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同济大学混凝土设计试卷总
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同济大学课程考核试卷（A卷）2009
学年第二学期一 简答题（每题5分，共45分）1.什么是单向板？试叙述其受力与配筋构造的特点。楼板按一个方向将荷载传给支座。一般跨中承受正弯矩，支座承受负弯矩。受力钢筋按单向设置，另一方向设分布构造钢筋；端支座设构造负筋2．按题目要求进行最不利荷载的布置。M1maxVCmax3．试叙述按弹性方法计算单向板肋型楼盖的要点。1 确定计算简图
连续板取1m连续板带，大于5跨按5跨计算
次梁按连续梁计算
主梁按连续梁计算2 荷载计算
板承担自重、粉刷等恒载及活载
次梁承担自重、粉刷等恒载及板传来恒载、活载
主梁承担自重、粉刷等恒载及次梁传来恒载、活载3 内力分析
采用弹性分析方法计算内力4．什么是双向板？试叙述其受力与配筋构造的特点。楼板按一个方向将荷载传给支座。一般跨中承受双向正弯矩，支座承单向受负弯矩。跨中受力钢筋按双向向设置，并在支座附近减半设置；支座设单向负筋；端支座设构造负筋5．什么是塑性铰？他与普通铰的区别是什么？钢筋混凝土受弯截面在受拉钢筋屈服后能够产生较大的转动，称为塑性铰。区别：单向转动；转角有限；承担不变弯矩6．连续板计算简图中将梁考虑为铰接，这种处理办法有什么好处？与实际受力情况有何差异？设计中如何考虑这种差异？好处：计算简便差异：过高估计跨中弯矩处理办法：采用折算荷载
q’=q/27．钢筋混凝土超静定结构的破坏标志是什么？这种破坏和混凝土构件截面的那些因素有关？塑性铰充分发展，形成机构和混凝土截面的承载力和变形（转动）能力有关。8．试叙述混凝土结构内力塑性重分布计算方法的应用范围。有机器等动力荷载主梁使用环境恶劣上述情形不得采用9．单向板和双向板楼盖支承梁的荷载各应怎样计算？单向板支承梁由板传来，按均布荷载计算双向板支承梁由板传来，按三角形或梯形荷载计算10．试叙述挑檐（雨篷）板的几种保证稳定的方式？压墙压梁11试叙述牛腿的受力特点，并给出其计算简图：答题要点：长牛腿，受力接近悬臂梁，计算简图为：
短牛腿，压弯为主主要为斜压破坏，计算简图为：12单层厂房排架柱承担有哪些荷载：1．恒载
包括自重、吊车梁自重、屋架自重、围护结构自重；2．风荷载；3．地震作用；4．活荷载
包括屋面活载、积灰荷载、吊车荷载、刹车荷载、施工检修荷载；5、偶然荷载
如，冲击、爆炸等；6．温度作用。13
单厂支撑的作用是什么？1．使厂房形成整体骨架，保证空间刚度；2．传递水平荷载；3．保证构件和杆件的稳定；4．保证施工、安装时的稳定和安全。14
试叙述单层厂房水平荷载的主要传递路线：吊车横向刹车力：吊车梁→柱→基础→地基吊车纵向刹车力：吊车梁→柱间支撑→柱→基础→地基纵墙风荷载：墙→墙梁→柱→基础→地基山墙风荷载：墙→墙梁→抗风柱→屋盖→柱间支撑→柱↓基础↓地基15
厂房变形缝的种类和设置原则是什么？1．伸缩缝
厂房长度过长是设置；2．沉降缝
相邻厂房高度或地基土性能相差悬殊，厂方结构类型或基础类型有明显不同时设置；。3．抗震缝
相邻厂房高度、刚度、质量、结构类型有明显不同时设置。伸缩缝、抗震缝基础可不分开，沉降缝必须拆开。16
试画出预制单厂柱吊装验算时的计算简图，并说明验算时主要注意的问题：答：计算见图应注意：荷载为柱自重，动力系数1.5；构件安全等级可降一级。17
单厂屋架上作用的荷载有恒载和活载，计算活载和进行荷载效应组合时应注意哪些问题？a
计算活载时注意：1．不考虑风荷载；2．雪荷载和屋面活载不同时出现。b
组合时注意：1．全跨恒载+全跨活载；2．全跨恒载+半跨活载；3．屋架自重+半跨屋面板+半跨活载18
吊车梁受力有什么特点？1．移动集中；2．冲击振动；3．重复；4．产生扭矩。19
试叙述高层建筑平面布置应注意的问题。尽量简单、均匀、对称，不产生大的扭转，不过于细长20
框架梁的控制截面要考虑那些最不利内力组合？柱的控制截面要考虑那些最不利内力组合？梁：Mmax，-Mmax, Vmax柱：Nmax及相应的M、VNmin及相应的M、VMmax及相应的N、V-Mmax及相应的N、V21 试叙述减少高层建筑水平侧移的措施。采用刚度好的结构体系采用刚度好的平面采用外柱倾斜设置采用风载小的平面立面开洞设水平加强层等22
