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混凝土结构设计简答题

单层厂房的特点:
结构特点:
跨度大,高度大,荷载大:构件内力和截面尺寸大;
常承受吊车、机械设备动力等荷载:结构设计时应考虑动力荷载的影响;
结构空旷:几乎无内隔墙,仅在四周设墙和柱;
基础受力大:对地质有较高要求。

结构的组成:
1基础2基础梁3排架柱4抗风拄5联系梁6吊车梁7屋架8屋面板9天沟10屋架上弦支撑11屋架下弦横向水平支撑;12屋架下弦纵向水平支撑,13屋架竖向支撑14柱间支撑15围护墙
屋盖结构:
有檩体系:1小型屋面板2檩条3屋架4屋盖支撑
无檩体系:1大型屋面板2屋面梁/屋架3屋盖支撑
横向排架:是单层工业厂房的基本承重结构。

横向排架组成:1屋架/屋面梁2横向柱列3基础
作用:1主要承受包括2屋盖荷载3吊车荷载4纵墙风荷载5纵墙自重
纵向排架组成:屋面板吊车梁纵向柱列柱间支撑
作用;保证厂房结构的纵向稳定性和刚度;承受纵向水平吊车荷载、地震作用及风荷载等. 受力特点及设计:荷载较小,内力较小;构件数量多,刚度大
支撑的作用:
施工阶段和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性
保证厂房结构的纵横向水平刚度及空间整体性;
提供侧向支撑,改善结构的侧向稳定性;
传递水平荷载至主要承重构件或基础。

屋架及屋面梁的选用:
拱式(三铰拱/两铰拱):适用于≤15m以下的厂房。

桁架式(三角形/梯形/折线形/拱形):适用于18~36m的厂房。

抗震要求:优先采用低重心或重量轻的PC屋架/ 钢屋架/轻钢屋架。

基础形状及截面尺寸构造:
1轴心受压基础底面一般采用正方形;
2偏心受压基础应采用矩形,长边与弯矩方向平行;
3长、短边之比在1.5~2.0之间,不应超过3.0;
4基础的截面形状一般可采用对称的阶梯形或锥形。

5锥形基础的边缘高度不宜小于300mm;
6阶形基础的每阶高度宜为300~500mm。

内力组合的注意事项:
恒载必须参与每一种组合。

组合的单一内力目标应明确:如以+Mmax为组合目标来分析荷载组合,并计算出相应荷载组合下的Mmax 及N、V。

当以Nmax或Nmin为组合目标时,应使相应的M尽可能大;
当以︱Mmax︱为组合目标时,应使相应的︱N︱尽可能小。

组合时“有Tmax 必有Dmax 或 Dmin”;“有Dmax 或 Dmin也必有Tmax”。

风荷载及吊车横向水平荷载均有向左及向右两种情况,只能选择一种参与组合。

有多台吊车时,吊车荷载的计算时应按规范规定进行折减。

混凝土强度及配筋构造:
1混凝土强度等级不宜低于C20,基础下50-100mm厚的低强度混凝土垫层(C10)。

2底板钢筋采用HPB235/HRB335,受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,不宜小于100mm。

3当基础底面边长大于或等于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取边长的0.9倍,并宜交错布置。

4当有垫层时,受力钢筋的保护层厚度不宜小于35mm,无垫层时不宜小于70mm。

5对于现浇柱下基础,如与柱不同浇注时,其插筋根数应与柱内纵向受力钢筋相同,插筋的锚固及与柱纵筋的搭接长度,应符合规范规定。

柱下单独基础的设计步骤:
按地基承载力确定基础底面尺寸;
按抗冲切承载力验算确定基础的高度;
按基础受弯承载力计算基础底板钢筋。

注意事项
地基承载力计算时采用地基反力Pmax/Pmin
抗冲切承载力及基础底板配筋计算中则采用净反力Pn,max/Pn,min
排架柱的设计:
使用阶段排架平面内按偏心受压柱计算配筋;
平面外按轴心受压柱计算各控制截面的配筋;
应进行施工阶段的吊装验算。

