《混凝土结构设计》 讲义

1 《混凝土结构设计》串讲 课程介绍 一、课程的设置、性质及特点 《混凝土结构设计》课程是全国高等教育自学考试建筑工程专业（专科）必考的专业课程。本课程的目的是为培养学生的混凝土结构设计的基本理论和应用能力，并为做毕业设计打下基础而设置的课程。通过本课程的学习，要求应考者理解混凝土结构按近似概率理论的极限状态设计方法、熟悉单层厂房、多层和高层建筑的结构形式与结构布置，掌握单层厂房、多层框架、高层剪力墙的、受力性能、内力与变形计算、构造措施，理解混凝土结构抗震设计的原则、要点及抗震构造措施。以便毕业后能够比较好地适应房屋建筑施工和设计工作的需要。 考试中的题型规范，试题不难，有少量跨章节的考题，学员在学习的过程中要熟练掌握各种典型的例题。 本课程的性质及特点： 1．房屋建筑工程专业（专科）的一门专业课，是建筑工程专业（专科）的混凝土及砌体结构课程的继续，且部分专科、本科专业都共同学习本课程； 2．是建立在科学试验和工程实践基础上的应用学科；主要研究混凝土结构的设计方法、结构形式与结构布置、结构物的受力性能与计算、结构物的抗震、构造措施等内容，具有综合性和应用性的特点。 二、教材的选用 本课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材，该书由程文瀼教授主编，武汉大学出版社出版（2006版）。 三、章节体系 对混凝土结构按近似概率理论的极限状态设计方法进行了简单介绍，单层厂房、多层框架及高层建筑结构的设计方法，以及混凝土结构的抗震设计方法进行了详细的介绍，并介绍了不同结构形式采用的构造措施。章节安排如下： 第一章 混凝土结构按近似概率理论的极限状态设计方法 （混凝土结构的极限状态——结构的可靠度与可靠指标——混凝土结构按近似概率的极限状态实用设计表达式） 第二章 单层厂房 （结构形式、组成与布置——排架计算——单层厂房柱——柱下独立基础——吊车梁） 第三章 多层框架结构设计 (结构组成与布置——结构内力与位移的近似计算方法——内力组合——框架梁、柱、节点设计——基础) 第四章 高层建筑结构设计 （结构类型——设计的一般原则——剪力墙结构——框架剪力墙结构——剪力墙截面设计——筒体结构） 第五章 混凝土结构抗震设计 (抗震设计基本知识——地震作用与抗震验算——抗震设计)

考情分析 一、历年真题的分布情况 《混凝土结构设计》历年考题的分值分布情况如下（2002～2010年国家考试统计） 2

章节 分值 时间 Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 Ch5 总分

2010.1 6 20 23 23 28 100 2009.10 6 22 20 22 30 100 2009.1 6 22 22 22 28 100

2008.10 8 22 20 18 32 100

2008.1 6 28 22 22 22 100

2007.10 8 22 22 14 34 100

2007.1 6 21 23 20 30 100

2006.10 6 22 22 22 28 100

2006.1 6 24 20 20 30 100

2005.10 8 22 21 20 29 100

2005.1 6 41 15 7 31 100

2004.10 10 22 20 27 21 100

2003.10 6 20 22 19 33 100

2002.10 6 22 32 20 20 100

2010.1 6.7 23.6 21.7 19.7 28.3

结论：在全面阅读教材的基础上，掌握重点章节内容，着重掌握等高排架柱内力计算、牛腿的设计、柱下独立基础的设计、用反弯点法和D值法进行框架梁柱的内力计算、框架结构内力组合方法、剪力墙的分类判别、抗震设计的基本知识、底部剪力法进行水平地震作用下的地震剪力计算等。 二、历年真题结构分析 2010年1月题型 （1）单选题（10题×2分=20分） ①5题：识记（1、4、5、6、8、9、13、15、16、18） 例1：对结构承载能力极限状态进行验算时，采用( ) A.荷载设计值及材料强度设计值 B.荷载设计值及材料强度标准值 C.荷载标准值及材料强度设计值 D.荷载标准值及材料强度标准值 ②10题：理解+分析（2、3、7、10、11、12、14、17、19、20） 例2：水平荷载作用下的多层框架结构，在其它条件不变时，某层的( ) A.上层层高加大，则该层柱的反弯点上移 B.上层层高减小，则该层柱的反弯点上移 3

