建筑结构计算能力训练

建筑结构计算能力训练
建筑结构计算能力训练

模块六预应力混凝土构件计算能力训练

一、学习目标与要求

1.学习目标

能力目标:掌握先张法预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定和注意事项;掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点。

知识目标:了解预应力混凝土的概念及其在工程应用中的优点;熟悉预应力混凝土的材料品种、规格及要求;熟悉先张法、后张法的施工工艺。

态度养成目标:通过本模块的学习,形成对预应力混凝土的初步认识,培养工程素质。

二、重点难点分析

三、典型示例分析(解题指导)

四、技能训练

7. 预应力的最大优点就在于提高了构件的()和()。抗裂能力刚度

7、当预应力混凝土构件在使用荷载下不出现拉应力,称为()。7、a

a.部分预应力

b.全预应力

c.有粘接预应力

d.无粘接预应力

5、与普通混凝土结构相比,预应力混凝土具有()的特点。5、abc

a.推迟裂缝出现

b.提高承载能力

c.充分利用高强材料

d.提高耐久性

5、预应力混凝土构件对钢筋的要求有()5、ABCD

a.高强度

b.可焊性好

c. 与混凝土有足够粘结强度

d.冲击韧性高

3、张拉控制应力是指在张拉预应力钢筋时所应控制的____________。3、最大应力值

采用先张法制作预应力混凝土构件时,放松预应力筋,混凝土的强度需达到混凝土设计强度等级值的()

张拉控制应力

f为预应力钢筋强度()值

张拉控制应力值不应小于()

ptk

先张法预应力筋的张拉力主要是靠()传递给混凝土,而后张法预应力筋的张拉力主要是靠()传递给混凝土

为何钢筋混凝土构件采用高强度钢筋不合理,而预应力混凝土构件必须采用高强度材料?

6.3 施加预应力的方法有哪几种?各有何优、缺点?

6.4 什么是张拉控制应力?其取值原则是什么?

6.5 什么是预应力损失?预应力损失分为哪几种?减少措施各有哪些?

1、预应力结构构件的混凝土需满足的下列要求中不正确的是何项?

A、强度高

B、收缩、徐变小

C、快硬、早强

D、强度等级不宜低于C20

正答D

预应力混凝土构件对混凝土的要求主要有以下几点:1)高强度,混凝土强度等级不低于C30;2)收缩及徐变要小;3)快硬、早强

2、预应力混凝土对钢筋的性能要求如下,其中正确的是何项?

I.高强度、低松弛

II.具有一定的塑性

III.有良好的可焊性

IV.常用的预应力筋有钢筋、钢丝和钢绞线三大类

正答:C

预应力混凝土对钢筋性能的要求主要有以下四个方面:高强度,良好的加工性能(可焊性),与混凝土之间有足够的粘结强度,具有良好的塑性。常用的预应力筋有钢丝、钢绞线和热处理钢筋三大类。

3、选择下列哪一种钢筋作为预应力钢筋是不可取的?

A、冷拉HRB335,HRB400级钢筋

B、钢绞线

C、45Si2Cr

D、CRB550

正答:D

根据《冷轧带肋钢筋混凝土技术规程》,CRB550钢筋宜用作钢筋混凝土结构构件中的受力钢筋、焊接钢筋网、箍筋、构造钢筋以及预应力混凝土结构中的非预应力钢筋;因此,D是不可取的,而A、

B、C中的钢筋都是可以用的。

4、为了保证获得必要的预应力效果,避免将张拉控制应力σcon定得过小,《混凝土结构设计规范》规定,对预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应力σcon的最低限值不应小于何项数值?

A、0.3f ptk

B、0.4f ptk

C、0.5f ptk

D、0.6f ptk 正答:B

根据《混凝土结构设计规范》6.1.3条

5、关于张拉控制应力限值的下列论述何项正确?

σ比热处理钢筋定得高

A、消除应力钢丝、钢绞线的

con

σ比采用同

B、采用消除应力钢丝和钢绞线的先张法构件,其

con

样预应力筋的后张法构件定得高

σ比采用热处理钢筋的

C、采用热处理钢筋的先张法构件,其

con

后张法构件定得高

σ不宜超过《混凝土结构设计规范》表6.1.3的限值,且D、

con

不小于0.4f ptk

6、对预应力混凝土构件中的预应力钢筋,张拉控制应力取值,以下叙述哪一项为正确?

A、张拉控制应力取值应尽量趋近钢筋的屈服强度

B、张拉控制应力取值过低达不到提高构件承载力的效果,取值过高则会降低构件的延性

C、张拉控制应力限值与预应力钢筋的种类无关

D、张拉控制应力取值不得超过其强度标准值的50%

7、在预应力混凝土结构中,拉区预应力钢筋超张拉的目的是何项?

A、提高构件的承载能力

B、减少预应力损失

C、利用钢筋屈服后的强度提高特性

D、节省预应力钢筋

正答:B

拉区预应力钢筋通过超张拉(一般提高5个百分点)。可减少预应力筋孔道损失和松弛损失等

σ应按何项确定?

8、设计预应力混凝土构件时,

con

A、按预应力钢筋强度标准值计算

B、能使抗裂度越高越好

C、愈高愈好,以减少预应力损失

D、按承载力太小计算

正答:A

σ,先张法比后张法取值高,其原9、预应力钢筋的张拉控制应力

con

因是:

A、后张法在张拉钢筋的同时混凝土已经完成弹性压缩,预应力损失较小

B、先张法用的是临时性锚具

C、后张法比先张法由混凝土收缩,徐变引起的预应力损失小

D、先张法有混凝土构件加热养护时,由于温差引起的预应力损失

正答:A

根据《混凝土结构设计规范》6.1.3条规定

10、预应力筋张拉或放张时的混凝土立方体抗压强度,不应低于何项数值?

A、0.75 f ptk

B、0.8f ptk

C、0.9f ptk

D、f ptk

正答:A

根据《混凝土结构设计规范》6.1.4条规定

11、预应力钢筋的预应力损失,包括锚具变形损失(1l σ),摩擦损失(2l σ),温差损失(3l σ),钢筋松弛损失(4l σ),混凝土收缩、徐变损失(5l σ),局部挤压损失(6l σ)。设计计算时,预应力损失的组合,在混凝土预压前为第一批,预压后为第二批。对于先张法构件预应力损失的组合式下列何项?

A 、第一批124l l l σσσ++;第二批35l l σσ+

B 、第一批123l l l σσσ++;第二批5l σ

C 、第一批1234l l l l σσσσ+++;第二批5l σ

D 、第一批12l l σσ+;第二批45l l σσ+

正答:C (根据《混凝土结构设计规范》表6.2.7。)

12、有一长3.6m 的先张法预应力空心楼板,采用C40混凝土和P

5Φ钢丝,长线一次张拉,台座长为80m ,采用单根钢丝锥形锚具。张拉控制应力为con σ=0.75f

ptk

A 、12.5

B 、25.0

C 、15.0

D 、30.0 正答:A

由《混凝土结构设计规范》6.2.2条和表6.2.2,取a

5215

21012.5N /mm 80000

l s a E l σ==??=

13、预应力混凝土构件,采用热处理钢筋,超张拉,张拉控制应力

con σ=735N/mm 2,f

ptk

=1470N/mm 2,则预应力钢筋的应力松弛4

l σ(N/mm 2)与下列何项数值最为接近?

A 、36.75

B 、25.73

C 、22.05

D 、0 正答:B

根据《混凝土结构设计规范》表6.2.1,热处理钢筋,超张拉,预应力钢筋的应力松弛损失为4l σ=0.035con σ=0.035×735=25.725N/mm 2 14、下列何项不是减少张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失的措施?

