还剩58页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
混凝土设计原理习题课欢迎参加混凝土设计原理习题课程,本课程旨在通过系统的习题讲解,帮助学生深入理解混凝土结构设计的基本原理和计算方法我们将通过理论与实践相结合的方式,培养学生解决实际工程问题的能力本课程包含混凝土结构的基本概念、材料性能、构件设计以及特殊结构的计算方法等内容,涵盖了混凝土结构设计的各个方面每个章节都配有针对性习题和详细解析,帮助学生巩固所学知识希望通过本课程的学习,能够使大家在混凝土结构设计领域建立扎实的理论基础和实践能力课程概述课程目标掌握混凝土结构设计的基本理论和计算方法,能够独立完成一般混凝土结构构件的设计与验算,培养工程实践能力和创新思维学习方法理论与实践相结合,通过课堂讲解、习题训练和课后复习相结合的方式,建立完整的知识体系鼓励小组讨论和自主学习,提高解决问题的能力考核方式平时作业占30%,课堂表现占10%,期中考试占20%,期末考试占40%考试内容包括基础知识点和综合应用题,注重考察学生的实际计算能力和创新应用能力第一章混凝土结构基本概念混凝土的组成混凝土的特性混凝土是由水泥、砂、石和水按一定比例混合而成的复合材料混凝土具有抗压强度高、抗拉强度低的特点其抗压强度通常是水泥作为胶凝材料,与水发生水化反应后硬化,将砂和石骨料胶抗拉强度的10倍以上同时,混凝土具有良好的耐久性、耐火性结成整体和可塑性现代混凝土中还可能添加各种外加剂,如减水剂、早强剂、缓凝混凝土在硬化过程中会产生收缩和徐变等变形,这些特性对结构剂等,以改善混凝土的性能钢筋混凝土则是在混凝土中埋入钢的长期变形有重要影响钢筋混凝土结构则综合了混凝土抗压和筋,形成的一种复合结构材料钢筋抗拉的优点,具有良好的整体性和适应性习题混凝土材料性质1题目描述相关公式某C30混凝土立方体试件,边长为•立方体抗压强度fcu=P/A150mm,在标准养护28天后进行抗压•轴心抗压强度fc=α·fcu强度试验,其破坏荷载为
1012.5kN•轴心抗拉强度ft=
0.10·fc^2/3请计算其中,α为换算系数,通常取
1.该混凝土立方体试件的实际抗压
0.76~
0.88,本题取
0.82强度
2.换算成等效轴心抗压强度
3.估算该混凝土的轴心抗拉强度解题思路首先计算立方体试件的受压面积,然后根据破坏荷载计算出立方体抗压强度再利用换算系数转换为轴心抗压强度,最后根据轴心抗压强度估算轴心抗拉强度习题解析1计算立方体抗压强度受压面积A=150mm×150mm=22500mm²=
0.0225m²立方体抗压强度fcu=P/A=
1012.5kN/
0.0225m²=45000kN/m²=45MPa计算轴心抗压强度轴心抗压强度fc=α·fcu=
0.82×45MPa=
36.9MPa根据计算结果,该混凝土实际强度高于C30设计要求,属于强度超标情况估算轴心抗拉强度轴心抗拉强度ft=
0.10·fc^2/3=
0.10×
36.9^2/3=
0.10×
10.45=
1.045MPa由此可见,混凝土的抗拉强度远低于抗压强度,这也是在结构设计中需要配置钢筋的主要原因第二章材料性能强度等级混凝土按立方体抗压强度分级应力-应变关系非线性特性,存在极限应变变形特性弹性模量、泊松比、收缩和徐变环境影响温度、湿度对性能的影响混凝土的强度等级是根据标准立方体试件150mm×150mm×150mm在标准养护条件下28天的抗压强度确定的常用的混凝土强度等级有C
20、C
25、C
30、C
35、C40等,其中数字表示立方体抗压强度标准值,单位为MPa混凝土的应力-应变关系呈非线性特性,初始阶段近似为线性,随着应力增大,应变增长加快混凝土的极限压应变通常在
0.002~
0.003之间,这是混凝土结构设计的重要参数习题混凝土强度计算21题目描述2相关公式某C35混凝土,已知其立方体抗压强轴心抗压强度标准值fc,k=度标准值为35MPa请计算1轴αa·fcu,k心抗压强度设计值;2轴心抗拉强轴心抗压强度设计值fc=fc,k/γc度设计值;3弹性模量假设混凝轴心抗拉强度标准值ft,k=土强度分项系数γc=
1.4,αa=
0.
80.88·
0.10·fc,k^2/3轴心抗拉强度设计值ft=ft,k/γc弹性模量Ec=10^5/
2.2+
34.7/fc,k3解题过程首先计算轴心抗压强度标准值,然后除以材料分项系数得到设计值;类似方法计算抗拉强度;最后根据弹性模量公式计算Ec值注意单位换算和数值精度习题解析2计算轴心抗压强度轴心抗压强度标准值fc,k=αa·fcu,k=
0.8×35=28MPa轴心抗压强度设计值fc=fc,k/γc=28/
1.4=20MPa计算轴心抗拉强度轴心抗拉强度标准值ft,k=
0.88×
0.10×fc,k^2/3=
0.088×28^2/3=
0.088×
9.12=
0.802MPa轴心抗拉强度设计值ft=ft,k/γc=
0.802/
1.4=
0.573MPa计算弹性模量Ec=10^5/
2.2+
34.7/fc,k=10^5/
2.2+
34.7/28=10^5/
2.2+
1.24=10^5/
3.44=29070MPa≈
2.91×10^4MPa从计算结果可知,C35混凝土的轴心抗压强度设计值为20MPa,轴心抗拉强度设计值为
0.573MPa,弹性模量为
2.91×10^4MPa可以看出混凝土的抗拉强度远小于抗压强度,这是混凝土的一个重要力学特性,也是结构设计中需要特别注意的点第三章钢筋与混凝土黏结机械咬合物理吸附钢筋肋与混凝土间的机械锁定作用分子间引力产生的黏结作用摩擦力化学键合混凝土收缩产生的压力引起的摩擦钢筋表面与水泥石间的化学反应钢筋与混凝土之间的黏结是钢筋混凝土结构共同工作的基础良好的黏结性能保证了钢筋应力能够有效传递给混凝土,使两种材料形成一个整体来承受外力黏结性能的好坏直接影响结构的安全性和使用性影响黏结性能的因素包括混凝土强度、钢筋表面状况、钢筋直径、混凝土保护层厚度、钢筋位置、荷载持续时间等现代钢筋混凝土设计规范对锚固长度、搭接长度等构造要求都是基于黏结性能确定的习题黏结强度估算3题目描述某钢筋混凝土结构中,使用HRB400级钢筋和C30混凝土钢筋直径为16mm,埋入混凝土深度为320mm请计算1极限黏结强度;2锚固长度是否满足规范要求已知C30混凝土轴心抗拉强度设计值ft=
1.43MPa,基本锚固长度计算系数λ=
0.14相关公式极限黏结强度f_b=
2.5×f_t基本锚固长度l_ab=λ×f_y/f_t×d实际锚固长度l_a应大于等于基本锚固长度l_ab解题思路首先根据混凝土抗拉强度计算黏结强度,然后计算钢筋与混凝土的锚固长度需求,最后与实际埋入深度进行比较,判断是否满足规范要求习题解析3计算极限黏结强度计算基本锚固长度检验锚固长度极限黏结强度f_b=
2.5HRB400钢筋的抗拉强实际锚固长度l_a=×f_t=
2.5×
