钢筋混凝土结构课程第三次作业答案.doc

姓名 欧坚 学号 092400096 专业 土木工程 教学点 厦门
钢筋混凝土结构课程第三次作业：
1) 第十一章思考题
11.1 现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进行内力分析的前提条件是什么？
答：（ 1）次梁是板的支座，主梁是次梁的支座，柱或墙是主梁的支座。
（ 2）支座为铰支座--但应注意：支承在混凝土柱上的主梁，若梁柱线刚度比<3，将按框架梁计算。板、次梁均按铰接处理。由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。
（ 3）不考虑薄膜效应对板内力的影响。
（ 4）在传力时，可分别忽略板、次梁的连续性，按简支构件计算反力。
（ 5）大于五跨的连续梁、板，当各跨荷载相同，且跨度相差大10%时，可按五跨的等跨连续梁、板计算。

11.2 计算板传给次梁的荷载时，可按次梁的负荷范围确定，隐含着什么假定？
答：
11.3 为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑性计算方法时，梁计算跨度的取值是不同的？
答：两者计算跨度的取值是不同的,以中间跨为例,按考虑塑性内力重分布计算连续梁内力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离,即取净跨度;而按弹性理论方法计算连续梁内力时，则取支座中心线间的距离作为计算跨度，即取。
11.4 试比较钢筋混凝土塑性铰与结构力学中的理想铰和理想塑性铰的区别。
答：1）理想铰是不能承受弯矩，而塑性铰则能承受弯矩（基本为不变的弯矩）；
2）理想铰集中于一点，而塑性铰有一定长度；
3）理想铰在两个方向都能无限转动，而塑性铰只能在弯矩作用方向作一定限度的转动，是有限转动的单向铰。
11.5 按考虑塑性内力重分布设计连续梁是否在任何情况下总是比按弹性方法设计节省钢筋？
答：不是的

11.6 试比较内力重分布和应力重分布
答：适筋梁的正截面应力状态经历了三个阶段：
弹性阶段--砼应力为弹性，钢筋应力为弹性；
带裂缝工作阶段--砼压应力为弹塑性，钢筋应力为弹性；
破坏阶段--砼压应力为弹塑性，钢筋应力为塑性。
上述钢筋砼由弹性应力转为弹塑性应力分布，称为应力重分布现象。由结构力学知，静定结构的内力仅由平衡条件得，故同截面本身刚度无关，故应力重分布不会引起内力重分布，而对超静定结构，则应力重分布现象可能会导：
① 截面开裂使刚度发生变化，引起内力重分布；
② 截面发生转动使结构计算简图发生变化，引起内力重分布。

