混凝土和砌体结构设计.docx
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混凝土和砌体结构设计.docx
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混凝土和砌体结构设计
《钢筋混凝土及砌体结构》
一、说明
1、教材:
《钢筋混凝土结构及砌体结构》由王丽玫、徐凤纯主编,中国水利水电出版社出版。
二、课程的性质、目的和任务
《钢筋混凝土结构及砌体结构》(下)是土建类建筑施工技术专业的一门专业必修课。
本课程主要为本专业提供单层厂房结构、多层框架结构及砌体结构的基本理论、设计原则和设计方法。
本课程的任务是使学生掌握单层厂房结构、多层框架结构及砌体结构这三大结构基本理论、设计原则、设计方法和构造要求,从而初步具有:
1、掌握一般工业和民用建筑结构的基本理论和专业知识;具有正确识读结构施工图的能力。
2、具有一般的结构分析能力,能分析和处理施工及使用中出现的一般性结构问题。
3、能够进行一些简单的单层厂房结构、多层框架结构设计。
4、掌握砌体结构各种基本构件的受力特征和截面设计方法,及砖混结构房屋的设计方法和构造要求。
三、教学内容:
第11章梁板结构(6学时)
梁板结构的类型,单向板肋梁楼盖的设计,包括梁板结构布置原则,计算简图,连续板、梁按弹性理论的内力计算,活荷载最不利布置,弯矩及剪力包络图。
考虑塑性内力重分布的内力计算,弯矩调幅法及完全塑性内力重分布的条件。
单向板肋梁楼盖的截面设计和配筋构造。
双向板肋梁楼盖按弹性理论设计:
单跨板弹性内力计算,连续板的弹性内力实用计算法,连续梁的内力计算方法。
双向板按塑性理论内力计算:
双向板的受力特点和破坏牲,塑性铰线的确定,机动法计算双向板的内力。
楼梯的设计:
楼梯的类型及应用,荷载传递及计算简图,内力计算及配筋构造要求。
雨蓬、阳台的设计要点及配筋构造。
基本要求:
掌握结构、单向板、双向板、荷载传递路线的概念;掌握按弹性方法、塑性方法计算连续梁内力的差异;掌握计算连续梁内力的荷载不利布置原则;掌握内力包络图的绘制方法;掌握塑性铰及内力重分布的概念,塑性铰和普通铰的差异;按塑性方法计算连续梁的承载力;按塑性方法设计连续梁截面;调幅值定义、调幅值的计算;调幅原则;弹性方法、塑性方法连续梁计算跨度取值差异;弹性方法、塑性方法的选用范围;熟练掌握确定单向板计算简图的原则;掌握按塑性理论计算连续板内力的原则和简化方法;单向板按塑性理论计算的荷载折减原理及规则;单向板内的计算、构造钢筋配置原理及规则;结构平面布置图的主要内容;熟练掌握确定次梁计算简图的原则;次梁正截面计算型式;掌握次梁计算配筋和构造配筋原则、原理;了解确定板的裂缝、塑性铰的方法;掌握按弹性理论计算连续双向板内力的方法;双向板的荷载折减原则;掌握双向板钢筋配置原则;承担梯形、三角形荷载梁的内力简化计算;掌握预应力空心板的选用方法;掌握梁式楼梯和板式楼梯传力体系的差异;掌握梁式楼梯和板式楼梯的计算、设计。
重点:
弹性方法、塑性方法计算连续梁内力;单向板、双向板肋梁楼盖设计计算方法及构造要求;预应力空心板布置方法;梁式楼梯和板式楼梯的计算、设计。
难点:
塑性方法计算连续梁内力。
