以某一控制截面为例,怎样布置活荷载方能出现最不利内力?

梁:左端支座截面,跨中截面,右端支座截面;柱:柱顶截面和柱底截面

60.设计框架结构构件时,如何进行最不利内力组合? 分别对框架梁和框架柱进行内力组合,组合项包括恒载,活载和风载等

61.框架梁、柱及结点主要应满足哪些构造要求? 框架梁沿梁全长截面和底面应至少各配置两根纵向钢筋,直径不应小于12mm。纵向钢筋的最小配筋率不应小于0.2和45ft/fy中的较大者;柱中全部纵向钢筋最小配筋率不应小于0.6%,且柱截面每一侧纵向钢筋的配筋率不应小于0.2%;节点内箍筋配置应符合柱中箍筋的有关规定,但箍筋间距不应大于250mm。对四边有梁与之相连的节点,可沿节点周边设置矩形箍筋

62.多层框架结构的柱下基础有哪些类型?如何确定柱下单独基地、条形基础、十字形基础的基底反力、基底平面尺寸,基础高度和基底配筋?

多层框架结构的基础,一般有柱下独立基础、条形基础、十字形基础、片桩基础,必要时也可采用箱形基础或桩基等。(1)条形基础呈条状布置,,横截面一般呈倒T形,其作用是把各柱传来的上部结构的荷载较为均匀地传给地基,同时把上部各报框架结构连成整体,以增加结构的整体性,减少不均匀沉降。条形基础可沿纵向布置,亦可沿横向布置。(2)十字形基础布置成十字形,,即沿柱网纵横方向均布置条形基础,既扩大了基底受荷面积,又可使上部结构在纵横两向都有联系,具有较强的空间整体刚度。(3)若十字形基础的底面积不能满足地基的承载力与上部结构容许变形的要求,则可扩大基础底面积直至使底板连成一片,即成为片筏基础。片筏基础可做成平板式或梁板式。平板式片筏基础实际上是一片等厚的平板,施工简单方便,但混凝土用量大;梁板式片筏基础一般沿柱网纵横方向布置肋梁因而可减小底板厚度,增强结构刚度,但施工较为复杂。基础类型的选择,取决于现场的工程地质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基土不均匀沉降及倾斜的敏感程度以及施工条件等因素。设计时应进行必要的技术经济比较,综合考虑后确定;根据柱的底部内力、地基承载力特征值、埋深等条件,按《建筑地基基础设计规范》中的公式计算

什么叫预应力损失?有哪些因素引起预应力损失? 答:由于预应力施工工艺和材料性能等种种原因,使得预应力钢筋中的初始预应力,在制作运输、安装及使用过程中不断降低。这种现象称为预应力损失。

预应力损失从张拉钢筋开始到整个使用期间都存在。按引起预应力损失的因素分,主有以下

几种:(1)张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失,记为σl1。(2)预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失,记为σl2。(3)预应力钢筋与台座间温差引起的预应力损失,记为σl3。(4)钢筋的应力松弛引起的预应力损失,记为σl4。(5)混凝土收缩和徐变引起的预应力损失,记为σl5。(6)环形构件用螺旋式预应力钢筋作配筋时,由于混凝土的局部挤压引起预应力损失,记为σl6。

减少预应力损失的有效措施有哪些? 答:(1)尽量减少所用垫板的数量,选择变形及钢筋内缩小的锚具,尽可能增加先张法张拉台座的长度,以减小锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1。(2)采取超张拉方法,既可减小预应力筋与管道壁之间的摩擦损失σl2,又可减小钢筋应力松弛损失σl4。(3)对后张法中预应力曲线钢筋进行两端张拉,可适当减小σl2。(4)采用两次升温养护方法,即先

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常温养护,待混凝土强度fcu’达7.5~10 N/mm时,再逐渐升温至规定的养护温度,由于此时钢筋与混凝土之间已产生黏结力,变形一致,故可减少温差损失σl3。另外对于在钢模上张拉的先张法构件,当钢模与构件一起加热养护时可不考虑温差损失σl3。(5)采用高强度等级的混凝土,减小水泥用量,降低水灰比,采用级配好的骨料,加强混凝土振捣和养护,可有效减小混凝土收缩、徐变损失σl5。(6)合理选择施加预压应力时的混凝土立方体抗压强度fcu’,或适当控制混凝土的预压应力σpc,使σpc/fcu’≤0.5,防止发生非线性徐变,可达到减小σl5的目的。


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