自动铺带机在大型飞机制造中的应用
作者：北京航空制造工程研究所研究员 林胜&&&&来源：CMJ 中国机械与金属
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复材构件时代业已来临
从20世纪20年代铝合金被作为减轻飞机结构重量的首选用材开始，至今已有70多年的历史了，而如何减轻飞机结构重量，一直是飞机设计制造的永恒话题。
信息技术、材料技术和制造技术的快速发展推动现代飞机设计制造技术发生了重大变化，特别是高强度低密度的（Composites，下文简称“复材”）的出现，以及其在飞机结构件设计制造上广泛、成功的应用，不断改写着铝合金材作为现代大型飞机主结构用材的历史，复材已逐渐取代铝合金成为现代大型飞机的主结构用材。
现代大型飞机设计制造中对复材的广泛采用趋势是如此明显，可以看到，复材作为飞机主结构用材的时代已经来临。复材出现於20世纪60年代，由於其具有高比强度、高比模量、良好抗疲劳性、抗腐蚀性和隐身性能等一系列优点，得到了航宇工业界普遍认可，成为既能明显减轻航宇飞行器重量、又能提高性能的理想结构用材。其在现代军民用飞机设计制造上的应用日趋广泛，从图1可综观这一发展历程。
图1 复材构件在飞机上应用之发展历史用於飞机复材构件制造的主要有树脂基、金属基和陶瓷基三类复材。目前应用最为广泛的是碳纤维增强型树脂基复材（CFRP：Carbon-Fiber Reinforced-Plastic），占80%以上。飞机复材构件最早在B-1/B-2轰炸机和F-16战斗机上得到应用，但其所占重量比都不超过2%-3%，後来的F/A-18E/F飞机复材构件数量已超过结构件的50%以上，而F22/A和F35则超过结构件的75%，所占重量比达24%和35%-40%，大型军用运输机A400M达35%。
20世纪80年代末，复材构件的应用日臻成熟且发展迅速，其在军机上的应用开始从非主承力构件快速延伸到主承力构件，出现了全复材机身构件，同时其应用范畴亦扩展到商用客机。从图1所示的三条应用趋势曲线可以一眼看出：商用客机广泛应用复材构件大约比军用飞机晚了10-15年时间。
发展至21世纪初，商用客机构件的设计发生了重大变化，铝合金用材重量比已从占60%的较大幅度下降到20%，复材用量也从不足10%迅速攀升至50%以上，跃升为现代大型商用客机的主结构件用材。
与此同时，高强度低密度的钛合金承力结构件获得更多采用，如图2所示。空客A380客机中复材构件所占重量比只是25%，而空客A350XWB宽体客机的这一数值已达52%，总计实现减重约7,983kg。又比如，波音777客机中复材构件所占的重量比不到15%，而波音787“梦想”则已超过50%。据预测，到年，现代商用客机复材构件用量所占重量比将达70%-80%。
图2 现代商用飞机用材趋势事实上，目前一些具有创新性的全复材或准全复材构件的无人机、直升机和商务飞机已经研制成功，复材构件的飞机时代已经来临。
制造复材构件的机床应运而生
复材构件在现代先进飞机上的大量应用，使得复材构件的设计制造成为现代大型飞机批量生产的瓶颈，实现高生产率复材构件的制造越来越受到飞机制造业的关注。目前，飞机复材整体构件的制造生产主要通过以下四种铺放制造技术来达成：半自动人工铺放、自动纤维缠绕、自动带料层铺和自动纤维铺放。
半自动人工铺放：应用复材构件设计制造软件，生成复材构件各铺层2D轮廓数据，不需要制造铺层样板而是直接通过数字自动剪裁机剪裁铺层片料，而後再借助激光定位系统进行人工层铺。
自动纤维缠绕机床（AFW：Automated Filament Winding）：简称自动缠绕机，使用低材料费用的长纤维带，按照预定轨迹连续反复地在一个回转芯模上逐层缠绕贴铺。层间可交叉角度缠绕贴铺，但不能沿回转芯模轴向纵向（0°方位）缠绕贴铺以及局部增厚或加筋。
自动复材料带层铺机床（ATL：Automated Tape Layer）：简称自动铺带机，主要用於平面型或低曲率的曲面型、或者说准平面型复材构件的层铺制造。
自动纤维铺放机床（AFP：Automated Fiber Placement）：简称自动铺丝机，主要用於复杂曲面型复材构件的铺放制造。
早期飞机复材构件的制造大部分采用手工铺放，劳动强度大，材料浪费严重，生产率低下，产品质量难於保证。完全人工铺放及半自动人工铺放工艺，显然难以应对复材整体构件在现代大型飞机上日渐广泛的应用，急需解决的问题便是应用自动化铺放设备。这能有效提高生产效率、增加产量、改善制造过程的可控制性，同时减少材料浪费，降低成本并提高产品质量，从而进一步推动飞机复材构件制造设备的重大发展与创新，自动铺带机（ATL）和自动铺丝机（AFP）由此应运而生。
ATL/AFP铺放设备根据复材整体构件铺层的设计要求，通常采用将碳纤维预浸料带或预浸料纤维束逐层铺叠在模具表面、并进行在线或离线热压固化的方式。因此，复材整体构件制造技术是制造装备技术、应用软件技术和制造工艺技术的融合集成。应用CFRP进行复材整体构件制造，不仅需要研究解决共固化、共胶接和二次胶接等若干基本的复材成形工艺技术，还需要研究解决用於制造复材整体构件的下料剪裁、铺放、铣钻削修整以及无损检测等相关的关键制造装备及其应用软件。
目前，用於自动化制造复材整体构件的ATL/ AFP机床已成为现代大型飞机生产的关键制造设备之一。为此，世界一些着名数控加工机床制造商和专业复材构件加工设备制造商都纷纷推出自家设计制造的ATL/AFP机床。
自动铺带机（ATL）
1. ATL机床基本结构
