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1、一、预应力砼构件设计1、预应力砼与普通砼相比,其正截面承载力,斜截面承载力、抗裂、刚度、延性有什么变化? 答:正截面承载力无变化和斜截面承载力不变,抗裂性提高,刚度提高延性降低。2、预应力混凝土结构的主要优缺点?答:优点:1、提高了构件的抗裂能力。2、合理有效地利用高强度钢材和混凝土,从而大大节约刚钢材。减轻结构自重。3、增大了构件的刚度。4、扩大了混凝土结构的应用范围。5、提高了结构的耐久性。6、疲劳性能好。7、预加应力还可作为结构的一种拼装手段和加固措施。缺点:1、设计工艺较复杂。2、施工工艺较复杂,所要求的材料,设备和技术水平等都比较高。3、预应力混凝土的单方面造价也比较高。4、与普通混
2、凝土相比,预应力混凝土的延性较差。3、施加预应力的方法有哪几种?各种方法的应用场合及传递预应力的方式是怎样的?方法有后张法和先张法两种。先张法是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的,此方法适用于在预制厂大批制作中、小型构件,比如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。后张法是依靠两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力的。此方法适用于施工现场制作大型构件,如预应力屋架,吊车梁,大跨度桥等。4、张拉控制应力如何确定?为什么先张法的控制应力略高于后张法?答:张拉控制应力值的大小与预应力钢筋的钢种和张拉力方法有关。不宜超过一下限制:预应力钢丝、钢绞线:先张法和后张法均为:0.75fptk。热处理钢筋:
3、先张法为0.70fptk,后张法0.65fptk。同时规范规定,预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应力值不得小于0.4fptk。在张拉控制应力和第一批预应力损失相同的条件下,预应力钢筋中的应力,先张法总比后张法的低。同理,当构件受荷后混凝土预压应力被抵消时,预应力钢筋的应力先张法仍比后张法的低。为使先张法和后张法构件预应力钢筋中的应力值及其抗裂能力具有大致相同的水平,因此,适当提高了先张法构件的张拉控制应力。5、 在条件相同的情况下先张法和后张法哪个建立的有效预应力大?答:后张法,因为先张法的预应力损失较大。6、预应力损失有哪些?减少各项损失的措施使什么?不同张拉方式损失是如何组合的?先
4、张法、后张法的第一批、第二批预应力损失分别是那些?锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 ;预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失;混凝土加热养护时,受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的损失;钢筋应力松弛引起的预应力损失;混凝土的收缩徐变引起的预应力损失;用螺旋式预应力钢筋作配筋的 环形构件由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失。 措施:1、尽量少用垫板2、对于较长构件可以按用一端张拉另一端补拉,或两端张拉,也可采用超张拉。采用电热后张法时,不考虑这项损失。3、采用两阶段升温养护来减小温度损失,在钢模上生产预应力构件时,钢模和预应力钢筋同时被加热,无温差,则该项损失为零4、采用超张拉。两种
5、张拉程序:第一种,01.03con,第二种。01.05con (持续2min) con 5、所有能减少混凝土收缩徐变的措施,均能减少此项损失。6、当D较大时(大于3M),此项损失可忽略。先张法构件的预应力损失有:1、2、3、4、5后张法构件的预应力损失有:1、2、4、5(为环形构件时还有6)先张法:第一批=1+2+3+4。第二批=5。后张法:第一批=1+2。第二批=4+5+6。7、总损失过小时,规范是如何规定取值的?预应力轴心受拉构件各阶段的应力时如何变化的?总损失过小时,规范规定先张法取值100N/mm2;后张法取值80N/mm2预应力混凝土轴心受拉构件从张拉钢筋开始直至构件破坏,截面中钢筋
