建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)思考題_第1頁(yè)
建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)思考題_第2頁(yè)
建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)思考題_第3頁(yè)
建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)思考題_第4頁(yè)
建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)思考題_第5頁(yè)
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1、第1章 重點(diǎn)思考題2、 按所用建筑材料,建筑結(jié)構(gòu)分為幾類?它們各有哪些特點(diǎn)?參考答案(參閱P2-8)按所用建筑材料,建筑結(jié)構(gòu)分為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等等。特點(diǎn):混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):耐久性好,基本上不需要保養(yǎng)維修;耐火性好;可模性好;抗震性好;骨料可就地取材,另外也可以利用工業(yè)廢料,有利于環(huán)境保護(hù)。缺點(diǎn):自重大;抗裂性差;施工環(huán)節(jié)多,需要大量模板,施工工期長(zhǎng);拆除、改造難度大。鋼結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn):自重輕而承載力高輕質(zhì)高強(qiáng),強(qiáng)度和比強(qiáng)度高;材質(zhì)均勻,性能好,結(jié)構(gòu)可靠性高。鋼材更接近于勻質(zhì)等強(qiáng)體可直接使用材料力學(xué)的結(jié)論與公式。施工簡(jiǎn)便,工期短;特別是鋼材具有可焊性

2、,使結(jié)構(gòu)制作與安裝都很便利;塑性和韌性好,結(jié)構(gòu)延性好,抗震能力強(qiáng)。易于改造與加固。鋼結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是:耐腐蝕性能差;耐熱性能好,但防火性能差;鋼材價(jià)格相對(duì)較高。砌體結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn):耐久性好;耐火性好;材料來源方便;施工工藝簡(jiǎn)便,造價(jià)低廉;隔熱保溫等熱工性能較好。主要缺點(diǎn):強(qiáng)度低、自重大、整體性差,容易開裂,抗震性能不好;手工砌筑,勞動(dòng)強(qiáng)度高,砌筑質(zhì)量變異性大;如使用粘土磚,燒制粘土磚與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)地,污染環(huán)境,不利于保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展。6、 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是什么? 參考答案(參閱P20) 高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與多層結(jié)構(gòu)有顯著區(qū)別: 一是風(fēng)荷載和地震作用等水平方向作用引起的內(nèi)力和位移是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的

3、控制因素。二是結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。第2章 重點(diǎn)思考題1、 永久荷載、可變荷載主要是指哪些荷載?參考答案(參閱P29) 永久荷載主要是指結(jié)構(gòu)自重、土壓力、水位不變時(shí)的水壓力等,習(xí)慣上稱為恒載。可變荷載主要指樓、屋面的使用荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等。習(xí)慣上成為活荷載或活載。3、 理解荷載標(biāo)準(zhǔn)值,可變荷載組合值、準(zhǔn)永久值的意義。參考答案(參閱P30-31) 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指在結(jié)構(gòu)使用期間正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值,包括永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Gk或gk)和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值(Qk或qk),也就是現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB2001)規(guī)定的荷載基本代表值。 當(dāng)結(jié)構(gòu)上有兩種或兩種以上的可變荷載需要同時(shí)考

4、慮時(shí),所有可變荷載同時(shí)達(dá)到其單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)可能達(dá)到的最大值的概率極小,因此,除了主導(dǎo)荷載(第一種可變荷載,即產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載)仍可以采用其標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值之外,其他伴隨荷載均應(yīng)采用相應(yīng)時(shí)段的最大荷載、即小于其標(biāo)準(zhǔn)值的某值作為代表值。按可變荷載參與組合后,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越的總時(shí)間的不同分為組合值、頻遇值、準(zhǔn)永久值。使組合后的組合效應(yīng)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率能與該荷載單獨(dú)出現(xiàn)時(shí)的相應(yīng)概率趨于一致的荷載值,稱為組合值(c Qk)。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi),其超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的一半的荷載值,稱為準(zhǔn)永久值(q Qk)。7、 建筑結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件有哪些?結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)有幾種?試舉例說明。參考答案(參閱P

