鋼筋混凝土設計原理課后習題答案

1、 第十一章1什么是單雙向板？怎樣加以區(qū)別？其傳力路線有和特征？單向板：荷載作用下，只在一個方向或主要在一個方向彎曲的板。 雙向板：荷載作用下，在兩個方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板。（1） 對兩對邊支承的板，應按單向板計算。（2） 對于四邊支承的板 應按雙向板計算； 宜按雙向板計算；按沿短邊方向受力的單向板計算 時，應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋； 可按沿短邊方向受力的單向板計算。 單向板沿短邊方向受力，特征個方向彎曲雙向板雙向受力特征兩個方向彎曲2什么叫截面的彎曲剛度？什么叫截面豎向彎曲剛度？截面的彎曲剛度：使構(gòu)件截面產(chǎn)生單位曲率需施加的彎矩值截面豎向彎曲剛度：使構(gòu)件截面產(chǎn)生單位撓度

2、需施加的豎向均布荷載3現(xiàn)澆單向板的設計步驟是什么？（1） 結(jié)構(gòu)平面布置，并擬定板厚和主、次梁的截面尺寸 （2） 確定梁、板得計算簡圖 （3） 梁、板的內(nèi)力分析 （4） 截面配筋及構(gòu)造設施 （5） 繪制施工圖4單向板肋梁樓蓋其板、次梁、主梁的跨度如何確定？工程常用的數(shù)值分別是多少？板的跨度：次梁的間距 單向板：1.7-2.5 m荷載大時取較小值，一般3m次梁的跨度：主梁的間距 次梁： 4-6 m主梁的跨度：柱或墻的間距 主梁： 5-8 m5單向板肋梁樓蓋的布置方式都有哪幾種？1）主梁橫向布置，次梁縱向布置優(yōu)點：主梁與柱可形成橫向框架，橫向抗側(cè)移剛度大各榀橫向框架間由縱向的次梁相連，房間整體性較好

3、由于外墻處僅設次梁，故窗戶高度可開大些，對采光有利（2） 主梁縱向布置，次梁橫向布置（3） 優(yōu)點：減小了主梁的截面高度，增加了室內(nèi)凈高 適用于：橫向柱距比縱向柱距大的多的情況 3）只布置次梁適用于：有中間走道的砌體墻承重的混合結(jié)構(gòu)房屋6什么是結(jié)構(gòu)物的計算簡圖？包括那幾方面的內(nèi)容？結(jié)構(gòu)物的計算簡圖包括計算模型，計算荷載兩個方面1）簡化假定和計算模型：簡化假定1）支座可以自由轉(zhuǎn)動，無豎向位移2）不考慮薄膜效應對板內(nèi)力的影響3）忽略板、次梁連續(xù)性，按簡支構(gòu)件計算支座反力4）實際跨數(shù)5跨時等跨或跨度差10%且各跨受荷相同的連續(xù)梁按5跨計算 計算模型： 連續(xù)板或連續(xù)梁（2）計算單元及從屬面積板計算單元：

4、1m寬板帶 次梁荷載范圍 ：次梁左右各半跨板 主梁荷載范圍 ：主梁左右各半個主梁間距，次梁左右各半個次梁間距 （3）彈性理論計算跨度中間跨 邊跨 板梁 （4）荷載取值 板和次梁的折算荷載為了考慮次梁或主梁的抗扭剛度對內(nèi)力的影響，采用增大恒載，減小活載的辦法 板 次梁 7、單向板肋梁樓蓋的計算假定有哪些？答：、支座可以自由轉(zhuǎn)動，但沒有豎向位移;、不考慮薄膜效應對板內(nèi)力的影響；、在確定板傳給次梁的荷載以及次梁傳給主梁的荷載時，分別忽略板、次梁的連續(xù)性，按簡支構(gòu)件計算支座豎向反力；、跨數(shù)超過5跨的連續(xù)梁、板，當各跨荷載相同，且跨數(shù)相差不超過10%時，可按5跨的等跨連續(xù)梁、板計算。8什么是折算荷載法？