6、和混凝土应力的变化分为两个阶段:施工阶段和使用阶段。施工阶段的两个典型受力状态是: 先张法构件放松预应力钢筋压缩混凝土,后张法构件上张拉控制应力钢筋至con,同时压缩混凝土。完成第一批损失后; 先、后张法构件完成第二批预应力损失后。 使用阶段的典型受力状态是:消压状态 ,即加荷至混凝土受到的预压应力为零 ( con ) ; 开裂状态 ,即外加荷载增至 Ncr 使混凝土即将开裂; 破坏状态 ,即预应力钢筋和非预应力钢筋应力达到屈服时的状态。8、预应力砼分为哪几类?它们是如何定义的?全预应力混凝土。在使用荷载作用下,不允许截面上混凝土出现拉应力的构件,属严格要求不出现裂缝的构件。部分预应力混凝土。
7、允许出现裂缝,但最大裂缝宽度不超过允许值的构件,属允许出现裂缝的构件。9、 预应力构件中,钢筋与砼协调变形的起点为预压前,此时,预应力钢筋、非预应力钢筋、砼应力为多少?P273答:预应力钢筋拉应力为con l1 ,非预应力钢筋与砼应力均为零。10、 后张法构件中,钢筋与砼协调变形的起点为完成第二批预应力损失时刻开始。此时,预应力钢筋应力为多少?P276答:预应力钢筋拉应力为con l11、张拉控制应力为什么不能过大也不能过小?若张拉控制应力过大则会出现以下问题:1、个别钢筋可能被拉断2、施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力甚至开裂,还可能使后张法构件端部混凝土产生局部受压破坏3、使开裂荷载与
8、破坏荷载相近,一旦开裂,将很快破坏,即可能产生无预兆的脆性破坏。另外控制应力过大,还会增大预应力钢筋的松弛损失。同时为了保证构建中建立必要的有效预应力,控制应力也不能过小。12、 对构件施加预应力主要目的是什么?答:防止构件开裂和提高抗裂刚度。13、预应力传递长度和锚固长度概念相同吗?不同。传递长度是指从预应力钢筋应力为0的端部传到应力为pe的这一段长度Ltr,在正常使用阶段,对先张法构件端部进行抗裂验算时,应考虑Ltr内实际应力值的变化;而锚固应力是当构件在外荷载作用下达到承载能力极限状态时,预应力钢筋的应力达到抗拉强度设计值fpy,为了使预应力钢筋不致被拔出,预应力钢筋应力从端部的0到fp
9、y的这一段长度La。二、单层工业厂房结构设计1、单层厂房结构是由哪些构件组成的?屋面板、天沟板、天窗架、屋架、托架、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础、连系梁、基础梁、天窗架垂直支撑、屋架下弦横向水平支撑、屋架端部垂直支撑、柱间支撑;1、屋盖结构由排架柱顶以上部分各构件(包括屋面板、天窗架、屋架、托架等)组成;2、纵、横向平面排架由横梁(屋架或屋面板)和横向柱列(包括基础)组成;3、维护结构包括纵墙、横墙(山墙)、坑风柱、连系梁、基础梁等构件。2、单层厂房结构作用的荷载有哪些?传递路径是怎样的?永久荷载和可变荷载,永久荷载(或称为恒载)包括各种构件、围护结构及固定设备的自重;可变荷载(或称为活载)包
10、括屋面活载、雪荷载、积灰荷载、风荷载、吊车荷载等。按作用方向可分为竖向荷载、横向水平荷载、纵向水平荷载。前两种荷载通过横向平面排架传至地基,后一种荷载通过纵向平面排架传旨地基。3、单层厂房的支撑分为几类?支撑的作用是什么?如何布置各种支撑?柱间支撑一般设在什么位置?分为屋盖支撑和柱间支撑两类;上弦横向水平支撑的作用是保证屋架上弦杆在平面外的稳定和屋盖纵向水平刚度,同时还作为山墙坑风柱顶端的水平支座,承受由上墙传来的风荷载和其他纵向水平荷载,并将其传至厂房的纵向柱列;下弦横向水平支撑的作用是将山墙荷载及纵向水平荷载传至纵向柱列,同时防止屋架下弦的侧向振动;纵向水平支撑的作用是加强屋盖结构的横向水
