鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)

1、第 6 章鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu) 問(wèn)答題 6-1 混凝土梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般步驟是什么？ 答題要點(diǎn)： 1、結(jié)構(gòu)平面布置及梁、板尺寸的確定；2、樓蓋計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定； 3、內(nèi)力計(jì)算； 5、鋼筋配置 6-2 混凝土梁板結(jié)構(gòu)有哪幾種類(lèi)型？分別說(shuō)明它們各自的受力特點(diǎn)和適用范圍。 答題要點(diǎn)： 現(xiàn)澆整體式樓蓋按樓板受力和支承條件的不同又分為現(xiàn)澆肋梁樓蓋、無(wú)梁樓蓋和井式樓蓋。 1、肋形樓蓋： 特點(diǎn)：由板、次梁、主梁組成，分單向板、雙向板肋形樓蓋，結(jié)構(gòu) 布置靈活，用鋼量較低。 2、井式樓蓋 特點(diǎn)：由雙向板與交叉梁組成，交叉梁無(wú)主、次之分，交叉點(diǎn)不設(shè)柱， 建筑效果較好，整個(gè)樓蓋相當(dāng)于一塊大型雙向受力的平板。 應(yīng)用：中小

2、禮堂、餐廳、展覽廳、會(huì)議室以及公共建筑的門(mén)廳或大廳。 3、無(wú)梁樓蓋 特點(diǎn)：不設(shè)梁肋，將板直接支承在柱上，有時(shí)在柱上部設(shè)置柱帽（矩形） ， 具有結(jié)構(gòu)高度小，板底平整，采光、通風(fēng)效果好等特點(diǎn)。 應(yīng)用：柱網(wǎng)接近正方形，I 6m的商場(chǎng)、書(shū)庫(kù)、冷藏室、倉(cāng)庫(kù)、 水池的頂板、底板和筏片基礎(chǔ)等。 6-3 現(xiàn)澆樓蓋的設(shè)計(jì)步驟如何？ 答題要點(diǎn)： 1、結(jié)構(gòu)平面布置； 2、梁、板尺寸的初步確定； 3、單向板肋梁樓蓋計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定； 4、按彈性方法 計(jì)算內(nèi)力； 5、按塑性內(nèi)力重分布的方法計(jì)算內(nèi)力； 6、配置鋼筋 6-4 單向板肋梁樓蓋進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置的原則是什么 ？ 答題要點(diǎn)： 答：設(shè)計(jì)單向板肋形樓蓋時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)確定梁板結(jié)

3、構(gòu)的布置。為得到一種合理的結(jié)構(gòu)布置，一般可按下列原則進(jìn)行： （1）應(yīng)考慮房屋的正常使用要求 當(dāng)房屋的寬度不大時(shí)（57m）,梁可以只沿一個(gè)方向布置；當(dāng)房屋的平面尺寸較大時(shí) （例如工廠，倉(cāng)庫(kù)等） ，梁則應(yīng)布置在兩個(gè)方向上，并排一，兩排或更多的支柱，此時(shí)主梁可平行于縱向外墻（或垂直 于縱向外墻設(shè)置，前者對(duì)室內(nèi)采光較為有利，后者則適合需要開(kāi)設(shè)較大窗孔的建筑。 （ 2）應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)受力是否合理 布置結(jié)構(gòu)梁板結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量避免將集中荷載直接支承于板上，如板上有隔墻，機(jī)器設(shè)備等集中荷載作用時(shí)，宜 在板下設(shè)置 梁來(lái)支承， 也應(yīng)盡量避免將梁的支座擱在門(mén)窗洞口上， 否則門(mén)窗過(guò)梁就要加強(qiáng)。 主梁在跨中支承一根次梁，在