5、為什么采用折算荷載？如何折算？答：折減荷載法：當主梁的線剛度比次梁的線剛度大得多時，主梁變形對次梁內(nèi)力的影響才比較小。次梁變形對板的內(nèi)力影響也是這樣。如果考慮這種影響，內(nèi)力分析就相當復雜，因此考慮折算荷載法。通?；炷林桥c主梁剛接的，柱對主梁彎曲轉(zhuǎn)動的約束力取決于主梁線剛度與柱線剛度之比，當比值較大時約束能力較弱。一般認為，當主梁線剛度與柱子線剛度之比大于5時，可忽略這種影響，按連續(xù)梁計算模型計算主梁，否則應按梁、柱剛接的框架模型計算。9什么是薄膜內(nèi)力？如何考慮薄膜內(nèi)力的有效作用？答：四周與梁整體連接的低配筋率板，臨近破壞時其中和軸非常接近板的表面。因此，在純彎矩作用下，板的中平面位于受拉區(qū)

6、，因周邊變形受到約束，板內(nèi)將存在軸向壓力，這種軸向力一般稱為薄膜力。為了簡化計算，在內(nèi)力分析時，一般不考慮板的薄膜效應。這一有利效應將在板的設計時，根據(jù)不同的支座約束情況，對板的計算彎矩進行折減。10、理論上的計算跨度指的是什么？答：從理論上講，某一跨的計算跨度應取為該跨兩端支座處轉(zhuǎn)動點之間的距離。11、什么是荷載的最不利布置位置？連續(xù)梁板的最不利內(nèi)力的布置規(guī)律是什么？答：活荷載時有時無，為方便設計，規(guī)定活荷載是以一個整垮為單位來變動的，因此在設計連續(xù)梁、板時，應研究活荷載如何布置將使梁、板內(nèi)某一截面的內(nèi)力絕對值最大，這種布置稱為活荷載的最不利布置。最不利內(nèi)力的布置規(guī)律：、求某跨跨內(nèi)最大正彎矩

7、時，應在本跨布置活荷載，然后隔跨布置；、求某跨跨內(nèi)最大負彎矩時，本跨不布置活荷載，而在其左右臨跨布置，然后隔跨布置；、求某支座絕對值最大的負彎矩或支座截面左、右截面最大剪力時，應在該支座左、右兩跨布置活荷載，然后隔跨布置。12、什么是內(nèi)力包絡圖？都有哪些內(nèi)力包絡圖？答：內(nèi)力包絡圖是指每一跨內(nèi)所有截面的最大彎矩和最大剪力的變化情況，即內(nèi)力疊合圖形的外包線。有彎矩包絡圖和剪力包絡圖。13如何確定支座彎矩和剪力的設計值？ 答：正截面受彎承載力和斜截面承載力的控制界面應在支座邊緣，內(nèi)力設計值應以支座邊緣截面為準，故?。?彎矩設計值：M=Mc-Vo*b/2 剪力設計值：均布荷載：V=Vc-（g+q）*b

8、/2集中荷載：V=VcMc、Vc支承中心處的彎矩、剪力設計值Vo按簡支梁計算的支座剪力設計值 b支座寬度14什么是內(nèi)力重分布？什么是應力重分布？都可以在什么結(jié)構(gòu)中發(fā)生？ 答：內(nèi)力重分布：由于超靜定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的非彈性性質(zhì)而引起的各界面內(nèi)力之間的關(guān)系不再遵循線彈性關(guān)系的現(xiàn)象,只用于超靜定結(jié)構(gòu)中。 應力重分布：由于鋼筋混凝土的非彈性性質(zhì)，使截面上應力的分布不再服從線彈性分布規(guī)律的現(xiàn)象，是指截面高度應力分布的非彈性關(guān)系。用于超靜定和靜定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中。15什么是塑性鉸？塑性鉸有什么特點？與普通膠有什么區(qū)別？ 答：在彎矩基本維持不變的情況下，截面曲率激增，形成一個能轉(zhuǎn)動的“鉸”，這種鉸成為塑性鉸