早在20世纪60年代初，航空制造业就开始应用碳纤维预浸料单向带、采用手工铺放工艺制造军用飞机结构件。发展到20世纪60年代中期，在飞机制造业要求实现复材带料层铺工艺自动化的推动下，自动铺带机研制成功。
第一台ATL机床由美国Vought（沃特）公司在20世纪60年代中研制成功，用於制造F-16战斗机复材机翼，使用了75mm宽带料。到20世纪70年代末，一些着名机床制造商开始推出商品化的ATL机床，包括平面型（FTLM：Flat Tape Laying Machine）和曲面型（CTLM：Contour Tape Laying machine）两种类型，使用的复材带料宽度分为25/75/150/300mm几种。通常，CTLM使用宽25/75/150mm带料，FTLM使用宽75/150/300mm带料。一般地说，零件轮廓越复杂，越趋於使用窄带料。但是为了提高ATL机床层铺加工生产率，CTLM多使用150mm宽带料，而FTLM多用300mm宽带料。
ATL机床多采用开放式高架龙门移动式结构设计，其整体结构非常类似於金属切削加工应用的开放式高架龙门移动结构五坐标数控铣床。
不同的是，数控铣床上常见的用於切削零件的刀具主轴及驱动装置将由ATL机床最关键的功能部件——铺带头装置所替换；通常要求机床配置9-11轴以上NC控制轴。一般设计有5个数控联动轴X、Y、Z、A、C用於ATL机床坐标轴运动控制，也即，使得铺带头实现5轴联动；另外4-6个NC控制轴设计在铺带头装置上，用於实现层铺过程复材带料传送与铺放控制。
如前所述，ATL机床主要用於平面型或准平面型飞机复材构件的层铺制造，典型的包括大型飞机机翼蒙皮、垂尾蒙皮、平尾蒙皮、翼肋、翼梁、桁条、工字梁、方向舵、升降舵、进气处整流片、地板和门窗口等。
2. ATL机床铺带头
ATL机床配置使用的铺带头是集复材带料输送、加热、滚压贴紧、剪切、重送等铺放功能於一体的复材带料层铺控制装置，为ATL机床最关键的功能部件。
ATL铺带头通常设计有5个数控控制轴（UVQDE），用於完成前述复材带料层铺各种工艺功能。FTLM机床和CTLM机床的铺带头结构基本上很类似，不同的是CTLM机床至少设计有一个用於层铺曲面的A摆动坐标轴，C转动坐标轴用於改变铺带前进方向。
通常，ATL铺带头能支持0°、90°、+45°和-45°四种标准角度铺带方向。铺带头一般均设计有供料卷盘、带料导向传送装置、剪切装置、滚动压紧装置和可控加热装置等基本部件。
（1）供料及回收装置
供料卷盘多设在铺带头前上方，带料经过位置检测装置、一对剪裁刀具和带料烘热装置後进入带料导向轮，继而通过导向轮下部後穿过一贴合滚压辊，而後经过压紧辅助装置到达位於铺带头後部的背带回收盘滚轴。通过控制供料滚轴和背带回收滚轴驱动电机从而可控制复材带料层铺送料。Cincinnati将用於复材带料这种送料运动的整个装置定义为U轴。
（2）剪切装置
铺放过程中带料可被切断或剪切成所需角度，这是通过设计有两个剪裁小刀的剪切装置实现的。两剪裁小刀V与Q直线坐标运动装置在结构上完全一样，其移动方向垂直於带料前进的方向。在V轴上设计有D轴，而在Q轴上设计有E轴， 通过VD轴与QE轴可实现将复材带料剪切成所需要的任意角度。应指出的是，剪切仅仅切断复材本身，而不切断背纸料。
（3）加热装置
铺带头上可控加热装置用以控制复材带料升温（Cincinnati机床温控范围26-43℃）产生必要的粘度。可控加热装置和滚压装置构成一个协调整体，可有效使带料层间能良好地粘贴在一起或粘贴在模具型面上（第一层时），并可挤走层间空气。
（4）压紧装置
铺带头上的滚压辊用於压实铺放的带料并有效实现层间粘连且紧贴工件型面。通常压紧直接由压辊提供，层铺贴合滚压压力，Cincinnati机床对复材带宽150mm时为27-133kgf，对带宽300mm为27-173kgf。通常，滚压力是可编程的，可通过控制台由操作人员输入。
此外，ATL机床铺带头一般均装备有光电带料缺陷检测装置，在层铺过程中一旦检测到带料缺陷则控制机床停止层铺运行。
工业应用中的ATL机床
ATL设备自20世纪60年代中诞生以来，经历数十年持续不断发展至20世纪90年代末，在机床结构、层铺工艺、铺层控制、铺带头功能化水平、编程及其使用的复材范围等方面都取得长足进展。随着ATL机床自动化水平、铺放生产率及其可靠性的进一步提高，获得飞机制造用户的普遍认可，推动了ATL机床的实际工业应用。至目前为止，已约有60多台商品化的ATL在飞机工业中应用。
现在能向用户提供商品化的先进ATL机床的制造商为数不多，主要有美国MAG Cincinnati、Ingersoll公司、西班牙MTORRES公司和法国FOREST-LINE公司等几个着名加工机床制造商，以及美国ADC（Automated Dynamics Corp.）、Entec公司等若干专业复材构件加工设备制造商。
1. 高端铺带机（HCTL）在复材构件制造中显身手
大约从上世纪80年代开始至本世纪初（2001年），波音公司就已购置了近20台ATL设备，用於制造B-1/B-2轰炸机、海军A6闯入者飞机和空军F-22战斗机的机翼蒙皮，V-22 Osprey斜旋翼蒙皮，以及C-17军用运输机机翼等复材构件。波音777飞机(1995年)全复材的尾翼蒙皮，其平尾/垂尾翼蒙皮制造也是使用Cincinnati公司CHARGER系列CTLM机床来加工的。
美国Vought航空公司Dallas（达拉斯）工厂也装备有Cincinnati公司大型双龙门双铺带头结构的CTLM，用於生产C-17大型军用运输机水平稳定翼蒙皮壁板，壁板长12.9m，厚15mm，翼根部宽3.6m，翼尖处板厚仅2.5mm，每架飞机需4块（上下各2块），可一次同时铺放2个零件，年生产量约60块。
