混凝土与砌体结构设计复习大纲PPT课件.ppt

复习大纲 中南大学土木工程学院刘晓春xchliu 混凝土结构与砌体结构设计 绪论 建筑结构常用形式 混凝土结构的特点 发展历程及趋势 砌体结构的特点 发展历程及趋势 1混凝土楼盖 混凝土楼盖结构的类型 受力特点 优缺点及适应范围有何异同 弹性理论计算单向板肋梁楼盖时 如何确定其计算简图 如何进行单向板肋梁楼盖最不利活载的布置 何谓混凝土受弯构件塑性铰 其与结构力学中的理想铰有何区别 何谓内力重分布 引起超静定结构内力重分布的主要因素有哪些 砼受弯构件纵向钢筋弯起和截断应满足哪些条件和相应的要求 单向板与双向板如何区别 其受力特点有何异同 现浇单向板肋梁楼盖板 次梁 主梁的配筋计算和构造有哪些要点 双向板的破坏特征如何 按塑性理论计算计算双向板时的方法有哪些 按直接设计方法计算无梁楼盖的适用条件是什么 板式楼梯与梁式楼梯设计构造与工程应用有何异同 2单层工业厂房 单层厂房由哪些主要承重构件组成 各有什么作用 如何进行单层厂房的变形缝设置 单层厂房有哪些支撑 它们的作用如何 如何确定单层厂房内力计算简图 各种荷载如何计算 排架内力内力组合原则有哪些 牛腿的破坏形态有哪几种 如何进行牛腿设计 柱下扩展基础设计有哪些主要内容 3多层框架结构 多层框架结构的平面布置原则是什么 伸缩缝 沉降缝及防震缝在设置要求和具体做法上有何异同 如何选取框架结构的计算单元 计算简图如何确定 框架结构中各层柱反弯点位置的影响因素 为什么说分层法 反弯点法 D值法是近似计算法 它们各在什么情况下采用 框架梁 柱内力的组合原则是什么 非抗震地区多层框架结构荷载组合和框架柱最不利内力组合种类 框架结构中竖向活荷载布置有那几种 怎样考虑框架梁端调幅 柱下条形基础设计的主要内容 4砌体结构 砌体的分类 破坏特征及其强度影响因素 如何进行不同类型的砌体构件承载力计算 局部受压砌体的承载力计算及局压不足时的处理措施 配筋砖砌体与无筋砌体受力特点有何异同 混合结构房屋的承重体系有哪几种 各有何特点 混合结构房屋静力计算方案的确定依据 类型及计算方法 如何进行墙 柱高厚比验算 防止砌体结构房屋墙体开裂的主要措施有哪些 单厂排架结构 工业厂房结构组成与受力特点支撑布置重点排架的内力分析 包括横向排架计算简图 排架荷载计算 剪力分配法计算排架柱顶剪力排架控制截面的最不利内力组合长短牛腿划分 设计柱下独立基础的设计 屋盖支撑 分类主要作用 1 传递 承受 平面外的荷载2 保证平面外的稳定3 增加平面外的刚度布置原则 柱间支撑 作用 1 承受屋盖横向水平支撑传来的荷载2 传递吊车纵向水平制动力至基础3 提高厂房纵向刚度设置位置 上柱 伸缩缝区段两端和中部下柱 伸缩缝区段中部设置原则 1 厂房跨度 18m 或柱高 8m2 设有起重量超过10吨的中轻级工作制吊车或设有超重级重级吊车3 设有壁行吊车或起重量超过3吨的悬挂吊车4 纵向柱列总根数小于7根 露天吊车栈桥的柱列 排架结构内力分析 1 计算简图2 排架上的荷载 吊车荷载 风荷载3 排架内力分析 剪力分配法4 排架内力组合 本章难点重点 排架结构计算简图 计算单元选取 选取有代表性的横向排架三点基本假定 屋架与柱顶铰接柱底与基础固端连接屋架 屋面梁 