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。