A 、张拉a 值较小的锚具

B 、减少垫板或螺帽数

C 、超张拉0.05%

D 、先张法选用较长的台座 正答:C

A 、由《混凝土结构设计规范》6.2.2,1l σ与a 呈正比,减少a 可降低1l σ,对。

B 、由《混凝土结构设计规范》表6.2.2,每加一头垫板或螺帽,缝隙使a 加1mm ,1l σ加大,对。

C 、超张拉可减少摩擦损失1l σ、应力松弛损失1l σ,不能减少1l σ,不对。

D 、1l σ与l 呈反比,台座越长1l σ愈小,对。

15、采用夹片式锚具,孔道成型方式为预埋金属波纹管,张拉控制应力con σ=0.65f ptk

,则第一批预应力损失1l σ(N/mm 2)与何项数值最

为接近?

A 、41.7

B 、76.12

C 、80.0

D 、109.62 正答:B

由《混凝土结构设计规范》6.2.7条,后张法构件第一批预应力损失为12lI l l σσσ=+。

(1)计算1l σ

由《混凝土结构设计规范》表 6.2.2,夹片式锚具变形和钢筋内缩值a =5mm ,构件长l =24m ,故有

5135 2.0102410

l s a E l σ=

=??=?41.7N/mm 2 (2)计算2l σ

张拉控制应力:2

con 0.650.651470956N /mm ptk f σ==?= 查《混凝土结构设计规范》表6.2.4,k=0.0015,直线配筋μθ=0故:0.0015240.0360.2kx μθ+=?=<

由《混凝土结构设计规范》式(6.2.4-2)有

()()22con 95600.00152434.42N/mm l kx σσμθ=+=+?=

故第一批损失2

1241.734.4276.12N/mm lI l l σσσ=+=+= 16、上题中,若1l σ=73.8 N/mm 2,n A =41199 mm 2,施加预应力

时cu

f '=40 N/mm 2,则第二批预应力损失II l σ(N/mm 2)与何项数值最为接近?

A 、158.04

B 、161.91

C 、195.41

D 、209.71 正答:C 。

由《混凝土结构设计规范》6.2.7条,后张法构件第二批预应力损失为II 45l l l σσσ=+

(1)计算4l σ

采用超张拉工艺,由《混凝土结构设计规范》表6.2.1

240.0350.03595633.5/l con N mm σσ==?=

(2)计算5l σ

张拉终止后混凝土的预压应力PCI σ

()()I P 2n

A 95673.878516.8/A 41199

con l PCI

N mm σσσ--===

PCI 16.80.4240cu f σ==',785452.4

0.0152241199

P s n A A A ρ++===? 由《混凝土结构设计规范》式(6.2.5-3)

2535280352800.42

124.54/1151150.015

PC cu

l f N mm σσρ

I

+'+?=

=

=++?

当结构处于年平均相对湿度低于40%的环境下,5l σ值应增加30%,即2

5 1.3124.54161.91/l N mm σ=?=

故第二批损失2

4533.5161.91195.41/l l l N mm σσσ=+=+=Ⅱ

17、条件相同的钢筋混凝土轴心受拉构件和预应力混凝土轴心受拉构件相比何项较正确?

A 、前者的承载力低于后者

B 、前者的抗裂度比后者差

C 、前者与后者的承载力和抗裂度均相同

D 、前者的承载力高于后者 正答:B

根据《混凝土结构设计规范》8.1.1和8.1.4条规定 18、下属何项论述内容是正确的?

A 、先张法预应力钢筋之间的净间距应根据浇筑混凝土、施加预应力及钢筋锚固等要求确定。预应力钢筋之间的净间距不应小于其公称直径或等效直径的1.5倍,且应符合下列规定:对热处理钢筋及钢

丝,不应小于15mm;对三股钢绞线,不应小于20mm;对七股钢绞线,不应小于25mm。

B、当先张法预应力钢丝按单根方式配筋困难时,可采用相同直径钢丝并筋的配筋方式,并筋的等效直径,对双并筋应取为单筋直径的1.7倍。

C、后张法预应力钢丝束、钢绞线束预留孔道的内径应比预应力钢丝束或钢绞线束外径及需穿过孔道的连接器外径大于10~15mm。

σ不大于预应力钢筋强度标准值0.5倍时,

D、当章法控制应力

con

预应力钢筋的应力松弛损失值取为零。

正答:A、C、D

A参见《混凝土结构设计规范》9.6.2条

B根据《混凝土结构设计规范》9.6.1条,并筋的等效直径,对双并筋应取为单筋直径的1.4倍,对三并筋应取为单筋直径的1.7倍。

C参见《混凝土结构设计规范》9.6.8第3款。

D参加《混凝土结构设计规范》表6.2.1注3。

19、下列关于预应力混凝土结构的叙述错误的是何项?

σ相同,先张法施工所建立的混凝土有

A、假如张拉控制应力

con

效预压应力比后张法施工低

B、由于施加了预应力,提高了抗裂度,故预应力混凝土构件在使用阶段都是不开裂的

C、预应力混凝土受弯构件的挠度比普通钢筋混凝土受弯构件的挠度小

D、预应力混凝土构件的抗疲劳性能比普通钢筋混凝土构件好

正答:B

根据《混凝土结构设计规范》3.3.4与8.1.1条,钢筋混凝土和预应力混凝土构件按所处环境类别和结构类别确定的裂缝控制等级分为三级。其中,一级为严格要求不出现裂缝的构件;二级为一般要求不出现裂缝的构件;三级为允许出现裂缝的构件。

五、参考答案

六、课后习题答案

1.填空题

1)100MPa 80MPa

2)钢筋强度标准值和混凝土强度标准值有关

3)高强度收缩、徐变小快硬、早强

4)承载力计算、抗裂验算、挠度计算;局部受压计算、截面应力验算

5)超张拉

2简答题

1)什么是无粘结预应力混凝土?

预应力钢筋沿全长涂刷防锈、防腐润滑油脂等涂层,它与施加预应力的混凝土之间没有黏结力,可以永久的相对滑动,预应力全部由两端的锚具传递。2)

3)

4)

5)

6)为了保证混凝土与预应力筋具有一定的黏结力,并使混凝土能够承受预应力

钢筋施加的预压力

1、什么是无黏结预应力混凝土?

2、什么是张拉控制应力?如何取值?

答:张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力,应

按设计规定采用。控制应力的数值直接影响预应力的效果。预应力钢筋的张拉控制应力值con σ不宜超过规范规定的张拉控制应力值,且不应小于0.4f ptk ,其中f ptk 为预应力钢筋强度标准值。 3、预应力损失值是如何组合的?

答:为了便于分析和计算,设计时可将预应力损失分为两批: (1)混凝土预压完成前出现的损失,称第一批损失l σI ,其中后张法构件12l l l σσσ=+I ,后张法构件1234lI l l l l σσσσσ=+++;

(2)混凝土预压完成后出现的损失,称第二批损失l σII ,其中先张法构件5l l σσ=II ,后张法构件456l l l l σσσσ=++II 。 4、预应力筋超张拉时,有哪两种形式?

答:减少4l σ损失的措施有进行超张拉,这里所指的超张拉有两种形式:①从应力为零开始直接张拉到 1.03con σ;②从应力为零开始拉至1.05con σ,持荷2分钟之后,再卸载至con σ。 5、预应力混凝土构件主要的构造措施有哪些?

答:1、截面形式和尺寸;2、纵向非预应力钢筋;3、先张法构件的要求;4、后张法构件的要求。

6、对于先张法预应力混凝土来说,为什么混凝土需要达到一定强度后才能放松钢筋?