刚度无穷大计算简图 移动荷载 影响线原理 Pmax y1 y2 y3 y4 吊车组合最大台数 风荷载的计算 柱顶以下的风荷载按竖向均布荷载来考虑柱顶以上的风荷载通过屋架以集中力的形作用在排架柱顶 对称排架作用有不对称荷载计算 1 在直接受力的柱顶加一不动铰支座 等价与对称排架作用有对称荷载情况 2 撤销铰支座 即支座反力反作用在排架柱顶 剪力分配法3 叠加 长短牛腿划分及常见破坏形态 a h0 1 长牛腿a h0 1 短牛腿 三种典型破坏 弯压破坏 斜压破坏和剪切破坏 三种非典型破坏形态 局压破坏 非根部受拉破坏和撕裂破坏 偏压基础底面面积确定 步骤 1 按照轴压基础估算底面面积A 2 适当放大 取A 1 2 1 4 A 3 验算基础底面压力 要求 多层框架结构复习重点 框架 剪力墙 框架 剪力墙结构体系的优缺点重点掌握框架结构的计算方法 分层法 反弯点法 值法 的计算假定 内力分析 D值法与反弯点法的区别掌握框架侧移的组成和特点框架结构的内力组合 多层框架结构 一般以8层作为分界线 8层以下为多层建筑三种结构体系 框架结构体系剪力墙结构体系各自的优缺点框架 剪力墙结构体系 多层框架结构 竖向荷载 设计楼面梁 墙 柱及基础时 根据承荷面积及承荷层数的多少 对楼面活荷载乘以相应的折减系数风荷载考虑风荷载的动力效应 在风压值的基础上乘以风振系数 规范 规定 高度大于30m且高宽比大于1 5的房屋结构考虑风振系数 多层框架结构内力分析 多层框架的计算简图在竖向荷载作用下的近似计算方法 分层法在水平荷载作用下的近似计算法 反弯点法在水平荷载作用下的近似计算法 修正反弯点法 D值法 侧移计算 框架结构的计算简图 三点假定 1 在竖向荷载作用下 可视为无侧移框架 因此可作为每榀独立的平面框架来分析2 在水平荷载作用下 平面外的刚度很小 忽略不计 可将整个框架划分为若干个独立的平面框架共同承担水平荷载3 楼板的刚度无穷大空间的框架结构平面的框架结构 分层法的计算步骤 1 分层 柱远端固定 其他和原结构相同2 计算梁柱的线刚度考虑现浇楼板可作为梁的翼缘 故设计时梁的惯性矩计算如下 Ib 2 0Ir 梁的两侧有楼板 Ib 1 5Ir 梁的一侧有楼板 3 计算弯距分配系数及传递系数其他层柱0 9i 梁和底层柱不变远端传递系数 其他层柱1 3 梁和底层柱1 24 弯距分配 弯距分配法 结构力学 5 叠加 必要时进行二次分配 反弯点法 水平荷载作用下 计算原理 梁柱线刚度比大于3时 节点转角很小 可假定梁的刚度为无穷大 只有层间侧移 无转角 反弯点位于柱中间适用条件 梁柱线刚度比大于3 强梁弱柱 计算步骤 1 计算层间剪力2 层间剪力分配3 计算柱端及梁端弯距4 计算梁剪力及柱轴力 D值法和反弯点法的区别 柱的抗侧移刚度D反弯点高度yh 抗侧移刚度D 物理意义与d相同 使柱端产生单位相对侧移时所需的剪力 考虑框架节点转动对柱侧移刚度的影响系数 与粱柱的线刚度比有关 1当粱柱线刚度比值无限大时 等于1 D值法的反弯点高度yh 反弯点高度比y 反弯点到柱下端的高度与柱高的比值 与上下梁线刚度比值 上下层高度有关y y0 y1 y2 y3y0 标准反弯点高度比y1 上下层梁线刚度变化时 柱的反弯点高度比修正系数y2 上层高度和本层高度不同时 