机床制造商Cincinnati公司研制的CHARGER系列Version 5新一代CTLM，被称为高级曲面型铺带机（HCTL：High Contour Tape Layers)。该HCTL采用低导轨龙门移动结构，导轨高度可按用户实际需求设计。因此，和上文中图3所示Cincinnati的早期ATL机床相比，具有更好的开放性、快速性和结构刚度，更适合於各种平板、轮廓和变几何形状的中大型尺寸飞机中、碳纤维/环氧树脂复材构件的自动层铺加工，铺带速度可达50m/min。
该机床设计有10个NC控制轴，其中5个（XYZAC）用於机床坐标轴联动运动控制，5个用於铺带头带料层铺控制，机床配置新一代CNC控制系统CM-100。X轴基本行程为3.6m，可倍增加长，同时每3.6m处可增长300mm以增加X轴方向运动的柔性；龙门宽度可调，标准机型为5m，Z轴节拍可根据实际需要调整，A轴位於铺带头部，可实现曲面层铺，横梁导轨高度根据实际需要设定。
HCTL铺带头重配安装与操作容易，允许快速简单地从侧面装载宽300mm直径达650mm带料盘，铺带头硬件设计使得150mm或300mm宽带料盘更换快速。铺带头还设计有一个20kHz超声波切刀选件，切厚达15mm）。因此，该选件使用户可直接在ATL机床上对复材工件进行切割，实现剪切和铺带工序在同一台机床上操作，不需要在专门复材切割机床上进行切割工序操作，避免了可能的转序等待以及在复材切割机上加工时的重新装夹定位，从而可缩短复材构件生产周期。
应指出的是，当进行零件切割时需要暂时停止铺带运行，从而导致铺带生产率有所降低。但如前所述，由於不需要转工序进行切割操作，因而复材构件制造的生产率仍可被提高。
至今，MAG Cincinnati公司已为航空工业提供了各种规格的ATL机床达40多台。波音公司在其复材制造中心内已先後安装了8台ATL机床（其中2台为Cincinnati公司HTLM，并对原有2台Cincinnati的CTLM进行了更新改造），用於波音777和787客机中央翼盒、机翼蒙皮等复材整体构件的层铺生产。Cincinnati公司的ATL设备也供给空客公司，用於空客A320、A330、A340-500/600、A380和A400M军用运输机等机翼复材结构件的生产。
2. ATL机床制造机翼梁复材构件
现代大型军用运输机A400M由4台功率7500kW涡轮螺旋桨发动机驱动，每台通过减速装置驱动重约250kg的8个螺旋桨叶（复合材料制造），额定转速850r/min，总共产生超过8,700Nm扭矩力作用在采用CFRP全复材设计的机翼梁构件上。该机翼梁构件由GKN宇航公司制造，使用英国Cytec工程材料公司的碳纤维/环氧树脂增强型预浸料997-2，翼梁长19m，前翼梁分为12m/7m两段，後翼梁分为14m/5m两段，两段间通过复合材料制造的C形夹连接，最长的单段翼梁为14m，宽1.5m。
这些翼梁是应用20m长床身的西班牙MTORRES公司ATL机床生产的，使用复材带料厚0.25mm，采用层铺方式，最厚处达21mm，每层间以不同的纤维向交错铺放以取得最佳的构件强度和硬度，铺放生产率平均为25kg/hr，最高可达36kg/hr，而采用人工铺放仅为0.75kg/hr。据了解，GKN宇航公司原来人工铺放14m长翼梁需要7-8天，采用ATL机床後仅需24hr即可完成；人工铺放最短5m翼梁需180 hr，使用ATL的耗时仅仅为90min。
GKN宇航公司认为，采用ATL机床自动铺放同时结合应用双隔膜成形工艺DDF（Double Diaphragm Forming）制造一个复材构件零件，比采用人工层铺要快25-50倍。
西班牙MTORRES公司制造的开放型低轨高速龙门移动式TORRESLAYUP铺带机，设计有11个数控轴，并采用了模块化设计技术，可根据用户需求进行配置；使用75/150/300mm标准宽度复材带料。机床X/Y/Z轴行程00-6000mm/300-1500mm，C轴±185°，A轴±22.5°；线性轴进给速度15-45m/min，定位精度±0.08mm，配有两个小型超声波切刀用於带料切割。MTORRES铺带头能提供最大的压紧能力，不需频繁使用抽真空方法来取得最佳压紧效果。此外，铺带头上设计有内装式带料缺陷检测系统，并设计有用於构件轮廓检查的激光光幕装置等选件。
3.“双工序”ATL机床制造机翼蒙皮壁板复材构件
法国FOREST-LINE（弗雷斯特-里内）公司在20世纪80年代末（1988年）开发了开放型高架龙门移动式结构的ATL机床。2006年推出了被称为单工序的WR ATLAS（Automatic Tape Laying System）自动铺带机。铺带头可配超声波切刀选件，实现将剪切工序和铺带工序在同一台机床上操作，FOREST-LINE将之称单工序铺带系统。该公司最新开发的被称为双工序的ACCESS/ATLAS复材层铺系统，是由先进复材带料编辑/剪裁系统ACCESS（Advanced Composite Cassette Edit/Shear System）和自动铺带系统ATLAS两台设备组成的。
这是一种将复材带料剪裁工序和带料自动层铺工序分开的复材构件制造技术，故称为“双工序”或称“两步法” ATL设备。ACCESS专用於ATLAS进行带料层铺前，通过执行软件按构件不同铺层要求对原始带料进行编辑剪裁，产生复杂边界的铺层带料，能够自动去除剪裁废料，编辑剪裁好的带料被装在成品带料卷盘盒中，复材带料间设有背纸，卷盘盒装有相应的条形码以供ATLAS铺带机识别。