1.43MPa=度设计值f_y=360MPa320mm基本锚固长
3.575MPa度l_ab=
563.9mm这意味着在钢筋与混凝基本锚固长度l_ab=λ×结论实际锚固长度不土接触面上,单位面积f_y/f_t×d=
0.14×满足规范要求,需要延所能承受的最大剪应力360/
1.43×16=
0.14×长锚固长度或采取其他为
3.575MPa
251.7×16=
563.9mm措施如增加弯钩、加大钢筋末端等方式增加锚固效果第四章受弯构件正截面承载力计算假定破坏形态平衡配筋截面变形符合平面假定;混凝土不受弯构件的破坏可分为三种形式当钢筋应力达到屈服强度的同时,承受拉力;钢筋与混凝土之间不发
①钢筋屈服后混凝土压碎正常破混凝土压区边缘应变达到极限值时生滑移;忽略混凝土塑性变形的影坏;
②混凝土压碎前钢筋屈服超的配筋状态平衡配筋率是衡量构响这些假定简化了计算过程,同筋破坏;
③混凝土压碎前钢筋未屈件配筋是否合理的重要指标,实际时保持了足够的精度服少筋破坏正常破坏是设计中配筋率应小于平衡配筋率最希望发生的破坏模式习题矩形截面梁承载力计算4题目描述相关公式某矩形截面钢筋混凝土梁,截面宽•钢筋面积As=n×π×d²/4b=250mm,有效高度h0=500mm,•相对受压区高度ξ=x/h0配置3根直径为20mm的HRB400级钢•受压区高度x=As·fyld/α1·fc·b筋已知混凝土强度等级为C30,钢•抗弯承载力M=α1·fc·b·x·h0-筋和混凝土的强度设计值分别为
0.5·xfyld=360MPa和fc=
14.3MPa请计算该梁的正截面抗弯承载力设计值其中α1为混凝土等效应力图形系数,取
0.8解题思路首先计算钢筋面积,然后确定受压区高度,检验相对受压区高度是否满足要求,最后计算抗弯承载力需要注意单位的一致性习题解析4计算钢筋面积As=3×π×20²/4=3×
3.14×400/4=942mm²计算受压区高度x=As·fyld/α1·fc·b=942×360/
0.8×
14.3×250=339120/2860=
118.6mm计算相对受压区高度ξ=x/h0=
118.6/500=
0.237极限相对受压区高度ξb=
0.45,ξ=
0.237ξb=
0.45,满足要求,属于正计算抗弯承载力常破坏区M=α1·fc·b·x·h0-
0.5·x=
0.8×
14.3×250×
118.6×500-
0.5×
118.6=339120×
440.7=149456134N·mm=
149.46kN·m第五章受弯构件斜截面承载力45°3临界斜截面角度承载力计算方法斜截面裂缝通常沿着主拉应力方向发展,与水平面斜截面承载力计算主要包括斜拉承载力、斜压承夹角约为45度载力和剪压承载力
1.75箍筋应力系数受剪构件中,箍筋的应力分布系数通常取
1.75,用于计算箍筋的有效贡献受弯构件斜截面的破坏是一种常见的破坏形式,特别是在剪力较大的区域斜截面上主要承受剪力和弯矩的组合作用,其破坏机理比正截面更为复杂斜截面承载力取决于混凝土强度、箍筋配置、腹筋设置以及截面尺寸等多种因素在设计中,通常采用45度斜截面法或变角度斜截面法进行计算为提高斜截面承载力,常采用的措施包括增大截面尺寸、提高混凝土强度、加密箍筋、设置斜筋或弯起筋等在实际工程中,应根据具体情况选择经济合理的增强方案习题斜截面承载力验算5题目描述相关公式某矩形截面梁,截面宽b=200mm,有效斜截面受剪承载力Vu=
0.7·ft·b·h0+高度h0=400mm,配置Φ8@200的箍筋fyv·Asv·h0/
0.5·sHRB335混凝土强度等级C25,计算截面处的剪力设计值V=120kN验算该箍筋面积Asv=2·π·d²/4截面的斜截面受剪承载力是否满足要验算条件V≤Vu求注意事项解题思路计算中需注意单位一致性,并确保箍筋计算混凝土和箍筋对斜截面承载力的贡间距满足构造要求对于高剪力区域,献,求得总的承载力设计值,然后与作可能需要加密箍筋或采取其他加强措用剪力进行比较,判断是否满足要求施习题解析5计算混凝土贡献值计算箍筋贡献值计算总承载力C25混凝土的轴心抗拉强度设计值ft=HRB335箍筋的抗拉强度设计值fyv=斜截面受剪承载力设计值
1.27MPa300MPaVu=Vc+Vs=
71.12+
120.6=
191.72kN混凝土对斜截面承载力的贡献单根箍筋面积Asv=2×π×8²/4=由于V=120kNVu=
191.72kN,因此
100.5mm²Vc=
0.7×
1.27×200×400=71120N=该斜截面的受剪承载力满足要求,构件
71.12kN箍筋对斜截面承载力的贡献安全Vs=fyv×Asv×h0/
0.5×s=300×安全储备系数为Vu/V=
191.72/120=
100.5×400/
0.5×200=120600N=
1.6,具有足够的安全储备
120.6kN第六章轴心受压构件长细比短柱特点长细比是衡量构件稳定性的关键参数,λ当压力构件的长细比λ≤34-12·h0/h时,λ=l0/i,其中l0为计算长度,i为截面回称为短柱短柱主要考虑材料强度,稳转半径长细比越大,稳定性越差定性影响较小,破坏表现为材料破坏承载力计算长柱效应轴心受压构件承载力计算考虑混凝土和长柱需考虑稳定性影响,通过引入稳定钢筋共同作用,短柱为N=fc·A+fy·As,系数φ降低承载力随着长细比增加,长柱需乘以稳定系数稳定系数逐渐减小,承载力降低φ习题轴心受压构件设计6题目描述相关公式某矩形截面钢筋混凝土柱,截面尺寸•长细比λ=l0/i,i=
0.289h(方为300mm×300mm,柱高
3.6m,两形截面)端铰接柱承受轴心压力设计值•轴心受压承载力N=φfc·Ac+N=1800kN使用C30混凝土和fy·AsHRB400级钢筋,请计算•最小配筋率ρmin=
0.6%
1.该柱的长细比是否超过规范限值•最大配筋率ρmax=5%
2.计算所需配筋面积
3.选择合适的配筋方案解题思路首先计算长细比并与规范限值比较,然后计算混凝土承载力贡献,根据总承载需求计算所需钢筋面积,最后合理配置钢筋并验算配筋率是否符合规范要求习题解析6计算长细比截面回转半径i=
0.289h=
0.289×300=
86.7mm计算长度l0=
1.0×3600=3600mm(铰接端部)长细比λ=l0/i=3600/
86.7=
41.5规范限值60,满足要求确定稳定系数根据规范查表,当λ=
41.5时,稳定系数φ≈
0.82计算配筋面积混凝土截面积Ac=300×300=90000mm²C30混凝土轴心抗压强度设计值fc=
14.3MPaHRB400钢筋抗压强度设计值fy=360MPaN=φfc·Ac+fy·As1800000=
0.82×
14.3×90000+360×As1800000=
0.82×1287000+360As1800000=1055340+
295.2AsAs=1800000-1055340/