11、平刚度;垂直支撑的作用是保证屋架承受荷载后在平面外的稳定并传递纵向水平力;天窗架支撑的作用是保证天窗架上弦的侧向稳定和将天窗端壁上的风荷载传给屋架;柱间支撑的作用是承受由坑风柱和屋盖横向水平支撑传来的山墙荷载由屋盖结构传来的纵向水平地震作用及由吊车梁传来的吊车纵向水平制动力,并将它们传给基础,另外还能提高厂房结构的纵向刚度 上弦横向支撑应在每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间布置上弦横向水平支撑;下弦横向水平支撑应在每一伸缩区段端部设置下弦横向水平支撑,并宜与上弦横向水平支撑设置在一同一柱间;纵向水平支撑应在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或局部设置一道下弦纵向水平支撑;垂直支撑应在每一伸缩缝区段端部
12、第一或第二柱间设置一道垂直支撑,当跨度大于30m时,应在屋架跨度1/3左右的节点设置两道垂直支撑,当屋架端部高度大于1.2m时,还应在屋架两端各布置一道垂直支撑,当厂房伸缩缝区段大于90m时,还应在柱间支撑柱距内增设一道垂直支撑;天窗架支撑应在天窗架上弦横向水平支撑和垂直支撑一般均设置在天窗端部第一柱间内 上柱柱间支撑设置在伸缩缝区段与屋盖横向水平支撑相对应的柱间及伸缩缝区段中央或临近中央的柱间;下柱柱间设置在伸缩缝区段中部与上柱柱间支撑的相应位置4、确定计算简图时作了哪些假设?如何提取排架的计算简图? 柱下端嵌固于基础顶面;柱顶与屋架或屋面梁为铰接,只能传递竖向轴力和水平剪力;横梁(即屋架和
13、屋面梁)为轴向刚度很大的刚性连杆柱的计算轴线取柱的几何中心线,计算单元内的几榀排架可以合并成一榀平面排架来计算它的内力。5、吊车的水平荷载和竖向荷载作用在什么位置? 水平荷载作用在吊车梁顶面;竖向荷载作用在吊车梁中心线位置6、掌握单跨及双跨排架在各种荷载作用下柱顶剪力计算方法?抗侧刚度的含义? =Hu /H,n=IU /II, =H3 /(C0 EII) ,R=CM M/H,单阶变截面柱的柱顶位移系数C0 =3/1+3 (1/n1) , 单阶变截面柱在变阶处集中力矩作用下的柱顶反力系数CM =3(12) 21+3 (1/n1) , 剪力分配系数i =1/i ni=1 1/i ,Vi =Ri i
14、 R;抗侧刚度是指在单位力作用下,结构顶部的侧移。但是这个侧移比较复杂,对于框架结构,主要指弯曲变形引起的侧移,通常忽略剪切变形的贡献。其物理意义是表示柱端产生相对单位位移时,在柱内产生的剪力。7、牛腿破坏的形态有哪些?破坏特征?弯压破坏,斜压破坏,剪切破坏是三种主要的破坏形态,此外,还有由于加载板过小而导致加载板下混泥土局部压碎破坏、由于纵向受拉钢筋锚固不良而被拔出等破坏现象。当1a/h00.75且纵向钢筋配筋率偏低时,随着荷载的增加,这时斜裂缝外侧部分绕牛腿下部与柱交接点转动,致使受压区混泥土压碎而引起破坏;当a/h0=0.10.75时,随荷载的增加斜裂缝逐渐贯通时压杆内混泥土剥落崩出,牛
15、腿即破坏,有些牛腿不出现裂缝,而是在加载垫板下突然出现一条通长斜裂缝而破坏;当a/h0=180mm,垫块自梁边缘起挑出的长度不大于垫块的高度时,称为刚性垫块。带壁柱墙的壁柱内设刚性垫块,其计算面积应取壁柱范围内的面积,不应计算翼缘部分,壁柱上垫块伸入翼墙内长度不应小于120mm,现浇垫块与梁端整体浇注时,垫块可在梁高范围内设置。6、 计算过梁时,如何考虑墙体荷载和梁板传来的荷载?P160答:对砖砌体,当过梁上的墙体高度hwln/3 时,墙体荷载应按墙体的局部自重才用;当墙体高度hwln/3 时,应按高度为 ln/3 墙体的均布自重采用;对混凝土砌块砌体,当过梁上的墙体高度hwln/2 时,墙体
16、荷载应按墙体均布自重才用;当墙体高度hw ln/2 时,应按高度为 ln/2 墙体均布自重才用。对砖和混凝土小型砌块体,当梁,板下的墙体高度hwln时,应考虑梁板传来的荷载;当梁,板下的墙体高度ln时候,可不考虑梁板传来的荷载。7.墙、柱的构造要求有那几个方面?P99 答:墙、柱高厚比的要求;墙柱的一般构造要求;防止或减轻墙体开裂的主要措施8.块体和砂浆强度等级是如何划分的? 答:按抗压强度划分,砂浆强度:用边长为70.7mm的立方体试块进行抗压试验,每组为6块,按其破坏强度的平均值确定,按强度分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五个等级。9.影响砌体抗压强度的主要因素有哪?P21 答
