混凝土结构设计
《混凝土结构设计》课程设计
——某酒店设计计算书
学院建筑工程学院
班级 13土木本二
组名
组长
指导老师刘良林贾燕翔龚昕
时间 2015-12-21～2016-3-31
《混凝土结构设计》课程设计任务书
1. 设计目的
1）巩固、运用所学的混凝土结构课程有关知识；
2）培养独立工作、分析和解决问题的能力；
3）为将来的毕业设计做准备。
2. 工程概况
某酒店为6层钢筋混凝土框架结构，底层层高为3.6m，其余层高为3.0m。基本雪压为0.4kN/m2，基本风压为0.7 kN/m2，地面粗糙度为B类。设计使用年限为50年。柱网的布置图如下：
3.设计规定
1）混凝土强度等级为C20～C30，框架柱、梁的受力钢筋为HRB400，箍筋为HPB300；
2）不考虑风荷载的顺风向风振效应，即0.1
β；
=
z
3）不考虑抗震设防；
4）楼板的厚度取120mm；
5）屋面为不上人屋面，且永久荷载标准值为5.5kN/m2，楼面永久荷载标准值为4.5 kN/m2，二者均包括了楼屋面装饰层、功能层及板自重。
4.设计要求
1）分组进行，每组不得超过6人；
2）每组推举组长，实行组长负责制；
3）设计周期：两周，务必于2016年3月31日下午五点前提交。5.成果要求
1）提交计算书一份。
2）计算书的内容包括梁柱截面估计和计算简图、荷载计算、内力分析、荷载组合（可以任取一层进行分析）四大部分。
6.参考资料
●《混凝土结构基本原理》梁兴文史庆轩中国建筑工业出版社●《混凝土结构设计》梁兴文史庆轩中国建筑工业出版社
●《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中国建筑工业出版社●《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）中国建筑工业出版社
一、梁柱截面尺寸及计算简图
楼板厚度为120mm。梁截面高度按梁跨度的1/18~1/10估算，梁截面宽度按梁高度的1/3~1/2估算，估算的梁截面尺寸见表1。混凝土强度等级C30（fc=14.3kN/m^2, ft=1.43kN/m^2）,C25（fc=11.9kN/m^2, ft=1.27kN/m^2）。
梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级表1
层次
混凝土强度
等级
横梁（b*h）
纵梁（b*h）AB跨,CD跨BC跨
1,2 C30 200*330 200*360 200*330 3,4,5,6 C25 200*330 200*360 200*330 柱截面尺寸可根据Ac>=(1.1~1.2)N/fc估算。各层的重力荷载可近似取14kN/m^2，由图可知边柱及中柱的负载面积分别为3.0m*1.5m 和3.0m*3.3m。
由式Ac>=1.2N/fc 和N=1.25Nv可得，第一层柱截面面积为：
边柱 Ac>=1.2N/fc
=1.2*（1.25*3.0*1.5*14*10^3*6）/14.3 =39650mm^2 中柱 Ac>=1.2N/fc
=1.2*（1.25*3.0*3.3*14*10^3*6）/14.3=87231mm^2如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为198mm和294mm。
根据上述估算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值为：1层350mm*350mm，2至6层300mm*300mm。
基础选用条形基柱，基础埋深取1.5m（自室外地坪算起），肋梁高度取1.0m，室内、外地坪高度差为0.5m。
取一榀横向中框架进行分析，计算简图如图（a）所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，各层柱轴线重合；梁轴线取在板底处，2~6层柱计算高度即为层高3.0m；底层柱计算高度从基础梁顶面取至一层板底，即h1=3.6+0.5+1.5-1-0.12=4.48m
二、重力荷载和水平荷载计算
1.重力荷载计算
（1）屋面及楼面的永久荷载标准值
屋面（不上人） 5.5kN/m^2
楼面 4.5kN/m^2
（2）屋面及楼面的可变荷载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kN/m^2
楼面活荷载标准值（房间，走廊） 2.0 kN/m^2
屋面雪荷载标准值 0.4 kN/m^2
（3）梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算
梁、柱可根据截面尺、材料密度等计算出单位长度的重力荷载，因计算楼、屋面的永久荷载时，已考虑了板的自重，故在计算梁的自重时，应从梁截面高度中减去板的厚度。
内墙为250mm厚水泥空心砖（9.6 kN/m^3），两侧均为20mm厚抹灰，则墙面单位面积重力荷载为
9.6*0.25+17*0.02*2=3.08 kN/m^2
外墙亦为250mm厚水泥空心砖，外墙贴瓷砖（0.5 kN/m^2），内墙面为20mm厚抹灰（0.34 kN/m^2），则外墙墙面单位面积重力荷载为
9.6*0.25+0.5+17*0.02=3.24 kN/m^2
外墙窗尺寸为1.5m*1.8m，单位面积自重为0.4 kN/m^2。
2.风荷载计算
基本风压ω。=0.7 kN/m^2，βz=1.0，风载体型系数μs=0.8（迎风面），μs=-0.5（背风面）
q（z）=3.0*0.7*μs*μz*βz，计算结果见表2，沿框架结构高度的分布图见图（b）。内力及侧移计算时，按静力等效原理将分布风荷载转换为节点集中荷载，如图（c）所示。
第5层的集中荷载F5（每层层高范围内的水平荷载视为沿高
度的均布荷载与三角形荷载之和）为
F5=（1.833+1.146+1.949+1.218）*3*(1/2)
+[(2.050-1.949)+(1.281-1.218)]*3*(1/2)*(1/3)
+[(1.949-1.833)+(1.218-1.146)]*3*(1/2)*(2/3)
=9.489kN
同理得：F4=8.925kN
F3=8.387kN
F2=9.789kN
F6=（2.050+1.281）*3*（1/2）
-[(2.050-1.949)+(1.281-1.218)] *3*(1/2)*(1/3) =4.915kN
沿房屋高度风荷载标准值（kN/m）表2 层次z（m）μz （z）（z）
6 19.48 1.220 2.050 1.281
5 16.48 1.160 1.949 1.218
4 13.48 1.091 1.833 1.146
3 10.48 1.013 1.702 1.064
2 7.48 1.000 1.680 1.050
1 4.48 1.000 2.016 1.260
三、竖向荷载作用下框架结构内力分析
1.计算单元及计算简图
仍取中间框架进行计算。由于楼面荷载均匀分布，所以可取两轴线中线之间的长度为计算单元宽度，如图（d）所示。
因梁板为整体现浇，且各区格为双向板，故直接传给横梁的楼面荷载为三角形分布荷载（边梁）或梯形分布荷载（走道梁），计算单元范围内的其余荷载通过纵梁以集中荷载的形式传给框架柱。框架横梁的自重以及直接作用在横梁上的填充墙体自重则按均布荷载考虑。
竖向荷载作用下框架结构计算简图如图（e1）（e2）所示。
2.荷载计算
以2-5层的恒载计算为例。
在图（e1）中q。及q。’包括梁自重（扣除板自重）和填充墙自重，由上可得
q。=0.2*（0.36-0.12）*25+3.08*（3.6-0.36）=9.33kN/m
q。’=0.2*（0.33-0.12）*25=1.05kN/m
q1,q2为板自重传给横梁的三角形和梯形分布荷载峰值,由图（d）所示的计算单元可得
q1=4.5*2=9.0kN/m，q2=4.5*3=13.5kN/m
P1、M1、P2、M2分别为通过纵梁传给柱的板自重，纵梁自重，纵墙自重，外挑阳台自重所产生的集中荷载和集中力矩。外纵梁外侧与柱外侧齐平，内纵梁一侧与柱的走道侧平齐。外挑阳台（包括栏杆）自重为7.1kN,其合力点距柱轴线的距离为0.917m，则
P1=4.5*(1.5^2/2)*2+0.2*(0.33-0.12)*25*3
+3.24*[(3-0.33)*(3-0.36)-1.5*1.8]
+1.5*1.8*0.4+7.10
=28.45+7.10=35.55kN
M1=28.45*[（0.33-0.2）/2]+7.10*0.917=8.36kN*m
同理可计算出P1，P2，见表3。
各层梁上的竖向荷载标准值表3
层次
横载活载
q。q。’q1 q2 P1 P2 M1 M2 q1 q2 P1 P2 M1 M2