5、41,P42)基本構(gòu)件,分為板、梁、墻、柱、桁架、基礎(chǔ)等類型。 構(gòu)件可以分為受拉構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受彎構(gòu)件、受扭構(gòu)件和組合變形構(gòu)件(如偏心受壓構(gòu)件)。柱是偏心受壓構(gòu)件,梁是受彎構(gòu)件,挑檐梁是受扭構(gòu)件。第3章 重點(diǎn)思考題2、 材料最基本的強(qiáng)度指標(biāo)有什么?材料的變化性能包括哪些?他們的意義是什么?參考答案(參閱P46-48)材料的基本力學(xué)性能包括強(qiáng)度和變形性能兩方面。抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度是建筑材料的基本強(qiáng)度,變形性能主要是彈性模量和剪切彈性模量(切變模量),還包括橫向變形系數(shù)(泊松比)。意義:作為建筑材料,塑性性能也是一個(gè)重要指標(biāo)。鋼材的伸長(zhǎng)率是鋼材的主要塑性指標(biāo)。冷彎性能可以反映鋼材的可加工性能,也

6、是反映塑性的一個(gè)指標(biāo)。 焊接性能是鋼材的重要工藝性能。焊接性能好是指焊接安全、可靠,不發(fā)生焊接裂縫,焊接接頭和焊縫的沖擊韌性以及熱影響區(qū)域的塑性性能和強(qiáng)度都不應(yīng)低于鋼材。沖擊韌性是判斷鋼材在承受動(dòng)力荷載作用時(shí)是否出現(xiàn)脆性破壞的主要指標(biāo)。3、 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,為什么通常把屈服強(qiáng)度作為確定鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度的依據(jù)?無明顯流幅鋼材的屈服強(qiáng)度如何定義? 參考答案(參閱P47) 依據(jù):若應(yīng)力超過屈服強(qiáng)度,鋼材進(jìn)入屈服階段,應(yīng)變發(fā)展較快,將使構(gòu)件伴隨產(chǎn)生很大的變形而不能滿足正常的使用要求。 高碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線中沒有明顯的屈服臺(tái)階,稱為無明顯流幅鋼材,對(duì)于這類鋼材,往往取0.85b(b為鋼筋歸家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限抗拉

7、強(qiáng)度)作為條件屈服強(qiáng)度。第4章 重點(diǎn)思考題1、 結(jié)構(gòu)的功能要求包括哪些? 參考答案(參閱P53) 結(jié)構(gòu)的功能要求包括:安全性、適用性、耐久性三個(gè)方面。2、 什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)?有哪兩類?參考答案(參閱P54-55)在使用中,整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)的某一功能要求,此特定狀態(tài)為結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的“可靠”和“失效”的臨界狀態(tài),稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)是區(qū)分結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的可靠和失效的標(biāo)志。分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。5、 控制截面的意義是什么?參考答案(參閱P60)按承載力計(jì)算時(shí),需要對(duì)構(gòu)件的所有截面進(jìn)行設(shè)計(jì),只要計(jì)算某幾個(gè)對(duì)構(gòu)件的截面尺寸、配筋量等起控制

8、作用的截面就可以了。這樣的截面稱為控制截面,它是構(gòu)件中內(nèi)力最不利的界面、尺寸改變處的截面以及材料用量改變處的截面。加強(qiáng)有利組合。7、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般過程是怎樣的?參考答案(參閱P65-66)三階段設(shè)計(jì):初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。 二階段設(shè)計(jì);擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置、確定材料和構(gòu)件尺寸、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析及組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)、構(gòu)造措施設(shè)計(jì)。第五章重點(diǎn)思考題1、熱軋鋼筋的級(jí)別是根據(jù)什么劃分的?用什么符號(hào)表示?哪些是光園鋼筋?哪些是帶肋鋼筋?參考答案(參閱P69-73)熱軋鋼筋的級(jí)別是根據(jù)鋼材的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的。規(guī)范將熱軋鋼筋分為以下級(jí)別,分別用HPB300級(jí)、

9、HRB335級(jí)、HRBF335級(jí)、HRB400級(jí)、HRBF400級(jí)、RRB400級(jí)、HRB500級(jí)和HRBF500級(jí)表示;其中:HPB300級(jí)為光圓鋼筋,其余均為帶肋鋼筋。4、混凝土立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值如何確定?用什么符號(hào)表示?混凝土的強(qiáng)度等級(jí)如何確定?如何表示?參考答案(參閱P74-75)混凝土立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是指按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)邊長(zhǎng)為150mm的立方試件,在28d齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度,用符號(hào)fcu,k表示。混凝土強(qiáng)度等級(jí)按立方抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。7、普通混凝土和高強(qiáng)度混凝土的曲線有什么不同?參考答案(參閱P78)普通混凝土和高強(qiáng)度混凝土的曲線參見教材P78