第12章单层厂房结构设计(6学时)
单层厂房的结构组成及传力途径,单层厂房的结构构件选型。
单层厂房的结构布置,柱网定位轴线,支撑的作用及布置原则,变形缝、抗风柱、圈梁、连系梁、基础梁的作用及布置原则。
单层厂房排架计算:
基本假定,计算单元,计算简图,荷载计算,等高及不等高排架内力分析方法,内力组合,考虑空间作用时排架的计算。
单层厂房柱设计:
柱的选型,截面尺寸,柱的计算长度,矩形和工形截面柱的配筋计算要点及构造。
牛腿的设计和构造,柱的吊装验算。
柱下独立基础设计:
基础的选型,柱下独立基础的设计计算及构造要求。
单层厂房屋盖结构:
屋盖结构的组成,常用屋盖结构构件的选型,屋架设计要点。
吊车梁设计:
受力特点,设计要点。
单层厂房构件的连接构造:
连接构造方法,预埋件设计。
基本要求:
掌握单层厂房中常用支撑的形式和一般布置原则;掌握单层厂房轴线定位原则及厂房高度确定方法;掌握单层厂房承担的荷载形式及传递路线;掌握排架上所承担的荷载形式及计算方法;掌握等高排架在各种外力作用下的内力计算方法;掌握排架在各种外力作用下的内力组合原则;了解排架空间作用的概念;了解排架柱截面的一般形式、掌握排架柱计算长度的计算方法;了解排架柱的吊装方法及相应的吊装验算计算简图;确定牛腿内一般需要配置几种钢筋;地基的净反力;掌握独立基础的设计方法。
重点:
单层厂房轴线定位原则及厂房高度确定方法;排架上所承担的荷载形式及计算方法;等高排架在各种外力作用下的内力计算方法;排架在各种外力作用下的内力组合原则;牛腿设计。
难点:
单层厂房轴线定位原则及厂房高度确定方法;排架上所承担的荷载形式及计算方法;排架在各种外力作用下的内力组合原则。
第13章多层框架房屋结构设计(6学时)
多层框架房屋的结构组成及其传力途径。
结构布置及构件截面型式,几何特征。
多层框架的内力计算:
计算单元,荷载计算,计算简图,竖向荷载作用下分层法,水平荷载作用下D值法,活荷载的最不利布置,计算控制截面及其内力组合。
柱的设计:
计算长度,截面配筋设计及构造。
梁的设计:
现浇梁的截面计算和配筋构造,迭合梁受力原理,截面设计和配筋构造。
现浇框架梁柱节点构造。
装配式多层框架,节点连接构造,内力计算要点。
基本要求:
掌握多层框架的内力计算:
计算单元,荷载计算,计算简图,竖向荷载作用下分层法,水平荷载作用下D值法,活荷载的最不利布置,计算控制截面及其内力组合。
重点:
竖向荷载作用下分层法,水平荷载作用下D值法,活荷载的最不利布置,计算控制截面及其内力组合。
难点:
竖向荷载作用下分层法,水平荷载作用下D值法。
第二篇砌体结构部分(22学时)
第14章绪论(2学时)
砌体结构的优缺点,应用范围及发展概况。
第15章砌体材料及砌体力学性能(4学时)
块体及砂浆的种类及强度等级。
砌体抗压强度,砌体受压时应力状态分析,影响砌体抗压强度的主要因素。
砌体的抗拉、抗剪强度。
砌体的应力应变关系及弹性模量。
基本要求:
掌握砌体抗压强度,砌体受压时应力状态分析,影响砌体抗压强度的主要因素;了解砌体的抗拉、抗剪强度;砌体的应力应变关系及弹性模量。
重点:
砌体抗压强度,砌体受压时应力状态分析,影响砌体抗压强度的主要因素。
难点:
了解砌体受压破坏特征和破坏机理.