9、。特點：與普通鉸的區(qū)別：理想鉸不能承受任何彎矩，而塑性鉸則能承受基本不變的彎矩；理想餃集中于一點，塑性鉸則有一定的長度；理想鉸在兩個方向都可產(chǎn)生無限的轉(zhuǎn)動，而塑性鉸則是有限轉(zhuǎn)動的單向鉸，只能在玩具作用方向做有限的轉(zhuǎn)動。16有幾種塑性鉸？工程上應設計成哪種塑性鉸？ 答：塑性鉸有鋼筋鉸和混凝土鉸。鋼筋鉸：對于配置具有明顯屈服點鋼筋的適筋梁，塑性鉸形成的起因是受拉鋼筋先屈服。出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的超筋截面或小偏心受壓構(gòu)件中?；炷零q：當截面配筋率大于界限配筋率，此時鋼筋不會屈服，轉(zhuǎn)動主要是有受壓區(qū)混凝土的非彈性變形引起。出現(xiàn)在受彎構(gòu)件的適筋截面或大偏心受壓構(gòu)件中。為了保證結(jié)構(gòu)有足夠的變形能力，塑性鉸應設計

10、成轉(zhuǎn)動能力大，延性好的鋼筋鉸。17影響塑性內(nèi)力重分布的因素有哪些？塑性內(nèi)力重分布的適用條件？ 答：影響塑性內(nèi)力重分布的主要因素：塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力。主要取決于縱向鋼筋的配筋率、剛才的品種和混凝土的極限壓應變值。斜截面受剪承載力。不宜采用條件：在使用階段不允許出現(xiàn)裂縫或?qū)α芽p開展有較嚴格限制的結(jié)構(gòu)，入入水池池壁，自防水屋面，以及處于侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)；直接承受動力和重復荷載的結(jié)構(gòu)；預應力結(jié)構(gòu)和二次受力疊合結(jié)構(gòu)；要求有較高安全儲備的結(jié)構(gòu)。18 什么是調(diào)幅法？調(diào)幅法的設計原則是什么？如何進行調(diào)幅？ 彎矩調(diào)幅法是一種考慮塑性內(nèi)力重分布計算超靜定混凝土結(jié)構(gòu)的一種實用設計方法，它把連續(xù)梁、板按彈性理論算得的

11、彎矩值和剪力值進行適當?shù)恼{(diào)整，通常是對那些彎矩絕對值較大的截面彎矩進行調(diào)整，然后按調(diào)整后的內(nèi)力進行截面設計。設計原則 彎矩調(diào)幅后引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖形和正常使用狀態(tài)的變化，應進行驗算，或有結(jié)構(gòu)措施加以保證。受力鋼筋宜采用HRB335、HRB400級熱軋鋼筋，混凝土強度等級宜在C20C45范圍內(nèi)。截面相對受壓區(qū)高度應滿足0.100.35.調(diào)幅法按下列步驟進行用線彈性方法計算，并確定荷載嘴部利布置下的結(jié)構(gòu)控制截面的彎矩最大值Me，采用調(diào)幅系數(shù)降低各支座截面彎矩，即設計值按下式計算，M=（1-）Me結(jié)構(gòu)的跨中截面彎矩值應取彈性分析所得的最不利彎矩值和按下式計算值中之較大值M=1.02Mo-(Ml+Mr)/