10、圖5.1.10。由圖可見,隨著混凝土強(qiáng)度的提高,應(yīng)變峰值0變化不大,上升段的形狀相似,但下降段曲線的形狀相差很大。混凝土強(qiáng)度越高,下降段的斜率越大,且殘余應(yīng)力較低,說明高強(qiáng)度混凝土的變形性能較差,顯示出顯著的脆性。8、什么是混凝土的徐變和收縮?對(duì)結(jié)構(gòu)有什么影響?參考答案(參閱P80)在不變荷載的長(zhǎng)期作用下材料應(yīng)變隨時(shí)間而增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為徐變。混凝土的徐變將增大構(gòu)件的裂縫寬度和變形,例如受彎構(gòu)件的撓度因此而增大23倍甚至更多。在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中由徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,是預(yù)應(yīng)力損失中的主要部分。混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為收縮。收縮與荷載無關(guān),當(dāng)混凝土的這種變形受到外部(支座)或內(nèi)部(鋼

11、筋)的約束時(shí),混凝土中將產(chǎn)生拉應(yīng)力,甚至開裂。另外,混凝土的收縮會(huì)引起預(yù)應(yīng)力混凝土中鋼筋預(yù)應(yīng)力的損失。9、鋼筋與混凝土材料共同工作的前提是什么?影響鋼筋與混凝土粘結(jié)作用的因素有哪些?參考答案(參閱P3、P81-83)鋼筋與混凝土是兩種力學(xué)性質(zhì)完全不同的材料,能夠共同工作的前提是:1)、混凝土硬化后,在鋼筋和砼之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)力,將二者可靠的粘結(jié)在一起,從而保證構(gòu)件受力時(shí),鋼筋與砼共同變形而不致產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng);2)、鋼筋與混凝土這兩種材料的溫度線膨脹系數(shù)大致相等。其中鋼筋與混凝土粘結(jié)作用是兩種材料共同工作的基本前提。影響粘結(jié)作用的因素有:1)鋼筋表面形狀;2)混凝土抗拉強(qiáng)度(大體上成正比);3

12、)鋼筋周圍混凝土的密實(shí)性;4)鋼筋凈距和混凝土保護(hù)層厚度;5)橫向箍筋能夠約束混凝土很想變形、控制縱向裂縫,因此也能夠加強(qiáng)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用。10、鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用由那些部分組成?光面鋼筋及帶肋鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用原理有何不同?為了保證鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度,在工程實(shí)踐中常常采取哪些措施?參考答案(參閱P81-83)鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用由三部分組成:一是混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的化學(xué)膠著力,二是鋼筋與混凝土接觸面上的摩擦力,三是由于鋼筋表面粗糙不平與混凝土的機(jī)械咬合作用。光面鋼筋、帶肋鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用機(jī)理有所不同。光面鋼筋的粘結(jié)作用主要取決于鋼筋的表面狀況,所以比較低

13、。帶肋鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用主要依靠鋼筋肋紋與混凝土的機(jī)械咬合作用,粘結(jié)作用顯著改善。為了保證鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度,在工程實(shí)踐中常常采取以下措施:1)確保鋼筋在支座內(nèi)是有足夠的錨固長(zhǎng)度;2)采取端部彎鉤和其他機(jī)械錨固措施;3)確保鋼筋凈距和保護(hù)層厚度滿足要求等。11、充分利用受拉強(qiáng)度時(shí),鋼筋的錨固長(zhǎng)度如何計(jì)算?充分利用抗壓強(qiáng)度時(shí),鋼筋的錨固長(zhǎng)度如何確定?參考答案(參閱P82)當(dāng)充分利用受拉強(qiáng)度時(shí),鋼筋的錨固長(zhǎng)度la按P82公式(5.1.11)計(jì)算確定;當(dāng)充分利用抗壓強(qiáng)度時(shí),鋼筋的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.7la。12、梁、板中一般配置哪些鋼筋?各有哪些作用?參考答案(參閱P85-86)梁內(nèi)鋼筋:縱