这样一来，通过ACCESS设备支持，ATLAS机床不仅可实现复杂轮廓形状复材构件的自动化铺带，同时提高了铺带生产率。通常，一台ACCESS设备可支持多台ATLAS铺带机运行，形成一种复材构件多机生产制造环境。ATLAS铺带机采用数控五轴联动（XYZBC）高架龙门移动式结构设计，标准X轴行程8.3m，可扩长，Y轴行程可任选4.15/5/6.5m ，Z轴行程可任选520/750/mm，B摆动轴±30°，C旋转轴±200°。 X/Y/Z轴均采用直线电机驱动，X/Y轴速度60m/min，加速度1.5m/s2，Z轴15m/min，B轴转速16000/min，C轴转速40000/min。其铺带头专为实现层铺高生产率而设计的，供料盘直径675mm，带料可长达800-900m，允许使用50/150mm宽带料，支持0°/±45°/90°四种标准角度铺带方向。同时，设计有双超声波剪切刀和凹凸轮廓层铺自适应系统选件。
此外，为提高ATL机床生产率和铺层柔性，FOREST-LINE ATLAS机床还可组成一种可实现 “双铺带工艺”的双铺带头的ATL机床，即将前述的单工序铺带头和双工序铺带头集成设计在一个铺带头上，前者允许使用宽达300mm带料铺放制造简单轮廓的复材构件，後者则使用通过独立预先剪裁的最宽达300mm带料铺放制造复杂轮廓外形的复材构件。
日本三菱重工（MHI）和富士重工（FHI）都购置了FOREST-LINE此类ATL，用於波音787客机复材机翼上下翼面蒙皮壁板和翼盒的加工制造。FOREST-LINE的ATL机床最早在法国南特空客飞机制造厂应用於ATR飞机复材机翼构件的制造，之後又继续应用在A340-600龙骨梁、A380中央翼盒和军用运输机A400M中央翼盒等复材构件的生产。据报道，目前法国南特空客飞机制造厂已配置有6台ACCESS设备，9台ATLAS铺带机。
4. 用於复材整体构件铺放加工的ATL机床
美国Ingersoll机床公司也是ATL/AFP设备主要制造商之一，该公司制造的ATL机床使用25/75/150mm宽带料，可用於平面或简单曲面类复材整体构件铺放加工，也是采用数控五轴联动（XYZAC）高架龙门移动结构设计，X/Y轴进给速度30m/min，Z轴15m/min。A轴10r/min和C轴20r/min。
这款机床的铺带头也是特别为实现层铺高生产率而专门设计的，包括直径635mm供料盘，双向带料进给驱动和带料张力控制、背带回收卷轴、尾带剥离器、尾带压紧辅助装置、带料加热系统、激光坐标校准系统、T-轴带料校准、双超声波剪切刀具、可编程压力控制的贴合层压装置、激光靶针、电子带料跟踪、自动化电子导向系统和可实现快速带宽变化超调等功能。
在简述上述应用之後，最後应指出的是，根据实际应用对象之不同，ATL机床铺带头功能化水平和复杂程度往往是不一样的。与此同时，从前文中的讨论中也可看出，不同设备制造商生产的ATL机床铺带头虽然各有千秋，独具特色，但就其基本功能而言却是基本相同的。(end)
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模块名称/习题
1-1 混凝土结构的一般概念
1.钢筋混凝土结构中钢筋的主要作用是什么？2.钢筋和混凝土共同工作的条件是什么?
1-2 钢筋混凝土结构的特点和发展趋势
1.与其他结构材料相比，混凝土结构有哪些特点?
2 .学习本课程应注意哪些问题?
课程的主要内容和学习方法
1.学习本课程应注意哪些问题?
2-1 结构设计的一些基本概念
1.结构的功能要求有哪些？什么是结构的可靠性？2.“作用”和“荷载”有什么区别？
2-2 钢筋混凝土结构的设计准则
1.什么是保证率？什么叫结构的可靠度和可靠指标？我国《建筑结构可靠度设计统一标准》对结构可靠度是如何定义的？2.什么是结构可靠概率Ps和失效概率Pf？什么是目标可靠指标？可靠指标与结构失效概率有何定性关系？怎样确定可靠指标？为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率设计方法？其主要特点是什么？
2-3 近似概率极限状态设计方法
1.什么是荷载标准值？什么是可变荷载的频遇值与准永久值？什么是荷载的组合值？2.试说明上述荷载代表值各自有什么意义？在设计中如何采用不同荷载代表值？
2-4 作用变异性分析和代表值确定
1.混凝土强度标准值是按什么原则确定的？混凝土材料分项系数和强度设计值如何确定的？2.钢筋的强度设计值与标准值是如何确定的？分别说明钢筋和混凝土的强度标准值、平均值及设计值之间的关系。
2-5 抗力变异性分析和代表值确定
1.混凝土强度标准值是按什么原则确定的？混凝土材料分项系数和强度设计值如何确定的？
2.钢筋的强度设计值与标准值是如何确定的？分别说明钢筋和混凝土的强度标准值、平均值及设计值之间的关系。
2-6 钢筋混凝土结构受力性能的特点
1.简述钢筋混凝土结构受力工作的哪三个阶段？2.什么是正截面破坏？什么是斜截面破坏？
2-7 钢筋混凝土结构作用效应、抗力的确定方法
1.在钢筋混凝土构件承载能力分析和计算时一般采用哪些基本假设？
2.什么是平截面假定？
2-8 规范的设计表达式
1.我国《建筑结构荷载规范》规定的承载力极限状态设计表达式采用了何种形式？说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则。式中可靠指标体现在何处？2.按正常使用极限状态设计时有几种荷载组合？分别适用于什么情况？
3计算题：某办公楼楼面采用预应力混凝土七孔板，安全等级定为二级。板长3.3m，计算跨度3.18m，板宽0.9m，板自重2.04 ，后浇混凝土层厚40mm，板底抹灰层厚20mm，可变荷载取2.0 ，准永久值系数为0.4.