12、2調(diào)幅后，支座和跨中截面的彎矩值均不小于Mo的1/3各控制截面的剪力設計值按荷載最不利布置和調(diào)幅后的支座彎矩由靜力平衡條件計算確定。19 連續(xù)板、連續(xù)次梁如何進行配筋？什么情況下可采用構(gòu)造配筋？ 連續(xù)板的配筋構(gòu)造，包括板中受力筋和構(gòu)造鋼筋。受力筋由計算確定，有承受負彎矩的板面負筋和承受正彎矩的板底正筋兩種。配筋方式有彎起式和分離式兩種。構(gòu)造鋼筋包括五種。連續(xù)次梁的配筋方式包括彎起式和連續(xù)式兩種。（2）滿足彎矩和剪力作用下的結(jié)構(gòu)配筋要求20 板有幾種構(gòu)造鋼筋？都是什么鋼筋？有什么作用？主梁如何進行配筋？（1）5種。分布鋼筋，溫度鋼筋，與主梁垂直的附加負筋，與承重砌體墻垂直的附加負筋，板角附加短鋼

13、筋。分布鋼筋，澆筑混凝土時固定受力鋼筋的位置，承受混凝土收縮和溫度變化所產(chǎn)生的內(nèi)力，承受并分布板上局部荷載產(chǎn)生的內(nèi)力，對四邊支承板，可承受在計算中未計及但實際存在的長跨方向的彎矩。溫度鋼筋，承受可能產(chǎn)生的溫度應力。與主梁垂直的附加負筋，承受主梁梁肋附近板面的負彎矩、與承重砌體墻垂直的附加負筋，嵌入承重砌體墻內(nèi)的單向板計算時按簡支考慮，但實際上有部分嵌固作用，將產(chǎn)生局部負彎矩，該類構(gòu)造鋼筋用于承擔這些局部負彎矩。板角附加短鋼筋，兩邊嵌入砌體墻的板角部分，應在板面雙向配置附加的短負鋼筋。主梁的配筋，按計算配置受力筋，按計算在主梁的部分范圍內(nèi)配置附加橫向鋼筋，主梁的縱向鋼筋按照彎矩包絡圖和剪力包絡圖

14、進行彎起和剪斷。21 主梁支座節(jié)點各種鋼筋的位置如何確定？ 主梁鋼筋布置在次梁鋼筋下部，與次梁截面的上部縱向鋼筋相互交叉重疊，板鋼筋布置在次梁鋼筋上部。見圖11-2222 主梁與次梁交接處，為什么采用附加橫向鋼筋？如何選擇附加橫向鋼筋？ 主梁與次梁相交處，在主梁高度范圍內(nèi)收到次梁傳來的集中荷載的作用。此集中荷載并非作用在主梁上面，而是靠次梁的剪壓區(qū)傳遞至主梁的腹部，所以在主梁局部長度上將引起主拉應力，特別是當集中荷載作用在主梁的受拉區(qū)時，會在梁腹部產(chǎn)生斜裂縫，而引起局部破壞，為此，需設置附加橫向鋼筋，把此集中荷載傳遞到主梁頂部受壓區(qū)、附加橫向鋼筋應布置在長度為s=2h1+3b的范圍內(nèi)，以便能充

15、分發(fā)揮作用，附加橫向鋼筋可采用附加箍筋和吊筋，宜優(yōu)先選用附加箍筋，附加箍筋和吊筋的總截面面積按下式計算，F(xiàn)l2yAsbsin+mnyvAsv123什么是雙向板？簡述雙向板的試驗結(jié)果？ 答：在兩個方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板稱為雙向板。試驗結(jié)果：板的豎向位移呈碟形，板的四角有翹起的趨勢，因此板傳給四邊支座的壓力沿邊長是不均勻的，中部大，兩邊小，大致按正弦曲線分布；在裂縫出現(xiàn)前，矩形雙向板基本上處于彈性工作階段，短跨方向的最大正彎矩出現(xiàn)在中點，而長跨方向的最大正彎矩偏離跨中截面；兩個方向配筋相同的正方形板，由于跨中正彎矩最大，板的第一批裂縫出現(xiàn)在板底中間部分，隨后由于主彎矩M的作用，沿對角