试比较地震作用与风荷载的异同。相同：均为动载不同 风与外在因素有关，如迎风面、体型、高度、地貌等有关，采用静力法计算
地震与结构特性有关,如自振特性、质量、阻尼、场地土特性等有关，采用动力法计算23
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各类桩基础介绍.ppt 179页
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桩的应用历史
(1)年前湖上居民,浙江河姆渡 (2)年前在罗马 (3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔 (4)明清
木桩、混凝土、钢筋混凝土、钢管（型钢）桩、复合桩。
钢筋混凝土：普通混凝土、预应力（离心预制）混凝土、高强混凝土。
按断面(直径）的大小： 大直径桩：d >800mm；用作大型桥梁、超高层建筑的基础。 中等直径桩（最常用）：250mm≤d≤800mm； 小直径桩：d< 250 mm，用于地基托换、结构支护、抗浮、地基处理，如树根桩。
（1）桩侧摩阻力qs （2）桩端阻力qp 桩身材料屈服：端承桩、超长桩；
持力层土的整体剪切破坏：摩擦桩； 刺入剪切破坏：均质土中的摩擦桩，无明显拐点； 沿桩身侧面纯剪切破坏：钻孔灌注桩存在泥浆。 静载荷试验是评价单桩承载力诸法中可靠性较高的一种方法。试验要求： 成桩后间歇时间：挤土桩在设置后须隔一段时间才开始载荷试验。这是由于打桩时土中产生的孔隙水压力有待消散，且土体因打桩扰动而降低的强度也有待随时间而部分恢复。所需的间歇时间：预制桩在砂类土中不得少于7天；粉土和粘性土不得少于15天；饱和软粘土不得少于25天。应在桩身混凝土达到设计强度后才能进行。 测桩数：在同一条件下，进行静载荷试验的桩数不宜少于总桩数的1％，且不应少于3根。 试验装置：主要包括加荷稳压部分、提供反力部分和沉降观测部分。静荷载一般由安装在桩顶的油压千斤顶提供。千斤顶的反力可通过锚桩承担，或借压重平台上的重物来平衡。量测桩顶沉降的仪表主要有百分表或电子位移计等。 试验方法、终止加载条件： （1）加载
逐级等量加载，分级荷载宜为最大加载量或预估极限承载力的1/10，其中第一级可取分级荷载的2倍。
为设计提供依据的竖向抗压试验测试应采用慢速荷载维持法（满足连续两小时内每小时的桩顶沉降量不超过0 .1mm的相对稳定标准时，施加下一级荷载）。每级荷载施加后按第5，15，30，45，60min测读桩顶沉降量（及桩侧阻力与桩端阻力），以后每隔30min测读一次。工程桩验收检测宜采用慢速荷载维持法。当有成熟的地区经验时，也可采用快速荷载维持法（每级荷载至少维持1h，是否延长维持荷载时间应根据桩顶沉降收敛情况确定）。
(2）卸载 分级卸载，每级卸载量取分级加载量的2倍。每级荷载维持1h,按第15，30， 60min测读测试值。卸载至零后，测读桩顶残余沉降量，维持3h，测读时间为第15，30min，以后每隔30min测读一次。
（3)终止加荷条件
①某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。（注：当桩顶沉降能相对稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降超过40mm。）
②某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准。
③已达到设计要求的最大加载量。
④工程桩做锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
⑤当荷载一沉降曲线呈缓变型时，加载至桩顶总沉降量达60~80mm；特殊情况下，根据具体要求加载至桩顶总沉降量超过80mm。 单桩承载力确定
（1)试验成果：
竖向荷载一沉降（Q-s）曲线；沉降一时间对数（s-logt)曲线。
(2)单桩竖向抗压极限承载力Q。按下列方法综合确定：
①根据沉降随荷载变化特征确定。对于陡降型Q-s曲线，其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。
②根据沉降随时间变化的特征值确定。取s-logt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。