295.2=2522mm²选择配筋方案选择8根Φ20钢筋,As=8×π×10²=2513mm²配筋率ρ=As/Ac=2513/90000=
2.79%ρmin=
0.6%,且ρmax=5%,满足规范要求第七章偏心受压构件大偏心受压小偏心受压当偏心距eh0/6时,属于大偏心受压,此时截面上存在拉应力当偏心距e≤h0/6时,属于小偏心受压,此时整个截面都处于压区,计算类似于受弯构件,需考虑偏心荷载的影响应力状态,无拉应力区计算时按强度控制,稳定控制和偏心距增大进行验算大偏心受压构件的特点是破坏时先出现明显的裂缝,然后随着荷载增加,裂缝扩展,最终在极限状态下达到破坏这种破坏形式小偏心受压构件的特点是破坏时可能没有明显的裂缝预警,呈现有一定的预警性,安全性较好脆性破坏特征在设计中尤其要注意其稳定性问题,通常需要引入附加偏心距来考虑长细比影响偏心受压构件的计算比轴心受压复杂,需要考虑弯矩和轴力的组合作用在实际工程中,纯轴心受压的情况很少见,大多数柱都承受有一定偏心距的荷载偏心受压构件设计中应合理配置钢筋,使其既能承受压力又能满足弯曲需求习题偏心受压柱设计7题目描述相关参数判断偏心类型某矩形截面钢筋混凝土柱,截面混凝土抗压强度设计值e=150mm尺寸为400mm×400mm,柱高fc=
14.3MPa h0/6=360/6=60mm,属于大偏4m,上下端均为铰接柱承受压心受压构件钢筋抗拉强度设计值fy=360MPa力设计值N=1500kN,偏心距大偏心受压构件需按承载力和稳保护层厚度as=as=40mme=150mm混凝土强度等级为定性两个方面进行验算C30,钢筋采用HRB400请计有效高度h0=h-as=400-算所需配筋面积并验算该柱的承40=360mm载力计算长度l0=4000mm计算思路先判断长细比,确定是否考虑附加偏心距;计算偏心距增大系数;对称配筋条件下求解配筋面积;校核配筋率是否满足规范要求习题解析7计算长细比与附加偏心距i=
0.289h=
0.289×400=
115.6mm长细比λ=l0/i=4000/
115.6=
34.62计算偏心距增大系数附加偏心距ea=l0²/1400·h=4000²/1400×400=
28.6mme0/h=
178.6/400=
0.447总偏心距e0=e+ea=150+
28.6=
178.6mmη=1+e0/h=1+
0.447=
1.447计算配筋面积3对称配筋时,As=AsNe0=fcbxh0-
0.5x+fyAsh0-as-fyAsh0-as方案确定与验算N=fcbx+fyAs-fyAs简化计算后得到As=As=2613mm²选择6Φ25,As=As=2945mm²配筋率ρ=As+As/b·h=2×2945/400×400=
3.68%,满足1%ρ5%的要求验算承载力Nu=1688kNN=1500kN,满足要求第八章受扭构件纯扭受力特点组合扭曲机理纯扭构件在扭矩作用下产生的应力实际工程中常见的是弯扭、剪扭或状态复杂,表现为空间应力状态弯剪扭组合作用组合扭曲的破坏构件各表面产生对角线方向的拉应更为复杂,计算中需考虑各种内力力和与之垂直的压应力,形成特征的相互影响如弯扭组合可能导致性的螺旋形裂缝构件一侧应力增大,另一侧减小抗扭配筋抗扭构件需设置闭合箍筋和纵向钢筋闭合箍筋抵抗由扭矩引起的剪应力,纵向钢筋抵抗由扭矩引起的拉应力两种钢筋共同形成空间桁架抵抗扭矩受扭构件在建筑结构中比较常见,如在异形建筑中的悬挑梁、转角处的构件、偏心荷载作用下的梁等扭矩往往是不可避免的,设计时应当充分考虑扭矩的影响,采取合理的结构措施和配筋方案习题受扭构件承载力计算8验算方法扭-剪-弯组合内力下的验算核心参数截面特征、材料强度、配筋方案主要公式3T≤Tt=Tc+Ts,剪扭组合需满足√T/Tt²+V/Vt²≤1注意事项构造要求、最小配筋率、箍筋加密区域题目某矩形截面梁,截面尺寸为300mm×500mm,混凝土强度等级C30,配置φ10@150的闭合箍筋和4φ16的纵向钢筋,钢筋均为HRB400级该梁承受扭矩设计值T=45kN·m,剪力设计值V=120kN,弯矩设计值M=180kN·m请验算该梁在组合内力作用下的承载力是否满足要求习题解析8计算纯扭承载力验算组合内力下承载力混凝土对抗扭承载力的贡献剪扭组合验算Tc=
0.3ft·Wt=
0.3×
1.43×
24.3×10⁶=
10.4kN·m√T/Tt²+V/Vt²=√45/
53.6²+120/
304.7²=√
0.705²+
0.394²=钢筋对抗扭承载力的贡献√
0.497+
0.155=√
0.652=
0.8071Ts=Asv·fyv·A0/s×uv×
1.7=
43.2kN·m弯矩验算M=180kN·mMu=210kN·m总抗扭承载力Tt=Tc+Ts=
53.6kN·m结论该梁在组合内力作用下的承载力满足要求123计算剪切承载力混凝土对抗剪承载力的贡献Vc=
0.7·ft·b·h0=
0.7×
1.43×300×450=
135.1kN箍筋对抗剪承载力的贡献Vs=fyv·Asv·h0/s=360×157×450/150=
169.6kN总抗剪承载力Vt=Vc+Vs=
304.7kN第九章混凝土楼板设计单向板特点双向板特点单向板是指当楼板的短边与长边之比小于1/3时,荷载主要沿短双向板是指当楼板的短边与长边之比大于1/3时,荷载沿两个方边方向传递的板其主筋沿短边方向布置,次筋沿长边方向布向传递的板其配筋在两个方向都有较大的量,短边方向的配筋置,主筋的配筋量通常是次筋的2-3倍量大于长边方向单向板的计算相对简单,类似于宽度为1m的梁进行设计其弯双向板的计算较为复杂,通常采用交叉梁法、等代梁法、弹性薄矩可通过弹性理论或刚性塑性理论计算得到,挠度和裂缝控制也板理论或有限元法计算内力规范中也提供了系数法简化计算,是重要的设计内容适用于规则的双向板在设计中应注意板的整体性和变形控制楼板设计中还需注意构造要求,如最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度等对于预制楼板,还需考虑吊装和临时支撑状态下的验算现代设计中,还常采用无梁楼板和预应力楼板等新型结构形式,以提高结构性能和经济性习题楼板配筋设计9题目某矩形双向板,板的尺寸为4m×5m,四边简支楼板厚度h=120mm,保护层厚度为15mm使用C30混凝土和HRB400级钢筋均布荷载标准值为恒载gk=
2.5kN/m²(不包括自重),活载qk=
2.0kN/m²请设计该楼板的配筋方案相关规范要求荷载分项系数取γG=
1.3,γQ=
1.5;板的最小配筋率ρmin=
0.15%;钢筋最小间距为100mm,最大间距为200mm设计中需确定短边和长边方向的配筋直径和间距,并验算配筋率是否满足要求习题解析9验算配筋率计算长边方向配筋短边方向ρx=251/1000×120=
0.21%计算短边方向配筋长边最大弯矩My=
0.024×p×ly²=ρmin=
0.15%计算设计荷载双向板短边与长边之比4/5=
0.