11.7 下列各图形中，哪些属于单向板，哪些属于双向板？图中虚线为简支边，斜线为固定边，没有表示的为自由边。

答：a、c属于单向板,b、d属于双向板

11.8 试确定下列图中各板的塑性铰线，板边的支承与上题同。

答：如上图所示
11.9 选择题
1.计算现浇单向板肋梁楼盖时，对板和次梁可采用折算荷载来计算，这是考虑到（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
2.整浇助梁楼盖中的单向板，中间区格内的弯矩可折减20%，主要是考虑（A）。
（A）板内存在的拱作用
（B）板上荷载实际上也向长跨方向传递一部分
（C）板上活载满布的可能性较小
（D）板的安全度较高可进行挖潜
3.五等跨连续梁，为使第三跨跨中出现最大弯矩，活荷载应布置在（C）。
（A）1、2、5跨 （B）1、2、4跨
（C）1、3、5跨 （D）2、4跨
4.五等跨连续梁，为使边支座出现最大剪力，活荷载应布置在（C）。
（A）1、2、5跨 （B）1、2、4跨
（C）1、3、5跨 （D）2、4跨
5.钢筋混凝土超静定结构中存在内分重分布是因为（C）。
（A）混凝土的拉压性能不同
（B）结构由钢筋、混凝土两种材料组成
（C）各载面刚度不断变化，塑性铰的形成
（D）受拉混凝土不断退出工作
6.下列情况将出现不完全的塑性内力重分布（C）。
（A）出现较多的塑性铰，形成机构
（B）截面受压区高度系数ξ≤0.35
（C）载面受压区高度系数ξ=ξb
（D）斜截面有足够的受剪承载力
7.即使塑性铰具有足够的转动能力，弯矩调幅值也必须加以限制，主要是考虑到（D）。
（A）力的平衡 （B）施工方便
（C）正常使用要求 （D）经济性
8.连续梁采用弯矩调幅法时，要求截面受压区高度系ξ≤0.35，以保证（C）。
（A）正常使用要求 （B）具有足够的承载力
（C）塑性较的转动能力 （D）发生适筋破坏
9.次梁与主梁相交处，在主梁上设附加箍筋或吊筋，这是为了（B）。
（A）补足因次梁通过而少放的箍筋
（B）考虑间接加载于主梁腹部将引起斜裂缝
（C）弥补主梁受剪承载力不足
（D）弥补次梁受剪承载力不足
10.整浇肋梁楼盖板嵌入墙内时，沿墙设板面附加筋（A）。
（A）承担未计及的负弯矩，减小跨中弯矩
（B）承担示计及的负弯矩，并减小裂缝宽度
（C）承担板上局部荷载
（D）加强板与墙的连结
11.简支梁式楼梯，梁内将产生（C）
（A）弯矩和剪力 （B）弯矩和轴力
（C）弯矩、剪力和扭矩 （D）弯矩、剪力和轴力
12.板内分布钢筋不仅可使主筋定位，分布局部荷载，还可（A）。
（A）承担负弯矩 （B）承受收缩及温度应力
（C）减小裂缝宽度 （D）增加主筋与混凝土的粘结
13.矩形简支双向板，板角在主弯矩作用下（D）。
（A）板面和板底均产生环状裂缝
（B）均产生对角裂缝
（C）板面产生对角裂缝；板底产生环状裂缝
（D）与C相反
14.按弹性理论，矩形简支双向板（D）
（A）角部支承反力最大 （B）长跨向最大弯矩位于中点
（C）角部扭矩最小 （D）短跨向最大弯矩位于中点
15.楼梯为斜置构件，主要承受活荷载和恒载，其中（A）。
（A）活载和恒载均沿水平分布 （B）均沿斜向分布
（C）活载沿斜向分布；恒载沿水平分布 （D）与C相反
16.连续单向板的厚度一般不应小于（B）。
（A） （B） （C） （D）
17.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
18.无梁楼盖可用经验系数法计算（A）
（A）无论负弯矩还是正弯矩柱上板带分配的多一些
（B）跨中板带分配得多些
（C）负弯矩柱上板带分配得多些；正弯矩跨中板带分配得多些
（D）与C相反
19.无梁楼盖按等代框架计算时，柱的计算高度对于楼层取（C）。
（A）层高 （B）层高减去板厚
（C）层高减去柱帽高度 （D）层高减去2/3柱帽高度
20.板式楼梯和梁式楼梯踏步板配筋应满足（C）。
（A）每级踏步不少于1ф6
（B）每级踏步不少于2ф6
（C）板式楼梯每级踏步不少于1ф6；梁式每级不少于2ф6
（D）板式楼梯每级踏步不少于2ф6；梁式每级不少于1ф6
21.无梁楼盖按等代框架计算时，等代框架梁的跨度取（C）。
（A）柱轴线距离减柱宽
（B）柱轴线距离
（C）柱轴线距离减柱帽宽度
（D）柱轴线距离减2/3柱帽宽度
22.画端支座为铰支的连续梁弯距包络图时，边跨和内跨（D）
（A）均有四个弯距图形
（B）均有三个弯距图形
（C）边跨有四个弯距图；内跨有三个弯矩图
（D）边跨有三个弯距图；内跨有四个弯矩图
23.画连续梁剪力包络图时，边跨和内跨画（D）
（A）四个剪力图形
（B）两个剪力图形
（C）边跨四个剪力图形；内跨三个剪力图形
（D）边跨三个剪力图形；内跨四个剪力图开
24.折梁内折角处的纵向钢筋应分开配置，分别锚入受压区，主要是考虑（B）。
（A）施工方面
（B）避免纵筋产生应力集中
（C）以免该处纵筋合力将混凝土崩脱
（D）改善纵筋与混凝土的粘结性能
2) 第十二章思考题
12.1单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件?单层厂房中的支撑分几类?支撑的主要作用是什么?
答：主要承重构件有：屋盖结构、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础
单层厂房中的支撑：屋架间垂直支撑、横向、纵向水平支撑以及天窗架支撑和柱间支撑
支撑的主要作用是：增强空间刚度及稳定性，传递风荷载和水平吊车荷载。