模块九 多高层钢筋混凝土房屋计算能力训练

一、 学习目标与要求

1. 学习目标

能力目标:通过本模块的学习,能初步掌握框架结构荷载与内力计算要点,以及柱梁板设计要点和构造要求(抗震和非抗震),了解框架剪力墙结构设计要点,能熟练的进行钢筋混凝土结构施工图的识读。

知识目标:学习框架结构平面计算单元的选取、计算模型的确定、荷载的简化和节点的简化处理方法,会使用分层法、反弯点法和D值法计算框架结构内力,以及框架结构侧移计算方法,了解多层框架柱、梁、板设计要点与构造要求,框架剪力墙结构设计要点与构造要求,钢筋混凝土结构施工图的基本内容与识读要点。

态度养成目标:培养学生对框架结构设计计算原理的认识,为以后从事设计、施工或管理奠定理论基础。

二、重点难点分析

三、典型示例分析

1.试分别用弯矩分配法和分层法计算框架弯矩,并绘出弯矩图(假设框架边跨横梁上荷载

设计值为58kN/m,中跨横梁上作用有14.5kN/m的荷载)。

解:弯矩分配法:

由于框架结构荷载对称,可利用对称性原理仅计算一半,即将中跨梁的相对线刚度乘以修正系数2即可,分配系数如下:

结点B:

1

0.19

1 1.15 3.2

BA

μ==

++

0.211 1.15 3.2BC μ==++

3.20.601 1.15 3.2

BF μ==++ 结点C :

1.15

0.211.15 1.15 3.2CB μ==++

1.15

0.211.15 1.15 3.2CD

μ==++

3.2

0.581.15 1.15 3.2

CG μ=

=++

结点D :

1.150.261.15 3.2DC

μ==+

3.2

0.741.15 3.2

DC μ==+

结点F :

1.0

0.091.0 1.15 3.2 6.4

FE

μ==+++ 1.15

0.101.0 1.15 3.2 6.4

FG μ=

=+++

3.2

0.271.0 1.15 3.2 6.4

FB

μ==+++

'

6.4

0.541.0 1.15 3.2 6.4

FF

μ==+++ 结点G :

1.15

0.101.15 1.15 3.2 6.4

GF GH μμ===+++

3.2

0.271.15 1.15 3.2 6.4

GC

μ==+++

'

6.4

0.531.15 1.15 3.2 6.4

GG

μ==+++

结点H :

0.111.15 3.2 6.4HG

μ=

=++

3.20.301.15 3.2

6.4

HD μ=

=++

'

6.4

0.591.15 3.2 6.4

HH

μ==++ 固端弯矩计算

2211

5861741212

BF FB

M M ql kN m kN m =-=-=-??=-

同理:

'''17443.5CG GC DH HD FF GG HH M M M M kN m M M M kN m

=-==-=-===-

弯矩分配计算及弯矩图见图:

分层法:

将框架按楼层分成三个互不关联的框架,如图所示

弯矩分配系数计算,根据对称性原理,也只计算其中一半框架,注意此时柱除底层外线刚度乘以0.9,柱弯矩由近端向远端传递系数底层为0.5,其余层为1/3。

如结点B : 1

0.191 1.150.9 3.2

BA μ=

=+?+

1.150.90.21 1.150.9 3.2BC

μ?==+?+

3.2

0.611 1.150.9 3.2

BF μ=

=+?+

其余各结点不在复述。

梁固端弯矩计算同上题,弯矩分配与传递见图

各层弯矩叠加后弯矩图如图所示

2. 用反弯点法求图所示框架的弯矩,并作弯矩图 解:计算各柱剪力ij V 顶层柱: 3

3

33

9.05i i V F F kN ====∑

由于顶层各柱的截面尺寸相同,柱高度相等,柱顶侧移相等,则

3132333431

2.34

V V V V V kN =====

二层柱: 3

2

2

9.0516.0525.1i i V F kN kN kN ===+=∑

同理 2122232421

6.34

V V V V V kN =====

底层柱: 3

1

1

9.0516.0513.7538.85i i V F kN kN kN kN ===++=∑

同样 1112131411

9.74

V V V V V kN =====

根据假定,框架底层各柱反弯点在距柱底2/3高度处,上层各柱的反弯点位置在层高的中点。根据力学知识,知道了柱反弯点位置及反弯点处的剪力后,柱端弯矩即能很容易的求出,计算各柱弯矩为:

底层柱 1

4.59.7k N m 14.55k N m

3

M =??= 上 2

4.59.7kN m 29.1kN m 3

M =??=

上 二层柱

1

M 3.9 6.3k N m 12.3k N m 2

M ==??= 下上 三层柱

1

M 3.9 2.3k N m 4.5k N m

2

M ==??= 下

上 根据结点平衡及变形协调条件计算梁端弯矩:(如图所示) 顶层梁边结点: 4.5kN m M

M == 上

中间结点:M M M 2.25kN m i i i =+=+ 左

下左上左右

(),

M M M 2.25kN m i i i =+=+ 右

下右上左右

()

其他各层梁端弯矩计算不在复述,框架弯矩如图所示

3. 试用D 值法计算上题框架的弯矩,并绘弯矩图 解:计算各层柱抗侧移刚度ij D 及

ij D

底层中柱: 3.2 3.26.41b

c

i k i +=

=

=∑ 0.50.822c k

k

α+==+

1112122112120.820.494.5

c c c

c i i D i h α==?= 底层边柱: 3.2

3.21

b c i k i === 0.50.712c k k α+=

=+ 1111122112120.710.424.5

c c

c c i i D i h α==?=

11112(0.490.42) 1.82j c c D D i i ==?+=∑

二层中柱: (3.2 3.2)25.562 1.152

b

c i k i +?=

==?∑ 2 2.78

0.74222 2.78

c k k α?=

==++? 2222222212120.740.583.9c c

c c i i D i h α==?=

二层边柱: 3.2 3.22.782 1.152

b

c

i k i +=

==?∑

2.78

0.5822 2.78

c k k α=

==++ 2221222212120.580.463.9

c c

c c i i D i h α==?=

2222(0.460.58) 2.08c c D i i =?+= 同理三层:32

30.58c D i = 3130.46c D i =

3332(0.460.58) 2.08c c D i i =?+=

根据ij

ij

i ij

D V V D

=

∑计算各柱剪力得:

三层:3

9.05V kN =

3313430.469.0522(0.460.58)c

c

i V V kN kN i ==?=?+

3323230.589.05 2.52(0.460.58)c

c

i V V kN kN i ==?=?+

同理 二层:29.0516.0525.11V kN kN kN =+= 2124 5.55V V kN == 22237.0V V k N ==

底层 1

9.0516.0513.7538.86V kN kN kN kN =++= 11

149.0V V kN == 121310.5V V k N ==

求各柱反弯点高度位置:

三层中柱:

0112333,3, 5.56,0.45;1,0;0;1,0;

h n j k y y y y h

αα==========下

故0123()0.45 1.755yh y y y y h h m =+++==

三层边柱:01233,3, 2.78,0.44;0;n j k y y y y =======

故 0123

()0.44 1.716y h y y y y h h m =+++== 二层中柱:

11223

33,2, 5.56,0.5;1,

0;1,0;

1.1

5,0;

n j k y y y y ααα==========故

0123

()0.5 1.95y h y y y y h h m =+++== 二层边柱

01122333,2, 2.78,0.49;1,0;1,0; 1.15,0;

n j k y y y y ααα==========故

0123

()0.49 1.911y h y y y y h h m =+++== 底层中柱:012233,1, 6.4,0.55;0;0.87,0;0;n j k y y y y α========