16、線方向向四角發(fā)展，隨著荷載的不斷增加，板底裂縫繼續(xù)向四角擴展，直至因板的底部配筋屈服而破壞；當接近破壞時，由于主彎矩M的作用，板頂面靠近四角附近，出現(xiàn)垂直于對角線方向，大體上呈圓形的環(huán)狀裂縫，這些裂縫的出現(xiàn)，又促進了板底對角線方向裂縫的進一步擴展；在兩個方向配筋相同的矩形板板底的第一批裂縫，出現(xiàn)在中部，平行于長邊方向，這是由于短跨跨中的正彎矩M1大于長跨跨中的正彎矩M2所致。隨著荷載的進一步加大，這些板底的跨中裂縫逐漸延長，并沿45度向板的四角擴展，板頂四角也出現(xiàn)大體呈圓形的環(huán)狀裂縫，最終因板底裂縫處受力鋼筋屈服而破壞。24給出按彈性理論計算雙向板的計算簡圖？25什么是塑性鉸線法？塑性鉸線法有

17、哪些基本假定？ 答：將板上連續(xù)出現(xiàn)的塑性鉸連在一起而形成的連線稱為塑性鉸線,也稱為屈服線.正彎矩引起正塑性鉸線,負彎矩引起負塑性鉸線.塑性鉸線的基本性能與塑性鉸相同.。塑性鉸線法的基本假定. 1）沿塑性鉸線單位長度上的彎矩為常數(shù)，等于相應板配筋的極限彎矩； 2）形成破壞機構(gòu)時，整塊板由若干剛性板塊和若干條塑性鉸線組成，忽略各剛性板的彈性變形和塑性鉸線上的剪切變形以及扭轉(zhuǎn)變形; 26確定破壞機構(gòu)的原則是什么？ 答：對稱結(jié)構(gòu)具有對稱的塑性絞線分布，對于四邊簡支正方形板，在兩個方向都對稱，因而塑性絞線也應該在兩個方向?qū)ΨQ；正彎矩部位出現(xiàn)正塑性絞線，負塑性絞線則出現(xiàn)在負彎矩區(qū)域；塑性絞線應滿足轉(zhuǎn)動要求

18、，每一條塑性絞線都是兩相鄰剛性板塊的公共邊界，應能隨兩相鄰板塊一起轉(zhuǎn)動，因而塑性絞線必須通過相鄰板塊轉(zhuǎn)動軸交點；塑性絞線的數(shù)量應使整塊板成為一個幾何可變體系。27什么是板內(nèi)的穹頂機構(gòu)？如何考慮其影響？ 答：對于周邊于梁整體連接的雙向板區(qū)格，由于在兩個方向受到支撐構(gòu)件的變形約束，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使班內(nèi)彎矩大大減小，鑒于這一有利因素，對四邊于梁整體連接的板，規(guī)范允許其彎矩設計值按下列情況進行折減：中間跨和跨中截面及中間支座截面，減小20%。邊跨的跨中截面及樓板邊緣算起的第二個支座截面，當lb/l01.5時減小20%；當1.5=lb/l0=2.0時減小10%，式中l(wèi)0為垂直于樓板邊緣方向板的計算跨度，lb為沿樓板邊緣方向的而計算跨度。樓蓋的角區(qū)部進行折減。28 如何把雙向板支承撐梁承擔的荷載進行等效轉(zhuǎn)換？答：板面上的豎向荷載總是以最短距離傳遞到支承梁上的。當雙向板承受豎向荷載時，直角相交的相鄰支承梁總是按45線來劃分負荷范圍的，故沿短跨方向的支承梁承受板面?zhèn)鱽淼娜切畏植己奢d；沿長跨方向的支承梁承受板面?zhèn)鱽淼奶菪畏植己奢d。（1）按彈性理論設計計算梁的支座彎矩按支座彎矩等效的原則，按下式將三角形荷載和梯形荷載等效為均布荷載三角形