14、向受拉鋼筋,承受彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力;縱向受壓鋼筋,幫助受壓區(qū)混凝土承受彎矩產(chǎn)生的壓應(yīng)力;箍筋,形成骨架、承受剪力;彎起鋼筋,斜段承受剪力產(chǎn)生的拉應(yīng)力;兩側(cè)縱向構(gòu)造鋼筋,防止混凝土收縮引起的裂縫。板內(nèi)鋼筋:縱向受力鋼筋,承受彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力;分布鋼筋,固定受力鋼筋位置、分散板內(nèi)荷載、承受溫度變化、混凝土收縮等原因引起的應(yīng)力。13、受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算包括哪些內(nèi)容?參考答案(參閱P84-85)受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)包括三方面內(nèi)容:(1)正截面受彎承載力設(shè)計(jì):按控制截面的彎矩確定截面尺寸和縱向受力鋼筋的數(shù)量。控制截面即彎矩最大的截面,梁的控制截面一般是跨中截面和支座截面。(2)斜截面受剪承載力設(shè)計(jì):按構(gòu)件的最大

15、剪力復(fù)核截面尺寸,確定抗剪所需要的箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量。(3)斜截面抗彎承載力設(shè)計(jì):按構(gòu)件的彎矩圖、剪力圖以及保證鋼筋的粘結(jié)錨固作用等需要確定配筋構(gòu)造。14、受彎構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)有哪幾類?它們的破壞特點(diǎn)和破壞性質(zhì)怎樣?參考答案(參閱P86-87)受彎構(gòu)件正截面的破壞形態(tài)有適筋梁、超筋梁和少筋梁三類,它們的破壞特點(diǎn)和破壞性質(zhì)如下:1)適筋梁:配筋率適當(dāng)。破壞特點(diǎn):受拉區(qū)鋼筋首先屈服,裂縫開展,受壓區(qū)砼后壓碎。破壞前有較大裂縫開展過程,屬塑性破壞。2)超筋梁:配筋率過高。破壞特點(diǎn):受拉區(qū)鋼筋截面積過大,拉應(yīng)力較小,直至受壓區(qū)砼壓應(yīng)力達(dá)到極限強(qiáng)度而首先壓碎,鋼筋應(yīng)力仍未達(dá)到屈服極限。破壞前無明顯

16、裂縫開展過程,屬脆性破壞。3)少筋梁:配筋率過低。破壞特點(diǎn):在第I階段末至第II階段的轉(zhuǎn)變過程中,由于受拉區(qū)砼突然開裂,原來由砼承擔(dān)的拉應(yīng)力突然轉(zhuǎn)由鋼筋承擔(dān),鋼筋應(yīng)力突然增大以至于瞬間即達(dá)到鋼筋的屈服極限,裂縫在很短時(shí)間內(nèi)突然增大至使梁不能繼續(xù)使用,甚至是梁突然斷裂。此時(shí)梁所承擔(dān)的彎矩與素砼梁比較無顯著差異。破壞前無明顯裂縫開展過程,屬脆性破壞。我們?cè)O(shè)計(jì)梁時(shí),應(yīng)控制配筋率,使其在適筋梁的范圍內(nèi)。15、適筋梁的工作分為哪幾個(gè)階段?各階段中梁的撓度、受拉鋼筋應(yīng)變、中和軸位置等是如何變化的?參考答案(參閱P87-90)隨截面上的彎矩的增加,適筋梁的正截面受力過程經(jīng)歷了三個(gè)階段:第I階段裂縫出現(xiàn)前階段

17、:彎矩很小。梁的變形(撓度)很小。受拉鋼筋應(yīng)變與應(yīng)力呈正比且與受拉區(qū)混凝土拉應(yīng)變一致;中性軸位置初期位于換算截面的形心處。隨彎矩的增加,至第I階段末,砼應(yīng)力即將達(dá)到抗拉強(qiáng)度。(此時(shí)砼應(yīng)力已顯示明顯的塑性)第II階段帶裂縫工作階段:彎矩逐漸增大。梁的變形(撓度)增大,受拉區(qū)砼開裂,受拉區(qū)拉應(yīng)力完全由鋼筋承擔(dān),并隨梁的裂縫的延伸而加速增大,鋼筋應(yīng)變?nèi)耘c應(yīng)力成正比,但與受拉區(qū)混凝土應(yīng)變已無關(guān)系,至第II階段末,鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度(fy)。在第II階段,中和軸位置隨裂縫發(fā)展不斷向混凝土受壓區(qū)方向偏移。第III階段破壞階段:彎矩繼續(xù)增大。梁的變形(撓度)加速增大,受拉區(qū)砼裂縫繼續(xù)開展。受拉區(qū)鋼筋拉應(yīng)力