4、受力上也不如分散支承兩根次梁為好。 (3)應(yīng)考慮節(jié)約材料，降低造價(jià)的要求 板的跨度就是次梁的間距減小時(shí)，次梁的根數(shù)就增多，但跨度減小，可使板厚減薄。反之，當(dāng)次梁間距增大時(shí)， 次梁的根數(shù)就減少，但跨度增大，又使板厚增加，兩者在材料消耗方面是相互密切聯(lián)系的一對(duì)矛盾。但根據(jù)實(shí)踐表明， 由于樓蓋中板的混凝土用量占整個(gè)樓蓋混凝土用量的比例較大，因此一般板厚愈薄，材料總消耗愈少，造價(jià)也愈經(jīng)濟(jì)。 但板太薄會(huì)使撓度過(guò)大，且施工難以保證質(zhì)量，所以板的厚度一般不應(yīng)小于現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的最小厚度表的規(guī)定。 板的合理跨度，一般在 1.72.7m之間。 此外，由實(shí)踐可知，當(dāng)梁的跨度增大時(shí)，樓蓋的造價(jià)隨著提高；但當(dāng)梁的跨

5、度過(guò)小時(shí)，又使柱和柱基的數(shù)量增多, 也會(huì)提高房屋的造價(jià)，同時(shí)柱子愈多，房屋的使用面積愈小。因此，主，次梁的跨度也有一個(gè)比較經(jīng)濟(jì)合理的范圍： 次梁為46m，主梁為58m (當(dāng)荷載較小時(shí)，宜用較大植；當(dāng)何載較大時(shí)，宜用最小植)。 根據(jù)以上原則，即可對(duì)樓蓋進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置。一般來(lái)說(shuō)，板梁布置得愈簡(jiǎn)單整齊，就愈能符合適用，經(jīng)濟(jì)，美觀的 要求。為此，如無(wú)特殊要求，應(yīng)把整個(gè)柱網(wǎng)布置成正方形或長(zhǎng)方形的，板梁應(yīng)布置成等跨度的，以便使板的厚度和梁 的截面尺寸都能統(tǒng)一，這樣既便于計(jì)算也有利于施工。 6-5 單向板肋梁樓蓋按彈性理論計(jì)算時(shí)，為什么要考慮折算荷載，如何計(jì)算折算荷載？ 答題要點(diǎn)： 答：在確定板、次梁計(jì)算簡(jiǎn)圖

6、時(shí)，分別將次梁和主梁視為板和次梁的鉸支座，在這種假定下，板和次梁在支座處可 以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而忽略了次梁和主梁對(duì)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的約束作用，這將 使計(jì)算出的內(nèi)力和變形與實(shí)際情況不符。為此，采用折算荷載的方法來(lái)考慮支座的轉(zhuǎn)動(dòng)約束 作用。 采用增大恒載并相應(yīng)減小活載數(shù)值的方法，考慮由于支座約束的存在對(duì)連續(xù)梁內(nèi)力的影響。此時(shí)的計(jì)算荷載稱 為折算荷載，折算荷載值為： g =g +Jp 樓板：2 i p =2p 次梁: g=g V 其中g(shù)、p分別為實(shí)際的恒載和活載。 6-6 按彈性理論計(jì)算單向板肋梁樓蓋的內(nèi)力時(shí)，如何進(jìn)行荷載的最不利組合? 答題要點(diǎn): 答：求某跨跨中最大正彎矩時(shí)，應(yīng)在該跨布置活荷載，然后向其左右，每

7、隔一跨布置活荷載。 求某跨跨中最大負(fù)彎矩 （即最小彎矩 ）時(shí)，該跨不應(yīng)布置活荷載，而在左右相鄰各跨布置活荷載，然后再隔跨布置。 求某支座最大負(fù)彎矩時(shí)，應(yīng)在該支座左、右兩跨布置活荷載，然后再隔跨布置。 求某支座左、右截面最大剪力時(shí)，其活載布置與求該支座最大負(fù)彎矩時(shí)的布置相同。在確定端支座最大剪力時(shí)，應(yīng) 在端跨布置活荷載，然后每隔一跨布置活荷載。 6-7 現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)中單向板和雙向板是如何劃分的？ 答題要點(diǎn)： 答：兩對(duì)邊支承的板為單向板。對(duì)于四邊支承的板，當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度之比小于或等于 2.0 時(shí)，按雙向板考慮；當(dāng)長(zhǎng) 邊與短邊長(zhǎng)度之比大于 2.0 但小于 3.0時(shí)，宜按雙向板考慮， 也可按單向板計(jì)