6 1.80 1.05 14.05 16.89 35.42 35.42 5.32 2.80 4.00 4.80 18.62 19.30 0.48 0.92 2-5 9.33 1.05 9.00 13.50 35.50 45.00 8.36 4.28 4.00 6.00 10.96 13.63 0.48 0.92 1 9.33 1.05 9.00 13.50 36.35 45.00 9.84 5.03 4.00 6.00 12.08 14.98 0.65 1.23
注：表中q。，q。’，q1，q2量纲为kN/m，P1 P2的量纲为kN，M1M2量纲为kN*m。
3.梁柱线刚度计算
框架梁线刚度ib=EIb/l，因取中框架计算，故ib=2EcIo/l,其中Io为按b*h的矩形截面梁计算所得的梁截面惯性矩，计算结果见表4。
柱线刚度ic=EcIc/hc，计算结果见表5。
梁线刚度（N*mm）表4
类别层
次
Ec
（N/mm^2）
b*h(mm) Io(mm^4) l(mm) ib=2EcIo/l
边梁3-6 2.8*10^4 200*330 5.990*10^8 3000 1.118*10^10 1,2 3.0*10^4 200*330 5.990*10^8 3000 1.198*10^10
走道梁3-6 2.8*10^4 200*360 7.760*10^8 3600 0.604*10^10 1,2 3.0*10^4 200*360 7.760*10^8 3600 0.647*10^10
柱线刚度（N*mm）表5
层次
层高
（mm）
b*h(mm) Ec(N/mm^2) Ic(mm^4) ic=EcIc/hc 3~6 3000 300*300 2.80*10^4 0.675*10^9 0.630*10^10 2 3000 300*300 3.00*10^4 0.675*10^9 0.675*10^10
1 4480 350*350 3.00*10^4 1.251*10^9 0.838*10^10 4.竖向荷载作用下框架内力计算
因结构和荷载均对称，故取对称轴一侧的框架为计算对象，且中间跨梁取为竖向滑动支座。另外，除底层和顶层的荷载数值略有不同外，其余层荷载的分布和数值相同。为简化计算，沿竖向取5层框架计算，其中1、2层代表原结构的底部两层，第3层代表原结构的3层和4层，5、6层代表原结构的顶部两层。如图（f）所示。
首先计算杆端弯矩分配系数。由于计算简图中的中间跨梁长为原梁跨长的一半，故其线刚度应取取表4所列值的2倍。以第1层两个框架节点的杆端弯矩分配系数计算为例，SA、SB分别表示边节点和中节点各杆端的转动刚度之和。
=4*(0.675+0.838+1.198)*10^10=4*2.711*10^10N*mm/rad
= 4*(1.198+0.675+0.838)*10^10+2*0.647*10^10
=12.138*10^10N*mm/rad
=0.675/2.711=0.249，=0.838/2.711=0.309
=1.198/2.711=0.442
=4*0.675/12.138=0.222，=4*0.838/12.138=0.276
=4*1.198/12.138=0.395，=2*0.647/12.138=0.107
其余各节点的杆端弯矩分配系数见图（f）。
其次计算杆件固端弯矩。兹以在恒载作用下第1层的边跨梁和中间跨梁为例计算。边跨梁的固端弯矩为
=-1/12*q。l^2-1/12*q1*l^2*(1-2*α^2+α^3)
=-1/12*9.33*3^2-1/12*9*3^2*[1-2*(1.5/3)^2+(1.5/3)^3]
=-11.22kN*m
中间跨梁的固端弯矩为
=-1/3*q。’*l^2-5/24*q2*l^2
=-1/3*1.05*1.8^2-5/24*13.5*1.8^2
=-10.25kN*m
恒载作用下框架各节点的弯矩分配以及杆端分配弯矩的传递过程如图（f），最后所得的杆端弯矩应为固端弯矩，分配弯矩和传递弯矩的代数和，不计入节点力矩。梁跨间最大弯矩根据梁两端的杆端弯矩及作用于梁上的荷载，用平衡条件求得。
根据作用于梁上的荷载及梁端弯矩，用平衡条件可求得梁端剪力及梁跨中截面弯矩。将柱两侧的梁端剪力、节点集中力及柱轴力叠加，即得柱轴力。在恒载作用下，第6层B柱上端的轴力为
=9.23+3.69+9.20=22.12kN
该层柱下端的轴力应计入柱的自重，即
=22.12+0.6*0.6*3.0*25=49.12kN
梁端剪力及柱轴力的计算结果见表6。
竖向荷载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）表6
层次
恒载内力活载内力
梁端剪力A柱轴力B柱轴力梁端剪力柱轴力= =
6 8.56 9.23 3.69 18.09 20.98 22.12 49.12 4.22 6.02 1.78 21.01 22.13 5 10.89 11.21 2.58 40.16 60.45 52.30 108.25 4.22 5.68 0.96 30.30 32.71 4 10.89 11.21 2.58 100.98 141.65 128.22 238.95 4.22 5.68 0.96 38.34 40.29 3 10.89 11.21 2.58 237.82 268.38 326.98 416.3
7 4.22 5.6
8 0.96 42.8
9 48.91 2 10.89 11.21 2.58 418.99 435.04 512.89 578.01 4.22 5.68 0.96 48.70 50.22
1 10.89 11.21 2.58 592.13 598.91 654.71 703.2
2 4.22 5.68 0.96 52.94 54.18
四、风荷载作用下框架结构分析
1.框架结构侧向刚度计算
柱侧向刚度按式D=αc*12*ic/h^2计算，其中αc按课本表4-4
所列公式计算。梁、柱线刚度分别见表4、5。第2层边柱和中柱的
侧向刚度计算如下
K’=∑ib/(2*ic)=1.198*2/(2*0.675)=1.775,
αc=K’/2+K’=1.775/(2+1.775)=0.470,
D21=αc*12*ic/h^2
=0.470*12*0.675*10^10/3000^2=4230N/mm
K’=∑ib/(2*ic)=(1.198+0.647)*2/(2*0.675)=2.157, αc=K’/2+K’=2.157/(2+2.157)=0.519
D22=αc*12*ic/h^2
=0.519*12*0.675*10^10/3000^2=4671N/mm
该层一榀横向框架的总侧向刚度为
D2=（4230+4671）*2=8901N/mm
其余各层柱侧向刚度见表7。
各层柱侧向刚度D值（N/mm）表7
层次
边柱中柱
总和K’Αc Di1 K’Αc Di2
4~6 1.775 0.470 3948 2.157 0.519 4360 8308
3 1.775 0.470 3948 2.733 0.577 4847 8795
2 1.775 0.470 4230 2.157 0.519 4671 8901
1 1.430 0.417 2089 2.20
2 0.524 2625 4714
2.侧移二阶效应的考虑
首先需按式Di>=20验算是否考虑侧移二阶效应的影响。计算结果见表8。
各层重力荷载设计值计算表表8
层次层高恒载轴力标准
值
活载轴力标准
值Gi Gi/hi A柱B柱A柱B柱
6 3.00 18.09 22.12 20.98 49.12 200.89 66.96
5 3.00 40.1
6 52.30 60.45 108.25 518.02 169.81 4 3.00 100.98 128.22 141.65 238.95 1439.98 476.56 3 3.00 237.82 326.98 268.38 416.3
7 2568.22 886.09 2 3.00 418.99 512.89 435.04 578.01 3491.20 1163.87 1 4.4
8 592.13 654.71 598.91 703.22 5619.1
9 1254.28
比较表7与表8中的相应数值可见，各层均满足Di>=20式的要求，即该框架结构不需要考虑侧移二阶效应的影响。
3.框架结构侧移验算
根据图（e2）所示的水平荷载，由式Vi=计算层间剪力，然后依据表7所列的层间侧向刚度，按式（△u）i=Vi/计算各层的相对侧移，计算过程见表9。由于该房屋的高宽比（H/B=/9.6=）较小，故可以不考虑柱轴向变形产生的侧移。
按式Δu/h<=[Δu/h]进行侧移验算，验算结果亦列于表9。可见，各层的层间侧移角均小于1/550,满足要求。
层间剪力及侧移计算表9
层次 6 5 4 3 2 1
Fi(kN) 4.936 9.539 9.346 8.424 8.489 12.471 Vi(kN) 4.936 14.475 23.821 32.245 40.734 53.205 sumD(N/mm) 8308 8308 8308 8795 8901 4714 （△u）
