《混凝土和砌体结构设计》

1 钢筋混凝土及砌体结构 一 一 说明说明 1 教材 钢筋混凝土结构及砌体结构 由王丽玫 徐凤纯主编 中国 水利水电出版社出版 二 课程的性质 目的与任务二 课程的性质 目的与任务 钢筋混凝土结构及砌体结构 下 是土建类建筑施工技术专业的一门专 业必修课 本课程主要为本专业提供单层厂房结构 多层框架结构及砌体结构 的基本理论 设计原则和设计方法 本课程的任务是使学生掌握单层厂房结构 多层框架结构及砌体结构这三 大结构基本理论 设计原则 设计方法和构造要求 从而初步具有 1 掌握一般工业与民用建筑结构的基本理论和专业知识 具有正确识读结构 施工图的能力 2 具有一般的结构分析能力 能分析和处理施工及使用中出现的一般性结构 问题 3 能够进行一些简单的单层厂房结构 多层框架结构设计 4 掌握砌体结构各种基本构件的受力特征与截面设计方法 及砖混结构房屋 的设计方法和构造要求 三 教学内容 三 教学内容 第第1111章章 梁板结构 梁板结构 6 6学时 学时 梁板结构的类型 单向板肋梁楼盖的设计 包括梁板结构布置原则 计算 简图 连续板 梁按弹性理论的内力计算 活荷载最不利布置 弯矩及剪力包 络图 考虑塑性内力重分布的内力计算 弯矩调幅法及完全塑性内力重分布的 条件 单向板肋梁楼盖的截面设计和配筋构造 双向板肋梁楼盖按弹性理论设计 单跨板弹性内力计算 连续板的弹性内 力实用计算法 连续梁的内力计算方法 双向板按塑性理论内力计算 双向板的受力特点和破坏牲 塑性铰线的确 定 机动法计算双向板的内力 楼梯的设计 楼梯的类型及应用 荷载传递及计算简图 内力计算及配筋 构造要求 雨蓬 阳台的设计要点及配筋构造 2 基本要求基本要求 掌握结构 单向板 双向板 荷载传递路线的概念 掌握按弹性方法 塑 性方法计算连续梁内力的差异 掌握计算连续梁内力的荷载不利布置原则 掌 握内力包络图的绘制方法 掌握塑性铰及内力重分布的概念 塑性铰与普通铰 的差异 按塑性方法计算连续梁的承载力 按塑性方法设计连续梁截面 调幅 值定义 调幅值的计算 调幅原则 弹性方法 塑性方法连续梁计算跨度取值 差异 弹性方法 塑性方法的选用范围 熟练掌握确定单向板计算简图的原则 掌握按塑性理论计算连续板内力的原则和简化方法 单向板按塑性理论计算的 荷载折减原理及规则 单向板内的计算 构造钢筋配置原理及规则 结构平面 布置图的主要内容 熟练掌握确定次梁计算简图的原则 次梁正截面计算型式 掌握次梁计算配筋和构造配筋原则 原理 了解确定板的裂缝 塑性铰的方法 掌握按弹性理论计算连续双向板内力的方法 双向板的荷载折减原则 掌握双 向板钢筋配置原则 承担梯形 三角形荷载梁的内力简化计算 掌握预应力空 心板的选用方法 掌握梁式楼梯与板式楼梯传力体系的差异 掌握梁式楼梯与 板式楼梯的计算 设计 重点重点 弹性方法 塑性方法计算连续梁内力 单向板 双向板肋梁楼盖设计计算 方法及构造要求 预应力空心板布置方法 梁式楼梯与板式楼梯的计算 设计 难点难点 塑性方法计算连续梁内力 第第1212章章 单层厂房结构设计 单层厂房结构设计 6 6学时 学时 单层厂房的结构组成及传力途径 单层厂房的结构构件选型 单层厂房的结构布置 柱网定位轴线 支撑的作用及布置原则 变形缝 抗风柱 圈梁 连系梁 基础梁的作用及布置原则 单层厂房排架计算 基本假定 计算单元 计算简图 荷载计算 等高及 不等高排架内力分析方法 内力组合 考虑空间作用时排架的计算 