18、維持屈服應(yīng)力,但伸長(zhǎng)量和應(yīng)變加大(裂縫開展)。直至第III階段末受壓區(qū)砼應(yīng)力達(dá)到砼抗壓極限強(qiáng)度,梁破壞。在第III階段,中和軸位置隨裂縫發(fā)展不斷向混凝土受壓區(qū)方向偏移。第III階段末的應(yīng)力狀態(tài)是受彎構(gòu)件正截面強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。 17、適筋梁的塑性鉸是如何形成的?它與工程力學(xué)中的理想鉸有哪些不同?參考答案(參閱P90-91)適筋梁正截面受力進(jìn)入第三階段后,若彎矩稍有增加,截面裂縫迅速向上延伸,中和軸不斷上移,在此階段,曲率增大得很快,表明該截面已進(jìn)入“屈服”階段,在“屈服截面”附近形成一個(gè)集中轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域。在此階段截面所承受的彎矩增加不大,而截面的曲率卻有較大的增加。可以認(rèn)為,從鋼筋屈服到混凝土被壓碎

19、為止,截面不斷繞中和軸轉(zhuǎn)動(dòng),類似于一個(gè)鉸。此鉸是在截面發(fā)生明顯塑性變形后形成的,在承受一定彎矩的條件下只能作一定范圍的單向轉(zhuǎn)動(dòng),稱為“塑性鉸”。鋼筋混凝土塑性鉸與工程力學(xué)中的理想鉸的不同在于:塑性鉸能承受MMu的彎矩,而理想鉸不能承受彎矩;塑性鉸只能沿彎矩方向繞中和軸單向轉(zhuǎn)動(dòng),而理想鉸可沿任意方向轉(zhuǎn)動(dòng);塑性鉸只能在受拉鋼筋開始屈服到受壓混凝土被壓碎的有限受力范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),而理想鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)是無限制的。18、什么是單筋截面梁?什么是雙筋截面梁?參考答案(參閱P92)按計(jì)算配置縱向受拉鋼筋、按構(gòu)造要求配置受壓區(qū)架立鋼筋的截面稱單筋截面梁;同時(shí)按計(jì)算配置縱向受拉鋼筋和受壓鋼筋的截面稱為雙筋截面梁。19、畫

20、出單筋矩形截面受彎承載力計(jì)算的截面應(yīng)力圖形,寫出基本計(jì)算公式。參考答案(參閱P92-93)圖5.2.9及公式(5.2.4)、(5.2.5a)和(5.2.5b)。22、受彎構(gòu)件正截面設(shè)計(jì)中符號(hào)、s、s的意義分別是什么?b、sb的意義是什么?參考答案(參閱P93-95)相對(duì)受壓區(qū)高度;截面抵抗矩系數(shù);內(nèi)力臂系數(shù);b相對(duì)界限受壓區(qū)高度,是適筋梁和超筋梁的界限值;sb抵抗矩系數(shù)界限值,是同一混凝土截面的抵抗矩系數(shù)的最大值。23、掌握單筋矩形截面正截面設(shè)計(jì)和復(fù)核的步驟。參考答案(參閱P95-97)(1)截面設(shè)計(jì):已知M,根據(jù)構(gòu)造要求和經(jīng)驗(yàn)選定b、h(h0)和材料強(qiáng)度fc、fy,根據(jù)承載力計(jì)算核定所選截面

21、及材料、確定縱向鋼筋配筋面積As,并進(jìn)一步選定鋼筋規(guī)格數(shù)量:1)令M=Mu,根據(jù)公式(5.2.5a)解出x;2)若xbh0,則代入公式(5.2.4)或公式(5.2.5b)即可算出縱向鋼筋所需面積As;若xbh0,則需要修改截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)以滿足xbh0,或采用雙筋截面;3)選定鋼筋規(guī)格數(shù)量,根據(jù)實(shí)際選用的鋼筋面積代入公式(5.2.10),驗(yàn)算最小配筋率;若不滿足,應(yīng)加大鋼筋面積使其滿足要求。(2)截面復(fù)核:已知As、b、h(h0)和材料強(qiáng)度fc、fy確定截面的承載力設(shè)計(jì)值(極限承載力),或者進(jìn)一步檢驗(yàn)截面是否安全。1)驗(yàn)算最小配筋率2)求受壓區(qū)高度x且驗(yàn)算是否超筋3)代入公式(5.