0.20 0.60 0.65 0.87 1.04 1.10 i(mm)
（△u）i/hi 1/15000 1/5000 1/4615 1/3448 1/2885 1/4345
4.框架结构内力计算
按式Vij=Dij*Vij/计算各柱的分配剪力，然后按式（4-30）计算柱端弯矩。由于结构对称，故只需计算一根边柱和一根中柱的内力，计算过程见表10。表中的反弯点高度比y 按式y=yn+y1+y2+y3确定，其中标准反弯点高度比yn 查附表7-1，第3层柱考虑了修正值y1，第2层柱考虑了修正值y3，底层柱考虑了修正值y2，其余柱均无修正。
风荷载作用下各层框架结构柱端弯矩计算 表10
注：表中剪力V 的量纲为kN ；弯矩M 的量纲为kN*m 。
梁端弯矩按式计算，由平衡条件求出梁端剪力及柱轴力，计算结果见表11。在图（c ）所示的风荷载作用下，框架左侧的边柱轴力和中柱轴力均为拉力，右侧的两根柱轴力应为压力，总拉力与总压力数值相等，符号相反。
风荷载作用下梁端弯矩，剪力及柱轴力计算 表11
层次 边梁
走道梁 柱轴力 L Vb
l
Vb
边柱 中柱 6 1.822 1.038 3 0.953 1.213 1.213 3.6 0.674 -0.953 -0.279 5
6.492
3.606
3
3.366
4.234
4.234 3.6 2.352
-4.319
-1.293
层
次 层高
(m) Vi (kN) Di (N/mm) 边柱 中柱 Di1 Vi1 K ’ y Mbi1 Mui1 Di2 Vi2
K ’
y
Mbi2
Mui2 6 3.0
4.936
24282
5432 1.104 3.66
0.45
1.49
1.822 6709 1.364 7.933 0.45 1.841
2.251 5
3.0 1
4.475 24282 5432 3.238
3.66 0.483
4.692
5.002
6709
3.999 7.933 0.5
5.999
5.999
4 3.0 23.821 36698 7736 5.022 1.974 0.4
5 6.78
8.286 10613 6.889 4.279 0.5 10.334 10.334
3 3.0 32.245 37222 7880 6.826 2.045
0.5
10.239 10.239 10731 9.296 4.432 0.5 13.944 13.944
2
3.0 40.734 39332
8290
8.585 1.974 0.499 12.852 12.903 11376 11.782 4.28
0.5 17.673 17.673
1 4.48 53.205 48524 1088
2 11.932 1.846 0.565 32.225 24.81 13380 14.671 4.001 0.55 38.57 32.557
4 12.978 7.53 3 6.836 8.803 8.803 3.6 4.891 -11.15
5 -3.238 3 17.019 11.218 3 9.412 13.115 13.115 3.
6 7.286 -20.56
7 -5.364 2 23.142 14.575 3 12.572 17.042 17.042 3.6 9.46
8 -33.13
9 -8.468 1 37.662 22.695 3 20.119 26.535 26.535 3.6 13.075 -53.258 -15.512 注：表中剪力和轴力的量纲为kN；弯矩的量纲为kN*m；梁跨度l的量纲为m。
五、荷载组合
以第1层的梁柱内力组合和界面设计为例。
1.梁控制截面内力标准值
表12是第1层梁在恒载、活载和风荷载标准值作用下，柱轴线及柱边缘处（控制截面）的梁端弯矩值和剪力值，其中柱轴线处的弯矩值和剪力值取自表6、表10和图（g）；柱边缘处的梁端弯矩值和剪力值按下述方法计算。
在竖向荷载作用下：Mb=M-V*b/2,Vb=V-q*b/2
恒载作用下A支座边缘处的弯矩值和剪力值分别为
Mb=M-V*b/2=15.24-16.90*0.5/2=11.86kN*m
Vb=V-q*b/2=16.90-9*0.5/2=14.64kN
在风荷载作用下：Mb=M-V*b/2,Vb=V
风荷载作用下A支座边缘处的弯矩值和剪力值分别为
Mb= M-V*b/2=37.66-20.12*0.5/2=33.64kN*m
Vb=V=20.12kN
第1层梁端控制截面内力标准值表12
截面
恒载内力活载内力风载内力
柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处M V M V M V M V M V M V
A 15.24 16.90 11.86 14.64 4.15 17.49 0.65 16.29 37.66 20.12 33.64 20.12 Bl 16.21 17.54 12.70 17.19 0.16 9.51 1.75 8.31 22.70 20.12 18.67 20.12 Br 6.30 7.74 4.75 7.40 0.03 5.67 1.1 4.47 26.54 13.08 23.92 13.08 注：表中弯矩M的量纲为kN*m；剪力V的量纲为kN。
2.梁控制截面内力组合值
第1层梁控制截面内力组合值见表13，相应截面的内力标准值取自表12组合时，竖向荷载作用下的梁支座截面负弯矩乘系数0.8，以考虑塑性内力重分布，跨中截面弯矩相应增大（由平衡条件确定）；
当风荷载作用下支座截面为正弯矩且与永久荷载效应组合时，永久荷载分项系数取1.0。
第1层梁控制截面组合的内力设计值表13
截面1.2SGk±1.0*1.4Swk+0.7*1.4SQk或
1.0SGk±1.0*1.4Swk±0.7*1.4SQk
1.2SGk+1.0*1.4SQk±0.6*1.4Swk或
1.0SGk+1.0*1.4SQk±0.6*1.4Swk 1.35SGk+0.7*1.4SQk
→←→←
M V M V M V M V M V
支座
A 36.95 9.37 -57.01 65.43 17.86 20.14 -38.66 53.94 16.65 35.73 Bl -39.22 67.97 12.57 11.91 -30.32 57.20 1.04 23.40 18.86 31.35 Br 28.83 -39.07 -38.15 45.73 14.75 -29.02 -25.43 36.64 7.49 14.37
跨中AB 40.15 17.24 28.08 10.92 44.64 BC 28.83 28.83 14.75 14.75 -12.99 注：弯矩M的量纲为kN*m;剪力V的量纲为kN;支座截面上部受拉时为负弯矩（-M），下部受拉时为正弯矩（M）。
以第1层AB跨梁为例：
在左风荷载（→）作用下，由表12的有关数据，并对竖向荷载作用下的梁端负弹性弯矩乘以系数0.8，可得A端及Bl端的弯矩组合值：
MA=1.0*0.8+1.0*1.4Mwk+0.7*1.4*0.8
=1.0*0.8*(-11.86)+1.0*1.4*33.64+0.7*1.4*0.8*(-0.65)
=36.95kN*m
=1.2*0.8+1.0*1.4Mwk+0.7*1.4*0.8
=1.2*0.8*(-12.70)+1.0*1.4*(-18.67)+0.7*1.4*0.8*(-1 .75)
=-39.22kN*m
梁两端截面的剪力及跨间弯矩可根据梁的平衡条件求得（图（i））。其中作用于梁上的恒荷载和活荷载设计值分别为
q。=1.2*9.33=11.20kN/m
q1=1.2*9+0.7*1.4*7.2=20.10kN/m
由于梁端弯矩系支座边缘处的弯矩值，故计算时取净跨：
ln=3.0-0.5=2.5m
由图（i），可得梁两端的剪力值：
VA=9.37kN
VBl=67.97kN
梁跨中最大弯矩为: M=40.15kN*m
同样，可求出有右风荷载（←）作用时，梁端截面弯矩、剪力及跨中截面弯矩。在考虑风荷载效应的组合项中，BC跨梁跨中无最大正弯矩，此时取相应的支座正弯矩作为跨中截面下部纵向受力钢筋配筋计算的依据；在“1.35SGk+0.7*1.4SQk”组合项中，BC跨梁跨中为负弯矩。
混凝土结构设计课后思考题答案沈蒲生第4版