③根据相对稳定标准确定。某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准时，取前一级荷载值。 2.静力触探 群桩效应
挤密效应 扰动与超静孔压力 地面与桩的侧移与上浮 约束效应 荷载的调节作用 应力叠加 沉降增加 承台承担部分荷载
由于影响因素复杂，目前尚未有较为完善的计算方法。多采用实体深基础法（桩距不大于6d）：将桩基础看作是设置在桩端平面处的实体基础，然后用一般计算浅基础沉降的单向压缩分层总和法计算桩端下土的压缩层厚度内的变形值，即作为桩基础的沉降。
地基土附加应力计算方法有： ①Boussinesq法；②Mindlin法。虽然较Boussinesq法更符合实际，但更复杂。
相应于荷载效应准永久组合时的实体深基础底面处的基底压力； σc—实体深基础基底处原有的土中自重应力；
Fk—相应于荷载效应准永久组合时，作用于桩基 承台顶面的竖向力； Gk’ —实体深基础自重，包括承台自重、承台上土重以及承台 底面至实体深基础范围内的土重与桩重；
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第8章桩基础课题.ppt 147页
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特点 优点 将荷载传递到下部好土层,承载力高 沉降量小 抗震性能好，穿过液化层 承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风载荷) 与其他深基础比较，施工造价低 缺点 比浅基础造价高 施工环境影响,
预制桩施工噪音,
钻孔灌注桩的泥浆 有地下室时,有一定干扰,深基坑中做桩 3
适用条件 (1)水上建筑物 (2)深持力层,高地下水位 (3)抗震地基 (4)对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器 二
不同的分类标准 (一) 按承台
承台:将几个桩结合起来传递荷载 (二)材料 (三)形状 (四)承载机理 (五)按尺寸 (六)施工方法 二
桩的分类 (一) 按承台
承台:将几个桩结合起来传递荷载 高承台桩
承台在地面以上,桥桩、码头、栈桥 低承台桩
承台在地面以下，承台本身承担部分荷载 (二) 按材料
木桩、混凝土、钢筋混凝土、钢管(型钢)桩、复合桩
钢筋混凝土：普通混凝土、预应力混凝土(离心预制)、高强混凝土 (三)
按形状 按纵断面：楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节(分叉)桩、扩底桩、支盘桩、微型桩 按横断面：圆形，八边形，十字桩、X形桩 (四) 按尺寸 按断面(直径）的大小：大直径:d>80 小直径d 60m（?>3) 长桩
l < 10m 短桩
? 水平变形系数 (五) 按荷载传递方式 (1) 竖直荷载：端承桩(嵌岩桩)、摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩 Q = Qp+Qs Tip resistance(端承力), Skin friction(侧摩阻力) 端承桩
主要由桩端承受极限荷载,桩不长,桩端土坚硬 摩擦桩
主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载,桩长,深 各自的应用范围 (六)
按施工方法 施工方法—沉桩方法 1 预制桩
Prefabricated pile
挤土桩 2 现场灌注桩 Cast in place
非挤土桩 1
现场灌注桩
桩的分类总结 (一) 按承台
(二)材料 (三)形状 (四)承载机理 (五)按尺寸 (六)施工方法 竖向受压桩竖向抗拔桩水平承载桩
竖向受压桩的承载力
Bearing capacity of a single pile
桩的承载力机理 单桩承载力确定方法
一 桩的承载机理 1 竖向承载力的组成 总结：桩的竖向承载力发挥的特点 随着荷载增加，桩身上部侧阻力先于下部侧阻力的发挥 一般摩擦桩，侧阻力先于端阻力发挥，侧阻发挥的比例明显高于端阻 对于长桩，即使桩端土很好，工作荷载下端阻力也很难发挥。 桩侧摩阻力 单位侧摩阻力qs的分布
桩的侧摩阻力影响因素
桩的侧摩阻力影响因素
桩的侧摩阻力影响因素
桩的侧摩阻力影响因素