2.2排架内力分析的目的是什么?排架内力分析的步骤是怎样的?
排架内力分析的目的是：为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，作为设计柱的依据；同时，柱底截面的最不利内力，也是设计基础的依据，并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图（M图、N图及V图）。
排架内力分析的步骤是：
等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力分配法，步骤如下：
   （1）在柱顶水平集中力F作用下
等高排架在柱顶作用一水平集中力F，在F作用下，柱顶产生水平位移。沿柱顶将横梁与柱切开，在切口处代之一对剪力，如图2-4-16(b)所示。

取横梁为脱离体，由平衡条件有：

又知，在单位水平力F=1作用下，柱顶水平侧移为。反之要使柱顶产生单位水平位移即u =1，则需在柱顶施加的水平集中力。如图2-4-17所示。对于相同材料的柱，柱越粗，所需的越大,即所需施加的水平力越大。反映了柱子抵抗侧移的能力,故称为柱子的抗侧刚度。
    切开后的排架拄顶作用有水平力，在作用下产生柱顶位移为，根据上面分析可得

 等高排架，当各跨横梁EA时，有：

  将(2)、(3)式代入(1)式，得：

由此可得：

 将(5)式代回(2)式得：

式中称为第i根柱的剪力分配系数，它等于i柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值,且。
   值可按附图１计算，由可求出分配系数，从而求出各柱顶剪力，最后按静定悬臂柱求出在已知作用下的柱截面内力。

附图１
由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。
   （2）在任意荷载作用下
    均布风荷载作用下，如图2-4-18(a)所示。

  对于上述结构，不能直接应用剪力分配法求解其内力，但可通过间接的方法利用其原理解决问题，其分析步骤如下：
    ①将原结构如图2-4-18（a）分解为(b)和(c)两个部分，在(b)排架柱顶附加一个不动铰支座，以阻止排架侧移。在风荷载的作用下，在附加支座内将产生支反力R。为保证组合结构与原结构(a)受力相同，故在结构（c）中柱顶施加一个反方向力R。
    ②求解(b)排架的柱顶剪力
    由于横梁刚度EA，故(b)中各柱顶位移，从而可以将(b)排架结构转化为如图中(d)所示的两个一次超静定柱，其反力分别为和。应用力法或查附图8即可求出在均布水平荷载作用下各柱顶的反力，其也就是该柱顶的剪力。

附图8

    ③求出总支反力R

    ④求解（c）排架的柱顶剪力
    图中(c)排架为一柱顶作用水平集中力的等高排架，可应用剪力分配法求解其内力，即按各柱的抗侧刚度将R分配到各柱，得到各柱顶剪力。
    ⑤迭加图中(b)与(c)各柱顶的剪力，得柱顶总剪力