单层厂房柱设计 柱的选型 截面尺寸 柱的计算长度 矩形和工形截面 柱的配筋计算要点及构造 牛腿的设计与构造 柱的吊装验算 柱下独立基础设计 基础的选型 柱下独立基础的设计计算及构造要求 单层厂房屋盖结构 屋盖结构的组成 常用屋盖结构构件的选型 屋架设 计要点 吊车梁设计 受力特点 设计要点 单层厂房构件的连接构造 连接构造方法 预埋件设计 基本要求 基本要求 掌握单层厂房中常用支撑的形式和一般布置原则 掌握单层厂房轴线定位 原则及厂房高度确定方法 掌握单层厂房承担的荷载形式及传递路线 掌握排 架上所承担的荷载形式及计算方法 掌握等高排架在各种外力作用下的内力计 算方法 掌握排架在各种外力作用下的内力组合原则 了解排架空间作用的概 念 了解排架柱截面的一般形式 掌握排架柱计算长度的计算方法 了解排架 柱的吊装方法及相应的吊装验算计算简图 确定牛腿内一般需要配置几种钢筋 地基的净反力 掌握独立基础的设计方法 重点 重点 单层厂房轴线定位原则及厂房高度确定方法 排架上所承担的荷载形式及 3 计算方法 等高排架在各种外力作用下的内力计算方法 排架在各种外力作用 下的内力组合原则 牛腿设计 难点难点 单层厂房轴线定位原则及厂房高度确定方法 排架上所承担的荷载形式及 计算方法 排架在各种外力作用下的内力组合原则 第第1313章章 多层框架房屋结构设计 多层框架房屋结构设计 6 6学时 学时 多层框架房屋的结构组成及其传力途径 结构布置及构件截面型式 几何 特征 多层框架的内力计算 计算单元 荷载计算 计算简图 竖向荷载作用下 分层法 水平荷载作用下D值法 活荷载的最不利布置 计算控制截面及其内力 组合 柱的设计 计算长度 截面配筋设计及构造 梁的设计 现浇梁的截面计算与配筋构造 迭合梁受力原理 截面设计与 配筋构造 现浇框架梁柱节点构造 装配式多层框架 节点连接构造 内力计算要点 基本要求 基本要求 掌握多层框架的内力计算 计算单元 荷载计算 计算简图 竖向荷载作 用下分层法 水平荷载作用下D值法 活荷载的最不利布置 计算控制截面及其 内力组合 重点重点 竖向荷载作用下分层法 水平荷载作用下D值法 活荷载的最不利布置 计 算控制截面及其内力组合 难点难点 竖向荷载作用下分层法 水平荷载作用下D值法 第二篇第二篇 砌体结构部分 砌体结构部分 2222学时 学时 第第1414章章 绪论绪论 2 2学时 学时 砌体结构的优缺点 应用范围及发展概况 第第1515章章 砌体材料及砌体力学性能 砌体材料及砌体力学性能 4 4学时学时 块体及砂浆的种类及强度等级 砌体抗压强度 砌体受压时应力状态分析 影响砌体抗压强度的主要因素 砌体的抗拉 抗剪强度 砌体的应力应变关系及弹性模量 基本要求基本要求 掌握砌体抗压强度 砌体受压时应力状态分析 影响砌体抗压强度的主要 因素 了解砌体的抗拉 抗剪强度 砌体的应力应变关系及弹性模量 重点重点 砌体抗压强度 砌体受压时应力状态分析 影响砌体抗压强度的主要因素 难点难点 4 了解砌体受压破坏特征与破坏机理 了解砌体抗压 轴心抗拉 弯曲抗拉及抗剪强度的取值 掌握影响砌体强度设计值的调整系数 第第1616章章 砌体结构构件的承载力计算 砌体结构构件的承载力计算 6 6学时 学时 以概率理论为基础的极限状态设计方法的简介 砌体结构按承载能力极限状态设计表达式 受压构件 基本计算公式 承载力影响系数 编心距很大时的受压构件计 算 局部承压 均匀局压 