16.请说明什么是“型钢混凝土”(劲性钢筋混凝土或型钢钢筋混凝土),什么是“钢管混凝土”?以型钢混凝土柱为例,,说明它的受力为什么比普通钢筋混凝土好.请画出一个典型的型钢混凝土柱剖面.说明钢管混凝土柱中钢管和混凝土柱的受力特点.如果是大偏心受压柱,钢管混凝土还有没有优点?请丛刊物种找出一种你认为可能比较合理的钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱的节点的做法.
答:型钢混凝土构件是在混凝土中主要配置型钢,也配有少量构造钢筋及少量受力钢筋.
在钢管中充填混凝土的结构称为钢管混凝土结构。
型钢混凝土:
一方面混凝土包裹型钢,在构件达到承载力前型钢很少发生局部屈曲。另一方面型钢对核心混凝土起约束作用。同时因为整体型钢比钢筋混凝土中分散的钢筋刚度大得多,所以型钢混凝土构件比钢筋混凝土构件的刚度明显提高。型钢混凝土有很好的延性及很大的耗能能力。
钢管混凝土结构的受力性能的优越性主要表现在合理地利用钢管对混凝土的的紧箍力。这种紧箍力改变了混凝土柱的受力状态,将单向受压改变为三向受压,混凝土抗压强度大大提高。
在低应力阶段,基本上与普通钢筋混凝土受压构件类似,即钢管与混凝土共同分担纵向压力。随着纵向压力的增加,混凝土横向变形大于钢管横向变形(都自由的情况下),而这是不可能的。因此混凝土对钢管产生径向压力。钢管在径向压力的作用下,产生了环向压力。
对于单根钢管混凝土,较为适用于轴心受压或以轴向压力为主的构件与杆件,这样能较为充分发挥混凝土三向受压下强度大大提高的优越性。对于弯矩较大的构件,一方面混凝土受压面积又较小,所以优点不是很突出。另外一方面,由于截面中受拉区的存在。金箍力作用将大为削弱。而且紧箍力的计算也变得十分复杂。此外,截面相等的情况下,圆形截面惯性矩小,从力学特征上来说,不适合承弯。
几种梁柱节点形式
17.试以剪力墙结构中的一片横墙剪力墙为例,说明在水平荷载作用下,剪力墙每一层的层间位移中哪一部分称为”有害位移”,那一部分称为”无害位移”.
答:本层的弯曲变形和剪切变形所产生的位移为有害位移,下层的位移对上层产生的附加位移是无害位移。
弯曲型的剪力墙结构,对于剪力墙的整体变形采用普通梁的平截面假定。由此可知,第I层剪力墙的层间委蛇角包含自身变形角和下层的位移角两部分。后者和本层受力无关,称为无害位移角,前者和本层受力有关,称为有害位移角。
18.试以下图所示的框架—核心筒墙简化受力模型为例,说明在水平作用下剪力墙、框架和剪力墙连梁变形的相互关系。如果要控制框架梁、柱、剪力墙连梁和剪力墙本身的损伤,请相应分别按什么思路设定对它们的层间变形的控制条件。
19.请说明单层厂房钢筋混凝土或预应力混凝土屋架的比较合理的结构形式。这种屋架能按简单的铰接桁架进行内力分析吗?如果不完全行,又要补充什么验算内容?
答:可以按照铰接桁架来计算轴力(即进行内力分析),但是上弦要按照连续梁在支座不均匀沉降情况下计算弯矩。(笔记)
20.为什么说支撑系统是保证单层厂房结构整体刚度和稳定性的关键措施。你知道可能需要哪些部位设置沿哪个方向的平面支撑。支撑本身一般采用什么样的结构形式?
答:(1)在装配式钢筋混凝土单层厂房结构中,支撑虽然不是主要的承重构件,但却是联系各种主要结构构件并把它们构成整体的重要的组成部分。可以把有些水平荷载传递到主要承重构件。屋架的横向刚度很小,容易连续倒塌,故设置支撑。
(2)屋盖的上下弦水平支撑,应布置在屋架(屋面梁)上下弦平面内以及天窗架上弦平面内。
屋盖的垂直支撑应布置在屋架(屋面梁)间和天窗架(包括挡风板立柱)之间。
系杆设置在屋架上下弦及天窗上弦平面内。
屋架上弦水平支撑布置在每个伸缩缝区段端部。对于采用钢筋混凝土屋面梁的屋盖系统,当采用檩条时,应在梁的上翼缘平面内设置横向水平支撑。支撑应布置在伸缩缝区段两端的第一个或第二个柱距内。当屋盖上的天窗通过伸缩缝时,则应在伸缩缝的两侧天窗下面的柱距内设置上弦横向水平支撑。
对于采用钢筋混凝土拱形及梯形屋架的屋盖系统,应在每一个伸缩缝区段端部的第一或第二个柱距内设置上弦横向水平支撑。当厂房设置天窗时,可根据屋架上弦杆件的稳定条件,在天窗范围内沿厂房纵向设置连系杆。
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