试计算按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计时的截面弯矩设计值。
3-1 单轴向应力状态下混凝土强度
1.我国规范是如何确定混凝土强度等级的？2.混凝土的立方体抗压强度是如何确定的？3.fck和ftk代表什么含义，它们与fcuk有何关系？
3-2 复合应力状态下混凝土的强度
1混凝土在复合应力状态下的强度有什么特点？
3-3 一次短期加载下混凝土的变形性能
1.混凝土在一次短期加载下的应力应变曲线有哪些特点？混凝土试件达到破坏的标志是什么？2.某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足，根据约束混凝土原理，应该如何加固该柱？3.混凝土变形模量有几种表示方法？混凝土的原点弹性模量和变形模量是怎样确定的？
3-4 长期加载及重复加载下混凝土的变形性能以及混凝土的收缩与膨胀
1.什么是混凝土的徐变？徐变对普通混凝土结构和预应力混凝土结构有何影响？
2.为什么混凝土的长期抗压强度定义为
3.什么是混凝土的疲劳破坏？疲劳破坏时混凝土的应力应变曲线有何特点？4.什么情况下混凝土构件表面会出现收缩裂缝，常用的构造措施有哪些？
3-5 钢筋的物理力学性能
1.国产普通钢筋有哪几种强度等级？HRB400 和HRBF400各代表什么含义？
2.计算承载力时，如何确定钢筋的强度限值？3.混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？
3-6 混凝土与钢筋的粘结
1.什么是粘结力？如何分类？2.钢筋和混凝土之间的粘结力主要由哪几部分组成？变形钢筋的粘结机理与光圆钢筋有什么不同？3.什么是受拉钢筋的基本锚固长度？什么是受拉钢筋的锚固长度？
4-1 梁板的一般构造
1.梁、板的钢筋骨架主要由哪些钢筋组成，其作用是什么？2.什么是混凝土的保护层厚度？应该如何确定？
4-2 钢筋砼梁受弯试验研究（1）
1.钢筋混凝土梁正截面破坏有哪几种破坏形态？各种破坏形态有何破坏特征？2什么是适筋梁的配筋率？理论上适筋梁的最大配筋率和最小配筋率应根据什么条件推导出来？
4-3 钢筋砼梁正截面受弯试验研究（2）
1.简述适筋梁受力三阶段各有什么特点？与计算或验算有何联系？2.画图描述第三阶段末截面应力情况
4-4 正截面受弯承载力计算原理
1.正截面承载力计算的基本假定有哪些？画出按基本假定确定的截面应力图。2.等效矩形应力图的等效原则是什么？画出等效矩形的截面应力图。
3.什么是界限破坏？在同一张应变图中画出界限破坏、适筋破坏及超筋破坏
4.已知单筋矩形截面适筋梁，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）,钢筋采用HRB400（fy=360N/mm2）, 试确定：
（1） 该梁的最大配筋率
（2） 该梁的最小配筋率
4-5 单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算
1.按规范计算的单筋矩形截面适筋梁最大承载力Mu是多少？2.在正截面受弯承载力计算中，对于混凝土强度等级等于及小于C50的构件和混凝土强度等级大于C50的构件，其计算有什么区别？
4-6 正截面受弯承载力的计算系数法
以及双筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算
1.计算系数法有什么优点？2.在什么情况下可采用双筋截面梁？配置受压钢筋有何有利作用？如何保证受压钢筋的强度得到充分利用？3已知矩形梁截面尺寸b×h=250mm×500mm，环境类别为一类，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400，弯矩设计值M=165KNom 求：受拉钢筋截面面积 （答案：As=1139mm2 选筋：2C20+2C18）4.已知一单跨现浇简支板，板厚100mm，环境类别为一类，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB335，跨中弯矩设计值M=12 KNom 求：纵向受拉钢筋和分布钢筋 (答案：受力筋：As=538mm2 选筋：B10@140 ， 分布筋：Φ6@130%)5.已知矩形梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，环境类别为一类，混凝土强度等级为C40，钢筋采用HRB500，纵向受拉钢筋为4D18，承受弯矩M=150KNom 验算此梁截面是否安全 (答案：Mu=207KNom 结构安全)
4-7 双筋矩形截面受弯承载力设计与复核
1.如何理解在双筋截面设计时，取ξ=ξb2.双筋截面验算条件是什么？其含义是什么？3.在双筋截面设计中，若X>ξbh0该如何处理？若X小于2as’该如何处理？4.在双筋截面复核中，若X>ξbh0该如何处理？若X小于2as’该如何处理？5.已知矩形梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，环境类别为一类，混凝土强度等级为C40，钢筋采用HRB400，弯矩设计值M=450KNom 求：受压钢筋截面面积As’和受拉钢筋截面面积As （答案：As’=117.8mm2 选筋：受压钢筋：2C14 As=3450mm2 选筋：受拉钢筋：4C25+4C22）6.已知条件同习题5，但在受压区已配置了3C20钢筋 求：受拉钢筋As （答案：As=2976mm2 选筋：4C22+4C22）7.已知矩形梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，环境类别为二类b，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB500，受拉钢筋3D25，受压钢筋2D18，要求承受弯矩设计值M=200KNom 验算此截面是否安全 （答案：Mu=230% KNom 结构安全）