17、:1.块体及砂浆的强度等级 一般说来,当块体的抗弯强度符合标准时,块体的抗压强度平均值f1和砂浆的抗压强度平均值f2越高,砌体的抗压强度就越高。试验表明,块体的抗弯强度较低,则砌体的抗压强度也较低。由此可见,块体的抗弯强度起很大的作用。 2.块体高度 块体高度越高则抗弯能力越强,砌体的抗压强度也就提高的越多。很多砌体的受压试验都表明了这一点。同样强度等级、不同块体种类的试验也表明,用块体较高的混凝土中型砌块和小型砌块砌筑的砌体,其抗压强度大大高于普通砖砌体的抗压强度。 3.砂浆的和易性和保水性 砂浆的和易性和保水性对施工质量影响很大,若砂浆的和易性和保水性不好,则块体在砌体中的受力不均匀,砌体
18、的抗压强度将相应降低。因此规范规定,用纯水泥砂浆砌筑的砌体抗压强度应当折减。 10.砌体受弯破坏形态及特征是怎样的?P36 砖砌体受弯构件的破坏形态: 沿齿缝、沿砖块和竖向灰缝截面弯曲受拉破坏 沿通缝截面弯曲受拉破坏沿块体截面破坏11.在哪些情况下需要考虑砌体抗压强度设计值的调整系数p62 1、多层房屋的梁跨度不小于7.2m时,对本规程表3.2.1中的砌体强度设计值,调整系数r0应取0.9; 2、砌体毛截面面积小于0.3m2时,调整系数r应为其截面面积值加0.7。构件截面面积以平方米计; 3、使用水泥砂浆砌筑砌体时,对本规程表3.2.1中的砌体抗压强度设计值,调整系数r0应取0.9;对本规程表
19、3.2.2中的数据,调整系数r应取0.8; 4、验算施工中房屋的构件时,调整系数r应取1.1。12、掌握砌体受压构件承载力验算方法?P7113、掌握梁端下砌体局部受压承载力验算方法?P7314为什么局压验算时,砌体的抗压强度要乘一个提高系数?p75答:套箍和应力扩散作用15 墙体布置方案有哪些?各自优缺点及应用情况? P91答:1.横墙承重 优缺点:房屋横向刚度较大,整体性好,抵抗风荷载、地震作用以及调整地基不均匀沉降的能力较强。屋盖结构较简单、施工较方便;建筑立面易处理,门窗的布置及大小较灵活建筑平面布局不灵活,今后欲改变房屋使用条件,拆除横墙较困难。主要用于房间大小固定、横墙间距较密的住宅
20、、宿舍、旅馆以及办公楼等房屋中。 2.纵墙承重 优缺点:建筑平面布局较灵活,但房屋横向刚度一般;纵墙承受的荷载较大,纵墙上门窗洞口的布局及大小收到一定的限制;墙体材料用量较少,屋(楼)盖构件所用材料较多。主要用于开间较大的教学楼、医院、食堂、仓库等房屋中。 3.纵横墙承重 优缺点:房屋沿纵、横向刚度均较大且砌体应力较均匀,具有较强的抗风能力;占地面积相同的条件下,外墙面积较小。主要用于多层塔式住宅等房屋中。l6砌体结构静力方案有哪几类?影响静力计算方案的主要因素是什么?P96答:1.刚性方案;2弹性方案;3刚弹性方案。影响静力计算方案的主要因素是屋盖或楼盖的类别和横墙的间距。17.如何提取单层
21、级多层刚性方案承重纵墙在竖向荷载作用下的计算简图、控制截面位置?分别进行哪些设计? 答:单层:常取一个开间为计算单元;控制截面取墙柱的上、下端截面和均布风荷载作用下的最大弯矩截面;上、下端截面和最大弯矩截面按偏心受压进行承载力验算,上端截面支撑处的砌体还应进行局部受压承载力验算。 多层:常选取一个有代表性或不利的开间墙、柱作为计算单元,其承受荷载范围的宽度s取相邻两开间的平均值;控制截面取墙柱的上、下端截面;对上端截面按偏心受压和局部受压验算承载力,对下端截面,按轴心受压验算承载力。18、掌握墙柱高厚比验算方法。验算目的是什么?砌体结构计算高度H0根据什么确定?答:验算方法课本p100;验算目
22、的:确保砌体结构稳定,满足正常使用计算状态要求的重要构造措施。Ho是根据静力计算方案和构件本身的高度,或者是房屋的类别和墙柱支承条件。19、掌握挑梁抗倾覆验算方法?P15720、常用过梁有哪些?适用范围怎样的?P160答:常用过梁有砖砌过梁和钢筋混凝土过梁,其中砖砌过梁又分为砖砌平拱和钢筋砖过梁。砖砌过梁广泛用于洞口净宽不大的墙中,整体性差,抵抗地基不均匀沉降和震动荷载能力较差。当房屋有较大振动荷载作用或可能产生不均匀沉降时应该采用钢筋混凝土过梁。2l,砌体墙体支撑大梁时,须进行哪几个方面的计算? 答:承载力,高跨比,局部受压22.在砌体结构中设置圈梁的目的是什么?P105答:增强房屋的整体刚度、防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。