  ⑥根据柱顶剪力及柱上所受均布荷载计算各柱的弯矩。

12．3 Dmax、Dmin和Tmax是怎样求得的?
答：Dmax=
Dmin=
Tmax=
Dmax指吊车在满载运行时，,吊车梁作用在厂房横向排架柱上的最大压力。
Dmin：与相对应的排架另一侧柱上的压力。
Tmax：指载有额定最大起重量的小车在行驶中突然刹车在排架柱上产生的水平制动力。
  、可根据吊车型号、规格查产品目录得到。
12.4排架柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”的物理意义是什么?任意荷载作用下，等高铰接排架的剪力分配法是怎样的?
答：排架柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”的物理意义是：
要使柱顶产生单位水平位移，在柱顶施加的水平力，材料相同时，柱越粗壮，需在柱顶施加水平力越大，反映柱抵抗侧移的能力指标称为柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”。
任意荷载作用下，等高铰接排架的剪力分配法是：

i） 解决思路
由已求出在顶点水平力作用时排架柱顶剪力计算，设法将任意荷载化成顶点水平力，由位移法启发，在柱顶加水平链杆，使各柱为一次超静定结构，然后求出超静定结构柱子的内力和附加水平链杆反力R。因为链杆是假设的，故应在排架上加一大小相等、方向相反水平力R来抵消，最后内力由两种情况叠加得到。
ii） 解题步骤
①附加水平链杆，并求各柱内力和柱顶反力R；
②将R反向作用，但剪力分配法求各柱顶弯力；
③由①+②得最后内力。

12.5什么是不同种类内力的组合?什么是同一种内力的组合?内力组合时应注意哪些事项?对内力组合值是怎样评判的?
答：不同种类内力的组合是：同一个控制截面的三种内力（轴向压力N、弯矩M、水平剪力V）使其截面的承载力是最不利的有效组合，一般有以下四种，
（1）及相应的N、V
（2）及相应的N、V
（3）及相应的M、V
（4）及相应的M、V
同一种内力的组合是：对某个控制截面的同一种内力的各种荷载效应进行组合能得到最不利值的内力组合，有以下两类，
（1）由可变荷载效应控制的组合
①恒载+任一活载；
②恒载+0.85（任两个或以上活载之和）
（2）由永久荷载效应控制的组合

内力组合时应注意的事项：
（1）每次组合，只能以一种内力、、或为目标,决定活荷载的取舍，并按这些荷载求得相应的其余两种内力。
（2）恒载产生的内力在任一种组合中，都必须考虑。
（3）风荷载有左风与右风两种情况，但对一种组合只能取二者之一。
（4）吊车竖向荷载有和，组合时也只能取二者之一。
（5）吊车水平荷载有左右两个方向，组合时取二者之一。
 （6）在同一跨内，和与不一定同时发生，故在组合中有或时，不一定要有。但在组合中有时，则必有或，因为吊车水平荷载不可能脱离其竖向荷载而单独存在。
（7）在每一种组合中，M、N、V都是相对应的，即是在相同荷载作用下产生的。此外，在组合或时，对于N = 0的内力，虽然将其组合并不改变N值，但只要增大了M，也是截面的不利组合。
（8）对于有多台吊车的厂房,《荷载规范》规定：吊车竖向荷载，对单跨厂房，最多只考虑2台吊车；多跨厂房最多考虑4台。吊车水平荷载，无论单跨或多跨厂房，最多只考虑2台。同时又规定：多台吊车引起的内力参与组合时，对其内力要按表2-4-2的规定进行折减。
吊车数（台）
工作制（级）
折减系数
2
中、轻
0.9
重
0.95
4
中、轻
0.8
重
0.85

对内力组合值是的评判：
1)、N相差不多时，M大的不利；
2）、M相差不多时，凡M/N>0.3的，N小的不利；M/N≤0.3的，N大的不利。

12.6什么是厂房的整体空间作用?
答：厂房的各个排架与排架或排架与山墙之间不能单独变化，而是互相制约的成一整体的作用。
12.7设计矩形截面单层厂房柱时，应着重考虑哪些问题?
答：