0123

()0.55 2.475y h y y y y h h m =+++== 底层边柱 012

3

3,1, 3.2,0.55;0;0;0;

n j k y y y y ====

=

=

= 故

0123

()0.55 2.475y h y y y y h h m =+++== 弯矩计算同上题反弯点法(略),

四、 技能训练

3、多层框架结构,在水平荷载作用下的侧移主要是由 ( ) A 、梁剪切变形引起的侧移 B 、柱剪切变形引起的侧移 C 、梁、柱弯曲剪切变形引起的侧移 D 、柱轴向变形引起的侧移

4、在D 值法中,D 值的计算公式为 ,其中α数值 ( ) A 、<1 B 、>1 C 、=1 D 、可能 >1,也可能<1

5、在用分层法计算多层框架内力时,中间层某柱的柱端弯矩 ( ) A 、只与该柱所属的一个开口框架计算单元有关 B 、只与该柱所属的两个开口框架计算单元有关 C 、与所有开口框架计算单元有关 D 、与所有开口框架计算单元无关

五、 参考答案 六、 课后习题答案 1. 简答题

1)1、在水平荷载作用下,框架梁、柱中的内力分布情况如何?

答:各杆的弯矩图都呈直线型,且一般都有一个反弯点,该点的弯矩为零,剪力不为零。

2、试分析框架结构在侧向荷载作用下,框架柱反弯点高度的影响因素有哪些?

答:影响柱反弯点高度的因素有:①梁柱的线刚度比;②上下梁线刚度;③上下层层高;④柱所在层位置;⑤房屋总层数。 3、D 值法中D 值的物理意义是什么?

答:修正后柱的抗侧刚度。 4、框架结构抗侧移刚度如何确定?

答:框架节点均有转角,节点的转动会降低柱的抗侧刚度,降低

后的抗侧刚度为212c

c i D h

α=

5、框架梁、柱的截面尺寸如何选取?

答:框架结构的主梁截面高度b h ,可按1

1~1018b l ?? ???

确定,b l 为

主梁计算跨度;梁净跨与截面高度之比不宜小于4,梁的截面跨度不宜小于200mm ,梁截面的高宽比不宜大于4。为了避免框架节点处纵、横钢筋相互干扰,框架梁底部通常较连系梁底部低50mm 以上。柱截面尺寸宜符合下列要求:①矩形截面柱的边长,非抗震设计时不宜小于250mm ,圆柱截面直径不宜小于350mm ;②柱剪跨比不宜大于2;③柱截面高宽比不宜大于3。

建筑结构设计计算题

模块三钢筋混凝土受弯构件计算能力训练(课题1-7)习题答案二、计算题 1.已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,混凝土强度等级为C25,fc =mm2,, 钢筋采用HRB335,截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。求:受拉钢筋截面面积。 解:采用单排布筋 将已知数值代入公式及 得 16510= 两式联立得:x=186mm A= 验算 x=186mm<= 所以选用325 A=1473mm2 2.已知一单跨简支板,计算跨度l=,承受均布荷载q k=3KN/m2(不包括板的自重),如图所示;混凝土等级C30,;钢筋等级采用HPB235钢筋,即Ⅰ级钢筋,。可变荷载分项系数γQ=,永久荷载分项系数γG=,环境类别为一级,钢筋混凝土重度为25KN/m3。 求:板厚及受拉钢筋截面面积As 解:取板宽b=1000mm的板条作为计算单元;设板厚为80mm,则板自重g k=25×=m2,跨中处最大弯矩设计值: 第2题图1 由表知,环境类别为一级,混凝土强度C30时,板的混凝土保护层最小厚度为15mm,故设=20mm,故h0=80-20=60mm ,fc=,ft=,

fy=210,= 查表知, 第2题图2 选用φ8@140,As=359mm2(实际配筋与计算配筋相差小于5%),排列见图,垂直于受力钢筋放置φ6@250的分布钢筋。 验算适用条件: ⑴ ⑵ 3.已知梁的截面尺寸为b×h=250mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm的HRB335钢筋,即Ⅱ级钢筋,,As=804mm2;混凝土强度等级为C40,;承受的弯矩M=。环境类别为一类。 验算此梁截面是否安全。 解:fc=mm2,ft= N/mm2,fy=300 N/mm2。由表知,环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm,故设a=35mm,h0=450-35=415mm 则 4.已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,混凝土强度等级为C40,,钢筋采用HRB335,即Ⅱ级钢筋,,截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。 求:所需受压和受拉钢筋截面面积 解:fc=mm2,fy’=fy=300N/mm2,α1=,β1=。假定受拉钢筋放两排,设a=60mm,则h0=h-a=500-60=440mm 这就说明,如果设计成单筋矩形截面,将会出现超筋情况。若不能加大截面尺寸,又不能提高混凝土等级,则应设计成双筋矩形截面。 取

建筑结构设计试题及答案

建筑结构设计 一、选择题(每小题1分,共20分) 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的( )。 A 、两端,与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间,与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端,与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D 、中间,与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中,柱的( )截面为内力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在( )情况下。 A 、0.751.0 C 无论何时 q γ=1.4 D 作用在挡土墙上q γ=1.4 12、与b ξξ≤意义相同的表达式为()

建筑结构计算题类型汇总

一、受弯构件(梁、板)承载力计算 建筑结构计算题类型汇总 (一) 正截面承载力计算 (二)斜截面承载力计算 1.截面设计 2. 截面复核(验算) 1.截面设计 已知:b 、h 、f c 、f y 、M 已知:b 、h 、f c 、f y 、M 、A S 1、求剪力设计值V V=2 1 ql n 4、计算箍筋 求:A S 求:M u 解题步骤: 解题方法(一):基本公式法 方法(二):查表法 2、复核截面尺寸 S A v s =0 12507h f bh f V yv t - 1、求αs αs = 2 01bh f M c α≤α smax 1、求χ χ= b f A f c s y 1α≤ζb h 0 1、求ξ ξ= 1bh f A f c Y α≤ξb b h 0 ≤4.0 5、验算配箍率 2、查表得γs 或ζ 2、求M u M u =α1f c bx (h 0- 2 x ) 2、查表得αs V ≤025βc f c bh 0 ρsv =Sb nA sv 1×100%≥ 3、求A S A S = h f M s y γ 或A S =ξbh 0 y c f f M u ≥M (安全) 3、求 M u M u =αs α1f c bh 02 3、确定是否按计算配筋 ρ svmin =024 yv t f f ×100% 4、ρ= bh A s ×100%≥ρmin 3、验算配筋率ρ≥ρmin 4、验算配筋率ρ≥ρmin 即当V >07f t bh 0时按计算配筋 满足要求 说明:板的计算与梁相同。只是板宽b 取1m 为计算单元 2.截面复核(验算) 即 b=1000mm 二受压构件承载力计算(柱) 即1.求V u V u =07f t bh 0+1.25f yv S A sv h 0+08f y A sb sin α (一)截面设计 (二)截面复核(验算) V u ≥V (安全) 已知:b h f y f c N φ 求:A s 解:(1)求φ 由l 0/b 查表得 φ 2. 复核截面尺寸 解:A s =y C f A f N ` 09-φ (2)验算 05% <ρ=%100`?bh A s <3% 3. 验算配箍率 `A

建筑常用结构计算(学习建筑)