4-8 T形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算
1.第一类T形截面梁的受弯承载力计算公式与单筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式有何异同点？2.第二类T形截面梁的受弯承载力计算公式与双筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式有何异同点？
4-9 T形截面受弯承载力设计与复核
1.第二类T形截面设计时，当X>ξbh0 时，应如何处理？2.第二类T形截面复核时，当X>ξbh0 时，Mu应该怎样计算？3.已知一肋梁楼盖的次梁，截面尺寸b×h=200mm×550mm，bf’=1000mm,hf’=100mm,环境类别为一类，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级，弯矩设计值M=450KNom 求：受拉钢筋截面面积As （答案：第一类T形截面，As=2777mm2 选筋：3C25+3C25）
4.已知一T形截面梁，截面尺寸b×h=250mm×650mm，bf’=650mm,hf’=100mm,环境类别为一类，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400，弯矩设计值M=550KNom 求：受拉钢筋截面面积As （答案：第二类T形截面，As=2894mm2 选筋：3C25+3C25）
5.某T形截面梁，截面尺寸b×h=250mm×650mm，bf’=450mm,hf’=100mm,环境类别为一类，采用混凝土强度等级为C25，钢筋采用HRB400，配置受拉筋4C25 试计算该梁能承受的设计弯矩 （答案：第二类T形截面，Mu=378.54 KNom 结构安全）
5-1 钢筋混凝土梁的斜截面破坏现象与配筋方式
图示荷载作用下的钢筋混凝土梁。
（1）可能的斜裂缝位置；
（2）防止斜截面破坏的配筋方式。
5-2 钢筋混凝土无腹筋梁斜截面受剪性能
条件相同的无腹筋梁，其斜截面受剪承载力破坏的大小排列为（
A．斜压破坏 斜拉破坏 剪压破坏
B．斜压破坏 剪压破坏 斜拉破坏
C．剪压破坏 斜压破坏 斜拉破坏
D．斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏
图示可行梁截面尺寸b×h=200 mm×500mm，，as=40 mm。求其截面A的剪跨比 λA=？
5-3 钢筋混凝土有腹筋梁斜截面受剪性能
图示梁通长配箍?8@200，试求配箍率ρsv=？
5-4 我国规范的斜截面受剪承载力计算式
按我国规范的斜截面受剪承载力计算式见下：
Vu= Vcs= Vc＋Vsv= αcv ftbh0＋αsv fyv Asv h0／s 。
试回答：式中的αcv 、αsv 取值有何规定？
5-5 斜截面受剪承载力计算方法
根据钢筋混凝土斜截面受剪承载力的设计公式，说明影响承载力大小的主要因素
5-6 斜截面受剪承载力设计方法应用
的梁，箍筋若改为如下配筋方式否可行，图示区段长度a=？
例题5-6-1的梁，若改为如下配筋方式，则其斜截面承载力是否满足要求？
5-7 抵抗弯矩图与斜截面受弯承载力
1.题示钢筋混凝土伸臂梁，跨中截面1-1按M ≤ Mu设计，计算配筋为3 20，其中的1 20须弯上作左支座边截面的弯起钢筋。
要求：说明按抵抗弯矩图要求确定其上弯点的合理位置，并说明理由。
2.为了保证钢筋混凝土受弯构件斜截面有足够的受弯承载力，纵向受拉钢筋弯起时，应满足的要求是（
A. 伸过其充分利用点即可弯起
B. 伸过其不需要点即可弯起
C. 伸过其充分利用点至少0.5h0后方可弯起
D. 伸过其不需要点至少0.5h0后方可弯起
5-8 钢筋混凝土梁配筋构造
1.一钢筋混凝土伸臂梁，矩形截面b×h=250×450mm，均布荷载设计值（g+q）=
40（或20、30、50、60，择其一计算之）（kN/m），梁跨长L1=2.5m，L=6m。墙厚240 mm。采用C30
混凝土，纵筋为HRB400，箍筋为HPB300，as= 40mm。
（1）按正截面与斜截面承载力要求，设计梁的配筋；
（2）根据抵抗弯矩图，确定纵筋的弯起、截断的数量与位置，绘图示梁的配筋施工图。
6-1 普通箍筋柱轴心受压破坏形态与承载力计算
1.受压构件按偏心距分有几种受力状态？
2.轴心受压短柱的破坏特点是什么？
3.轴压短柱承载力分析时采用的平截面假定是什么？
6-2 普通箍筋长柱轴心受压破坏形态与承载力计算
长柱与短柱的破坏形态有哪些不同？其主要影响因素分别是什么？什么是长细比和稳定系数？
长柱的承载力计算公式与短柱相比有哪些不同？徐变对普通箍筋柱各组分材料的应力分布有何影响？
[计算]已知某框架底层内柱，截面尺寸 ,计算长度 ,轴心压力设计值 ，混凝土强度等级为C40，钢筋采用HRB400级。
求纵向钢筋截面面积。
6-3 螺旋筋柱轴心受压破坏形态及承载力计算
1.与普通箍筋柱相比，配置螺旋筋后柱的破坏形态有哪些变化？
什么是约束混凝土和间接配筋？
6-4 偏心受压柱的破坏形态
1.偏心受压短柱有哪几种破坏形态？
2.每种破坏形态产生的条件是什么？
3.怎么判别长短柱？