12.8柱下扩展基础的设计步骤和要点是什么?
答：①确定基础底面尺寸；②基础高度确定；③基础底板配筋；
④构造要求：
（i） 底面形状：轴压为正方形，偏压为矩形，a/b≤3
（ii） 材料
砼≮C15，钢筋I级或Ⅱ级， d≮8mm,δ≯200
（iii） 垫层
C10，厚100mm，两边挑出100mm
（iv）杯口形式和柱的插入长度,见课本P162表12-5
12.9 吊车梁的受力特点是什么?
答：吊车荷载具有移动性、吊车荷载具有重复性、吊车荷载具有动力性、吊车荷载是偏心荷载

3) 第十三章思考题
13.1钢筋混凝土框架结构按施工方法的不同有哪些形式?各有何优缺点?
答：钢筋混凝土框架结构按施工方法的不同有如下形式：
1）现浇框架
其做法为--每层柱与其上层的梁板同时支模、绑扎钢筋，然后一次浇 混凝土，是目前最常用的形式
优点：整体性，抗震性好;缺点：施工周期长，费料、费力
2）装配式框架
其做法为--梁、柱、楼板均为预制，通过预埋件焊接形成整体的框架结构
优点：工业化，速度化，成本低;缺点：整体性，抗震性差
3）装配整体式
其做法为--梁、柱、板均为预制，在构件吊装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，浇
节点区混凝土，从而将梁、柱、楼板连成整体框架。
其性能介于现浇和全装配框架之间。

13.2试分析框架结构在水平荷载作用下，框架柱反弯点高度的影响因素有哪些?
答：框架柱反弯点高度的影响因素有:结构总层数、该层所在位置、梁柱线刚度比、上下两层梁的线刚度比以及上下层层高的变化

13.3 D值法中D值的物理意义是什么?
答：反弯点位置修正后的侧向刚度值。
13.4试分析单层单跨框架结构承受水平荷载作用，当梁柱的线刚度比由零变到
无穷大时，柱反弯点高度是如何变化的?
答：当梁柱的线刚度比由零变到无穷大时，柱反弯点高度的变化：反弯点高度逐渐降低。

13.5某多层多跨框架结构，层高、跨度、各层的梁、柱截面尺寸都相同，试分
析该框架底层、顶层柱的反弯点高度与中间层的柱反弯点高度分别有何
区别?
答：
13.6试画出多层多跨框架在水平风荷载作用下的弹性变形曲线。
答：

13.7框架结构设计时一般可对梁端负弯矩进行调幅，现浇框架梁与装配整体式
框架梁的负弯矩调幅系数取值是否一致?哪个大?为什么?
答：现浇框架梁与装配整体式框架梁的负弯矩调幅系数取值是不一致的，整浇式框架弯矩调幅系数大。
对于整浇式框架，弯矩调幅系数=0.8~0.9；对于装配式框架，弯矩调幅系数=0.7~0.8。

13.8钢筋混凝土框架柱计算长度的取值与框架结构的整体侧向刚度有何联系?
答：

13.9框架梁、柱纵向钢筋在节点内的锚固有何要求?
答：1）、边柱节点处钢筋锚固，当截面高度较大时，采用直线式，当截面高度较小时，采用弯筋式。
2）、框架柱的搭接宜在施工缝处，但接头应错开。
3）、顶层端节点应将柱外侧纵向钢筋弯入梁内作为梁上部纵向受力钢筋使用或将梁钢筋
弯入柱内