柱的反弯点高度比修正系数y3 下层高度和本层高度不同时 柱的反弯点高度比修正系数 框架侧移近似计算 框架侧移的组成由 1 梁柱构件的弯曲变形引起 层间剪力引起 和2 柱的轴向变形引起以弯曲变形为主弯曲变形 底层层间侧移最大轴向变形 底层层间侧移最小 砌体结构复习重点 砌体抗压强度远小于块材强度的原因以及影响砌体抗压强度的主要因素静力计算方案的划分砌体的受压承载力计算梁直接支撑在砌体上的局压验算高厚比的验算 砖砌体受压时的应力分析 砖块受力复杂 砂浆层的非均匀性以及砖块表面的不规整 整体轴压 砖块实际上处于受弯 受剪和局部受压的复杂应力状态砖块受到附加拉力 由于砖块和砂浆的横向变形的差异 砖受到横向拉力 砂浆受到横向压力存在应力集中 竖向灰缝处砂浆不可能填实 灰缝处存在应力集中 砌体的破坏不是由于砖块强度耗尽 而是形成了半砖小柱 失稳导致破坏 故强度远远低于砖块的强度 甚至可能低于砂浆的强度 影响砖砌体抗压强度的主要因素 块材的强度等级和厚度 强度等级越高 抗折强度越大 可以提高抗压强度 厚度增加 可以增加抗弯抗拉能力 同理 提高砌体的抗压强度 砂浆的强度等级和性能 砂浆强度等级提高 横向变形小 砖块受到的附加拉力减少 强度提高 性能提高 易于均匀密实 砖块受到的抗弯抗剪应力减少 集中应力降低 砌筑质量 质量越高 砌体质量越高 砌体强度设计值的调整系数 有吊车房屋和跨度不小于9m的房屋 a 0 9构件截面面积A 0 3m2时 a 0 7 A用水泥砂浆砌筑时 抗压强度的调整系数 a 0 85 弯曲抗拉强度和抗剪强度的调整系数 a 0 5粉煤灰中型实心砌块 a 0 75其他砌体验算施工中房屋的构件时 a 1 1 无筋砌体受压构件承载力计算 偏心受压构件 含轴压构件 简化公式 构件高厚比和轴向力的偏心距对受压构件承载力的影响系数 可查表或按公式计算 构件高厚比 H0 h矩形截面 h为偏心方向的边长 对于轴压构件 为较小边长T型截面 H0 hT hT 3 5i hT 折算厚度i T型截面的回转半径 I A 1 2 构件承载力影响系数的计算 当e 0 3时 局部受压的三种破坏形态 先裂后坏 竖向裂缝导致的破坏 发生在局压面积和影响局压强度的计算面积比不大时 劈裂破坏 一裂就坏 一旦出现竖向裂缝 构件立即开裂导致破坏 发生在A0 A1较大时 未裂先坏 局压面积处局部破坏 发生在材料强度很低时 砌体材料被压碎而导致整个构件丧失承载力 梁端直接支撑在砌体上 上部荷载的折减系数 1 5 0 5A0 A1 0N0 局部受压面积内上部轴力设计值 0A1 梁端底面压应力图形的完整系数 一般取0 7A1 局压面积 a0ba0 有效支撑长度N1 梁端传来荷载设计值 有效支撑长度a0的确定 对于跨度小于6m的钢筋混凝土梁 可按下式简化计算 局压影响面积A0的计算 2 0 h b h h h h b 1 25 b h h 2 5 1 5 h2 h1 h1 h2 房屋静力计算方案的划分 规范 根据屋盖 楼盖 的类别和横墙间距进行静力计算方案的划分刚性和刚弹性静力计算方案房屋的横墙应满足三个要求1 横墙中开有洞口时 洞口的水平截面面积部超过横墙截面面积的50 2 横墙的厚度不宜小于180mm3 单层 横墙长度不小于其高度 多层 不小于