2 常用结构计算 2-1 荷载与结构静力计算表 2-1-1 荷载 1.结构上的荷载 结构上的荷载分为下列三类: (1)永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。 (2)可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。 (3)偶然荷载如爆炸力、撞击力等。 建筑结构设计时,对不同荷载应采用不同的代表值。 对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求,采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 2.荷载组合 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合,并应取各自的最不利的效应组合进行设计。 对于承载能力极限状态,应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载(效应)组合。 γ0S≤R (2-1) 式中γ0——结构重要性系数; S——荷载效应组合的设计值; R——结构构件抗力的设计值。 对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定: (1)由可变荷载效应控制的组合

(2-2) 式中γG——永久荷载的分项系数; γQi——第i个可变荷载的分项系数,其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数; S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值; S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值,其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者; ψci——可变荷载Q i的组合值系数; n——参与组合的可变荷载数。 (2)由永久荷载效应控制的组合 (2-3)(3)基本组合的荷载分项系数 1)永久荷载的分项系数 当其效应对结构不利时: 对由可变荷载效应控制的组合,应取1.2; 对由永久荷载效应控制的组合,应取1.35; 当其效应对结构有利时: 一般情况下应取1.0; 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算,应取0.9。 2)可变荷载的分项系数 一般情况下应取1.4; 对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。 对于偶然组合,荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定:偶然荷载的代表值不乘分项系数;与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。 3.民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数(见表2-1)民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数表2-1

建筑结构设计计算书

第一部分建筑设计说明 1.1.总平面设计 本设计为一幢7层宾馆,首层层高为 4.5m,二至七层层高均为3.6m,考虑通风和采光要求,采用了南北朝向。设计室内外高差为 0.45m,设置了3级台阶作为室内外的连接。 1.2.平面设计 本宾馆由客房及其他辅助用房组成。设计时力求功能分区明确,布局合理,联系紧密,尽量做到符合现代化宾馆的要求。 (1)使用部分设计 1.客房:客房是本设计的主体,占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到保证有足够的采光和较好的通风要求,故将宾馆南北朝向,东西布置。 2.门厅:门厅是建筑物主要出入口的内外过渡,人流分散的交通枢纽,对于宾馆而言,门厅要给人一种开阔的感觉,给人舒适的第一感觉,因此,门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。 (2)交通联系部分设计 走廊连接各个客房、楼梯和门厅各部分,以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求,本设计中走廊宽度为2.4m。 楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分,是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有三部双跑楼梯以满足需求。 为满足疏散和防火要求,本宾馆设置了两部电梯。 (3)平面组合设计 该宾馆采用内廊式,由于本建筑的特殊功能,各个客房与服务台都需要有必要的联系。 1.3.立面设计 本方案立面设计充分考虑了宾馆对采光的要求,立面布置了很多

推拉式玻璃窗,样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。 在装饰方面采用乳白色的外墙,窗框为银白色铝合金,色彩搭配和谐,给人一种亲切和谐放松自由的感觉,一改过去的沉闷和死板,使旅客可以轻松自在的在宾馆休息与生活。 1.4.剖面设计 根据采光和通风要求,各房间均采用自然光,并满足窗地比的要求,窗台高900mm。 屋面排水采用有组织内排水,排水坡度为2%,结构找坡。 为了符合规范要求,本设计中采用了两部电梯,满足各分区消防和交通联系的要求。 1.5.建筑设计的体会 本建筑在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便,达到人流疏散和防火的要求,对房间的布置及使用面积的确定,达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调;整个建筑满足各方面的需求。使人,建筑和环境进行完美的结合。 本次建筑设计使我们把所学到的知识运用到其中,并通过翻阅大量的资料及在老师的指导下,设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅,既巩固了我们的专业知识,又积累了很多的经验。

结构设计常用数据表格

建筑结构安全等级 2 纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度(mm) 不同根数钢筋计算截面面积(mm2)

板宽1000mm内各种钢筋间距时钢筋截面面积表(mm2) 每米箍筋实配面积 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%) 框架柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率(%)

框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋白分率(%) 柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值λν(ρν=λνf/f)

受弯构件挠度限值 注:1 表中lo为构件的计算跨度; 2 表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件; 3 如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的挠度值减去起拱值;对预应力混凝土构件,尚可减去预加力所产生的反拱值; 4 计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度lo按实际悬臂长度的2倍取用。

注: 1 表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢绞线及热处理钢筋的预应力混凝土构件;当采用其他类别的钢丝或钢筋时,其裂缝控制要求可按专门标准确定; 2 对处于年平均相对湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件,其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值; 3 在一类环境下,对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm;对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm; 4 在一类环境下,对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板,应按二级裂缝控制等级进行验算;在一类和二类环境下,对需作疲劳验算的须应力混凝土吊车梁,应按一级裂缝控制等级进行验算; 5 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算;预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合本规范第8章的要求; 6 对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定; 7 对于处于四、五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定; 8 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。 梁内钢筋排成一排时的钢筋最多根数

建筑结构计算题整理

五、计算题 D 1.单筋矩形截面简支梁,截面尺寸b h ?=250×500mm ,采用C30砼,HRB335级纵向受力钢筋,承受弯距设计值M=250m kN ?的作用,已在受拉区配置有4根直径25mm 的钢筋(s A =1964mm 2 ),试验算截面安全与否。 已知:1c f α=14.3 N/mm 2, y f =300N/mm 2,min ρ=0.2%, b ξ=0.550,0h =465mm , 2min 1964s bh A mm ρ<=,1 y s c f A x f b α=,0b b x h x ξ=>, 0(/2)u y s M f A h x =-。 解: (1)判断梁的条件是否满足要求 22min 0.2%2505002501964s bh mm A mm ρ=??<==, (2分) 130********.81.014.3250y s c f A x mm f b α?==??=,(2分) 00.550465256b b x h mm x ξ==?=>, (2分) 满足要求。(1分) (2)求截面受弯承载力,并判断该梁是否安全 60(/2)3001964465164.8/2225.410225.4250u y s M f A h x N mm kN m kN m =-=??-=??=?=?==???===?=??=??=-=2006.243106.2432/7.2374651964360)2/(60)-(截面安全 M 1.某钢筋混凝土矩形截面梁,截面尺寸mm mm h b 500200?=?,混凝土强度等级C25,钢筋采用HRB400级,已经配置有3根直径为20m m 的纵向受拉钢筋,混凝土保护层厚度25mm 。该梁承受最大弯矩设计值M=120m kN ?。试复核梁是否安全。 [解] 221/27.1,/9.11mm N f mm N f t c ==α 2b 2y mm As ,518.0,mm /N 360f 942===ξ (1)计算o h 因纵向受拉钢筋布置成一排,故)(4653550035mm h h o =-=-= (2)判断梁的条件是否满足要求 ) mm (9.240465518.0h mm .200 9.110.1360 b f a f A x o b c 1y s =?=<=???= = ξ5142942 2 2min s min y t mm As mm 200500200%2.0A %2.0%,2.0%16.0360/27.145.0f /f 45.0942=<=??==<=?=ρ取满足要求。 (3)求截面受弯承载力 u M ,并判断该梁是否安全 m kN 0M m kN .mm N 10.)2/.465(360)2/x h (A f M 6o s y u ?=>?=??=-??=-=1253133531335142942该梁安全。 2.某矩形截面梁,截面尺寸为200×500mm, 混凝土强度等级C25(2 1/9.11mm N f c =α),HRB400级纵向受力钢筋(2 /360mm N f y =),承受弯距设计值m kN ?=260M 的作用,求所需的受拉钢筋和受压 钢筋面积s A 、s A ' 。 解:(1)验算是否需要采用双筋截面 因M 的数值较大,受拉钢筋按二排考虑, h h =0-60=500-60=440mm 。 计算此梁若设计成单筋截面所能承受的最大弯矩:

