混凝土结构设计课后思考题答案---沈蒲生-第4版

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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

1.3荷载在整体式单向板结构的板、次梁和主梁中式如何传递的，为什么？按弹性理论和塑性理论计算式两者的计算简图有何区别？

单向板以次梁为支座，次梁以主梁为支座，主梁以柱和墙体为支座，作用于结构上的荷载首先由单向板传递给次梁，再由次梁传递给主梁，最后由主梁传递给柱和墙体。为了减少整体式单向板梁板结构中的跨度，应设置次梁，为了减少次梁的跨度，应设置主梁，为了减小主梁的跨度，应设置柱或墙体；两者计算简图在结构计算跨度处不同。

1.4整体式梁板结构中，欲求结构跨内和支座截面最危险内力时，如何确定活荷载最不利位置?

(1)欲求结构某跨跨内截面最大正弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载（2）欲求某跨跨内截面最大负弯矩时，除恒荷载作用外，应在该跨不布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载（3）欲求结构某支座截面最大负弯矩时，除恒荷载作用外，应在该支座相邻两跨布置活荷载，然后向两侧隔跨布置活荷载（4）欲求结构边支座截面最大剪力，除恒荷载作用外，其活荷载布置与该跨跨内截面最大正弯矩是活荷载布置相同。欲求结构中间跨支座截面最大剪力时，其活荷载布置和求该支座截面最大负弯矩时活荷载布置相同。

1-5 结构各截面的最大内力值的连线或点的轨迹，即为结构内力包络图。

若结构上只有一组荷载，在结构各截面只有一组内力，其内力图即为内力包络图。若结构上有几组不同时作用于结构的荷载，在结构各截面中有几组内力，结构就有几组内力图，如弯矩和剪力图。

1-6 何谓结构材料图？纵向钢筋弯起合切断时，结构的材料图有何变化？

结构各截面承载力值的连线式点的轨迹，即为结构的抵抗内力图，或称材料图。

1-7 何谓塑性铰，它与理想铰有何区别？

截面在维持一定数值弯矩的情况下，发生较大幅度的转动，犹如形成一个“铰链”，转动时材料塑性变形记混凝土裂缝开展的表现，故称为塑性铰。

理想铰不能传递弯矩，但可以无限自由转动，而塑性铰能传递一定数值塑性弯矩，并将在塑性弯矩作用下发生有限转动，当塑性铰转动幅度超过塑性极限转动角度时，塑性铰将因塑性能力耗尽而破坏。

1-8 何谓结构的承载力极限状态？是举例说明？

混凝土超静定结构出现一个塑性铰，超静定结构只减少一个多余约束，既减少一次超静定，但结构还能继续承受荷载，只有当结构出现若干个塑性铰，使结构局部或整体成为几何可变体系时结构才达到承载力极限状态。

1-9 何谓结构塑性内力重分布？塑性铰的部位及塑性弯矩值与塑性内力重分布有何关系？试举例说明按塑性内力重分布方法设计梁，板时为什么能节省钢筋？

结构内力分布规律相对于弹性内力分布的变化称为内力重分布。

当支座B出现塑性铰时，此时跨中1,2弯矩为M1，2=1.15F’l0=0.117Fl0

1-10何谓弯矩调幅？考虑塑性内力重分布的分析方法中，为什么要对塑性铰除弯矩调查幅度加以限制？

弯矩调整幅度是指按弹性理论获得的弯矩值与其塑性铰处弯矩绝对值的差值。若弯矩调幅系数β为正值，属于截面弯矩值减小的情况，将导致混凝土裂缝宽度及结构变形增大，其增大程度随弯矩调整增幅增大而增大，因此对弯矩调整幅度。

1-11如何增加塑性铰的转动能力？其中哪种措施是最有效的？

为保证塑性铰有足够的转动能力，即塑性角有较大的塑性极限转动高度，要求钢筋应只有良好的塑性，混凝土有较大的极限压应力值，因此工程结构中宜用HPB235 ,HRB335级钢筋和较低等级混凝土，塑性角转动幅度与塑性铰处弯矩调整幅度有关，建议弯矩调整幅度β≤20%，对于活荷载q和恒荷载g之比q／g≤1／3的结构，弯矩调整幅度控制在β≤35%

研究表明：提高截面高度，减少截面相对受压区高度是提高塑性铰转动能力的有效措施

1-12在进行双向板内力计算中基本假定是什么？计算双向板控制截面的最危险内力是，活荷载如何布置？荷载如何分解？支承条件怎样确定？

1.双向板达到承载力极限状态时，在荷载作用下的最大弯矩处形成塑性铰线，将整体板分割成若干板块，并形成几何可变体系

2.双向板载均布荷载作用下塑性绞线是直线，塑性绞线的位置与板的形状，尺寸，边界条件，荷载，形式，配筋数量有关

3.双向板的板状弹性变形小于塑性绞线处的变形，故视为刚形体，整体变型集中于塑性绞线，当板达到承载力极限状态下时，各块均绕塑性绞线转动

4.双向板满足几何条件及平衡条件的塑性铰线位置，有许多组可能性，但其中必定有一组最危险，极限荷载值最小的结构塑性铰线破坏模式

5。双向板载上述塑性绞线处，钢筋达到屈服点，混凝土达到拉压强度，截面具有一定数值的塑性弯矩

欲求某区格板两个方向跨内截面最大弯矩时，除恒荷载外应在该区格布置活荷载，为使A 区格板跨内双向变形曲线为最大曲库，故在所有向下挠曲变形区格施加荷载，共活荷载布置，为棋盘式，为了能利用单区格双向板的内力及变形条数，把棋盘式布置的活荷载分解为各区格板满布的对称荷载q/2和区格板状盘式布置的反对称荷载±q/2

在对称荷载g‘＝g＋q／2作用下，对于边区格和角区格的外边界支撑条件，按实际情况确定如角区格板支撑于墙体上时，可简化为铰支座，则角格板视为两临边外两临边位固定支座的双向板，其余区格视为三边固定，一边剪支的双向板

在反对称力荷载g`=±q/2作用下，边区格和角区格外边界支承条件按实际情况确定，如板支承于墙体时，视为铰支座，则所有区格板均为简支双向板

1-13整体式无梁楼盖结构按弹性理论的内力分析中，按经验系数法及按等代框架法假定有何区别如何进行栓帽设计？