了解砌体抗压、轴心抗拉、弯曲抗拉及抗剪强度的取值。
掌握影响砌体强度设计值的调整系数。
第16章砌体结构构件的承载力计算(6学时)
以概率理论为基础的极限状态设计方法的简介。
砌体结构按承载能力极限状态设计表达式。
受压构件:
基本计算公式,承载力影响系数,编心距很大时的受压构件计算。
局部承压:
均匀局压、梁端局压承载力计算及垫块的设置。
轴心受拉、受弯、受剪构件承载力计算。
配筋砖砌体构件计算。
基本要求:
掌握砌体受压构件、构件局部承压的计算方法;基本掌握轴心受拉、受弯、受剪构件承载力计算;基本掌握配筋砖砌体构件计算。
重点:
砌体受压构件、构件局部承压的计算方法。
难点:
配筋砖砌体构件计算
第18章混合结构房屋墙体设计(6学时)
混合结构房屋分类及承重墙体的布置。
房屋静力计算方案。
墙体高厚比验算。
刚性房屋承重纵、横墙体计算。
房屋空间工作的基本概念,弹性和刚弹性方案房屋的计算。
基本要求:
了解房屋静力计算方案;掌握刚性房屋承重纵、横墙体计算;了解弹性和刚弹性方案房屋的计算。
重点:
刚性房屋承重纵、横墙体计算。
难点:
墙体高厚比验算。
第19章过梁、挑梁、墙梁设计(4学时)
过梁:
过梁上的荷载及计算方法。
挑梁:
工作原理,计算主法及构造。
墙梁:
工作原理,一般规定,设计方法及构造要求。
构造要求:
圈梁的设置、变形颖缝的设置,一般构造措施。
基本要求:
掌握过梁、挑梁、墙梁的设计计算;了解圈梁的设置、变形颖缝的设置,一般构造措施。
重点:
过梁、挑梁、墙梁的设计计算。
难点:
挑梁、墙梁的设计计算。
上机内容及要求(4学时)
能用所学计算机语言编写计算程序并上机调试通过,计算内容:
用D值法计算框架结构在水平荷载作用下的内力。
课外实习:
0.5周
结合本课程所讲的四种结构形式,根据课程的进程,分时段安排学生到工地参观,了解课堂讲解的理论内容,在实际工程中的实现过程。
参考教材:
1、江见鲸、聂建国、叶列平编著,混凝土结构(下),清华大学出版社,2002.1
2、东南大学、同济大学、天津大学合编:
《混凝土结构》中册混凝土建筑结构设计(第二版),中国建筑工业出版社,2003.1
3、唐岱新主编,砌体结构,高等教育出版社,2003.1
4、叶燕华主编,砌体结构,中国水利水电出版社,知识产权出版社,2004.5
练习题:
一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题2分,共24分)
1.荷载设计值是()
A.荷载标准值乘以荷载分项系数B.荷载平均值乘以荷载分项系数
C.荷载标准值除以荷载分项系数D.荷载平均值除以荷载分项系数
2.钢筋混凝土对称配筋小偏心受压构件破坏时,远离轴向力一侧的钢筋AS()
A.一定受拉B.一定受压
C.屈服D.不屈服
3.在以下四种状态中,结构或构件超过承载能力极限状态的是()
A.构件的受拉区混凝土出现裂缝B.结构转变为机动体系
C.结构发生影响正常使用的振动D.结构发生影响耐久性的局部损坏
4.为了保证钢筋混凝土受弯构件斜截面有足够的受弯承载力,纵向受拉钢筋弯起时,应满足的要求是()
A.伸过其充分利用点即可弯起
B.伸过其理论截断点即可弯起
C.伸过其充分利用点至少0.5h0后方可弯起
D.伸过其理论截断点至少0.5h0
5.在使用荷载作用下,钢筋混凝土轴心受拉构件的最大裂缝宽度wmax和平均裂缝间距lcr成正比,lcr的大小和下列因素有关()
A.钢筋直径和表面形状、配筋率、混凝土保护层厚度
B.钢筋直径和表面形状、配筋率、轴向拉力
C.钢筋直径和表面形状、混凝土保护层厚度、轴向拉力
D.配筋率、混凝土保护层厚度、轴向拉力
6.仅配有预应力钢筋的先张法预应力混凝土轴心受拉构件,在使用阶段,加载至混凝土应力为零时,所承受的轴向拉力为()
A.(σcon-σlI-αEσpcI)ApB.(σcon-σl-αEσpcⅡ)Ap
C.(σcon-σl)ApD.σconAp
7.在计算钢筋混凝土肋梁楼盖连续次梁内力时,为考虑主梁对次梁的转动约束,用折算荷载代替实际
计算荷载,其做法是()
A.减小恒载,减小活载B.增大恒载,减小活载