80.024×
6.64×5²=
3.98kN·m/m长边方向ρy=201/1000×120=
0.17%板的自重
2.5kN/m³×
0.12m=1/3,确认为双向板有效高度h0y=h-as-d-d/2=120-ρmin=
0.15%
0.3kN/m²使用系数法计算短边最大弯矩Mx=15-8-4=93mm最终配筋方案短边方向φ8@200,长总恒载gk=
2.5+
0.3=
2.8kN/m²
0.048×p×lx²=
0.048×
6.64×4²=配筋计算αs=My/fc·b·h0y²=边方向φ8@
2505.09kN·m/m设计荷载p=
1.3×
2.8+
1.5×
2.0=
3.
643.98×10⁶/
14.3×1000×93²=
0.032+
3.0=
6.64kN/m²有效高度h0x=h-as-d/2=120-15-查表得ξ=
0.034,As=ξ·fc·b·h0y/fy=6=99mm
0.034×
14.3×1000×93/360=126mm²/m配筋计算αs=Mx/fc·b·h0x²=
5.09×10⁶/
14.3×1000×99²=
0.036选择φ8@250,As=201mm²/m查表得ξ=
0.039,As=ξ·fc·b·h0x/fy=126mm²/m,满足要求
0.039×
14.3×1000×99/360=154mm²/m选择φ8@200,As=251mm²/m154mm²/m,满足要求第十章混凝土梁设计简支梁特点连续梁特点受力明确,计算简单,跨中正弯矩最大内力重分布,材料节约,支座处负弯矩明显截面形式配筋原则矩形、T形、L形等根据实际需求选择受拉区配置主筋,受压区配置构造钢筋混凝土梁是建筑结构中最常见的承重构件之一,其主要作用是承受并传递竖向荷载梁的设计需要考虑承载力、变形和裂缝三个方面的要求承载力设计包括正截面和斜截面承载力验算;变形控制主要是限制梁的挠度;裂缝控制则是为了保证结构的耐久性和美观性在实际工程中,梁的设计还需考虑施工便利性和经济性合理的配筋不仅要满足受力要求,还要便于钢筋绑扎和混凝土浇筑对于大跨度梁,往往需要采用变截面设计或预应力技术,以满足使用要求并实现经济性目标习题连续梁设计10题目描述某三跨连续梁,跨度均为6m,截面为矩形,宽b=250mm,高h=500mm混凝土强度等级C30,钢筋为HRB400均布荷载设计值为q=30kN/m请设计该连续梁的配筋方案内力分析2使用弹性理论计算各关键截面的弯矩设计值,考虑内力重分布影响支座处负弯矩可取弹性计算值的
0.8倍,跨中正弯矩相应增加配筋设计根据各截面弯矩设计值计算所需配筋面积,确定主筋直径和数量同时考虑最小配筋率要求和构造配筋需求对于支座处的负筋,需考虑锚固要求验算环节验算梁的正截面和斜截面承载力,检查配筋是否满足最小和最大配筋率要求,核对构造是否符合规范规定习题解析10计算内力中间支座处负弯矩M₂=-
0.1ql²=-
0.1×30×6²=-108kN·m考虑内力重分布后M₂=
0.8×-108=-
86.4kN·m边跨跨中正弯矩M₁=
0.07ql²=
0.07×30×6²=
75.6kN·m内跨跨中正弯矩M₃=
0.05ql²=
0.05×30×6²=54kN·m考虑重分布增加M₁=
75.6+108-
86.4/2=
86.4kN·m,M₃=54+108-
86.4/2=
64.8kN·m计算配筋有效高度h₀=h-as=500-40=460mm支座负筋αs=M₂/fcbh₀²=
86.4×10⁶/
14.3×250×460²=
0.056查表得ξ=
0.075,As=ξfcbh₀/fy=
0.075×
14.3×250×460/360=544mm²选择3Φ16,As=603mm²边跨跨中正筋As=
0.09×
14.3×250×460/360=653mm²,选择4Φ16,As=804mm²内跨跨中正筋As=
0.07×
14.3×250×460/360=508mm²,选择3Φ16,As=603mm²配置箍筋计算设计剪力支座处V=
0.55ql=
0.55×30×6=99kN混凝土抗剪承载力Vc=
0.7ftbh₀=
0.7×
1.43×250×460=115kN99kN由于VcV,按最小配箍率设置箍筋Φ8@250支座处加密区域
1.5hΦ8@200完成配筋图最终配筋方案边跨跨中下部4Φ16,上部2Φ14构造筋中间支座上部3Φ16,下部2Φ14构造筋内跨跨中下部3Φ16,上部2Φ14构造筋箍筋全程Φ8@250,支座处
1.5h范围内Φ8@200第十一章混凝土框架设计节点设计整体分析抗震设计框架节点是梁、柱相交的区域,是应力集框架的整体分析包括荷载分析、内力计算框架结构抗震设计要遵循强柱弱梁、强剪中部位节点设计需确保其具有足够的强和位移分析常用的分析方法有力法、位弱弯、强节点弱构件的原则,合理设置塑度、刚度和延性,能够有效传递内力,保移法和矩阵刚度法在设计中,需考虑节性铰位置,控制层间位移,并满足构造措证结构整体性节点处钢筋的锚固和混凝点刚度、构件有效刚度以及二阶效应等因施要求,确保结构具有良好的延性和能量土密实度尤为重要素的影响耗散能力习题框架节点设计11题目描述节点受力分析验算项目某钢筋混凝土框架的梁柱节点,梁截面梁端弯矩转化为轴力对作用于节点核心•节点核心区剪力验算为250mm×500mm,柱截面为区,产生水平剪力同时,梁端剪力和•梁筋在节点区的锚固长度400mm×400mm梁端作用的弯矩设计柱轴力在节点处传递,形成复杂的应力•柱纵筋在节点区的配置值为240kN·m,剪力设计值为160kN状态节点核心区受到剪力、轴力和弯•节点区箍筋的设置混凝土强度等级为C30,钢筋为矩的组合作用,需要验算其承载力并设HRB400请设计该节点的配筋方案并置合适的配筋验算其承载力习题解析11计算节点核心区剪力验算节点剪力承载力节点配筋设计节点构造要求梁端钢筋拉力T=M/
0.9h=节点核心区面积Aj=bc×hj=增加节点区水平箍筋Ash=节点区内柱纵筋间距不大于240/
0.9×
0.5=