4) 第十四章思考题
14·1 与其他建筑结构相比，高层建筑结构设计有哪些特点?
答：
14·2为什么要限制高层建筑结构的层间侧向位移?工程设计中如何限制结构的
层间侧向位移?
14·3说明各种结构体系的侧向位移曲线有何特点?
14.4建筑平面和立面布置要注意哪些问题?
14·5整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、双肢剪力墙、壁式框架的受力各有何
特点?
14·6剪力墙结构的等效抗弯刚度计算是根据什么条件等效?
14·7双肢剪力墙或联肢剪力墙采用连续化计算方法的基本假定是什么?
14·8带刚臂杆件的转角位移方程和等截面杆件的转角位移方程有什么区别?
14·9剪力墙的整体性系数对结构的内力分布和变形有什么影响?
14·10在剪力墙结构分类判别时，为什么要同时采用和每这两个参数?。的
大小说明了什么? 的大小说明了什么?
14·11 双肢剪力墙中连梁的刚度对结构受力有何影响?
14·12剪力墙墙肢内一般需配置哪几种钢筋?其作用是什么?
14·13框架一剪力墙结构空间协同工作计算与空间三维计算有什么区别?
14·14框架～剪力墙结构铰接体系和刚接体系在结构布置上有什么区别?在结
构计算简图、结构内力分布和结构计算步骤等方面有什么不同?
14·15框架一剪力墙结构刚度特征值的物理意义是什么?大小的变化对结
构的内力分布、侧向位移曲线有什么影响?
14·16 截面尺寸沿高度方向为均匀一致的框架一剪力墙结构，其各层的抗侧刚
度中心是否在同一竖轴线上?为什么?
14·17筒体结构的高宽比、平面长宽比、柱距、立面开洞情况有哪些要求?为
什么要提这些要求?
14·18什么是剪力滞后效应?什么是负剪力滞后效应?为什么会出现这些现象?
对筒体结构的受力有什么影响?
14·19 筒体结构平面展开分析法有哪些基本假定?
1 4·20框筒结构中窗裙梁的设计与普通框架梁的设计相比有何特点?

5) 第十一章习题1
11.1 已知一两端固定的单跨矩形截面梁，其净距为6m，截面尺寸，采用C20混凝土，支座截面配置了316钢筋，跨中截面置了216钢筋。
　　求：1.支座截面出现塑性铰时，该梁承受的均布荷截；
2.按考虑塑性内力重分布计算该梁的极限荷载；
3.支座的调幅值β。

6) 第十一章习题2
11.2 一单向连续板，受力钢筋的配置如图所示，采用C20混凝土，HPB235钢筋，板厚为120mm。
试用塑性理论计算该板所能承受的极限均布荷载。

7) 第十二章习题1

解：根据已知查课本附录12得,表12-1得；，
吊车最不利轮压位置及吊车梁反力影响线如下图所示，

根据比例关系，可得:

=2.15
竖向荷载
Dmax==1.4×0.9×115×2.15=311.535
Dmin==1.4×0.9×25×2.15=67.725

Tmax=
=10.2

8) 第十二章习题2

解：

9) 第十二章习题5

解：1）初步确定基础高度和杯口尺寸
由课本表12-5，柱的插入深度600mm，所以杯口深度为600+50=650mm。
杯口顶部尺寸，宽为400+2×75=550mm，长为600+2×75=750mm；杯口底部尺寸，宽为400+2×50=500mm，长为600+2×50=700mm。
由课本表12-5，取杯壁厚度200mm，杯底厚度200mm，杯壁高度300mm，200mm。
根据以上尺寸，初步确定基础总高度为600+50+200=850mm。
2）确定基础底面尺寸
先按轴心受压估算，设基础埋置深度1.3m，可得
A≥5.29m2
将其增大20%~40%，补步选用底面尺寸为：。
=2.4×32/6=3.6m3
20×3×2.4×1.3=187.2

236.3<1.2=240
71.2
(+=153.8<=200
故该基础底面尺寸满足要求。
3）验算基础高度
==90.9
==-27.0
按比例可求得相应柱边缘、变阶处及冲切破坏锥体外边缘的地基净反力设计值。

P165页

10) 第十三章习题1

11) 第十三章习题2

练习题和测试题及答案见精品课件内容。