Zz152 1.1 结构设计的基本内容及步骤有哪些？试举例说明。 根据结构的概念设计，确定结构材料，结构体系，布置和施工方法；结构分析与设计（其中 包括计算简图，内力，变形分析及配筋计算等），结构的构造设计;绘制结构的施工图（其中包括结构布置图，构件末班和配筋图等） 1.2 钢筋混凝土梁板结构有几种形式？他们是怎么样划分的？ 由单向板组成的梁板结构称为单向板梁板结构，由双向板组成的梁板结构称为双向板梁板结构。当L2/L1<=2时，按双向板设计，2 一、概念选择题（均为单选题，答案请填写在答题卡上，每小题1分，总共40 分） 1 ．如果混凝土的强度等级为C50，则以下说法正确的是：（ C） A．抗压强度设计值 f c=50MPa；B．抗压强度标准值f ck=50MPa； C．立方体抗压强度标准值 f cu，k=50MPa；D．抗拉强度标准值 f tk =50MPa。 2．混凝土强度等级是根据150 mm× 150 mm× 150 mm 的立方体抗压试验，按：( B ) A．平均值μf cu确定；B．μf cu－1.645σ 确定；C．μf cu － 2σ确定； D ．μf cu－σ确定。 3．减少混凝土徐变可采用的措施有：（B） A．增加水泥用量； B 蒸汽养护混凝土； C 提早混凝土的加荷龄期； D 增加水用量。 4 ．以下关于混凝土收缩，正确的说法是：（A） （1）收缩随时间而增长（2）水泥用量愈小，水灰比愈大，收缩愈大 （3）骨料弹性模量大级配好，收缩愈小（4）环境湿度愈小，收缩也愈小 （5）混凝土收缩会导致应力重分布 A．（ 1）、（3）、（ 5）；B ．（1）、（ 4）；C．（1）～（ 5）； D ．（ 1）、 （ 5）。 5.高碳钢筋采用条件屈服强度，以σ 0.2表示，即：（ D） A．取极限强度的20 %； B ．取应变为 0.002时的应力； C．取应变为0.2时的应力；D．取残余应变为 0.002时的应力。 6．检验软钢性能的指标有：（ A） （1）屈服强度（2）抗拉强度（3）伸长率（4）冷弯性能 A．（1）～（ 4）；B．（1）～（3）；C．（2）～（3）；D．（ 2）～（ 4）。 7．对于热轧钢筋( 如HRB335)，其强度标准值取值的依据是： （ B ） A．弹性极限强度；B．屈服极限强度；C．极限抗拉 强度；D．断裂强度。 8．钢筋与混凝土这两种性质不同的材料能有效共同工作的主要原 因是：（ D） A．混凝土能够承受压力，钢筋能够承受拉力； B．两者温度线膨系数接近； 混凝土结构设计基本原理复习重点(总结很好) 第 1 章绪论 1.钢筋与混凝土为什么能共同工作： （1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。 （2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。 （3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材 2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难 建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面 作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用 结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。 荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值 第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能 一、混凝土 立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据） 1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。（f ck=0.67 f cu,k） 轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。 复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。 双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样； 一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低） 受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。反映材料抵2.变形抗弹性变形的能力） 体积变形（温度和干湿变化引起的）：收缩和徐变等。 混凝土单轴向受压应力-应变曲线数学模型 1、美国E.Hognestad建议的模型 2、德国Rusch建议的模型 混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量 弹性模量 变形模量 切线模量 3、（1）徐变：混凝土的应力不变，应变随时间而增长的现象。 混凝土产生徐变的原因： 1、填充在结晶体间尚未水化的凝胶体具有粘性流动性质 2、混凝土内部的微裂缝在载荷长期作用下不断发展和增加的结果 线性徐变：当应力较小时，徐变变形与应力成正比；非线性徐变：当混凝土应力较大时，徐变变形与应力不成正比，徐变比应力增长更快。影响因素：应力越大，徐变越大；初始加载时混凝土的龄期愈小，徐变愈大；混凝土组成成分水灰比大、水泥用量大，徐变大；骨料愈坚硬、弹性模量高，徐变小；温度愈高、湿度愈低，徐变愈大；尺寸大小，尺寸大的构件，徐变减小。养护和使用条件 对结构的影响：受弯构件的长期挠度为短期挠度的两倍或更多；长细比较大的偏心受压构件，侧向挠度增大，承载力下降；由于徐变产生预应力损失。（不利）截面应力重分布或结构内力重分布，使构件截面应力分布或结构内力分布趋于均匀。（有利） （2）收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象，在水中体积膨胀。 影响因素：1、水泥的品种：水泥强度等级越高，则混凝土的收缩量越大； 2、水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大； 3、骨料的性质：骨料的弹性模量大，则收缩小； 4、养护条件：在结硬过程中，周围的温、湿度越大，收缩越小； 5、混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小； 6、使用环境：使用环境的温度、湿度大时，收缩小； 7、构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。 对结构的影响：会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝，会导致预应力混凝土的预应力损失等。 措施：加强养护，减少水灰比，减少水泥用量，采用弹性模量大的骨料，加强振捣等。 混凝土的疲劳是荷载重复作用下产生的。（200万次及其以上） 二、钢筋 光圆钢筋：HPB235 表面形状 带肋钢筋：HRB335、HRB400、RRB400 有明显屈服点的钢筋：四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段），屈服强度力学性能是主要的强度指标。 （软钢） 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010主要修订内容 1.完善规范的完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，补充结构抗倒塌设计的原则，增强结构的整体稳固性。 2. 完善承载力极限状态设计内容，增加以构件分项系数进行应力设计等内容。 3. 钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽正常使用极限状态设计，钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽度，预应力构件稍放松；调整了裂缝宽度计算中的构件受力特征系数取值。 4.增加楼盖舒适度要求，规定了楼板竖向自振频率的限制。 5. 完善耐久性设计方法，除环境条件外，提出环境作用等级概念。 6. 增加了既有结构设计的基本规定。增加了既有结构设计的基本规定。 7. 淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋；提出钢筋延性（极限应变）的要求。 8. 补充并筋（钢筋束）的配筋形式及相关规定。 9. 结构分析内容适当得到扩展，提出非荷载效应分析原则。 10. 对结构侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化方法。 11. 完善了连续梁、连续板考虑塑性内力重分布进行内力调幅的设计方法。 12. 补充、完善材料本构关系及混凝土多轴强度准则的内容。 13. 构件正截面承载力计算：“任意截面”移至正文，“简化计算”移至附录。 14. 截面设计中完善了构件自身挠曲影响的相关规定。 15. 修改了受弯构件的斜截面的受剪承载力计算公式。 16. 改进了双向受剪承载力计算的相关规定。 17. 补充在拉、弯、剪、扭作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱设计的相关规定。 