C.减小恒载,增大活载D.增大恒载,增大活载
8.现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖的主次梁相交处,在主梁中设置附加横向钢筋的目的是()
A.承担剪力
B.防止主梁发生受弯破坏
C.防止主梁产生过大的挠度
D.防止主梁由于斜裂缝引起的局部破坏
9.用水泥砂浆砌筑砌体时,砌体抗压强度设计值应乘以调整系数γa,γa的取值为()
A.0.85B.1.0C.1.1D.1.5
10.验算梁端支承处砌体局部受压承载力时,根据A0/Al的大小对上部荷载予以折减的原因是()
A.考虑周围砌体约束的影响
B.梁端支承处砌体处于不均匀受压状态
C.考虑砌体内拱卸荷作用的影响
D.A0/Al较大时易使梁端支承处砌体产生劈裂破坏
二、填空题(每小题1分,共15分)
13.没有明显屈服点钢筋的条件屈服强度取残余应变为___________时所对应的应力σ0.2。
14.应用钢筋混凝土受弯构件斜截面剪压破坏受剪承载力计算公式时,应满足截面限制条件和
___________的要求。
15.钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋配筋率ρ=___________。
16.钢筋混凝土单筋矩形截面梁,当ζ>ζb时,截面受弯承载力Mu=Mu,max=___________。
17.钢筋混凝土对称配筋偏心受压构件的“对称配筋”是指___________。
18.钢筋混凝土受弯构件除可能发生斜截面受剪破坏外,还可能发生斜截面___________。
19.钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有强度、塑性、可焊性和___________。
20.钢筋混凝土构件在偏心拉力作用下,若裂缝贯穿整个截面,则该构件为___________偏心受拉构件。
21.纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是纵向受拉钢筋的___________和裂缝截面处纵向受拉钢筋应变εs的比值。
22.在钢筋混凝土受弯构件的纯弯段,当某截面(或某些截面)混凝土的拉应变达到混凝土的
___________时,将出现第一条(或第一批)裂缝。
23.张拉控制应力是指在张拉预应力钢筋时所应控制的_________。
24.按考虑塑性内力重分布的方法设计钢筋混凝土连续梁时,为保证塑性铰的转动能力,《规范》规定:
混凝土相对受压区高度ξ≤_________。
25.在钢筋混凝土单向板设计中,板的短跨方向按计算配置钢筋,长跨方向按_________配置钢筋。
26.计算砌体矩形截面受压构件承载力时,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的截面边长时,除应按偏心受压计算外,还应对较小边长方向按_________进行验算。
27.砌体的弯曲受拉破坏有三种形态,即沿块体截面破坏、沿通缝截面破坏和沿_________破坏。
三、名词解释题(每小题2分,共10分)
1.荷载效应
2.界限相对受压区高度
3.T形截面梁
4.活荷载最不利布置
四、简答
1、砌体材料中块材的种类有哪些?
2、砂浆的强度等级有哪些?
3、什么是砌体结构?
4、砂浆有哪几种?
5、一般房屋块材和砂浆强度等级如何选用?
6、砌体的种类有哪些?
7、提高砌体抗压强度的有效措施是什么?
8、配筋砌体主要有哪几种?
9、在混合结构房屋中,按照墙体的结构布置分为哪几种承重方案?
它们各有何优缺点?
10、预制板主要有几种形式,各有何优缺点?
11、如何进行预制板楼盖结构布置?
12、怎样验算带壁柱墙高厚比?
13、墙体产生裂缝的原因有那些?
如何防止?
14、常用过梁的种类及其适用范围有哪点?
15、什么是组合砌体?
16、什么是过梁?
17、影响砌体抗压强度的主要因素有哪些?
18、砌体的弯曲受拉破坏有哪三种形态?
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- 混凝土 结构设计