533.3kN400×400=160000mm²Vjh-Vjh,u/fyv·
0.8=
373.3-200mm302×10³/360×
0.8=247mm²节点核心区水平剪力Vjh=T-节点核心区剪力承载力Vjh,u=节点区内箍筋间距取100mm,V=
533.3-160=
373.3kN
0.5√fc·Aj=
0.5×√
14.3×160000=选用4肢Φ8箍筋,间距s=小于最大允许值150mm302kN100mm,水平箍筋面积Ash=确保混凝土振捣密实,避免漏振4×
50.3×400/100=804mm²由于Vjh=
373.3kNVjh,u=和蜂窝麻面302kN,节点剪力超出承载力,梁纵筋锚固长度lab=45d=节点区混凝土强度等级可提高一需增强措施45×25=1125mm柱宽,需在级,建议采用C35以增强节点强柱内弯折90°度柱内梁筋弯钩长度ldh=12d=12×25=300mm第十二章混凝土剪力墙设计配筋设计开洞设计剪力墙的配筋包括水平分布筋、垂直分布筋、边缘构件配筋和连实际工程中,剪力墙常因门窗、管道等需要开洞开洞会削弱墙梁配筋等水平分布筋主要抵抗剪力,垂直分布筋主要抵抗弯矩体强度,改变应力分布,因此需要进行特殊设计和加强洞口周引起的拉应力边缘构件区的加强配筋可显著提高墙体的抗弯承边应设置加强筋,以传递和分散应力集中载力和延性能力开洞的位置和尺寸应合理确定,避免在高应力区域开大洞对于剪力墙配筋设计应考虑墙体的厚度、高度和受力情况在高层建较大的洞口,应进行专门的结构分析,确保墙体的整体性和承载筑中,下部楼层的剪力墙往往需要更多的配筋,以承受较大的弯能力不受明显影响在抗震设计中,还需考虑开洞对墙体延性和矩和剪力同时,应满足最小配筋率和构造要求,确保结构的整能量耗散能力的影响体性和延性剪力墙是高层建筑常用的抗侧力构件,具有较高的侧向刚度和承载力合理设计的剪力墙系统可有效抵抗地震力和风荷载,减小结构的水平位移现代设计中,常将剪力墙与框架组合成框架-剪力墙结构,充分发挥各自优势,提高结构的综合性能习题剪力墙配筋计算121题目描述某剪力墙,墙长lw=4m,墙厚hw=250mm,计算高度H=
3.6m墙体顶部作用的轴力设计值N=1200kN,弯矩设计值M=720kN·m,剪力设计值V=400kN混凝土强度等级为C30,钢筋为HRB400请进行该剪力墙的配筋设计2计算轴压比剪力墙的轴压比是重要的设计参数,直接影响结构的延性特性轴压比计算公式为n=N/fc·A,其中A为墙体截面积当轴压比过大时,需要增设约束边缘构件,提高墙体的延性能力3计算配筋需求需计算垂直筋和水平筋的配筋量垂直筋主要承担由弯矩产生的拉应力,水平筋主要抵抗剪力配筋计算中应考虑配筋的最小构造要求,确保满足规范规定的最小配筋率4边缘构件设计边缘构件是剪力墙重要的构造措施,用于提高墙体的抗弯能力和延性边缘构件的范围、配筋量和箍筋间距需根据规范要求确定,确保其具有足够的约束效果和承载能力习题解析12轴压比计算1轴压比n=N/fc·A=1200×10³/
14.3×250×4000=
0.
0840.15边缘构件设置计算弯矩承载力,确定约束边缘构件范围垂直分布筋计算确定墙体受力状态和所需配筋面积水平分布筋计算根据剪力需求确定水平分布筋计算墙体受弯承载力所需垂直钢筋面积按弯矩M和轴力N联合作用计算,考虑轴力偏心距e=M/N=720/1200=
0.6m相对偏心距e/lw=
0.6/4=
0.15,属于小偏心受压采用等效应力图形法计算,得到所需配筋量边缘构件区设置8Φ16,配筋面积1608mm²;墙体中部区域设置双排Φ12@200,配筋面积1131mm²/m水平分布筋根据抗剪需求计算,设置Φ10@200,配筋面积393mm²/m边缘构件箍筋采用Φ8@100,确保良好的约束效果所有配筋均满足最小配筋率要求第十三章预应力混凝土预应力原理预应力混凝土是通过预先施加压应力来抵消全部或部分外荷载引起的拉应力,从而提高结构的抗裂性和承载力预应力可分为先张法和后张法两种工艺,前者在混凝土浇筑前张拉钢筋,后者在混凝土硬化后张拉钢筋预应力损失预应力从张拉到使用过程中会发生各种损失,包括即时损失和长期损失即时损失包括摩擦损失、锚固损失、弹性变形损失等;长期损失包括混凝土徐变、收缩、钢绞线松弛等引起的损失准确估算这些损失对预应力结构设计至关重要构造要求预应力混凝土构件需要满足特殊的构造要求,如最小截面尺寸、最小保护层厚度、锚固区加强措施等锚固区是应力高度集中的区域,需要通过合理配筋来分散和传递集中应力,防止锚固区开裂和破坏习题预应力损失计算13题目描述相关公式某后张法预应力混凝土梁,跨度为摩擦损失Δσp1=σcon1-e^-20m,梁高
1.2m,截面宽
0.4m采μα+kl用15根φ
15.2mm的低松弛钢绞线,锚固损失Δσp2=2δEp/l初始张拉应力为1300MPa曲线摩有效预应力σpe=σcon-Δσp1-擦系数μ=
0.25,波折系数k=Δσp
20.01/m,锚固回滑量δ=6mm请计算
1.摩擦损失引起的应力损失
2.锚固损失引起的应力损失
3.综合考虑上述因素后的有效预应力注意事项预应力损失沿构件长度是变化的,摩擦损失在距张拉端越远处越大,而锚固损失则相反计算时需要明确所求截面的位置,通常需要计算关键截面处的有效预应力习题解析13摩擦损失计算假设预应力筋的弯曲角变化α=
0.2rad摩擦损失计算公式Δσp1=σcon1-e^-μα+kl锚固损失计算代入数值Δσp1=13001-e^-
0.25×
0.2+
0.01×20锚固损失计算公式Δσp2=2δEp/l=13001-e^-
0.05+
0.2钢绞线弹性模量Ep=
1.95×10^5MPa=13001-e^-
0.25代入数值Δσp2=2×6×
1.95×10^5/20×10^3=13001-
0.779=2×6×
1.95/20=
1.17MPa=1300×
0.221=
287.3MPa锚固损失在梁中截面处的影响较小,在距锚固端5m处,损失约为Δσp2=52MPa有效预应力计算跨中截面有效预应力σpe=σcon-Δσp1-Δσp2=1300-