常用建筑结构设计软件比较

常用结构软件比较 本人在设计院工作,有机会接触多个结构计算软件,加上自己也喜欢研究软件,故对各种软件的优缺点有一定的了解。现在根据自己的使用体会,从设计人员的角度对各个软件作一个评价,请各位同行指正。本文仅限于混凝土结构计算程序。 目前的结构计算程序主要有:PKPM系列(TAT、SATWE)、TBSA系列(TBSA、TBWE、TBSAP)、BSCW、GSCAD、 SAP系列。其他一些结构计算程序如ETABS等,虽然功能强大,且在国外也相当流行,但国内实际上使用的不多,故不做详细讨论。 一、结构计算程序的分析与比较 1、结构主体计算程序的模型与优缺点 从主体计算程序所采用的模型单元来说 TAT和TBSA属于结构空间分析的第一代程序,其构件均采用空间杆系单元,其中梁、柱均采用简化的空间杆单元,剪力墙则采用空间薄壁杆单元。在形成单刚后再加入刚性楼板的位移协调矩阵,引入了楼板无限刚性假设,大大减少了结构自由度。 SATWE、TBWE和TBSAP在此基础上加入了墙元,SATWE和TBSAP还加入了楼板分块刚性假设与弹性楼板假设,更能适应复杂的结构。SATWE提供了梁元、等截面圆弧形曲梁单元、柱元、杆元、墙元、弹性楼板单元(包括三角形和矩形薄壳单元、四节点等参薄壳单元)和厚板单元(包括三角形厚板单元和四节点等参厚板单元)。另外,通过与JCCAD的联合,还能实现基础-上部结构的整体协同计算。TBSAP提供的单元除了常用的杆单元、梁柱单元外,还提供了用以计算板的四边形或三角形壳元、墙元、用以计算厚板转换层的八节点四十八自由度三维元、广义单元(包括罚单元与集中单元),以及进行基础计算用的弹性地基梁单元、弹性地基柱单元(桩元)、三角形或四边形弹性地基板单元和地基土元。TBSAP可以对结构进行基础-上部结构-楼板的整体联算。 从计算准确性的角度来说 SAP84是最为精确的,其单元类型非常丰富,而且能够对结构进行静力、动力等多种计算。最为关键的是,使用SAP84时能根据结构的实际情况进行单元划分,其计算模型是最为接近实际结构。 BSCW和GSCAD的情况比较特殊,严格说来这两个程序均是前后处理工具,其开发者并没有进行结构计算程序的开发。但BSCW与其计算程序一起出售,因此有必要提一下。BSCW一直是使用广东省建筑设计研究院的一个框剪结构计算软件,这个程序应属于空间协同分析程序,即结构计算的第二代程序(第一代为平面分析,第二代为空间协同,第三代为空间分析)。GSCAD则可以选择生成SS、TBSA、TAT或是SSW的计算数据。SS和SSW均是广东省建筑设计研究院开发的,其中SS采用空间杆系模型,与TBSA、TAT属于同一类软件;而SSW根据其软件说明来看也具有墙元,但不清楚其墙元的类型,而且此程序目前尚未通过鉴定。 薄壁杆件模型的缺点是: 1、没有考虑剪力墙的剪切变形。 2、变形不协调。 当结构模型中出现拐角刚域时,截面的翘曲自由度(对应的杆端力为双力矩)不连续,造成误差。另外由于此模型假定薄壁杆件的断面保持平截面,实际上忽略了各墙肢的次要变形,增大了结构刚度。同一薄壁杆墙肢数越多,刚度增加越大;薄壁杆越多,刚度增加越大。但另一方面,对于剪力墙上的洞口,空间杆系程序只能作为梁进行分析,将实际结构中连梁对墙肢的一段连续约束简化为点约束,削弱了结构刚度。连梁越高,则削弱越大;连梁越多,则削弱越大。所以计算时对实际结构的刚度是增大还是削弱要看墙肢与连梁的比例。 杆单元点接触传力与变形的特点使TBSA、TAT等计算结构转换层时误差较大。因为从实

建筑结构考试计算题答案

[例5-1]某钢筋混凝土矩形截面简支梁,两端支承在砖墙上,净跨度 l n =3660mm(例 图5-1);截面尺寸b x h=200mm< 500mm 该梁承受均布荷载,其中恒荷载标准值 g k =25kN/m (包括自重),荷载分项系数 丫 G =1.2,活荷载标准q k =38kN/m ,荷载分项系数丫 Q =1.4 ;混凝 土强度等级为 C20 (f c =9.6N/mm 2, f t =1.1N/mm 2);箍筋为 HPB235钢筋(f yv =210N/mm ),按 正截面受弯承载力计算已选配 HRB335钢筋3#25为纵向受力钢筋(f y =300N/mnn )o 试根据 斜截面受剪承载力要求确定腹筋。 計q 例图5-1 [解]取 a s =35mm, h °=h- a s =500-35=465mm 1 ?计算截面的确定和剪力设计值计算 支座边缘处剪力最大,故应选择该截面进行抗剪配筋计算。 Y G =1.2 , 丫 Q =1.4,该截面的剪 力设计值为: % =丄(心创 +%盘儿二丄(1 2x25+l/4x38Jx3.66 = 152.26kN 2 2 2 ?复核梁截面尺寸 h w =h 0=465mm h w / b =465/200=2.3 v 4,属一般梁。 =0.25x9 6N/mm i x200mmx465mm-223.2kN>152.26kN 截面尺寸满足要求。 3 ?验算可否按构造配箍筋 0.7^ = 0.7x 1, lNAnni^ x 200mm x465mni=71.6 lkN p sv,min o 4 ?腹筋计算 配置腹筋有两种办法: 一种是只配箍筋,另一种是配置箍筋兼配弯起钢筋; 一般都是优先选

建筑结构复习计算题汇总.docx

矩形截面简支梁,截面尺寸为200 X 500mm,采用C25礎.HRB335级纵向受力钢筋,承 受弯距设计值M=160kN ?m 的作用,在受拉区配置有5根直径20mm 的钢筋(A,= 1570mm 2),试验算截面安全与否。(20分) 已知 % /<. = 11. 9N/mn 『,/y = 300N/mm :,卩航=0? 2% ?ho = 440mm ? 令==0? 550。 解:(1)判断梁的条件是否满足要求 Anin 从=0? 2% X 200 X 500=200mm 2 H 满足要求。(9分〉 〈2)求截面受弯承载力,并判断该梁是否安全 M u =几A,(如一工/2) = 300 X 1570 X (440 —197. 9/2) = 160. 6 X 106Nmm=160. 6kNm> 160kN ? m (8 分) 30.某轴心受压柱?截面尺寸6 X A = 400mm X 500mm,此柱承受的轴力设计值N = 4000kN,计算长度/° = 4m,采用C35碇,HRB400级纵向受力钢筋,试校核此柱是否安全。 已知:人= 16?7N/mm2,/\ = 36ON/mm2,所配置的纵向受力钢筋面积1964 mm 2,稳定 系数见下表。 Ub 8 10 12 ¥ 1.0 0. 98 0.95 提示:p —玄1 *汕=0. 9^)(/c A+//y A /s ) o 30 ?解:(1)确定稳定系数卩 Z o /6=4OOO/4OO=1O,查表得爭=0.98。(3 分) (2〉确定柱截面承载力 A = 400X 500―200000mm 2 ,A /S = 1964 mm 3, Nu =0. 99)(/C A+AA\)=0. 9X0. 98X(16. 7X200000 + 360X1964) =3569.5X103N=3569. 5kN(5 分〉 故该柱截面不安全。(2分) 1. 某矩形截面梁,横截面尺寸6Xh = 250X500mm,采用C25碇,HPB235级箍筋,? = 如i?HiVA,==15 70mm 2 \x= 4 afb = /r A,(A 0 —x/2) 1964 ="^~== 200000 = 0?98%V3%,(3 分) 300X1570 1.0X11.9X200