4.长柱与短柱的各种破坏类型及其破坏曲线？
5.哪些情况下发生材料破坏或失稳破坏？
6-5 偏心受压长柱的二阶弯矩
1.什么是二阶效应？
什么是附加偏心距及其如何取值？
2.哪些情况下需要考虑二阶效应（附加弯矩）的影响？
6-6 偏心受压构件正截面承载力计算的基本公式
偏心受压构件正截面承载力计算的基本假设是什么？
如何区分大小偏心受压构件？
大小偏压构件承载力计算在适用条件上有哪些不同？
6-7 矩形截面不对称配筋的计算方法
1.大、小偏心受压构件的基本计算公式分别是什么？
2.受压钢筋和受拉钢筋均未知的情况下，如何进行大偏压构件的截面设计？
3在已知受压钢筋的情况下如何进行大偏心受压构件的截面设计？
4. 小偏心受压构件的截面设计步骤是什么？
5.对于计算出的钢筋面积为什么会有最小配筋率的要求？
已知受压钢筋采用4C20，混凝土强度等级为C40，构件的计算长度 。
求受拉钢筋截面面积（计算时暂不考虑二阶效应）。
6-8 矩形截面对称配筋的计算方法
1.钢筋混凝土梁正截面破坏有哪几种破坏形态？各种破坏形态有何破坏特征？
2.什么是适筋梁的配筋率？理论上适筋梁的最大配筋率和最小配筋率应根据什么条件推导出来？
6-9 Mu—Nu相关曲线的特点及应用
1.在大偏压情况下，M随N的发展关系如何？在小偏压情况下，M随N的发展关系又如何？什么情况下，偏压构件的抗弯能力最大？
7-1受拉构件的截面承载能力
1. 轴心受拉构件的破坏过程分为哪几个阶段？
2.与轴心受压构件相比，轴拉构件正截面受拉承载力计算有什么不同？
8-1纯扭构件的受力分析
1.举例说明承受扭矩作用的构件
2.什么是平衡扭转和约束扭转？
3.纯扭构件破坏特征有哪些？
4.如何计算矩形、T形、工字形及箱形截面抗扭塑性抵抗矩 ？
8-2纯扭构件的受力分析
1.钢筋混凝土梁正截面破坏有哪几种破坏形态？各种破坏形态有何破坏特征？
2.什么是适筋梁的配筋率？理论上适筋梁的最大配筋率和最小配筋率应根据什么条件推导出来？
8-3复合受扭构件的受力分析
1.钢筋混凝土梁正截面破坏有哪几种破坏形态？各种破坏形态有何破坏特征？
2.什么是适筋梁的配筋率？理论上适筋梁的最大配筋率和最小配筋率应根据什么条件推导出来？
8-4 受扭构件计算方法汇总及构造措施
1.满足何条件可不需计算剪扭承载力按构造配纵筋和箍筋？
2.剪扭不相关条件是什么？
3.为何抗扭纵筋要沿截面均匀布置？
4.抗扭箍筋的弯钩角度和长度有何要求？
9-1 钢筋混凝土构件裂缝宽度的分析和验算
1.简述裂缝的出现、分布和开展的过程和机理。
9-2 裂缝宽度计算理论和方法
1.预应力钢筋混凝土构件裂缝截面钢筋应力按哪种荷载组合计算？
9-3 规范最大裂缝宽度验算公式
(1)最大裂缝宽度计算公式是怎么建立的？
(2)为什么不用裂缝宽度平均值而用最大值作为评价指标。
(3)已知：某钢筋混凝土屋架下弦，
b*h=200mm*200mm，轴向拉力准永久值Nq=130kN，有4根HRB400直径14mm的受拉钢筋，C30等级混凝土，保护层厚度c=200mm,W=0.2mm。
求：验算裂缝宽度是否满足要求？当不满足时如何处理？
9-4 钢筋混凝土受弯构件的变形分析
1.何谓构件截面的弯曲刚度？它与材料力学中的刚度相比有何区别和特点。
9-5 钢筋混凝土梁截面抗弯刚度的计算方法
怎样用解析刚度法建立受弯构件短期刚度计算公式？
9-6 钢筋混凝土梁挠度的验算
(1)何谓“最小刚度原则”？试分析应用该原则的合理性。
9-7 耐久性设计
1.何谓混凝土构件截面延性？其表达方式和影响因素是什么？
2.影响混凝土结构耐久性的主要因素是哪些？怎样进行耐久性概念设计？
10-1 单向板肋梁楼盖基本概念
1.根据图示楼板结构的布置方式（梁柱承重，无承重墙），楼面荷载为10kN/m2。
要求：（1）说明结构的基本组成；（2）假定梁、板的截面尺寸；
（3）在平面图上示意绘出荷载作用下的传力路线。
（提示：梁–梁连接按简支简化考虑。）
（A）楼板结构
（B）楼板结构
2.写出钢筋混凝土肋形楼盖区分其为单向板或双向板的条件。
3.描述现浇钢筋混凝土单向板肋形楼盖的结构布置方法。
4.说明主梁、次梁、板的截面尺寸假定方法。
10-2 单向板肋梁楼盖的计算简图
图示现浇钢筋混凝土楼盖结构平面布置图。楼面做法：20mm厚水泥砂浆面层，钢筋混凝土楼面板，20mm厚纸筋灰粉底。楼面使用荷载按商场取用（3.5 kN/m2）。
要求：（1）说明楼盖结构的型式与构件组成方式；（2）确定板、次梁、主梁的构件截面尺寸。
（3）确定板、次梁、主梁的计算简图。
（1）楼盖结构的型式与构件组成方式
（2）板、次梁、梁截面尺寸
板厚h≮l板 /40=
次梁h= l次梁 /(12~18)=
主梁h= l主梁 /(8~14)=
选用：板厚h=100mm，次梁b×h=250×500mm，主梁b×h=250×600mm，柱b×h=350×350mm。
（3）计算简图
1）板计算简图
取单位板带（b=1m），按五等跨连续板计算，计算跨度l=2m，恒、活载为均布荷载。
荷载计算：水泥砂浆面层 20（kN/m3）×0.02（m））×1（m） = 0.40N/m
钢砼板 ?25（kN/m3）×（? ）（m）×（? ）（m） =
纸筋灰粉底 16（kN/m3）×0.02（m））×（? ）（m） = 0.32N/m
荷载标准值： 恒载gk
= 0.40+2.5+0.32= 3.22 kN/m
活载qk = 3.5（kN/m2）×
= 3.5 kN/m
2）次梁计算简图
次梁按四等跨连续梁计算，计算跨度l=6m，恒载、活载为均布荷载。
荷载标准值： 恒载 板传来 3.22（kN/m）×2（m）/1（m ）=
6.44 kN/m?
