杨开:各科考点及注意事项之混凝土结构和砌体结构篇

linxiaoyun 2017.7.14 16:24 585 0
一注结构

混凝土结构

混凝土结构的题目主要以计算为主(包括构造),计算量较大,耗时较多。对于钢筋混凝土构件在各种受力状态下(弯、剪、扭、局压、拉弯、压弯)钢筋的配置这些属于承载能力极限状态计算的范畴(《混规》第6章),以及正常使用极限状态验算(挠度、裂缝)都很重要,也全都是必考的内容,都应该熟练掌握。除此之外,就是混凝土结构的构造要求和基本规定,这也是工程中常遇到的问题,再者就是结合抗震一起考的内容,但预应力的内容考得不多。需要注意的事项如下:

(1)计算配筋时,求得所需的结果AsAs’或As/s后,还应进行最小配筋率的验算,特别是不熟悉的领域,要注意构造要求(往后翻几页规范)。

(2)注意题干是否有“抗震”字眼,用《混规》时,要在公式中考虑1/gRE ,注意安全等级是否为“一级”,要在公式中考虑g0,而《混规》的公式中通常没这两个符号,最好自己写在规范公式旁边以提醒自己注意。

(3)若需自己计算荷载,一定不要忘记自重(楼板、梁等),荷载组合有恒控、活控和地震工况,各种荷载工况都需要比较。

(4)《混规》9.7.2条规定,预埋件计算时fy≤300MPa,切记。

(5)混凝土梁受弯配筋时,单筋梁没有x≥2as’的要求。

(6)《混规》4.2.3条,计算作受剪、受扭、受冲切承载力时,横向钢筋fyv数值大于360N/mm2时应取360N/mm2,而计算体积配箍率时fyv的强度不受限制。

(7)对于双筋矩形截面梁的设计,当x<2as’时,说明受压区钢筋未达到屈服,而受拉区钢筋已达到屈服(受拉区钢筋配置偏少引起);对于T形截面翼缘宽度的计算(注意加腋宽度的计算),在计算受拉区钢筋最小配筋率时的其面积应注意不包含受压翼缘的面积。

(8)柱的计算长度,对于单层厂房吊车梁(注意无吊车时的取值),应注意水平荷载作用对多层框架结构柱的计算长度修正的影响,同时注意求解长度修正系数时,所选取梁的轴线应平行于水平荷载方向,而垂直方向的不予考虑,粱的刚度计算可考虑现浇板的贡献(一般乘修正系数2)。另外,柱刚度的计算也是在该水平荷载作用方向上计算的,即计算出来的长度也是该方向的长度;H(底层柱高从基础顶面起算到上一层楼盖顶面的高度)的计算。

(9)螺旋式或焊接环式箍筋柱的计算:应注意长细比(<12)的控制、箍筋的配筋量及螺旋箍筋的间距;考虑螺栓式箍筋得到的承载力不应小于未考虑螺栓式箍筋得到的,也不应超过1.5倍未考虑螺栓式箍筋得到的。

(10)偏心受压构件正截面承载力的计算应考虑另一方向的轴心受压计算。

(11)偏心受压承载力计算应注意偏心的几个概念:合力到受拉钢筋的距离e,附加偏心距ea,合力到截面重心的距离e0;初始偏心距ei=ea+e0

(12)在偏心受压承载力计算时,对称配筋的公式是重点;应注意大小偏心的判别;大偏心是受拉受压区钢筋都达到屈服,而对于小偏心,则受压区钢筋屈服,而受拉区钢筋强度则在受拉屈服强度和受压屈服强度之间。

(13)轴心(偏心)受拉构件计算,应注意大小偏心的判别:合力作用点在两侧钢筋范围内,为小偏心;作用在外侧,为大偏心,靠力作用点侧的钢筋为受拉。

(14)斜截面受剪计算时,应考虑集中荷载、剪跨比(剪跨比范围1.5~3)、箍筋的要求(最小直径、最大间距,最小配箍筋率)、截面尺寸验算条件、承载力、构造要求(最小配筋率)。

(15)斜截面受剪承载力计算时,应注意截面尺寸验算条件、承载力(集中荷载、剪跨比(对于框架结构的框架柱计算))、构造要求,轴力的限值。

(16)受扭截面计算时,腹板假定承受剪力和扭矩、而翼缘承受扭矩不承受剪力;在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下,弯矩和轴向压力组合,剪力和扭矩组合,但应注意轴向压力对受剪承载力的贡献,公式为轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的计算公式。