常用结构计算软件的分析模型与使用

常用结构计算软件的分析模型与使用 按语:读了工业建筑2005-5期,中国建筑设计研究院,常林润、罗振彪“常用结构计算软件与结构概念设计”一文,感到其内容、观点对更深层次讨论PKPM很有有帮助,现分几个部分摘编如下,供网友发帖时参考,其目的是将J区的讨论提高到一个更高的层次。 一、TAT的分析模型与使用。 二、SARWE的分析模型与使用, 三、从整体上把握结构的各项性能。 四、现阶段常用的结构分析模型。 五、结构计算软件的局限性、适用性和近似性。 六、抗震概念设计的一些重要准则。 七、结语。 一、TAT的分析模型与使用 TAT是中国建科院开发的,程序对剪力墙采用开口薄壁杆件模型,并假定楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零。这使得结构自由度大为减少,计算分析得到一定程度的简化,从而大大提高了计算效率。 薄壁杆件模型采用开口薄壁杆件理论,将整个平面联肢墙或整个空间剪力墙模拟为开口薄壁杆件,每个杆件有两个端点,每个端点有7个自由度,前6个自由度的含义与空间杆单元相同,第7个自由度是用来描述薄壁杆件截面翘曲的。开口薄壁杆件模型的基本假定是: 1)在线弹性条件下,杆件截面外形轮廓线在其平面内保持不变,在平面外可以翘曲,同时忽略其剪切变形的影响。这一假定实际上增大了结构的刚度,薄壁杆件单元及其墙肢越多,则结构刚度增加程度越高。 2)将同一层彼此相连的剪力墙墙肢作为一个薄壁杆件单元,将上下层剪力墙洞口之间的部分作为连梁单元。这一假定将实际结构中连梁对墙肢的线约束简化为点约束,削弱了连梁对墙肢的约束,从而削弱了结构的刚度。连梁越多,连梁的高度越大,则结构的刚度削弱越大。 3)引入了楼板平面内刚度无限大,平面外刚度为零。 实际工程中许多布置复杂的剪力墙难以满足薄壁杆件的基本假定,从而使计算结果难以满足工程设计的精度要求。 1)变截面剪力墙:在平面布置复杂的建筑结构中,常存在薄壁杆件交叉连接、彼此相连的薄壁杆件截面不同、甚至差异较大的情况。由于这些薄壁杆件的扇形坐标不同,其翘曲角的含义也不同,因而由截面翘曲引起的纵向位移不易协调,会导致一定的计算误差。 2) 长墙、短墙:由于薄壁杆件模型不考虑剪切变形的影响,而长墙、短墙是以剪切变形为主的构件,其几何尺寸也难以满足薄壁杆件的基本要求,采用薄壁杆件理论分析这些剪力墙时,存在着较大的模型化误差。 3)多肢剪力墙:薄壁杆件模型的一个基本假定就是认为杆件截面外形轮廓线在自身平面内保持不变,在墙肢较多的情况下,该假定会会导致较大的误差。 4)框支剪力墙:框支剪力墙和转换梁在其交接面上是线变形协调的,而菜用薄壁杆件理论分析框支墙时,由于薄壁杆件是以点传力的,作为一个薄壁杆件的框支墙只有一点和转换梁的某点是变形协调的,这必然会带来较大的计算误差。

建筑结构设计计算书(书库设计)

目录 设计资料 (1) 楼盖平面布置 (2) 板的设计 (3) 次梁的设计 (6) 主梁的设计 (9) 楼梯设计 (15) 雨篷设计 (19)

设计资料 1.建设地点:烟台市区 2.楼面做法:水磨石地面、钢筋混凝土现浇板,20mm 石灰砂浆抹底。 3.层高:4.5m ;门:宽×高=3300mm ×3000mm ;楼梯位置见图,楼梯尺寸自定。 4.墙体为370mm 砖砌体,柱截面尺寸为400mm ×400mm 5.雨棚悬挑长度为1200。 6.使用用途为书库。 活荷载:板/次梁/主梁 5.0/5.0/5.0 L1×L2=7200mm ×6900mm 混凝土强度等级C30 钢筋品种:板,HPB300;梁,HRB500。 7200720072007200 72006900 69006900 楼盖的结构平面布置 主梁沿横向布置,次梁沿纵向布置。主梁的跨度为6.9m ,次梁的跨度为7.2m ,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为2.3m ,L02/L01=7.2/2.3=3.13>3,因此按单

向板设计。 (1)按高跨比条件,要求板厚h ≥2300/40=57.5,对民用建筑的楼盖板要求h ≥60取h=80mm 。 (2)次梁截面高度应满mm l l h )600~400(12/7200~18/720012/~18/00===。考虑到楼面可变荷载比较大,取mm h 500=。截面宽度满足b=h/3~h/2=500/3~500/2=167~250,则取为mm b 200=。 (3)主梁的截面高度应mm l l h )690~460(10/6900~15/690010/~15/00===,取 mm h 600=。截面宽度取)(mm h h b 300~2002600~36002/~3===,则取为250b mm =。 板的设计 荷载 板的永久荷载标准值: 水磨石面层 2/65.0m KN mm 80钢筋混凝土板 2/22508.0m KN =?

建筑结构设计试题及标准答案

建筑结构设计 一、选择题(每小题1分,共20分) 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的( )。 A 、两端,与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间,与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端,与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D、中间,与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中,柱的( )截面为内力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在( )情况下。 A 、0.75<a /h0≤1 B、0.1<a/h 0≤0.75 C 、a/h 0≤0.1 D、受拉纵筋配筋率和配箍率均 较低 4、( )结构体系既有结构布置灵活、使用方便的优点,又有较大的刚度和较强的抗震能 力,因而广泛的应用与高层办公楼及宾馆建筑。 A、框架 B 、剪力墙 C 、框架-剪力墙 D 、框 架-筒体 5、一般多层框架房屋,侧移主要是由梁柱弯曲变形引起,( )的层间侧移最大。 A 、顶层 B 、底层 C、中间层 D 、顶层和底层 6、砌体结构采用水泥砂浆砌筑,则其抗压强度设计值应乘以调整系数( )。 A 、0.9 B 、0.85 C 、0.75 D 、0.7+A 7、砌体局部受压可能有三种破坏形态,( )表现出明显的脆性,工程设计中必须避免 发生。 A 、竖向裂缝发展导致的破坏——先裂后坏 B 、劈裂破坏——一裂就坏 C 、局压面积处局部破坏——未裂先坏 D 、B 和C 8、( )房屋的静力计算,可按楼盖(屋盖)与墙柱为铰接的考虑空间工作的平面排架或 框架计算。 A 、弹性方案 B 、刚弹性方案 C、刚性方案 D 、B 和C 9、在进行单层厂房结构设计时,若屋面活荷载、雪荷载、积灰活载同时存在,则( ) 同时考虑。 A 、屋面活载与雪荷载,积灰荷载三者 B 、积灰荷载与屋面活载中的较大值,与雪荷载 C 、屋面活载与雪荷载中的较大值,与积灰荷载 D 、只考虑三者中的最大值 10、单层厂房柱进行内力组合时,任何一组最不利内力组合中都必须包括( )引起的内力。 A、风荷载 B、吊车荷载 C、恒载 D 、屋 面活荷载 11.可变荷载的分项系数() A 对结构有利时q γ<1.0 B 无论何时q γ>1.0