18. 修改了受冲切承载力计算公式。 19. 补充了预应力混凝土构件疲劳验算的相关公式。 20. 增加按开裂换算截面计算在荷载效应准永久或标准组合下的截面应力。 21. 宽度大于0.2mm 的开裂截面，增加按应力限制钢筋间距的要求。 22. 挠度计算中增加按荷载效应准永久组合时长期刚度的计算公式。 23. 增加了无粘结预应力混凝土受弯构件刚度、裂缝计算方法。 24. 考虑耐久性影响适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍增，恶劣环境下大幅度增加。 25. 提出钢筋锚固长度修正系数，考虑厚保护层、机械锚固等方式控制锚固长度。 26. 框架柱修改为按配筋特征值及绝对值双控钢筋的最小配筋率，稍有提高。 27. 大截面构件的最小配筋适当降低。 28. 增加了板柱结构及现浇空心楼板的构造要求。 29. 在梁柱节点中引入钢筋机械锚固的形式。 30. 补充了多层房屋结构墙体配筋构造的基本要求。 31. 补充了二阶段成形的竖向叠合式受压构件（柱、墙）的设计原则及构造要求。 32. 完善装配式混凝土结构的设计原则以及装配式楼板、粱、柱、墙的构造要求。 33. 提出了预制自承重构件的设计原则；增补了内埋式吊具及吊装孔有关要求。 34. 补充、完善了各种预应力锚固端的配筋构造要求。 35. 调整了预应力混凝土的收缩、徐变及新材料、新工艺预应力损失数值计算。 36. 调整先张法布筋及端部构造，后张法布筋及孔道布置的构造要求。 课程考核试卷 课程名称：混凝土结构设计 考核对象：土木工程专业 1.整体式梁板结构中，将支承条件简化为铰支座后会存在一定计算误差，为减小该误差，可以通过荷载调整来解决，解决的办法是（ ） 。 A ．减小恒载，增大活荷载 B ．增大恒载，减小活荷载 C ．增大构件刚度 D ．减小构件刚度 2.一般对于N 跨连续梁，有（ C ）种最不利荷载组合。 A ．N-1 B ．N C ．N+1 D ．N+2 3.单层厂房排架柱内力组合时，一般不属于控制截面的是（ A ）。 A ．上柱柱顶截面 B ．上柱柱底截面 C ．下柱柱顶截面 D ．下柱柱底截面 4.对于跨度相对差值小于（ A ）的不等跨连续梁，其内力可以近似按等跨度结构进行分析。 A ．10% B ．20% C ．30% D ．40% 5.结构设计中，高层建筑的高度是指（ C ）。 A ．基础顶面至主要屋面的距离 B ．基础顶面至突出屋面电梯间的距离 C ．室外地面至主要屋面的距离 D ．室外地面至突出屋面电梯间的距离 6.有关框架结构的计算简图，下列说法中不正确的是（ D ）。 A ．框架梁的跨度应取相邻两根柱子轴线之间的距离 B ．底层柱的长度应取基础顶面第一层楼板顶面之间的距离 C ．框架各跨跨度相差不大于10％时，可简化为等跨框架计算 D ．不等跨框架简化为等跨框架后，计算跨度应取原框架中的最小跨度值 7.对框架结构设计时要进行梁端弯矩调幅，以下的描述正确的是（ B ）。 A．对竖向荷载和水平荷载作用下的梁端弯矩调幅 B．调幅后，梁端负弯矩减小且跨中弯矩增大 C．调幅后，梁端负弯矩增大而跨中弯矩不变 D．梁端弯矩调幅在内力组合之后进行 8.D值法是对反弯点法的（ A ）进行了修正。 A．柱的侧移刚度和反弯点高度 B．柱线刚度和弯矩分配系数 C．柱的线刚度和侧移刚度 D．柱的线刚度和反弯点高度 9.对装配式钢筋混凝土单层厂房进行设计，当进行排架柱内力组合时，下面的描述是正确的是（ A ）。 A．恒载始终参与内力组合 B．有吊车竖向荷载，必有吊车横向水平荷载 C．吊车横向水平荷载和吊车竖向荷载必须同时考虑 D．在对轴力组合时，由于在吊车横向荷载和风载作用下排架柱不产生轴力，可不参与组合 10.对柱下独立基础进行底板配筋时，控制截面为（ C ）处截面。 A．基础中轴线 B．柱与基础交接处 C．柱与基础交接处以及基础变阶处 D．基础变阶处 11.关于反弯点法，下列说法中不正确的是（ B ）。 A．假定横梁的抗弯刚度无限大 B．假定各层柱的反弯点均在柱高的中点 C．假定梁柱节点转角为零 D．其适用条件是梁柱线刚度比大于3 12.关于水平荷载作用下的框架结构侧移，下列说法中正确的是（ A ）。 A.房屋高宽比越大，由柱轴向变形引起的侧移越大 B.一般对高度超过50m的房屋，不必考虑梁柱弯曲变形对侧移的影响 C.各楼层的层间侧移自上而下逐渐减小 D.各楼层处的水平侧移之和即框架顶点的水平侧移 13.对框架柱进行正截面设计时，需考虑的最不利组合一般不包括（ B ）。 A．|M|max及相应的N B．|M|min及相应的N C．|N|max及相应的M D．|N|min及相应的M 14.计算竖向荷载作用下的框架内力时，未考虑活荷载最不利布置的方法是（ A ）。 A．分层法 B．最不利荷载位置法 *第二章混凝土结构设计方法 提要：在以后各章将讨论各种基本构件及不同结构的设计计算，这些构件和结构的型式虽然不同，但计算都采用相同的方法——概率极限状态设计法。因此，在讨论具体的构件和结构设计之前，先介绍概率极限状态设计法。 本章学习要点： 1、了解结构可靠度的概念； 2、了解极限状态设计法的基本原理； 3、掌握荷载和材料强度的取值方法； 4、掌握极限状态设计表达式的基本概念及应用。 §2-1 极限状态设计法的基本概念 一、结构的功能要求： 结构设计的主要目的是保证所建造的房屋安全适用，能够在规定的期限内满足各种预期的功能要求，并且经济合理。《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足以下四项基本功能要求： 1、结构在正常施工、正常使用条件下，能承受可能出现的荷载及变形。 2、正常使用时的良好工作性能。 3、在正常维护下具有足够的耐久性，如材料风化、老化、腐蚀不超过一定的限度。 4、在偶然事件发生时或发生后，仍然能保持必要的整体稳定性。 上述四项功能要求分别属于安全性、适用性和耐久性。这三者也统称为结构的可靠性。所以可以说“结构的可靠性是安全性、适用性和耐久性的统一”。二、结构可靠性、可靠度的定义 可靠性：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠度：指结构在规定时间内，规定条件下完成预定功能的概率，即结构可靠度是可靠性的概率度量。 ﹡“规定时间”及“规定条件”的含义。 ﹡设计使用年限：指设计规定的结构或构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。 注意：①设计使用年限并不等同于结构的寿命； ②这一时期的长短与一个国家在一定时期的国民经济发展水平有关； ③可靠性与经济性的统一是结构设计的基本原则。 三、结构的安全等级 四、结构的极限状态 1、极限状态的概念 整个结构或结构的一部分超过某一个特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为结构的极限状态。 有效状态与失效状态：二者的分界即是极限状态，显然“极限状态提供了判断结构失效与有效的界限标准”。 2、极限状态的分类 （1）承载能力极限状态：p40 被超越的判断； （2）正常使用极限状态：p41 被超越的判断。 五、结构上的作用、作用效应和结构的抗力 1、作用与作用效应 （1）定义：使结构产生内力和变形的所有原因。 ﹡直接作用与间接作用 ﹡作用与荷载的区别与联系 （2）作用的分类： （3）作用效应： 2、结构的抗力 结构的抗力是指整个结构或构件承受内力和变形的能力。 ﹡混凝土结构构件的截面尺寸、混凝土强度等级以及钢筋的种类、配筋数量和方式确定后，构件便具有一定的抗力。抗力可以按一定的计算模式确定。 ﹡影响抗力的因素：材料性能、几何参数、计算模式。 第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题（请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”，否则打“×”。每小题1分。） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（ ） 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（ ） 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。（ ） 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（ ） 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（ ） 6．C20表示f cu =20N/mm 。（ ） 7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（ ） 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。