287.3-
1.17=
1011.5MPa锚固端有效预应力σpe,0=σcon-Δσp2=1300-117=1183MPa按规范要求,长期有效预应力还需考虑混凝土徐变、收缩和钢绞线松弛引起的长期损4预应力损失率失,约占初始预应力的15%左右总预应力损失率η=Δσp1+Δσp2/σcon=
287.3+
1.17/1300=
22.2%考虑长期损失后的总损失率η=η+15%=
37.2%最终有效预应力约为初始张拉应力的
62.8%,即约816MPa第十四章裂缝控制裂缝特性裂缝成因裂缝宽度、深度和分布是表征裂缝特性的主混凝土裂缝的成因多种多样,主要包括荷载要参数正常使用阶段,受弯构件的裂缝主作用引起的拉应力裂缝、温度变化引起的温要分布在受拉区,且大致垂直于主拉应力方度裂缝、混凝土收缩引起的收缩裂缝以及钢向裂缝深度通常不超过构件高度的
0.5筋锈蚀引起的锈胀裂缝等倍控制方法控制指标裂缝控制的主要方法包括合理选择混凝土强不同环境条件和结构重要性要求不同的裂缝3度等级、控制配筋率、减小钢筋直径并增加控制指标一般环境下,最大允许裂缝宽度分布、合理设置构造缝、温度缝等措施必为
0.2-
0.3mm;在腐蚀性环境下,要求更严要时可采用预应力技术完全控制裂缝格,通常为
0.1-
0.2mm特殊结构如水工建筑则有更严格的要求习题裂缝宽度计算14题目描述相关公式某钢筋混凝土梁,截面尺寸为•裂缝宽度计算公式wmax=250mm×600mm,配置3Φ20的纵向受拉αcr·ψ·σs/Es·d钢筋,保护层厚度为30mm混凝土强•其中,αcr为裂缝宽度计算系数,取度等级为C30,钢筋为HRB400在标准
1.0组合荷载作用下,钢筋应力为280MPa•ψ为钢筋应变不均匀系数,取
1.1请计算该梁的最大裂缝宽度,并判断是•σs为钢筋应力否满足规范要求(一般环境下允许裂缝宽度为
0.3mm)•Es为钢筋弹性模量,取
2.0×10^5MPa•d为钢筋直径•最小钢筋间距s=b-2as-nφ/n-1解题思路首先计算配筋特征,包括钢筋间距、配筋率等;然后根据给定的钢筋应力,利用裂缝宽度计算公式计算最大裂缝宽度;最后与规范允许值比较,判断是否满足要求习题解析14结果分析计算最大裂缝宽度计算得到的最大裂缝宽度wmax=计算受拉钢筋配筋率采用规范推荐的计算公式wmax
0.0335mm允许值
0.3mm,因此计算钢筋间距受拉钢筋面积As=3×π×20²/4==αcr·ψ·σs/Es·d满足规范要求梁宽b=250mm,保护层厚度as=3×
3.14×100=942mm²代入数值wmax=安全系数为
0.3/
0.0335=
8.96,30mm,钢筋数量n=3,钢筋直径有效受拉区面积Ate=b×
2.5d1,其
1.0×
1.1×280/
2.0×10^5×20=表明该构件在裂缝控制方面具有较φ=20mm中d1为钢筋中心到受拉边缘的距离
0.0308mm高的安全度钢筋净间距s=b-2as-nφ/n-1=考虑钢筋间距影响由于s=在实际工程中,可以通过减小钢筋250-2×30-3×20/3-1=250-60-d1=as+φ/2=30+10=40mm65mm100mm,需修正系数k=直径、增加钢筋数量、适当增大保60/2=65mm
1.0+
0.1100-s/40=
1.0+
0.1100-护层厚度等措施进一步控制裂缝宽Ate=250×
2.5×40=25000mm²65/40=
1.0+
0.0875=
1.0875度受拉区配筋率ρte=As/Ate=修正后的裂缝宽度wmax=942/25000=
0.0377=
3.77%wmax×k=
0.0308×
1.0875=
0.0335mm第十五章变形控制挠度限值挠度计算长期变形规范规定了不同类型挠度计算通常考虑短混凝土的徐变和收缩构件的挠度限值,通期挠度和长期附加挠是导致长期变形的主常表示为跨度的分度两部分短期挠度要因素徐变是指混数,如梁的长期挠度由即时荷载引起,长凝土在持续荷载作用通常不应超过跨度的期附加挠度则考虑混下应变随时间增长的1/250,对于有特殊要凝土徐变和收缩的影现象,收缩则是混凝求的构件,如支撑精响,通常用增大系数土硬化过程中体积减密设备的楼板,限值法计算小引起的变形可能更严格控制措施控制变形的措施包括增大截面尺寸、提高混凝土强度、增加配筋量、设置预拱度等在大跨度结构中,预应力技术是控制变形的有效方法习题梁挠度计算15题目某简支钢筋混凝土梁,跨度l=6m,截面为矩形,宽b=250mm,高h=500mm受拉区配置3φ20钢筋,受压区配置2φ14钢筋混凝土强度等级为C30,钢筋为HRB400梁承受均布荷载,标准值为恒载gk=15kN/m(包括自重),活载qk=10kN/m请计算该梁的长期总挠度,并判断是否满足规范要求(挠度限值为l/250)习题解析15计算截面参数有效高度h0=h-as=500-40=460mm受拉钢筋面积As=3×π×20²/4=942mm²受压钢筋面积As=2×π×14²/4=308mm²配筋率ρ=As/b×h0=942/250×460=
0.0082=
0.82%截面抗裂弯矩Mcr=
1.55×fctk×Wc=
1.55×
2.01×
10.42×10⁶=
32.5kN·m计算作用弯矩准永久组合弯矩Mq=gk+
0.5×qk×l²/8=15+
0.5×10×6²/8=
67.5kN·m由于Mq=
67.5kN·mMcr=
32.5kN·m,因此截面处于开裂状态计算短期挠度开裂截面曲率1/r2=Mq/Bs×Is=
67.5×10⁶/
26.2×10⁹=
2.58×10⁻⁶未开裂截面曲率1/r1=Mcr/Ec×Ic=
32.5×10⁶/30×10⁹=
1.08×10⁻⁶综合曲率1/r=ζ×1/r2+1-ζ×1/r1=
0.85×
2.58×10⁻⁶+
0.15×
1.08×10⁻⁶=
2.36×10⁻⁶短期挠度f0=k×1/r×l²=
0.104×
2.36×10⁻⁶×6²=
8.83mm计算长期总挠度长期影响系数φ=