8、算， 但按沿短邊方向受力的單向板計(jì)算時(shí)， 應(yīng)沿長(zhǎng)邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋； 當(dāng)長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度之比大于或等于3.0 時(shí)，可按沿短邊方向受力的單向板考慮。 6-8 什么叫“塑性鉸”？混凝土結(jié)構(gòu)中的“塑性鉸”與結(jié)構(gòu)力學(xué)中的“理想鉸”有何異同？ 答題要點(diǎn)： 答：在截面承受的 M幾乎保持不彎的情況下，曲率 屮劇增。這時(shí)截面上能承受的M基本上等于截面的極限承載力Mu, 即表現(xiàn)為該截面的“屈服”。構(gòu)件在該截面附近一個(gè)區(qū)段內(nèi)的局部轉(zhuǎn)角急劇增大，好象梁中出現(xiàn)了一個(gè)鉸，稱為“塑 性鉸”。 塑性鉸與理想鉸不同，塑性鉸不是集中在一個(gè)截面，而是具有一定的長(zhǎng)度，稱為鉸區(qū)長(zhǎng)度，只是為了簡(jiǎn)化認(rèn)為塑 性鉸是一個(gè)截面；理想鉸

9、不能傳遞彎矩，塑性鉸能承受彎炬，為簡(jiǎn)化考慮，認(rèn)為塑性鉸所承受的彎矩為定值，為截面 的屈服彎炬，即考慮為理想彈塑性；理想鉸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，塑性鉸為單向鉸，只能使截面沿彎矩方向發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，反方 向不能轉(zhuǎn)動(dòng)，塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力有限，其轉(zhuǎn)動(dòng)能力與鋼筋種類(lèi)、受拉縱筋配筋率及混凝土的極限壓應(yīng)變等因素有關(guān)。 6-9 什么叫塑性內(nèi)力重分布？“塑性鉸”與“塑性內(nèi)力重分布”有何關(guān)系？ 答題要點(diǎn)： 答：在靜定結(jié)構(gòu)中，當(dāng)某一截面出現(xiàn)塑性鉸后，該結(jié)構(gòu)就變?yōu)橐粋€(gè)幾何可變體系，已不能繼續(xù)加載。隨著塑性鉸的出 現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的承載力達(dá)到極限，整個(gè)結(jié)構(gòu)即將破壞。 對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土連續(xù)梁，由于存在多余約束，某一截面的屈服，即某一截

10、面出現(xiàn)塑性鉸并不能使結(jié) 構(gòu)立即破壞，還能繼續(xù)增加荷載。當(dāng)繼續(xù)加荷時(shí)，先出現(xiàn)塑性鉸的截面所承受的彎矩Mu 維持不變，發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，而未出 現(xiàn)塑性鉸的截面所承受的彎矩加速增加（即結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布規(guī)律與出現(xiàn)塑性鉸前的彈性計(jì)算方法的內(nèi)力分布不再一 致），直到出現(xiàn)塑性鉸的數(shù)目達(dá)到結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)即將破壞。這種現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，而 塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程也就是塑性內(nèi)力重分布的過(guò)程。 6-10 按彈性理論計(jì)算連續(xù)梁的內(nèi)力時(shí)考慮支座寬度的影響？支座邊緣處的內(nèi)力如何計(jì)算？ 答題要點(diǎn)： 答：通常主梁內(nèi)力計(jì)算按彈性理論計(jì)算，當(dāng)板、梁與支座整澆時(shí)，其計(jì)算跨度取支座中心線間的距離，因而其支座 最大負(fù)彎矩將發(fā)生