（ ） 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（ ） 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（ ） 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。（ ） 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ ） 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（ ） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能判断题答案 1. 错；对；对；错；对； 2. 错；对；对；错；对；对;对；对； 第3章 轴心受力构件承载力 1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（ ） 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（ ） 3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。（ ） 4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（ ） 5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。（ ） 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（ ） 第3章 轴心受力构件承载力判断题答案 1． 错；对；对；错；错；错； 第4章 受弯构件正截面承载力 1．混凝土保护层厚度越大越好。（ ） 2．对于' f h x 的T 形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为' f b 的 混凝土结构设计总说明 1.总则 1.1本工程按国家现行有效的设计规范、规程及标准进行设计，施工单位除应遵守本说明及各设计图纸详图外，尚应执行现行国家施工规范、规程和工程所在地区主管部门颁布的有关规程及规定，并应在设计图纸通过施工图审查，取得施工许可证后方可施工，不得违规违章施工，确保各阶段施工安全。 1.2本工程位于广东省佛山市高明区，本工程所建的为多层住宅和多层商业,本工程使用的测量高程为黄海高程;±0.000为室内地面标高，相当高程标高1 2.50米。 1.3尺寸单位除注明外，以毫米（mm）为单位，平面角以度（o）分（’）秒（”）表示，标高以米（m）为单位。 2.建筑结构安全等级及设计使用年限 2.1本工程为异形柱结构。 2.2本工程建筑结构的安全等级为二级，结构设计基准期为50年，结构设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为标准设防类，地基基础设计等级为乙级。 3.设计依据 3.1采用国家现行有效的设计规范、规程、统一标准、标准图集、工程建设标准强制性条文及"住房与城乡建设部有关公告"作为不能违反的法规，同时考虑工程所在地区实际情况采用地区性规范。 3.2本工程结构设计遵循的主要标准、规范、规程： （1）国标部分 建筑结构可靠度设计统一标准 GB50068-2001 建筑结构荷载规范 GB50009-2012 混凝土结构设计规范 GB50010-2010（2015年版） 砌体结构设计规范 GB50003-2011 建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008 建筑抗震设计规范 GB50011-2010（2016年版） 混凝土结构耐久性设计规范 GB/T50476-2008 建筑地基基础设计规范 GB50007-2011 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 建筑设计防火规范 GB50016-2014 （2）广东省标准部分 建筑地基基础设计规范 DBJ15-31-2003 建筑地基处理技术规范 DBJ15-38-2015 非承重混凝土小型砌块砌体工程技术规程 DBJ/T15-18-97 静压预制混凝土桩基础技术规程 DBJ/T15-94-2013 3.3本工程结构设计采用的计算程序及辅助计算软件名称/软件版本号/编制单位分别为GSSAP；17.0；广东省设计建筑研究院。结构整体计算嵌固部位为地下室顶板层。 3.4本工程岩土工程勘察报告由佛山市顺德区勘察有限公司提供。基础施工时若发现地质实际情况与岩土工程勘察报告与设计要求不符时，须通知设计人员及岩土工程勘察单位技 广州大学 2014-2015 学年第二学期考试 卷 课程混凝土结构设计Ⅰ考试形式（有限开卷，考试） 学院土木工程系建筑工程专业土木工程班级学号姓名 （均为单选题，每题2分，共40分，请将正确答案填写在下列答题卡相应位置） 1.对构件施加预应力的主要目的是（）。 A．提高构件承载力 B．节省材料 C．对构件进行检验 D．提高构件抗裂度，充分利用高强度材料 2.单层厂房的柱间支撑作用主要是为了提高（）。 A．厂房的纵向刚度和稳定性 B．厂房的横向刚度和稳定性C．厂房横向排架柱的强度 D．厂房纵向排架柱的强度 A是（）。 3. 预应力混凝土受弯构件，在预拉区布置预应力钢筋' p A．为了提高极限抗弯承载力 B．为了防止在施工阶段预拉区开裂 C．为了提高构件的抗弯刚度 D．为了提高构件的延性 4.单层厂房排架结构计算中，（）作用下才考虑厂房的整体空间作用。 A ． 屋面活荷载 B ．吊车荷载 C ．永久荷载 D ．风荷载 5. 当厂房排架柱牛腿的剪跨比3.00 h a 时，宜设置弯起钢筋。弯起钢筋应配置在（ ）。 A ． 牛腿有效高度0h 范围内 B ． 牛腿上部023 h 范围内 C ．吊车竖向荷载作用点至牛腿斜边下端点连线距离l 的61至2 1 之间的区域内 D ．牛腿根部以上023 h 范围内 6.单层厂房的排架计算简图中，（ ）。 A ． 柱下端与基础的连接采用铰接 B ． 柱下端与基础的连接采用定向铰接 C ． 柱下端与基础的连接采用固接 D ． 柱下端与基础采用焊接 7．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定，先张法构件总预应力损失值不应小于 （ ）。 A ．80N/mm 2 B ．90N/mm 2 C ．110N/mm 2 D ．100N/mm 2 8. 单层厂房横向排架承受的荷载中，不包括（ ） A ．吊车横向水平荷载 B ．屋面活荷载 C ．吊车纵向水平荷载 D ．风荷载 9．《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）规定，( )。 A ．屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中的较小值 B ．屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中的较大值 C ．当有积灰荷载时，积灰荷载不与雪荷载同时考虑 D ．当有积灰荷载时，积灰荷载不与屋面均布活荷载同时考虑 10．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级 不应低于（ ）。 A ．C30 B ．C20 C ．C40 D ．C35 11．下列有关排架柱内力组合的叙述中，正确的是（ ）。 A ．风荷载有向左、向右吹两种情况，可以同时选择两种风向参与组合 B ．组合max D 或min D 产生的内力时，一定要组合m ax T 产生的内力 C ．吊车竖向荷载max D 和min D 可以同时作用在同一柱子上 D ．吊车横向水平荷载m ax T 作用在同一跨内的两个柱子上 混凝土结构设计习题 楼盖(200题) 一、填空题（共48题） １.单向板肋梁楼盖荷载的传递途径为 楼面（屋面）荷载 → 次梁 → 主梁 → 柱 → 基础 → 地基。 2.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_ 构造要 求 配置钢筋。 3.多跨连续梁板的力计算方法有_ 弹性计算法__和 塑性计算法___ 两种方法。 4.四边支承板按弹性理论分析，当L 2/L 1≥_3_时为_单向板_；当L 2/L 1<__2 _时为_双向板 。 5.常用的现浇楼梯有__板式楼梯___和___梁式楼梯___两种。 6．对于跨度相差小于10％的现浇钢筋混凝土连续梁、板，可按等跨连续梁进行力计算。 7、双向板上荷载向两个方向传递，长边支承梁承受的荷载为 梯形 分布；短边支承梁承 受的荷载为 三角形 分布。 