(17)应理解剪扭构件根据计算结果配置箍筋时,两肢箍和四肢箍的异同。

(18)冲切计算时,应注意冲切面(应采用画图进行分析)及冲切荷载(净反力以及扣除破坏锥体范围内板的荷载)的计算、冲切截面限制条件验算。

(19)局部受压的计算时,对于螺旋式箍筋或焊接式网片箍筋(构造要求),注意方格网或螺旋式箍筋核心面积Acor不应超过Ab限值要求,承载力要求不应低于未考虑方格网或螺旋式箍筋得到的承载力,同时还应注意截面尺寸验算条件;对于超张拉预应力,计算局部受压力时应注意超张拉系数(1.2),局部受压净面积应注意扣除锚孔面积。

(20)小配筋率计算时,注意偏心受拉中的受压一侧按受压构件一侧纵向钢筋的配筋率计算,同时注意面积的计算是全截面扣除受压翼缘面积后的截面面积。

(21)弯剪扭构件纵向受力钢筋最小配筋率应为受扭钢筋最小配筋率与受弯钢筋面积最小配筋率之和;弯剪扭构件的箍筋最小配箍率为0.28ft/fv

(22)叠合梁计算时,应注意两个阶段的荷载计算,其中第一阶段永久荷载包括叠合层的施工荷载,叠合面的计算。

(23)在构造方面,应注意梁、柱、梁柱节点(主筋、箍筋),并结合最小配筋率要求;注意吊筋的计算以及弯折梁纵筋处的锚固段箍筋计算。

(24)注意深受弯构件的适用范围(分清单跨梁和多跨连续梁)及抗弯、截面要求、斜截面承载(跨高比的限值)、构造要求、钢筋分布的规定。

(25)牛腿截面的有效高度可根据标准状况下的裂缝宽度计算;纵向受力钢筋可根据竖向力(有最小配筋复核验算)和水平力进行计算。

(26)预埋件及吊环:锚筋抗拉强度不宜超过300MPa,吊环应力不应大于65MPa,当设计有4个吊环时,计算时应取3个。

(27)偏心受压构件承载力计算中e0=M/NM是考虑二阶效应后的弯矩,但是在求二阶效应放大系数的时所用的e0=M/N,此处M是一阶弹性分析的弯矩。

(28)对于受弯构件,特别需要关注题目是给的抗震作用组合还是非抗震作用组合,还有是否考虑受压区钢筋作用。单筋计算中不需要考虑x是否小于2as’的问题,但双筋验算中需要考虑,另外最后千万不要忘记验算最小配筋率。

(29)对于钢筋混凝土牛腿抗震验算,抗震承载力调整系数为1.0而不是0.85。

(30)计算柱体积配箍率时,混凝土强度等级如果低于C35,按C35计算。

(31)算柱子轴压承载力时,配筋率3%以上时,Ac应扣除钢筋面积。

(32)对于雨蓬和挑檐等结构,勿忘施工检修荷载。

 

砌体结构

砌体结构的题目主要以计算题为主,通常计算量不大,但是对于材料强度f的各种调整比较多,关于高厚比的计算也是每年的必考内容。无筋砌体构件的各种受力状态计算方法应该掌握,配筋砌体构件也常考,另外,砌体结构抗震的概念很重要,构造柱的布置,楼层和高度的限制,地震剪力的分配,都很重要。需要注意的事项如下:

(1)《砌规》3.2.3条对于抗压强度的调整γa应时刻牢记,很容易忘。

(2)高厚比的计算应熟练掌握,分清首层和其他层在计算高度上的不同,分清带壁柱墙、带构造柱墙、壁柱间墙或构造柱间墙的不同,以及他们的计算方法。

(3)局压的计算不考虑由于受压面积引起的材料强度调整。

(4)《砌规》4.2.1条判断房屋静力计算方案时,s为横墙间距,在计算高厚比时,《砌规》5.1.3条受压构件的计算高度H0中的s,应根据计算墙体的不同而取与计算墙体垂直的相邻墙间距(有可能是横墙或纵墙)。