（2）桩端阻力qp 桩的端承力 (1)常作为基础承载力问题(太沙基解)
(2) 土的极限端阻力影响因素
与土性有关,存在临界深度 桩身材料屈服：端承桩、超长桩；
持力层土的整体剪切破坏：摩擦桩； 刺入剪切破坏：均质土中的摩擦桩，无明显拐点； 沿桩身侧面纯剪切破坏：钻孔灌注桩存在泥浆。 二
单桩竖向承载力的确定 在荷载作用下，桩在地基土中不丧失稳定性。 桩顶不产生过大位移 3
桩身不发生材料破坏 二 确定单桩竖直向承载力的方法 静载荷试验 2
其他现场试验方法 3
经验方法：静力触探
经验公式 2、桩基现场测试的传统方法 (1)静载试验法
获得单桩承载力最可靠的方法 (2) 载荷试验确定极限承载力Qu(各规范不同) 如果有陡降点,取为Qu 缓变曲线取桩顶总沉降 s=40mm对应荷载
24h未稳定,Sn对应的荷载 ◎确定平均值
(极限承载力标准值)
如离散太大,增加试桩数，具体确定 ◎设计值R= 二 确定单桩竖直向承载力的方法 2
其他现场试验方法
Osterberg法
桩端深层平板载荷试验
离心模型试验
岩基载荷试验（不介绍）
动测桩法 深层平板载荷试验－确定桩端承载力 二 确定单桩竖直向承载力的方法 静载荷试验 2
其他现场试验方法 原位测试和经验方法：
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高吸水树脂对混凝土收缩开裂的改善作用及其机理_陈德鹏
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双向荷载作用下斜坡上单桩作用机理和受力特性的分析.pdf 80页
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桩基作为一种重要的基础形式，在工程中应用广泛，但斜坡上的桩基在水平向荷载
作用下桩基工作机理的研究尚显薄弱。由于斜坡上桩基两侧土体厚度有差异，桩基受荷
载作用时桩周土体抵抗力有差异，从而影响桩基的承载力，特别是在受水平向荷载时，
桩基受顺坡方向的水平力时承载力要明显低于逆坡方向。
论文基于土工离心模型试验和数值计算分析了不同工况下桩基受力特性和变形
情况，并对端承桩和摩擦桩在相同荷载条件下的应力分布规律、桩身变形情况等进行
了比较分析。分析结果表明：在水平向荷载作用下，端承桩和摩擦桩桩身剪应力和弯
矩分布特征差异不大，在桩周土体的抵抗作用下会出现反向情况。桩身的挠曲变形情
况类似，但端承桩的反向挠曲情况较摩擦桩明显。在竖向荷载作用下，端承桩的沉降
量远小于摩擦桩的值。摩擦桩的桩顶沉降在荷载水平较低时成线性变化，随荷载的增
加则呈抛物线型增大。桩身应力在桩顶处最大，并随深度的增加逐渐减小，摩擦桩沿
深度减小的幅度比端承桩大。端承桩和摩擦桩桩侧摩阻力的分布情况相似，只是在量
值上摩擦桩要比端承桩大。桩周土沉降受端承桩影响较小，受摩擦桩影响较大。另外，
论文分析了土体参数的变化对桩基受力性状的影响，随着土体模量的增加，桩的竖向
承载力和水平向承载力都有显著提高。土体粘聚力C值和内摩擦角Q值的变化在桩的沉
降超过一定值时对桩的竖直受力性状有影响，对桩的水平受力性状的影响可以不考虑。
本文研究结果对工程实践中相应地形条件下桩型选取和桩长选择等有一定的参考价
关键词：双向荷载斜坡单桩
离心模型试验数值分析
Foundationasan
applicationsengineering，
loadisstillweak．Becauseof
onactioncharacteristicof witllthehorizontal
thedifferenceofthethicknessofsoilaroundthe on
aredifferencesinthe
pile slope，there
resistanceof
when theloadonthe
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pile，especially
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Intheacademic
characteristicsanddeformationofthe under
thesis，Force
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