8、按弹性理论对单向板肋梁楼盖进行计算时，板的折算恒载 p g g 2 1'+=， 折算活载p p 2 1'= 11、在计算钢筋混凝土单向板肋梁楼盖中次梁在其支座处的配筋时，次梁的控制截面位置 应取在支座 边缘 处，这是因为 支座边缘处次梁力较大而截面高度较小。 12、钢筋混凝土超静定结构力重分布有两个过程，第一过程是由于 裂缝的形成与开展 引 起的，第二过程是由于 塑性铰的形成与转动 引起的。 13、按弹性理论计算连续梁、板的力时，计算跨度一般取 支座中心线 之间的距离。按 塑性理论计算时，计算跨度一般取 净跨 。 14、在现浇单向板肋梁楼盖中，单向板的长跨方向应放置分布钢筋，分布钢筋的主要作用 是：承担在长向实际存在的一些弯矩、抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的力、将板上作 用的集中荷载分布到较大面积上，使更多的受力筋参与工作、固定受力钢筋位置。 15、钢筋混凝土塑性铰与一般铰相比，其主要的不同点是：只能单向转动且转动能力有限、 能承受一定弯矩、有一定区域（或长度）。 16、塑性铰的转动限度，主要取决于钢筋种类、配筋率 和 混凝土的极限压应变 。当低或 中等配筋率，即相对受压区高度ξ值较低时，其力重分布主要取决于 钢筋的流幅 ，这时力 重分布是 充分的 。当配筋率较高即ξ值较大时，力重分布取决于 混凝土的压应变 ，其力 重分布是 不充分的 。 17、为使钢筋混凝土板有足够的刚度，连续单向板的厚度与跨度之比宜大于 1/40 18、柱作为主梁的不动铰支座应满足 梁柱线刚度比5/≥c b i i 条件，当不满足这些条件时， 计算简图应 按框架梁计算。 19、整体单向板肋梁楼盖中，连续主、次梁按正截面承载力计算配筋时，跨中按 T 形 截面 计算，支座按 矩形 截面计算。 20、在主梁与次梁交接处，主梁应配置 附加箍筋或吊筋 。 21、雨篷除应对雨篷梁、板的承载力进行计算外，还必须进行 整体抗倾覆 验算。 22、现浇梁式楼梯的斜梁，不论是直线形或折线形，都简化成水平简支梁计算。 23、双向板按弹性理论计算，跨中弯矩计算公式x y v y y x v x m m m m m m νν+=+=) ()(,，式中 的ν称为 泊桑比（泊松比） ，可取为 0.2 。 24、现浇单向板肋梁楼盖分析时，对于周边与梁整浇的板，其 跨中截面 及 支座截面 的 计算弯矩可以乘0.8的折减系数。 25、在单向板肋梁楼盖中，板的跨度一般以 2-3 m 为宜，次梁的跨度以 4～6 m 为宜， 混凝土结构设计习题 一、填空题（共48题） 3.多跨连续梁板的内力计算方法有_ 弹性计算法__和 塑性计算法___ 两种方法。 6．对于跨度相差小于10％的现浇钢筋混凝土连续梁、板，可按等跨连续梁进行内力计算。 8、按弹性理论对单向板肋梁楼盖进行计算时，板的折算恒载 p g g 21'+=， 折算活载p p 2 1'= 10、对结构的极限承载能力进行分析时，满足 机动条件 和 平衡条件 的解称为上限解，上限解求得的荷载值大于真实解；满足 极限条件 和 平衡条件 的解称为下限解，下限解求得的荷载值小于真实解。 14、在现浇单向板肋梁楼盖中，单向板的长跨方向应放置分布钢筋，分布钢筋的主要作用是：承担在长向实际存在的一些弯矩、抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的内力、将板上作用的集中荷载分布到较大面积上，使更多的受力筋参与工作、固定受力钢筋位置。 15、钢筋混凝土塑性铰与一般铰相比，其主要的不同点是：只能单向转动且转动能力有限、能承受一定弯矩、有一定区域（或长度）。 16、塑性铰的转动限度，主要取决于钢筋种类、配筋率 和 混凝土的极限压应变 。当低或中等配筋率，即相对受压区高度ξ值较低时，其内力重分布主要取决于 钢筋的流幅 ，这时内力重分布是 充分的 。当配筋率较高即ξ值较大时，内力重分布取决于 混凝土的压应变 ，其内力重分布是 不充分的 。 17、为使钢筋混凝土板有足够的刚度，连续单向板的厚度与跨度之比宜大于 1/40 18、柱作为主梁的不动铰支座应满足 梁柱线刚度比5/≥c b i i 条件，当不满足这些条件时，计算简图应 按框架梁计算。 23、双向板按弹性理论计算，跨中弯矩计算公式x y v y y x v x m m m m m m νν+=+=) ()(,，式中的ν称为 泊桑比（泊松比） ，可取为 0.2 。 24、现浇单向板肋梁楼盖分析时，对于周边与梁整浇的板，其 跨中截面 及 支座截面 的计算弯矩可以乘0.8的折减系数。 25、在单向板肋梁楼盖中，板的跨度一般以 1.7～2.7 m 为宜，次梁的跨度以 4～6 m 为宜，主梁的跨度以 5～8 m 为宜。 29、单向板肋梁楼盖的结构布置一般取决于 建筑功能 要求，在结构上应力求简单、整齐、经济、适用。柱网尽量布置成 长方形 或 正方形 。主梁有沿 横向 和 纵向 两种布置方案。 31、单向板肋梁楼盖的板、次梁、主梁均分别为支承在 次梁 、 主梁 、柱或墙上。计算时对于板和次梁不论其支座是墙还是梁，将其支座均视为 铰支座 。由此引起的误差，可在计算时所取的 跨度 、 荷载 及 弯矩值 中加以调整。 32、当连续梁、板各跨跨度不等，如相邻计算跨度相差 不超过10％ ，可作为等跨计算。这时，当计算各跨跨中截面弯矩时，应按 各自的跨度 计算；当计算支座截面弯矩时，则应按相邻两跨计算跨度的平均值 计算。 33、对于超过五跨的多跨连作用续梁、板，可按 五跨 来计算其内力。当梁板跨度少于五跨时，仍按 实际跨数 计算。 34、作用在楼盖上的荷载有 永久荷载 和 可变荷载 。永久荷载是结构在使用期间内基本不变的荷载；可变荷载是结构在使用或施工期间内时有时无的可变作用的荷载。 35、当楼面梁的负荷面积很大时，活荷载全部满载的概率比较小，适当降低楼面均布活荷载更能符合实际。因此设计楼面梁时，应按《荷载规范》对楼面活荷载值 乘以折减系数 后取用。 39、内力包络图中，某截面的内力值就是该截面在任意活荷载布置下可能出现的 最大内力值 。根据弯矩包络图，可以检验受力纵筋抵抗弯矩的能力并确定纵筋的 截断 或弯起的位置和 数量 。 复习资料（部分） 是非题（正确用V 表示，错误用X 表示） 1. 在单向板肋梁楼盖中，所有支座均应进行调整修正。 （X ） 2. 塑性铰是单向铰，只能转动一定的角度，且塑性铰是一个局部的区域。（V ） 3. 构件截面上的塑性应力重分布现象，不仅在钢筋砼超静定结构中存在，在静定结构中也 存在。（V ） 4. 由于支座处的钢筋重叠交错，故梁的有效高度应降低，当梁受力钢筋为一排时 mm h h )6050(0--=。 （X ） 5. 对于等截面等跨度的连续梁，当跨数大于等于五跨时，可按五跨计算。（X ） 6. 规范规定：对于一般的多跨连续板其中间跨跨中截面及支座截面的计算弯矩值可折减 20%。 （X ） 7. 装配式构件考虑运输，吊装的振动作用，构件的自重应乘以动力系数1.5。（V ） 8. 预制板两边不能铺进非承重墙内，以免压碎。 （X ） 9. 对于现浇板式楼梯，梯段板跨中及支座截面弯矩2010 1ql M =。 （V ） 10. 排架柱的全高等于屋架下弦标高加上基础顶面标高。 （X ） 11. 排架结构的柱顶剪力与水平集中力F 的作用位置无关。 （X ） 12. 我们通常把柱顶作用的水平集中力1/δ称为柱的抗剪刚度。 （V ） 13. 吊车荷载max D ，min D 不可能同时发生，故组合时应只能择一。 （X ） 14. 框架计算跨度应取顶层柱的形心线间的距离。 （V ） 15. 侧移值的大小是设计多，高层房屋的重要控制因素之一。 （V ） 16. 筒体结构在荷载作用下为底端固定，顶端自由，呈竖向放置的薄壁悬臂梁。（X ） 17. 钢筋代换的原则是：结构构件的功能要求不能降低，必须符合原设计的要求。（V ） 18. 排架在荷载作用下其水平位移不会受到其它排架或抗侧向力结构的约束，这种结构静力 计算方案在混合结构房屋设计中称为“弹性方案”。 （V ） 19. 对于层数不多的框架，框架的总体弯曲变形很小，可以忽略不计。（V ） 选择题 1. 某一连续四跨次梁，当欲求第二跨跨中最大正弯矩时，活载应布置于_________。 （ A ） A. 二，四跨 B. 一，二，四跨 C. 一，三跨 D. 二，三，四跨 2. 某一连续四跨次梁，当欲求第二内支座最大负弯矩时，活载应布置于________。 （ B ） A. 二，四跨 B. 二，三跨 C. 一，三跨 D. 二，三，四跨 3. 有一连续五跨梁，欲求第二跨跨中最大正弯矩，试问活载应布置于第 跨。（ A ） A. 二，四跨 B. 二，三跨 C. 一，三跨 D. 二，三，四跨 4. 设计时，板的合理跨度一般在 米之间。 （ D ） A.1-2 B.1.2-2.2 C.1.5-2.5 D.1.7-2.7 5. 设计时，次梁的合理跨度一般在 米之间。 （ C ） A.2-5 B.3-6 C.4-7 D.5-8 6. 