22、2.5a)或(5.2.5b)即可求出承載力設(shè)計(jì)值;若xbh0,則令x=bh0,代入公式(5.2.5a)求出承載力設(shè)計(jì)值。30、梁的斜截面破壞形態(tài)有哪幾類?它們的破壞特點(diǎn)如何?進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算的目的是為了防止何類破壞?如何防止發(fā)生其他形態(tài)的破壞?參考答案(參閱P111-115)(1)斜截面破壞形態(tài)有以下三種:1)、斜壓破壞產(chǎn)生條件:彎矩小,剪力大,剪跨比小。或者箍筋配置過多過密。破壞時(shí)特征:腹筋應(yīng)力還沒有達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí),砼因斜向受壓達(dá)到極限應(yīng)力而破壞,破壞前無斜裂縫的明顯發(fā)展過程。(類似于超筋梁)2)、剪壓破壞產(chǎn)生條件:中等剪跨比(31)。箍筋配置適當(dāng)。破壞時(shí)特征:腹筋應(yīng)力首先達(dá)到屈服強(qiáng)

23、度,斜裂縫的明顯發(fā)展病形成臨界斜裂縫,斜裂縫上端的砼剪壓區(qū)減小,最后剪壓區(qū)砼在壓應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用下達(dá)到極限應(yīng)力而破壞。(類似于適筋梁)3)、斜拉破壞產(chǎn)生條件:剪跨比較大(3)同時(shí)箍筋配置過少。破壞時(shí)特征:一旦斜裂縫出現(xiàn),箍筋應(yīng)力立即達(dá)到屈服強(qiáng)度,斜裂縫迅速延伸到梁的受壓區(qū)邊緣,使構(gòu)件被拉斷成為兩部分而破壞。(類似于少筋梁)(2)進(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)算的目的是為了防止剪壓破壞。(3)滿足截面限制條件,以防止配箍率過高而發(fā)生的斜壓破壞:最小截面尺寸:對(duì)于矩形、T形和工字形受彎構(gòu)件,其截面尺寸應(yīng)符合下列條件:當(dāng)hw/b4時(shí) V0.25cfcbh0 當(dāng)hw/b6時(shí) V0.2cfcbh0 當(dāng)4h

24、w/b6時(shí) 按直線內(nèi)插法取用。滿足最小配箍率,以防止斜拉破壞:當(dāng)V0.7ftbh0時(shí),配箍率應(yīng)滿足:32、如何計(jì)算梁的配箍率?Asv、n、Asv1的意義是什么?最小配箍率與哪些因素有關(guān)?除了最小配箍率以外,配置箍筋的最低要求還有哪些?參考答案及圖5.2.21;Asv配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的截面面積總和;N 在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù);Asv1單肢箍筋的截面面積;最小配箍率按教材P115公式5.2.62計(jì)算,與混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft成正比,最小配箍率與箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fyv成反比;除了最小配箍率以外,配置箍筋的最低要求還有箍筋的最大間距和最小值經(jīng)。33、為什么規(guī)定梁中箍筋的最大間距?對(duì)各排彎起

25、鋼筋的距離作何要求?參考答案(參閱P115)為了保證每一條斜裂縫能夠穿過必要數(shù)量的箍筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了箍筋的最大間距smax。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范要求各排彎起鋼筋之間的距離也應(yīng)不大于箍筋的最大間距smax。41、什么是單向板?什么是雙向板?設(shè)計(jì)時(shí)的主要區(qū)別是什么?參考答案(參閱P134)四邊支承的板,當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度之比小于或等于2.0時(shí),應(yīng)按雙向板計(jì)算;此時(shí),荷載在板的兩個(gè)方向都產(chǎn)生一定數(shù)值的彎矩,板上的荷載是通過兩個(gè)方向傳遞給四邊的支承梁的。當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度之比大于2.0、但小于3.0時(shí),宜按雙向板計(jì)算,若按沿短邊方向的單向板計(jì)算時(shí),應(yīng)在長(zhǎng)度方向,布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋;當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊

26、長(zhǎng)度之比大于或等于3.0時(shí),在荷載作用下,板短跨方向的彎矩值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于長(zhǎng)跨方向的彎矩值,長(zhǎng)跨方向的彎矩值可以忽略,認(rèn)為板只在長(zhǎng)邊受到肋梁的支承作用,荷載僅僅通過短跨方向傳遞給長(zhǎng)邊的肋梁,故稱之為單向板肋梁樓蓋。46、板式樓體和梁式樓梯的傳力途徑、計(jì)算簡(jiǎn)圖及踏步板中的配筋有什么不同?參考答案(參閱P167-171)板式樓體和梁式樓梯的傳力途徑、計(jì)算簡(jiǎn)圖參見P168圖5.3.34;板式樓梯斜板配筋參見P170圖5.3.36;梁式樓梯踏步板配筋參見P170圖5.3.37和P171圖5.3.38(b)(板式樓梯斜板縱向受力鋼筋在外側(cè),分布鋼筋在內(nèi)側(cè);梁式樓梯沿踏步板方向受力鋼筋在外側(cè),沿斜梁方向分布鋼筋

27、在內(nèi)測(cè))。47、柱內(nèi)應(yīng)配置幾種鋼筋?它們有什么不同?參考答案(參閱P174-175)(1)縱向受力鋼筋。作用:與混凝土共同承擔(dān)軸向壓力及彎矩;(2)箍筋。作用:防止縱筋壓屈、與縱筋一起組成鋼筋骨架、承受剪力。對(duì)核心區(qū)混凝土的約束作用,使柱能承受更大的變形,對(duì)改善柱的受力性能和增強(qiáng)抗力有重要作用。(3)縱向構(gòu)造鋼筋。對(duì)于偏心受壓柱,若彎矩作用平面平行于截面長(zhǎng)邊,為使縱筋中距不大于300mm,或許需要沿長(zhǎng)邊設(shè)置的一部分縱向鋼筋。作用:防止因混凝土收縮而引起的橫向裂縫。48、軸心受壓短柱與長(zhǎng)柱的破壞特點(diǎn)有什么不同?如何考慮長(zhǎng)細(xì)比的影響?參考答案(參閱P175-176)短柱:當(dāng)混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)壓

28、碎,此時(shí)縱向受壓鋼筋也達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)入屈服,失去混凝土的支撐作用后鋼筋屈曲,構(gòu)件破壞。屬于材料破壞。 長(zhǎng)柱:在荷載小于短柱承載能力時(shí)出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。 鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件一般均需要考慮受壓桿件的穩(wěn)定性。其承載能力的極限狀態(tài)為:混凝土達(dá)到軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc,鋼筋達(dá)到抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值fy,同時(shí)根據(jù)柱的長(zhǎng)細(xì)比考慮鋼筋混凝土受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)。 49、偏心受壓柱有哪兩種破壞形態(tài)?破壞特征和性質(zhì)怎樣?如何區(qū)分?參考答案(參閱P179)鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的破壞可分為大偏心受壓破壞(受拉破壞)和小偏心受壓破壞(受壓破壞)兩種。 大小偏心受壓破壞的界限為:當(dāng)b或 x xb=bh0時(shí),屬于大偏心受壓破壞

29、;當(dāng)b或 x xb=bh0時(shí),屬于小偏心受壓破壞;50、計(jì)算偏心受壓柱的承載力中,附加偏心距ea的意義是什么?如何取值?參考答案附加偏心距ea是考慮荷載作用位置的不定性、混凝土質(zhì)量的不均勻性、計(jì)算誤差和施工誤差等因素的影響而依據(jù)規(guī)范增加的偏心距。取ea=20mm 和偏心方向截面尺寸的 1/30中的較大值。(P180)51、設(shè)偏心受壓柱截面尺寸和配筋已經(jīng)確定,若承受的彎矩M值不變而改變軸向力N,或截面承受軸向力N不變而彎矩M改變時(shí),截面安全與否?試用偏心受壓柱承載力MN相關(guān)曲線分析。參考答案(參閱P180圖5.4.6)若承受的彎矩M值不變而改變軸向力N,在大偏心范圍內(nèi),增大軸力片與安全、減小軸力

30、偏于不安全;在小偏心受壓范圍內(nèi),增大軸力偏于不安全、減小軸力偏于安全。若截面承受軸向力N不變而彎矩M改變時(shí),增大彎矩偏于不安全,減小彎距偏于安全。57、預(yù)應(yīng)力混凝土有哪些特點(diǎn)?對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的材料有何要求?參考答案 (1)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn):(P4P、191) 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的裂縫控制性能好,剛度高,同時(shí)能夠充分發(fā)揮高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土的材料性能,減小構(gòu)件截面尺寸,減輕自重,加大跨度,提高適用能力。預(yù)應(yīng)力技術(shù),擴(kuò)大了混凝土構(gòu)件的適用范圍。(2)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件對(duì)材料的要求(P195) 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在施工階段,預(yù)應(yīng)力鋼筋因張拉產(chǎn)生很高的拉應(yīng)力,在使用荷載作用下,其拉應(yīng)力會(huì)進(jìn)一步提高。同時(shí)