C.下层层高加大，则该层柱的反弯点上移 D.本层层高减小，则该层柱的反弯点下移 结论：掌握书中的基本概念，可解决20分；掌握教师提醒的易考点及分析方法又可解决10分以上。 （2）填空题（10题×1分=10分） 考核内容为基本概念，更多的是来自于大纲中的识记内容。 22.单层厂房屋面活荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载和屋面积灰荷载三种，都按屋面的____________面积计算。 23.单自由度弹性体系的动力系数β是指质点绝对最大加速度与____________运动最大加速度的比值。 24..框架结构在风荷载作用下的侧移变形曲线属于____________型。 25.结构丧失稳定属于超过____________极限状态。 结论：能否选择正确，关键还是对课程内容和基本概念的把握程度。对重要知识点的把握，以及教材的知识点的掌握程度，将教师提示的易考点掌握即可解决此难点。 （3）简答题（5题×4分=20分） 由设计方法、原则等的识记、理解题组成； 如识记题： 32.简述框架柱的抗震设计原则。 33.用分层法计算竖向荷载作用下框架弯矩的主要计算步骤是什么? 34.简述各类剪力墙的判别条件。 35.简述在确定框架—剪力墙结构计算简图时所采用的假定。 理解题： 31.对单层厂房柱牛腿进行承载力计算时，可取什么样的计算简图?并画出示意图。 结论：掌握基本的设计原理、方法、设计要点、受力特点，在理解的基础上识记，解答时注意答出要点。 （4）计算题（5题×6分=30分） 结论：熟练等高排架的内力计算分析方法、牛腿的设计、反弯点法、底部剪力法，掌握教材中教师要求掌握的例题，多练习； 三、学习方法 反复练习：考试易考的是各章节知识的基本点、重点。 如：基本点：各种结构体系的布置方式、设计时采用的基本假定，设计遵循的而基本原则、受力性能与计算方法、构造措施； 重点：等高排架的内力计算、牛腿的设计、柱下独立基础的设计、用反弯点法和D值法进行框架梁柱的内力计算、框架结构内力组合方法、剪力墙的分类判别、抗震设计的基本知识、底部剪力法进行水平地震作用下的地震剪力计算等。 4

第一章 混凝土结构按近似概率理论的极限状态设计方法 一、 本部分考情

年度 单 选 填空题 简答题 计算题 总分 题量 分数 题量 分数 题量 分数 题量 分数

2010.1 2 4 2 2 6 2009.10 2 4 2 2 6 2009.1 2 4 2 2 6

2008.10 3 6 2 2 8

2008.1 2 4 2 2 6

2007.10 3 6 2 2 8

2007.1 2 4 2 2 6

2006.10 2 4 2 2 6

2006.1 2 4 2 2 6

2005.10 3 6 2 2 8

2005.1 2 4 2 2 6

2004.10 3 6 2 2 8

2003.10 2 4 2 2 6

2002.10 2 4 2 2 6 5

历年考题第一章一般考2~3道选择题和2道填空题，计6分左右。 二、重难点串讲

第一节 混凝土结构的极限状态 一、结构的功能要求与可靠性（考点1）——P2 1．结构的“三性”及对应的四项功能要求 （1）安全性：

功能要求：正常施工、正常使用阶段：能承受可能出现的各种作用发生涉及规定的偶然事件后：仍能保持必需的整体稳定性 （2）适用性 功能要求：正常使用时具有良好的工作性能 （3）耐久性 功能要求：正常维护下具有足够的耐久性能 历年试题1： （2009.1 选择）关于结构的功能要求，下列说法中错误．．的是（） A．能承受可能出现的各种作用 B．具有良好的工作性能 C．具有卓越的节能、环保性能 D．具有足够的耐久性能 【答案】C 【解析】该题考查结构的“三性”对应的功能要求。参考教材第2页。 2、结构的可靠性 定义：结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的能力。 分析： （1）规定时间：指设计使用年限，普通房屋为50年； （2）规定条件：指设计时所确定的正常设计、正常施工及正常使用条件； （3）预定功能：是否达极限状态 历年试题2： （2009.1 填空）结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的 。 【答案】可靠性 6

【解析】该题考查对可靠性的识记。参考教材第2页。 二、结构的设计使用年限（考点2）——P2 我国《建筑结构可靠度设计统一标准》规定，普通房屋和构筑物的设计使用年限为50年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构的设计使用年限为100年。 历年试题3： （2009.1 填空）纪念性建筑和特别重要的建筑结构的 年限为100年。 【答案】设计使用 【解析】该题考查对设计使用年限的理解。参考教材第2页。 三、混凝土结构的极限状态（考点3）——P3 1、承载能力极限状态 （1）定义：结构或结构构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态； （2）结构或构件超过承载能力极限状态后的常见破坏形态：倾覆、滑移、疲劳、丧失稳定性、变为机动体系等。 历年试题4 （2010.1 填空）结构丧失稳定属于超过 极限状态。 【答案】承载能力 【解析】该题考查对承载能力极限状态的理解。参考教材第3页。 2、正常使用极限状态 （1）定义：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限度的状态； （2）理解：结构或构件使用功能的破坏或受损害，或结构质量的恶化； （3）结构或构件超过正常使用极限状态后的常见破坏形态：大变形、裂缝等。 历年试题5： 2008.10在判断结构是否达到正常使用极限状态时，不需要．．．考虑的因素是（ ） A．混凝土开裂情况 B．钢筋锈蚀情况 C．结构的抗滑移能力 D．构件的挠度 【答案】C 【解析】该题考查对正常使用极限状态的理解。参考教材第3页。