建筑结构综合练习题

一、单项选择题 1.混凝土极限拉应变约为()。正确答案是:(0.10~0.15)×10-3 2.钢筋HPB235、HRB335、HRB400 和RRB400 屈服时,其应变约为()。正确答案是:(1.00~1.80)×10-3 3.下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是()。正确答案是:钢筋混凝土结构自重大,有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震 4.我国混凝土结构设计规范规定:混凝土强度等级依据()确定。正确答案是:立方体抗压强度标准值 5.混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质,定义()为弹性系数正确答案是:弹性应变与总应变的比值 6.混凝土的变形模量等于()。正确答案是:弹性系数与弹性模量之乘积 7.我国混凝土结构设计规范规定:对无明显流幅的钢筋,在构件承载力设计时,取极限抗拉强度的()作为条件屈服点。正确答案是:85% 8.结构的功能要求不包括()。正确答案是:经济性 9.结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种,下列不属于间接作用的是()。正确答案是:风荷载 10.()是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值,是现行国家标准《建筑结构荷载规范》中对各类荷载规定的设计取值。正确答案是:荷载标准值

11.当结构或构件出现()时,我们认为其超过了承载能力极限状态。正确答案是:结构转变为机动体系;结构或构件丧失稳定 12.受弯构件抗裂度计算的依据是适筋梁正截面()的截面受力状态。正确答案是:第I阶段末 13.钢筋混凝土梁的受拉区边缘达到()时,受拉区开始出现裂缝。正确答案是:混凝土弯曲时的极限拉应变 14.有明显流幅的热轧钢筋,其屈服强度是以()为依据的。正确答案是:屈服下限 15.受弯构件正截面极限状态承载力计算的依据是适筋梁正截面()的截面受力状态。正确答案是:第III阶段末 16.在T形梁的截面设计计算中,满足下列条件()则为第二类T形梁。正确答案是:M>a a 17.梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生,则这种梁称为()。正确答案是:平衡配筋梁 18.单筋矩形梁正截面承载力计算基本公式的适用条件是:()。确正确答案是: S s≤P c A a≥A ss=P sas bh 19.双筋矩形截面梁正截面承载力计算基本公式的第二个适用条件的物理意义是()。正确答案是:保证受压钢筋屈服 20.受弯构件斜截面承载力计算公式是以()为依据的。正确答案是:剪压破坏

建筑结构设计计算步骤探讨

新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。以SATW软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1.完成整体参数的正确设定 计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。 (1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确 反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2 条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9 倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x, y 向的有效质量系数是否大于0.9 。具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9 ,若小于0.9 ,可逐步加大振型个数,直到x,y 两个方向的有效质量系数都大于0.9 为止。必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3 倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。 (2)最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发祥该角度绝对值大于15 度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。 (3)结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值,可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。 上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。 2. 确定整体结构的合理性 整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的

结构设计常用数据表格

建筑结构安全等级 混凝土强度设计值(N/mm2) 纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度(mm) 每米箍筋实配面积 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率(%)

框架柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率(%) 框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋白分率(%) 柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值λν(ρν=λνf)

注:1 表中lo为构件的计算跨度; 2 表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件; 3 如果构件制作时预先起拱,且使用上也允许,则在验算挠度时,可将计算所得的挠度值减去起拱值;对预应力混凝土构件,尚可减去预加力所产生的反拱值; 4 计算悬臂构件的挠度限值时,其计算跨度lo按实际悬臂长度的2倍取用。

注: 1 表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢绞线及热处理钢筋的预应力混凝土构件;当采用其他类别的钢丝或钢筋时,其裂缝控制要求可按专门标准确定; 2 对处于年平均相对湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件,其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值; 3 在一类环境下,对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm;对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm; 4 在一类环境下,对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板,应按二级裂缝控制等级进行验算;在一类和二类环境下,对需作疲劳验算的须应力混凝土吊车梁,应按一级裂缝控制等级进行验算; 5 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算;预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合本规范第8章的要求; 6 对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定; 7 对于处于四、五类环境下的结构构件,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定; 8 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。 梁内钢筋排成一排时的钢筋最多根数

建筑结构常用荷载归纳

2.1 风荷载:【荷载规范GB 50009-2001(2006版)附表D.4强条】 2.2 正常使用活荷载标准值(KN/m2):【荷载规范- (1)住宅、宿舍取2.0;其走廊、楼梯、门厅取2.0; (2)办公、教室取2.0;其走廊、楼梯、门厅取2.5; (3)食堂、餐厅取2.5;其走廊、楼梯、门厅取2.5; (4)一般阳台取2.5; (5)人流可能密集的走廊/楼梯/门厅/阳台、高层住宅群间连廊/平台取3.5; (6)卫生间取2.0~2.5(按荷载规范);设浴缸、座厕的卫生间取4.0; (7)住宅厨房取2.0,中小型厨房取4.0,大型厨房取8.0(超重设备另行计算); (8)多功能厅、阶梯教室有固定坐位取3.0;无固定坐位取3.5; (9)商店、展览厅、娱乐室取3.5;其走廊、楼梯、门厅取3.5; (10)大型餐厅、宴会厅、酒吧、舞厅、健身房、舞台取4.0; (11)礼堂、剧场、影院、有固定坐位的看台、公共洗衣房取3.0; (12)小汽车通道及停车库取4.0; (13)消防车通道:单向板取35.0;双向板楼盖、无梁楼盖取20.0; 注:消防车超过300KN时,应按结构等效原则,换算为等效均布荷载。结构荷载 输入:无覆土的双向板(板跨≥2.7m):板、次梁取28,主梁取20;覆土厚度≥ 0.5m 的双向板(板跨≥2.7m):板取≤28, 梁参考院部《消防车等效荷载取值 计算表》; (14)书库、档案库取5.0; (15)密集柜书库取12.0; (16)大型宾馆洗衣房取7.5; (17)微机房取3.0;大中型电子计算机房取≥5.0,或按实际; (18)电梯机房、通风机房取7.0;通风机平台取6(≤5号风机)或8(8号风机);(19)制冷机房、宾馆储藏室、布草间、公共卫生间(包括填料隔墙)取8.0; (20)水泵房、变房、发电机房、银行金库及票据仓库取10.0; (21)管道转换层取4.0; (22)电梯井道下有人到达房间的顶板取5.0。 未列出者查荷载规范及《全国民用建筑工程设计技术措施(结构分册)》荷载篇。 2.3 屋面活荷载标准值(KN/m2):【荷载规范- (1)上人屋面取2.0; (2)不上人屋面取0.5; (3)屋顶花园取3.0(不包括花圃土石材料); 注:施工或维修荷载较大时,屋面活荷载应按实际情况采用;因排水不畅、堵 塞等,应加强构造措施或按积水深度采用。 (4)地下室顶板施工荷载一般取4.0《荷规》,塔楼内顶板一般不少于5.0;高低层相邻的屋面,低屋面应考虑施工荷载不少于 4.0,与地下室顶板施工荷载同样考虑《技术措施;其分项系数取1.0;室外地坪附加荷载一般取10.0《建筑结构施工图设计》P133。 注:当利用顶板上的覆土层荷重代替施工荷载时,必须在图上注明覆土层须待上部主体结构主体完成后回填。 2.4 楼(屋)面附加恒荷载标准值(KN/m2): (1)楼面:一般楼地面视楼地面做法而定,建筑另有要求或有回填层时按实际 计算确定; 例如:板面层附加恒载取值:(公建另定)

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