2.0(普通混凝土,龄期28天,相对湿度60%)长期附加挠度f=φ×f0=
2.0×
8.83=
17.66mm长期总挠度f=f0+f=
8.83+
17.66=
26.49mm挠度限值[f]=l/250=6000/250=24mm由于f=
26.49mm[f]=24mm,因此不满足规范要求,需要采取措施控制挠度第十六章构造要求最小配筋率钢筋间距规范规定了不同构件的最小配筋率要钢筋间距既要满足结构受力要求,也求,以防止钢筋屈服前混凝土突然开要考虑施工可行性规范规定钢筋的裂例如,梁的最小配筋率为最小净间距应不小于钢筋直径、骨料
0.2%~
0.3%,柱的最小配筋率为最大粒径加5mm和25mm三者中的最
0.6%,剪力墙的最小配筋率为大值最大间距则根据构件类型有所
0.15%~
0.25%这些要求确保构件具有不同,如梁主筋最大间距不应超过足够的延性和安全储备200mm,板的分布筋最大间距不应超过250mm保护层厚度保护层厚度对结构的耐久性和防火性能至关重要不同环境条件和构件类型要求不同的保护层厚度一般环境下,梁柱的最小保护层厚度为25mm,板为15mm;腐蚀性环境则要求更大的保护层厚度严格控制保护层厚度可以延长结构的使用寿命构造要求虽不直接涉及承载力计算,但对确保结构安全、耐久性和施工质量具有重要意义良好的构造设计可以保证钢筋混凝土结构发挥预期的性能,避免早期破坏和使用问题设计中应严格遵守规范的构造要求,同时结合工程实际合理把握习题构造配筋设计16题目描述某钢筋混凝土框架结构的柱,截面尺寸为400mm×400mm,计算高度为
3.6m混凝土强度等级C30,钢筋为HRB400柱轴压比为
0.45,属于抗震设防烈度8度区请按构造要求设计该柱的配筋方案构造要求分析8度设防区框架柱需满足特殊抗震构造要求,包括最小配筋率、纵向钢筋布置、箍筋加密区设置、箍筋间距等高轴压比柱需采取加强措施,确保足够的延性和抗震性能配筋设计要点需考虑纵筋配置、箍筋设置、加密区范围等因素,既要满足受力要3求,又要符合抗震设计规范的构造规定设计中应注意柱的延性性能,避免脆性破坏,保证结构的整体抗震能力习题解析16纵向钢筋设计箍筋设计根据抗震规范,8度区框架柱最小配筋率ρmin=
0.8%,最大配筋柱端加密区范围max{h,lcr,500mm}=max{400,600,500}=率ρmax=5%600mm由于轴压比较高
0.
450.4,采用偏保守的配筋率ρ=
1.5%加密区内箍筋间距s=min{8dbL/4,hc/4,100mm}=min{8×20/4,320/4,100}=min{40,80,100}=40mm所需纵筋面积As=ρ×b×h=
0.015×400×400=2400mm²加密区外箍筋间距s=min{12dbL,
0.5hc,200mm}=选用8Φ20,实际配筋面积As=8×π×10²=2513mm²min{12×20,
0.5×320,200}=min{240,160,200}=160mm实际配筋率ρ=2513/400×400=
1.57%ρmin=
0.8%,且选用Φ10@40的箍筋加密区和Φ10@150的箍筋非加密区ρmax=5%,满足要求由于轴压比高于
0.4,需要设置交叉复合箍筋,形成良好的约束核心区最终配筋方案柱纵向钢筋采用8Φ20,均匀布置在截面周边;箍筋在柱端600mm加密区内采用Φ10@40,加密区外采用Φ10@150;采用交叉箍筋约束核心区该配筋满足规范的构造要求,可确保柱在地震作用下有良好的延性性能综合习题多层框架结构设计1563楼层数抗震等级框架跨数标准层高
3.6m,首层层高
4.5m二级,8度设防区X向3跨,Y向3跨,跨度均为6m题目某五层钢筋混凝土框架结构,位于8度抗震设防区,场地类别II类,设计使用年限50年框架柱截面尺寸为500mm×500mm,框架梁截面尺寸为300mm×600mm混凝土强度等级为C30,钢筋均采用HRB400级楼面恒载标准值为
5.0kN/m²(含自重),楼面活载标准值为
2.0kN/m²要求
(1)对框架进行内力分析;
(2)设计角柱在首层的配筋方案;
(3)设计连接该角柱的框架梁在典型节点处的配筋方案;
(4)设计梁柱节点区的构造配筋计算中考虑地震作用组合,采用反应谱法进行地震分析综合习题解析(上)1结构分析采用PKPM软件建立空间有限元模型,输入各项参数并进行分析基本周期T1=
0.724s,结构抗侧刚度满足要求标准层层间位移角为1/846,小于弹性限值1/550振型分析表明,结构扭转效应不明显,刚度分布合理角柱内力首层角柱最不利组合内力轴力N=1850kN,X向弯矩Mx=280kN·m,Y向弯矩My=265kN·m,X向剪力Vx=185kN,Y向剪力Vy=175kN属于双向偏心受压构件,需进行双向弯曲承载力验算角柱配筋设计采用正截面承载力计算法,考虑双向偏心,设计轴压比为
0.38根据计算结果,选用12Φ25的纵向钢筋,对称布置在截面四周箍筋采用Φ10@100,加密区范围为柱端部800mm,非加密区采用Φ10@200验算表明,该配筋可满足承载力和抗震性能要求梁内力分析连接角柱的框架梁最不利内力正弯矩Mmax=245kN·m,负弯矩Mmin=-325kN·m,剪力Vmax=220kN地震组合下,梁端塑性铰区最大剪力为265kN,需进行抗震加强设计综合习题解析(下)1框架梁配筋设计梁箍筋设计梁柱节点区设计梁截面300mm×600mm,根据抗震规范要求,塑性铰节点核心区配置水平箍筋有效高度h0=550mm跨中区柱边缘起
1.5h范围内箍Φ10@100,共8排;竖向分下部配筋根据筋采用Φ10@100,其余部布钢筋4Φ12节点区混凝Mmax=245kN·m计算,选分采用Φ10@200塑性铰土强度等级提高到C35,以用3Φ22,As=1140mm²;支区第一个箍筋距柱边缘不大提高节点的抗剪能力和约束座上部配筋根据Mmin=-于50mm剪力验算表明,效果梁纵筋在节点区的锚325kN·m计算,选用该箍筋设置可满足抗剪和约固采用直锚方式,锚固长度4Φ25,As=1963mm²;构造束要求不小于35d配筋跨中上部2Φ16,支座下部2Φ16验算与复核对所设计的构件进行承载力、变形和抗震性能验算,均满足规范要求强柱弱梁验算柱的弯矩承载力之和大于梁的弯矩承载力之和的