牛腿的设计:
依据斜截面抗裂条件确定牛腿高度;
采用三角形桁架模型计算纵筋;
依据构造要求确定弯筋、插筋。

柱下单独基础的设计
按地基承载力确定基础底面尺寸;
按抗冲切承载力验算确定基础的高度;
按基础受弯承载力计算基础底板钢筋。

影响整体空间作用程度的因素
屋盖刚度
屋盖刚度越大,传递的Rk’’越大,相应的μk越小,空间作用越大。

承重排架刚度
承重排架刚度越大,分担的荷载越大,μk越大,空间作用越小。

厂房两端有无山墙
有山墙比无山墙的空间作用大,有山墙μk比无山墙μk小。

厂房山墙的间距
山墙间距越小,屋盖平面刚度越大,空间作用越大,μk越小。

1钢筋混凝土框架结构,是指由钢筋混凝土横梁、纵梁和柱等构件所组成的结构。

墙体不承重,内、外墙只起分隔和围护作用。

2按施工方法的不同,框架可分为整体式、装配式和装配整体式三种。

装配式框架的构件全部为预制,在施工现场进行吊装和连接。

其优点是节约模板,缩短工期,有利于施工机械化。

●整体式框架也称全现浇框架,其优点是整体性好,建筑布置灵活,有利于抗震,但
工程量大,模板耗费多,工期长。

●装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后,在构件连接处浇捣混凝土,
使之形成整体。

其优点是,省去了预件,减少了用钢量,整体性比装配式提高,但节点施工复杂。

3结构布置的一般原则
●(1)结构平面布置宜简单、规则和对称,传力明确。

●(2)建筑平面长宽比不宜过大,L/B宜小于6。

●(3)结构的竖向布置要做到刚度均匀而连续,避免刚度突变。

●(4)建筑物的高宽比不宜过大,H/B不宜大于5。

●(5)房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距以内,否则需设伸缩缝或采取其它措
施,以防止温度应力对结构造成的危害。

●(6)在地基可能产生不均匀沉降的部位及有抗震设防要求的房屋,应合理设置沉
降缝和防震缝。

●(7)构件类型、尺寸的规格尽量减少,以利生产的工业化。

4 按照承重方案的不同划分为三种: 横向承重、纵向承重和纵横向双向承重。

5楼面荷载分配原则
➢当采用装配式或装配整体式楼盖时,板上荷载通过预制板的两端传递给它的支承结构;
➢当采用现浇楼盖时,楼面上的恒载和活载根据每个区格板两个方向的边长比,沿单向或双向传递,区格板长边/短边>3时沿单向传递,长边/短边≤3时沿双向传递。

➢迭代法是把线性代数的高斯——赛德尔迭代法应用于框架计算的一种方法。

➢迭代法原理:首先计算各杆端的固端弯矩、各节点的不平衡力矩及各杆端的转角弯矩分配系数,然后用近端转角弯矩迭代公式在各节点反复进行迭代计算,直到各杆端的转角弯矩趋于稳定为止。

最后各杆端弯矩为最后一轮远端转角弯矩及固端弯矩之和
系数法是统一建筑规范中介绍的方法。

当框架结构满足下列条件时可按系数法计算框架结构的内力:
➢两个相邻跨的跨长相差不超过短跨跨长的20%;
➢活载与恒载之比不大于3;
➢荷载均匀布置;
➢框架梁截面为矩形。

6柱端弯矩:已知反弯点处的剪力值便可以求出每一根柱各截面的弯矩。

7反弯点法的问题
➢柱的抗侧刚度只考虑了柱的线刚度和柱高,未考虑节点梁柱线刚度比的影响;
➢认为反弯点的位置是固定不变的,实际上它与梁柱线刚度之比、柱的位置、上下层梁的线刚度大小、上下层层高、框架的总层数等因素有关。

在配筋计算的过程中,有以下问题需注意:
➢当楼板与框架整体浇灌时,梁的跨中应按T形截面计算,支座处按矩形截面计算。

➢梁端破坏时,破坏截面位于柱的边缘处,梁端的控制截面在柱边,应以柱边的弯矩和剪力值作为配筋计算的内力值:
➢有次梁时注意配附加钢箍或设吊筋;
➢柱上端控制截面在梁底,柱下端控制截面在梁顶。

为了简化计算,可采用轴线处内力值;
➢柱的计算长度按教材附录11确定;
➢框架柱一般采用对称配筋,除平面内按偏心受压构件计算外,还要进行平面外按轴心受压构件的验算;
➢当偏心距e0>0.55h0时,尚应进行裂缝宽度验算。

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