11、在支座中心處，但該處截面較高，而支座邊界處雖然彎矩減小，但截面高度卻較支座中心要小得多， 危險(xiǎn)截面是在支座邊緣處，故實(shí)際在計(jì)算主梁的支座截面配筋時(shí)應(yīng)取支座邊緣處的彎矩。 6-11 板、次梁、主梁設(shè)計(jì)的配筋，它們各有哪些受力鋼筋？哪些構(gòu)造鋼筋？這些鋼筋構(gòu)件中各起了什么作用？ 答題要點(diǎn)： 答：板中有受力鋼筋和分布鋼筋等，其中受力鋼筋的作用是承受跨中正彎矩，分布鋼筋的作用是澆筑混凝土?xí)r固 定受力鋼筋的位置，抵抗由于收縮或溫度變化引起的內(nèi)力，將板上的集中荷載更均勻地傳遞給受力鋼筋，對(duì)四邊支承 的單向板，還可承擔(dān)在長(zhǎng)向上實(shí)際存在的一些彎矩。板中負(fù)彎矩鋼筋有：（ 1）板中垂直于主梁的構(gòu)造鋼筋，作用是承 受

12、靠近主梁兩側(cè)一定寬度范圍內(nèi)的與主梁方向垂直的負(fù)彎矩，并防止發(fā)生過(guò)寬的裂縫；（ 2）嵌固于墻內(nèi)的板端負(fù)彎矩 筋，作用是承受由于墻的約束所產(chǎn)生的負(fù)彎矩及控制其裂縫寬度。 梁中鋼筋主要有縱向受力鋼筋，主要是用來(lái)承受有彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力，配置在受拉區(qū)時(shí)，則是用來(lái)補(bǔ)充混凝 土受壓能力的不足。彎起鋼筋在跨中是縱向受力鋼筋的一部分，在靠近支座的彎起段，則是用來(lái)承受彎矩和剪力共同 產(chǎn)生的主拉應(yīng)力。箍筋主要是用來(lái)承受由剪力和彎矩在梁內(nèi)引起的主拉應(yīng)力，同時(shí)與其它鋼筋聯(lián)系形成空間骨架。架 立筋主要用來(lái)固定箍筋位置以形成梁的鋼筋骨架并防止發(fā)生裂縫。腰筋及拉筋是在梁的截面高度較大時(shí)，為了防止在 梁的側(cè)面產(chǎn)生垂直于梁軸

13、線的收縮裂縫，同時(shí)增強(qiáng)梁的抗扭作用。另主梁還設(shè)有附加橫向鋼筋，有附加箍筋和附加吊 筋，用來(lái)承受次梁傳來(lái)的集中荷載，防止主梁集中荷載影響區(qū)下部混凝土拉脫。 6-12 在主次梁交接處，主梁中為什么要設(shè)置吊筋或附加箍筋？ 答題要點(diǎn)： 答：在次梁與主梁相交處，由于次梁在負(fù)彎矩作用下將在梁頂發(fā)生裂縫，因而次梁傳來(lái)的集中荷載只能通過(guò)其受壓 區(qū)的剪切傳至主梁的腹中部分。當(dāng)梁腹中部有集中荷載作用時(shí)，此集中荷載將產(chǎn)生與梁軸線垂直的局部應(yīng)力，荷載作 用點(diǎn)以上為拉應(yīng)力，荷載作用點(diǎn)以下則為壓應(yīng)力，此局部應(yīng)力在荷載兩側(cè)0.50.65倍梁高范圍內(nèi)逐漸消失，由該局 部應(yīng)力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力將在梁腹引起斜裂縫，為防止這種斜裂縫引

14、起的局部破壞，應(yīng)在主梁承受梁傳來(lái)的集中力處設(shè) 置附加橫向鋼筋（箍筋或吊筋） ，將上述的集中荷載有效地傳遞到主梁的上部受壓區(qū)域。 6-13 什么叫內(nèi)力包絡(luò)圖？為什么要做內(nèi)力包絡(luò)圖？ 答題要點(diǎn)： 答：將幾種不利荷載組合下的內(nèi)力圖繪制在同一個(gè)圖上，形成內(nèi)力疊合圖，其外包絡(luò)線形成的圖形稱為內(nèi)力包 絡(luò)圖。也就是梁各截面可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力。無(wú)論活荷載如何布置，梁上各截面的內(nèi)力都不會(huì)超過(guò)內(nèi)力包絡(luò)圖上的 內(nèi)力值。由此種內(nèi)力確定的梁的配筋是安全的。 6-14 常用的樓梯有哪幾種類(lèi)型？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？說(shuō)明它們的適用范圍。 答題要點(diǎn)： 答：常用的樓梯有板式樓梯與梁式樓梯 , 板式樓梯是由梯段斜板、平臺(tái)板和平臺(tái)梁組成