1.2倍,满足抗震规范要求节点剪力验算也满足要求综合习题剪力墙结构设计2综合习题解析(上)2结构模型建立I形剪力墙受力分析采用SATWE建立整体结构模型,将剪力墙按实际布置输入,考底部典型I形剪力墙最不利组合内力轴力N=4280kN,剪力虑墙梁刚度、楼板刚度以及基础约束条件结构基本周期V=865kN,弯矩M=3650kN·m计算轴压比为
0.32,不超过规范T1=
1.58s,主要振型为平动为主,扭转效应不明显限值
0.5,满足要求结构第一振型质量参与系数为
78.5%,符合规范要求剪重比满剪跨比为
2.85,小于
3.0,需同时考虑弯剪受力特点抗震等级足规范要求,表明结构具有足够的抗侧刚度整体稳定验算表为二级,需要设置边缘构件并进行抗震验算按照墙肢受弯承载明,结构满足稳定性要求力确定边缘构件范围为墙端部650mm根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,计算墙体底部正截面抗弯承载力和斜截面抗剪承载力I形墙在两个方向均需验算,其中平行翼缘方向墙肢的受弯承载力较强,但在垂直翼缘方向受弯时,需充分考虑翼缘的贡献抗剪验算中,需核查剪跨比对抗剪能力的影响,对于剪跨比小于
2.0的部分墙段,应进行特殊处理综合习题解析(下)21I形剪力墙配筋设计边缘构件区每端配置12Φ20纵向钢筋,约束箍筋采用Φ10@100,构成良好约束边缘构件墙身区双排分布筋,水平分布筋Φ12@200,竖向分布筋Φ12@200,配筋率均为
0.45%翼缘端部设置构造边缘构件,配置8Φ16纵筋,箍筋Φ8@150在底部加强区(
4.5m高度范围内)配筋加密,墙身水平分布筋加密为Φ12@150连梁配筋设计典型连梁截面尺寸200mm×600mm,跨高比为
1.2根据抗震规范,需设置交叉斜向钢筋每组斜筋采用3Φ16,与水平方向夹角为45°,在梁端部形成封闭箍筋加强区外包围箍筋采用Φ10@100,贯通整个连梁检验表明,该连梁配筋可满足承载力和延性要求,能够有效耗散地震能量3结构抗震性能验算层间位移角最大值为1/520,小于规范限值1/400,满足变形要求各层剪力墙的剪力承载力储备系数均大于
1.3,满足强度要求结构整体刚度和质量分布均匀,无明显薄弱层底部剪力墙考虑了加强设计,避免出现软弱层破坏整体抗震性能满足规范要求4构造措施剪力墙垂直分布筋的搭接采用错开布置,避免在同一截面集中搭接墙端纵筋在基础中锚固长度不小于35d楼板与剪力墙连接处设置附加钢筋,防止地震作用下剪力墙与楼板连接破坏墙体混凝土浇筑采用分段浇筑,确保施工质量,尤其是边缘构件区混凝土的密实度常见错误分析计算误差概念混淆实用技巧常见计算误差包括单位换算错误(如MPa常见概念混淆包括极限状态设计方法与许合理简化复杂问题分解为简单子问题;对与N/mm²混淆);材料强度设计值与标准值用应力法混淆;部分系数与安全系数混淆;结果进行估算验证;利用对称性减少计算工混用;截面特征尺寸计算错误(如有效高度构造要求与计算配筋混淆;刚度假定与实际作量;使用无量纲参数α、ξ简化计算h0定义);公式使用不当(如混用不同规范刚度差异忽视常见比例关系矩形截面ξ合理值在
0.2-
0.35的计算公式)纠正方法深入理解设计理论基础;明确各之间;绝大多数情况下ρ小于2%;荷载效应避免方法明确标注单位;区分材料强度标系数物理含义;牢记构造配筋只是最低要组合中恒载分项系数
1.3,活载
1.5;短期效应准值与设计值;正确理解截面几何参数;熟求,不能替代受力计算;认识到开裂后截面长期效应比例约1:2悉当前规范公式及适用条件;计算结果做量刚度显著降低纲检查设计技巧总结简化计算方法掌握设计中的有效简化技巧快速估算技巧2利用经验公式快速判断设计合理性自校验方法3培养计算结果的自检能力换算关系熟记常用参数间的换算关系在钢筋混凝土设计中,掌握一些实用技巧可以显著提高效率例如,矩形截面梁的配筋量可通过简化公式As≈M/
0.9h0·fy快速估算;框架梁的高跨比一般取1/10-1/12;楼板厚度可初步按跨度的1/30-1/35估算这些经验公式虽不能替代精确计算,但可用于初步设计和验证结构设计中,合理假定往往比复杂计算更重要例如,适当简化荷载分布、选择合适的计算模型、准确判断构件受力特点等此外,培养量级感也很重要,如普通住宅楼梁的配筋率通常在
0.5%-
1.5%之间,剪力墙轴压比一般不超过
0.4,这些经验数据可帮助快速判断计算结果是否合理复习重点复习时应重点掌握以下关键公式受弯构件正截面承载力计算公式M=fc·αs·b·h0²;剪切承载力计算公式V=
0.7·ft·b·h0+fyv·Asv·h0/s;轴心受压承载力公式N=φfc·Ac+fy·As;预应力损失计算公式;裂缝宽度和挠度计算公式等典型题型主要包括材料力学性能计算;构件内力分析与配筋设计;特殊构件(如连梁、后张法预应力梁)的设计;裂缝和变形控制验算;抗震设计和构造验算等掌握这些典型题型的解题方法和技巧,能够应对大部分考试题目复习中应注重理解原理,不要简单记忆结论结语与学习建议持续学习工程实践软件应用混凝土结构设计是一门理论与实践紧密结理论知识最终要应用于工程实践在实际现代结构设计离不开计算机辅助设计软合的学科建议同学们在掌握基本理论的工程中,除了满足承载力和变形要求外,件建议同学们在掌握手算基础上,学习基础上,积极参与实际工程项目,从实践还需考虑施工可行性、经济性和美观性等并熟练使用PKPM、MIDAS等结构设计软中加深对理论的理解同时关注行业最新综合因素建议同学们多参观工程现场,件,但要避免完全依赖软件,保持对计算发展和规范更新,保持知识的更新迭代了解施工工艺,这有助于设计出更加合理结果的判断能力,培养工程直觉的结构方案。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0