梁端局压承载力计算及垫块的设置 轴心受拉 受弯 受剪构件承载力计算 配筋砖砌体构件计算 基本要求 基本要求 掌握砌体受压构件 构件局部承压的计算方法 基本掌握轴心受拉 受弯 受剪构件承载力计算 基本掌握配筋砖砌体构件计算 重点 重点 砌体受压构件 构件局部承压的计算方法 难点 难点 配筋砖砌体构件计算 第第1818章章 混合结构房屋墙体设计 混合结构房屋墙体设计 6 6学时 学时 混合结构房屋分类及承重墙体的布置 房屋静力计算方案 墙体高厚比验算 刚性房屋承重纵 横墙体计算 房屋空间工作的基本概念 弹性和刚弹性方案房屋的计算 基本要求 基本要求 了解房屋静力计算方案 掌握刚性房屋承重纵 横墙体计算 了解弹性和 刚弹性方案房屋的计算 重点 重点 刚性房屋承重纵 横墙体计算 难点 难点 墙体高厚比验算 第第1919章章 过梁 挑梁 墙梁设计 过梁 挑梁 墙梁设计 4 4学时 学时 过梁 过梁上的荷载及计算方法 挑梁 工作原理 计算主法及构造 墙梁 工作原理 一般规定 设计方法及构造要求 构造要求 圈梁的设置 变形颖缝的设置 一般构造措施 基本要求 基本要求 掌握过梁 挑梁 墙梁的设计计算 了解圈梁的设置 变形颖缝的设置 一般构造措施 重点 重点 过梁 挑梁 墙梁的设计计算 难点难点 挑梁 墙梁的设计计算 5 上机内容及要求 4学时 能用所学计算机语言编写计算程序并上机调试通过 计算内容 用D值法计 算框架结构在水平荷载作用下的内力 课外实习 0 5周 结合本课程所讲的四种结构形式 根据课程的进程 分时段安排学生到工 地参观 了解课堂讲解的理论内容 在实际工程中的实现过程 参考教材 1 江见鲸 聂建国 叶列平编著 混凝土结构 下 清华大学出版社 2002 1 2 东南大学 同济大学 天津大学合编 混凝土结构 中册混凝土建筑 结构设计 第二版 中国建筑工业出版社 2003 1 3 唐岱新主编 砌体结构 高等教育出版社 2003 1 4 叶燕华主编 砌体结构 中国水利水电出版社 知识产权出版社 2004 5 6 练习题 练习题 一 单项选择题一 单项选择题 在每小题的四个备选答案中 选出一个正确答案 并将正确答案的序号在每小题的四个备选答案中 选出一个正确答案 并将正确答案的序号 填在题干的括号内 每小题填在题干的括号内 每小题 2 分 共分 共 24 分分 1 荷载设计值是 A 荷载标准值乘以荷载分项系数 B 荷载平均值乘以荷载分项系数 C 荷载标准值除以荷载分项系数 D 荷载平均值除以荷载分项系数 2 钢筋混凝土对称配筋小偏心受压构件破坏时 远离轴向力一侧的钢筋 AS A 一定受拉 B 一定受压 C 屈服 D 不屈服 3 在以下四种状态中 结构或构件超过承载能力极限状态的是 A 构件的受拉区混凝土出现裂缝 B 结构转变为机动体系 C 结构发生影响正常使用的振动 D 结构发生影响耐久性的局部损坏 4 为了保证钢筋混凝土受弯构件斜截面有足够的受弯承载力 纵向受拉钢筋弯起时 应满 足的要求是 A 伸过其充分利用点即可弯起 B 伸过其理论截断点即可弯起 C 伸过其充分利用点至少 0 5h0 后方可弯起 D 伸过其理论截断点至少 0 5h0 5 在使用荷载作用下 钢筋混凝土轴心受拉构件的最大裂缝宽度 wmax 与平均裂缝间距 lcr 成正比 lcr 的大小与下列因素有关 A 钢筋直径和表面形状 配筋率 混凝土保护层厚度 B 钢筋直径和表面形状 配筋率 轴向拉力 C 钢筋直径和表面形状 混凝土保护层厚度 