15、?，F(xiàn)澆梁式樓梯由踏步板、斜邊 梁、平臺(tái)板和平臺(tái)梁及樓層梁等組成，踏步板支承在斜邊梁及墻上，也可在靠墻處加設(shè)斜邊梁。斜邊梁支承在平臺(tái)梁 3 和樓層梁上（底層樓梯下端支承在地壟墻上）。一般當(dāng)樓梯使用荷載不大，且梯段的水平投影長(zhǎng)度小于3m時(shí)，通常采 用板式樓梯（在公共建筑中為了符合衛(wèi)生和美觀的要求大量采用板式樓梯）；當(dāng)使用荷載較大，且梯段的水平投影長(zhǎng) 度大于3m時(shí)，則宜采用梁式樓梯較為經(jīng)濟(jì)。 6-15 梁式樓梯和板式樓梯的適用范圍如何？如何確定各組成部分的計(jì)算簡(jiǎn)圖？ 答題要點(diǎn)： 答：梁式樓梯適用于跨度大于3m板式樓梯下表面平整，施工時(shí)支模方便，故常用于活載較小，梯段跨度不大于 3m的情況。梁式樓梯由

16、踏步板、斜梁、平臺(tái)梁和平臺(tái)板組成。其中對(duì)于踏步板可按兩端間支在斜梁上的單向板計(jì)算， 可取一個(gè)踏步作為及單元。對(duì)與梯段斜梁可簡(jiǎn)化為兩端間支在上、下平臺(tái)的梁上的斜梁。對(duì)于平臺(tái)梁則是兩端支承在 樓梯間承重墻上的簡(jiǎn)支梁。對(duì)于平臺(tái)板則一般均屬于單向板（有是也可能是雙向板）。板式樓梯是由梯段板，平臺(tái)板 和平臺(tái)梁組成。 其中對(duì)于梯段板可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支斜板。對(duì)于平臺(tái)板一般簡(jiǎn)化為單向板，有時(shí)也可能是雙向板，對(duì)于平 臺(tái)梁則是兩端支承在樓梯間承重墻上的簡(jiǎn)支梁。 6-16 板式樓梯與梁式樓梯的傳力線路有何不同？ 答題要點(diǎn)： 答：板式樓梯荷載傳遞路線：荷載一一梯段斜板一一平臺(tái)板一一平臺(tái)梁。 梁式樓梯荷載傳遞路線：荷載一一

17、踏步板一一梯斜梁一一平臺(tái)板一一平臺(tái)梁 6-17 簡(jiǎn)述雨篷和雨篷梁的計(jì)算要點(diǎn)和構(gòu)造要求。 答題要點(diǎn)： 雨篷可能發(fā)生的破壞形式有三種：雨篷板在根部受彎斷裂破壞；雨篷梁受彎、剪、扭破壞；雨篷整體傾覆 破壞。 為防止雨篷可能發(fā)生的破壞，應(yīng)進(jìn)行雨篷板的受彎承載力計(jì)算、雨篷梁的彎剪扭計(jì)算、雨篷整體的抗傾覆驗(yàn)算， 以及采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。 雨篷板的配筋按懸臂板計(jì)算，計(jì)算截面在板的根部。受力鋼筋應(yīng)布置在板的上部，受力筋必須伸入雨篷梁并與梁 中的鋼筋連接，并應(yīng)滿足受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度la的要求。雨篷板的分布鋼筋應(yīng)布置在受力鋼筋的內(nèi)側(cè)，按構(gòu)造要求設(shè)置。 在雨篷梁的內(nèi)力計(jì)算中，不僅要對(duì)其進(jìn)行受彎、受剪計(jì)算，必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行受扭計(jì)算