设计时，主梁的合理跨度一般在 米之间。 （ D ） A.2-5 B.3-6 C.4-7 D.5-8 7. 对于次梁调整后的折算恒载' g =________。 （ A ） A.g+q/4 B.g+q/2 C.g+3q/4 D.g+q 为方便了解规范修订的变化并提出意见，将本次修订的主要内容简述如下：为方便了解规范修订的变化并提出意见，将本次修订的主要内容简述 1 完善规范的完整性，完善规范的完整性从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，补充结完整性，从以构件计算为主适当扩展到整体结构的设计，适当扩展到整体结构“ 构方案”和“结构抗倒塌设计”的原则，增强结构的整体稳固性。构方案”结构抗倒塌设计” 的原则，增强结构的整体稳固性。 3 完善承载力极限状态设计内容，增加以构件分项系数进行应力设计等内容。 钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽正常使用极限状态设计，钢筋混凝土构件按荷载效应准永久组合计算裂缝宽 度，预应力构件稍放松；调整了裂缝宽度计算中的构件受力特征系数取值。度，预应力构件稍放松；调整了裂缝宽度计算中的构件受力特征系数取值。 4 增加楼盖舒适度要求，规定了楼板竖向自振频率的限制。 5 完善耐久性设计方法，除环境条件外，提出环境作用等级概念。完善耐久性设计方法，除环境条件外，提出环境作用等级概念除环境条件外，提出环境作用等级概念。 6 增加了既有结构设计的基本规定。增加了既有结构设计的基本规定。既有结构设计的基本规定 7 淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋；提出钢筋延性（极限应变）的要求。淘汰低强钢筋，纳入高强、高性能钢筋；提出钢筋延性（极限应变）的要求 8 补充并筋（钢筋束）的配筋形式及相关规定。补充并筋（钢筋束）的配筋形式及相关规定及相关规定。 9 结构分析内容适当得到扩展，提出非荷载效应分析原则。结构分析内容适当得到扩展提出非荷载效应分析原则。适当得到扩展， 10 对结构侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化方法。侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化10 对结构侧移二阶效应，提出有限元分析及增大系数的简化方法。 11 完善了连续梁、连续板考虑塑性内力重分布进行内力调幅的设计方法。 12 补充、完善材料本构关系及混凝土多轴强度准则的内容。 “ 任意截面”“ 简化计算”13 构件正截面承载力计算：任意截面”移至正文，简化计算”移至附录。 截面设计中完善了构件自身挠曲影响的相关规定。14 截面设计中完善了构件自身挠曲影响的相关规定。 修改了受弯构件的斜截面的受剪承载力计算公式。15 修改了受弯构件的斜截面的受剪承载力计算公式。 改进了16 改进了双向受剪承载力计算的相关规定。 17 补充在拉、弯、剪、扭作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱设计的相关规定。扭作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱设计的相关规定 修改了受冲切承载力计算公式。18 修改了受冲切承载力计算公式。 19 补充了预应力混凝土构件疲劳验算的相关公式。 20 增加按开裂换算截面计算在荷载效应准永久或标准组合下的截面应力。 21 宽度大于 0.2mm 的开裂截面，增加按应力限制钢筋间距的要求。 22 挠度计算中增加按荷载效应准永久组合时长期刚度的计算公式。挠度计算中增加按荷载效应准永久组合时长期刚增加按荷载效应准永久组合时长期刚度 23 增加了无粘结预应力混凝土受弯构件刚度、裂缝计算方法。增加了 24 考虑耐久性影响适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍增，恶劣考虑耐久性影响适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍增，恶劣适当调整了钢筋保护层厚度的规定，一股情况下稍 环境下大幅度增加。 2014年10月高等教育自学考试《混凝土结构设计》试题 课程代码：02440 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1．承载能力极限状态设计时，荷载效应组合应取（ A ）。 A. 基本组合和偶然组合 B．基本组合和标准组合 C. 基本组合和准永久组合 D. 标准组合和准永久组合 2．下列系数中，取值必然大于1.0的是（ C ）。 A. 结构重要性系数 B. 可变荷载组合值系数 C. 材料分项系数 D．永久荷载分项系数 3．关于场地液化，下列说法中不正确的是（ D ）。 A. 液化层的厚度愈薄，愈不容易液化 B．液化层埋藏愈深，愈不容易液化 C. 地下水位愈低，愈不容易液化 D．标准贯人锤击数实测值低于临界值愈多，愈不容易液化 4．确定建筑结构的水平地震影响系数a时，不需要考虑的因素是（ B ）。 A. 设防烈度 B．建筑重要性类别 C. 场地类别 D．设计地震分组 5. 单层厂房排架结构计算时，为简化计算，假定柱两端的约束条件为（ B ）。 A. 与屋架固接、与基础铰接 B．与屋架铰接、与基础固接 C. 与屋架、基础铰接 D．与屋架、基础固接 6．当采用单吊点吊装单层厂房变阶柱时，吊点的位置应取（ D ）。 A. 柱顶 D．柱底 C. 柱中 D．变阶处 7．采用D值法计算框架结构内力时，各柱剪力的分配取决于（ B ）。 A. 柱截面惯性矩之比 B．抗侧刚度之比 C. 柱截面面积之比 D．梁柱线刚度之比 8．非抗震设计时，高层与多层建筑结构的主要区别在于，影响结构内力与变形的主要荷载(作用)是（ A ）。 A. 水平风荷载 B．竖向活荷载 C. 温度作用 D．竖向恒荷载 9．一般情况下，下列结构体系中抗侧刚度最小的是（ A ）。 A. 框架结构 B．筒体结构 C. 剪力墙结构 D．框架剪力墙结构 10．用D值法计算壁式框架时，对剪切变形和刚域的处理原则是（ C ）。 A. 考虑剪切变形的影响，忽略梁柱节点处刚域的影响 B．忽略剪切变形的影响，考虑梁柱节点处刚域的影响 C. 考虑剪切变形和梁柱节点处刚域的影响 6.5 受冲切承载力计算 6.5.1 在局部荷载或集中反力作用下不配置箍筋或弯起钢筋的板，其受冲切承载力应符合下列规定（图6.5.1）： （a）局部荷载作用下；（b）集中反力作用下 图6.5.1 板受冲切承载力计算 1－冲切破坏锥体的斜截面；2－计算截面；3－计算界面的周长；4－冲切破坏锥体的底面线 F l≤（0.7βh f t＋0.25σpc，m）ηu m h0（6.5.1-1） 公式（6.5.1-1）中的系数η，应按下列两个公式计算，并取其中较小值： η1＝0.4＋1.2/βs（6.5.1-2） （6.5.1-3） 式中：F l——局部荷载设计值或集中反力设计值；板柱结构，取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值减去柱顶冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值；当有不平衡弯矩时，应按本规范第6.5.6 条的规定确定； βh——截面高度影响系数：当h 不大于800mm 时，取βh为1.0；当h 不小于2000mm 时，取βh为0.9，其间按线性内插法取用； σpc,m——计算截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0N/mm2～3.5N/mm2范围内； u m——计算截面的周长，取距离局部荷载或集中反力作用面积周边h0/2 处板垂直截面的最不利周长； h0——截面有效高度，取两个方向配筋的截面有效高度平均值； η1——局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数； η2——计算截面周长与板截面有效高度之比的影响系数； βs——局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，βs不宜大于4；当βs小于2 时取2；对圆形冲切面，βs取2； αs——柱位置影响系数：中柱，αs取40；边柱，αs取30；角柱，αs取20。6.5.2 当板开有孔洞且孔洞至局部荷载或集中反力作用面积边缘的距离不大于6h0时，受冲切承载力计算中取用的计算截面周长u m，应扣除局部荷载或集中反力作用面积中心至开孔外边画出两条切线之间所包含的长度（图6.5.2）。混凝土结构设计原理试题与答案...docx
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