轴向拉力 D 配筋率 混凝土保护层厚度 轴向拉力 6 仅配有预应力钢筋的先张法预应力混凝土轴心受拉构件 在使用阶段 加载至混凝土应 7 力为零时 所承受的轴向拉力为 A con lI E pcI Ap B con l E pc Ap C con l Ap D conAp 7 在计算钢筋混凝土肋梁楼盖连续次梁内力时 为考虑主梁对次梁的转动约束 用折算荷 载代替实际 计算荷载 其做法是 A 减小恒载 减小活载 B 增大恒载 减小活载 C 减小恒载 增大活载 D 增大恒载 增大活载 8 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖的主次梁相交处 在主梁中设置附加横向钢筋的目的是 A 承担剪力 B 防止主梁发生受弯破坏 C 防止主梁产生过大的挠度 D 防止主梁由于斜裂缝引起的局部破坏 9 用水泥砂浆砌筑砌体时 砌体抗压强度设计值应乘以调整系数 a a 的取值为 A 0 85 B 1 0 C 1 1 D 1 5 10 验算梁端支承处砌体局部受压承载力时 根据 A0 Al 的大小对上部荷载予以折减的原因 是 A 考虑周围砌体约束的影响 B 梁端支承处砌体处于不均匀受压状态 C 考虑砌体内拱卸荷作用的影响 D A0 Al 较大时易使梁端支承处砌体产生劈裂破坏 二 填空题 每小题二 填空题 每小题 1 分 共分 共 15 分 分 13 没有明显屈服点钢筋的条件屈服强度取残余应变为 时所对应的应力 0 2 14 应用钢筋混凝土受弯构件斜截面剪压破坏受剪承载力计算公式时 应满足截面限制条件 和 的要求 15 钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋配筋率 16 钢筋混凝土单筋矩形截面梁 当 b 时 截面受弯承载力 Mu Mu max 17 钢筋混凝土对称配筋偏心受压构件的 对称配筋 是指 18 钢筋混凝土受弯构件除可能发生斜截面受剪破坏外 还可能发生斜截面 19 钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有强度 塑性 可焊性和 20 钢筋混凝土构件在偏心拉力作用下 若裂缝贯穿整个截面 则该构件为 偏 心受拉构件 21 纵向受拉钢筋应变不均匀系数 是纵向受拉钢筋的 与裂缝截面处纵向受拉 8 钢筋应变 s 的比值 22 在钢筋混凝土受弯构件的纯弯段 当某截面 或某些截面 混凝土的拉应变达到混凝土的 时 将出现第一条 或第一批 裂缝 23 张拉控制应力是指在张拉预应力钢筋时所应控制的 24 按考虑塑性内力重分布的方法设计钢筋混凝土连续梁时 为保证塑性铰的转动能力 规范 规定 混凝土相对受压区高度 25 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 配 置钢筋 26 计算砌体矩形截面受压构件承载力时 当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的截 面边长时 除应按偏心受压计算外 还应对较小边长方向按 进行验算 27 砌体的弯曲受拉破坏有三种形态 即沿块体截面破坏 沿通缝截面破坏和沿 破坏 三 名词解释题三 名词解释题 每小题每小题 2 分 共分 共 10 分分 1 荷载效应 2 界限相对受压区高度 3 T 形截面梁 4 活荷载最不利布置 四 简答四 简答 1 砌体材料中块