31、,混凝土也將產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力。這都要求預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件采用強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼材和混凝土。 1)預(yù)應(yīng)力鋼筋 預(yù)應(yīng)力混凝土所用的鋼筋,應(yīng)滿足:強(qiáng)度高、具有一定塑性、具有良好的加工性能、與混凝土之間具有較好的粘結(jié)性能。 我國(guó)目前用于混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼材主要由鋼絲、鋼絞線及熱處理鋼筋等。 2)混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件所用的混凝土,應(yīng)滿足下列要求:強(qiáng)度高、收縮徐變小、快硬、早強(qiáng)。 規(guī)范規(guī)定,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30;當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),其等級(jí)不宜低于C40。58、 先張法、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力的傳遞方式有什么不同? 參考答案(參閱P192-19

32、3)先張法:鋼筋就位、張拉鋼筋、澆筑混凝土后張法:穿入鋼筋、張拉鋼筋、錨固鋼筋。第6章 重點(diǎn)思考題2、 磚砌體的抗壓強(qiáng)度為什么低于磚的抗壓強(qiáng)度?參考答案磚砌體存在縫隙孔洞,整體性降低,磚的密實(shí)性優(yōu)于磚砌體。5、 為什么用水泥砂漿砌筑時(shí),砌體的強(qiáng)度要予以降低?調(diào)整系數(shù)如何取值?參考答案一般來說,水泥砂漿的強(qiáng)度較高,但流動(dòng)性、保水性較差,因此,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定:各類砌體,當(dāng)采用水泥砂漿砌筑時(shí),砌體的各種強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均應(yīng)乘以小于1.0的調(diào)整系數(shù)。6、 如果砌體截面面積小于0.3,其強(qiáng)度應(yīng)作如何調(diào)整? 參考答案(參閱P227)無筋砌體構(gòu)件的截面面積A0.3時(shí),a=A+0.7。配筋砌體構(gòu)件的截面面積A

33、0.2m2時(shí),a=A+0.8。其中,構(gòu)件截面面積A以m2計(jì)。強(qiáng)敵設(shè)計(jì)值乘上a。9、在工程設(shè)計(jì)中劃分砌體房屋靜力計(jì)算方案的依據(jù)是什么? 參考答案(參閱P242-244)當(dāng)有山墻時(shí),由于山墻剛度大、變形w很小,而屋蓋有一定抗彎剛度,可視為支承于山墻的水平梁,在水平方向出現(xiàn)彎曲變形,其最大水平位移為r,屋蓋最大水平位移為s =w + r ,顯然,s與橫墻間距和屋蓋水平剛度有關(guān),橫墻間距大、屋蓋剛度小則s大,橫墻間距小、屋蓋剛度大則s小。s介于剛性與彈性方案之間,稱為剛彈性方案。 s=0時(shí),當(dāng)有較多橫墻時(shí),由于橫墻抗側(cè)移剛度很大,若屋蓋水平剛度也較大時(shí),在水平荷載作用下屋面水平位移s=0,因而可認(rèn)為排架的上節(jié)點(diǎn)存在一個(gè)水平的鏈桿約束,稱之為剛性方案。s=p,即當(dāng)無山墻時(shí),在水平荷載作用下各個(gè)開間的屋面水平位移p相等,因而各開間均可看成是獨(dú)立承受水平荷載的排架,獨(dú)立產(chǎn)生水平的彈性位移,受力簡(jiǎn)圖如左圖,稱之為彈性方案。0sp時(shí),稱為剛彈性方案房屋。10、驗(yàn)算強(qiáng)度高厚比的意義是什么?驗(yàn)算要求是什么? 參考答案(參閱P234-236)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2001)規(guī)定,以驗(yàn)算墻體高厚比的方法來保證墻體的穩(wěn)定性,其意義是: 1)防止墻柱在施工中出現(xiàn)過大的偏差,以保證施工安全; 2)防止墻柱在使用期間

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