(5)有垫块的计算时,求局压承载力对垫块形心求偏心距,若求墙体承载力则应对墙体形心取偏心距。

(6)建议把常用混凝土弹性模量写在《砌规》5.2.6旁边,考试时省去翻混凝土规范的时间。

(7)题目让求高厚比时,则认为是按《砌规》6.1.1计算,若是求影响系数的高厚比则应按5.1.2计算。

(8)《砌规》6.1.4有门窗洞口允许修正系数应特别注意,当洞口高度不大于墙高的1/5,认为无洞口。

(9)钢筋混凝土过梁跨度可按墙梁取,因为过梁和墙梁没有明显的分界线,详《砌规》7.2.3条文说明。

(10)挑梁,顶层倾覆点同一般层(规范未明确之前)这样偏于安全。

(11)网状配筋砖砌体中的体积配筋率,不应小于0.1%,并不应大于1%。

(12)烧结多孔砖孔洞率大于30%,表中强度数值应乘以0.9。

(13)确定局部承压强度提高系数的时候要特别注意Al和A0的取值,另外要注意此系数有最大值限制,因为这两个是易错点,所以脑子一定要同时记住这两个东西。

(14)在计算底部框架抗震墙砌体的墙体剪力的时候,不考虑单纯的框架柱的刚度,因为规范认为第一道防线,墙体承受全部剪力。但是注意约束砌体端柱是分开的,混凝土墙与端柱在平面内是整体,刚度一体化。

(15)对于垫梁如果放在带扶壁柱窗间墙上,那么计算折算高度h0时,h不考虑扶壁柱的突出部分,也就是说不考虑hT折算厚度。

(16)对于圈梁可视为壁柱间墙的不动铰支点的条件就是圈梁宽度要满足b>1/30s,此时默认圈梁高度为构造要求120mm,,如果此时圈梁宽度受限制必须和墙同宽,比如190厚,那么通过提高圈梁高度的方法来实现,原则是平面外刚度相等来确定h

(17)挑梁抗倾覆计算中,注意外挑长度要满足构造要求。

(18)位于基础处的砌体只能用水泥砂浆,不能用混合砂浆,考虑砌体耐久性因素。

(19)砌体强度计算应注意各表对应下的强度调整;对于灌孔混凝土砌体,应注意混凝土的灌孔率(33%)、最终砌体强度(不应大于未灌孔的2倍)、灌孔混凝土不应低于C20,且不小于块体强度的2倍;砌体强度的调整(吊车房屋下的大跨度梁下砌体、受压截面面积、水泥砂浆、施工质量、施工工况(验算施工时));弯曲抗拉强度注意砌体沿齿缝还是沿通缝破坏,对应的强度指标不一致。注意强度调整顺序——先表中的注解,再水泥砂浆、公式(灌孔)、截面积。注意砌体柱作为独立柱的强度系数的修正(0.7)。

(20)无筋砌体承载力计算:计算高度的确定(有吊车和无吊车、H的确定,对于有吊车结构,当荷载组合不考虑吊车荷载作用时,变截面柱的上部仍采用有吊车部分,而下部则采用无吊车得到的H0(此时的高度注意因为房屋的整体高度H而非Hl)乘以修正系数);对于轴心受压计算,稳定系数中的高厚比高度计算与计算高度计算的方向(排架和垂直排架方向)无关,直接取最小截面的边长(从T形截面的验算可验证);砌体承载验算不考虑墙体两侧抹灰的作用。

(21)局压计算:注意局部抗压提高系数的不同和图形的上限值,刚性垫块在壁柱上的构造要求(应先验算厚度和外挑长度)以及计算面积的选取仅限在壁柱范围内(稳定系数的计算,其中偏心距应考虑上部传递来的荷载及梁传过来的荷载,对垫板中心的偏心),注意垫梁的适用范围(长度应大于πh0),应与垫块区分;同时注意无刚性垫块时,梁端支撑在壁柱范围内时,如果有效支撑长度伸入翼缘部分时,局部受压面积A0应考虑翼缘部分,如果没有伸入翼缘部分,则仅考虑壁柱范围内面积,而不考虑翼缘部分。基础砂浆一般采用水泥砂浆,且最小强度为M5。对于有窗间墙时,注意局部受压面积不应超过窗间墙面积;上部荷载传递窗间墙时,应考虑整个壁柱部分面积。

(22)砌体抗震设计时选取从属面积较大的和竖向应力较小的墙段进行计算;砌体侧向抗震力的分配按照墙体的有效侧向刚度比(按照墙体的高宽比进行计算,主要包括剪切变形和弯曲变形两大部分)进行分配,对于底层框架结构,混凝土框架柱不折减,混凝土抗震墙折减系数为0.3,砌体抗震墙可乘以折减系数0.2;墙梁的抗震计算应注意弯矩系数和剪力系数的调整。

 

作者简介:杨开,目前在中国建筑设计研究院范重结构设计工作室从事结构设计工作,主要参与超高层建筑和体育建筑结构设计。

Last Modified·2017年7月14日 16:24

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