次梁 自重 25（kN/m3）×（
）= 2.5 kN/m
16（kN/m3）×（
0.256 kN/m
6.44 +2.5 +0.256= 9.196 kN/m
活载 板传来qk= 3.5×（ ） = 7.0
3）主梁计算简图
主梁按二等跨连续梁，计算跨度l=6m，恒载、活载均为集中荷载。
荷载标准值：（主梁自重按次梁间距长(2m)分段折算简化为集中荷载）?
恒载 主梁 自重 25（kN/m3）×（
）（m）×(0.6－0.10)（m）×2（m）=
粉刷 16（kN/m3）×0.02（m）×（
）（m）×（ ）×2（m）= 0.64 kN
次梁传来9.196（kN/m）×（
55.176 kN Gk= 6.25+（
活载 次梁传来 Qk= 7.0（kN/m）×6（m）= 42 kN
【提示与思考】
（1）取连续梁（板）计算简图时，实际跨数&5跨时，取实际跨数；实际跨数≥5跨时，取5跨。
（2）本题为使内力分析时计算简化，将主梁自重按次梁间距分段折算为集中荷载处理，计算简图见题示；
若不考虑计算简化因素，主梁自重按可按均布荷载gk计算：
gk=25×0.25×(0.6－0.10)
+16×0.02（m）× (0.6－0.10)×2=3.445 kN/m
【习题10-2-2说明楼面荷载作用下，单向板肋形楼盖的传力路线。
【习题10-2-说明计算简图的结构形式与荷载的确定方法。
10-3 连续梁、板按弹性理论的内力计算
【习题10-3-1】图示二跨连续梁跨长L=6m.，梁上作用恒载标准值 G =20 kN，活载标准值P =30
【要求】绘梁的弯矩包络图。 【习题10-3-2】说明按弹性理论方法的分析连续梁内力的方法。
10-4 连续梁、板的截面设计方法
【习题10-4-1】试说明钢筋混凝土连续梁截面配筋设计的内容、方法与步骤。
【习题10-4-2】图示为一房屋的现浇钢筋混凝土楼盖，按弹性方法设计的楼板配筋如下表所示。
第一内支座
分布筋及构造配筋
【要求】 在题图平面上，按分离式绘板配筋图，并标明分布筋与其他构造钢筋配置。
【习题10-4-3】图示为一两跨钢筋混凝土梁，经计算确定的配筋如下表所示。
As6、As7、As8、As9
?8@200（沿梁长统长设置）
【要求】（1）根据上表及下图所示的配筋方式，绘制该梁截面配筋图1-1、2-2、3-3；
（2）当L1= L2 =6 m，试确定图示尺寸L3与 L4，并说明取值依据。
10-5 单块双向板按弹性理论设计方法
钢筋混凝土楼面板A、B如图示。板厚100 mm，板面水泥砂浆30 mm，板底抹灰20 mm，砖墙240 mm。使用荷载标准值为5 kN/m2。采用C25混凝土，HPB235钢筋。
要求：按弹性方法设计板配筋，绘板配筋图。
10-6 连续双向板按弹性理论设计方方法
连续双向板
某钢筋混凝土楼面结构如图示。恒载标准值3 kN/m2，使用荷载标准值为5 kN/m2。
要求按荷载标准值确定：
（1）板A的跨中截面、支座截面的弯矩值；
（2）板B的跨中截面、支座截面的弯矩值。
（提示：1）跨中截面最大弯矩
M11 = m11（q/2）l2
M12 = m12（g+ q/2）l2
M1 = M11+ M12
M21 = m21（q/2）l2
M22 = m22（g+ q/2）l2
M2 = M21+ M22
M2μ = M1+μM1
( 2）支座截面最大弯矩
M10 = m1’（g+ q）l2
M20 = m2’（g+ q）l2
10-7 双向板支承梁设计方法
现浇钢筋混凝土梁板结构平面尺寸见图示。L=
4 m.，L1=6 m。板厚100 mm，楼面梁200 mm×
600 mm；恒载按钢筋混凝土梁板（γ =25 kN/m3）计算（面层及粉刷不计）。使用荷载标准值为2 kN/m2。
要求：（荷载与内力值，均按标准值计算）
（1）在平面图上示意绘出楼面梁受荷范围；
（2）绘楼面梁的计算简图（按简支梁简化）；
（3）求楼面梁的最大弯矩值、最大剪力值。
10-8 连续梁、板按塑性理论的内力计算
（1）按题示图，描述【例题10-8】梁的塑性内力重分布过程；
（2) 解释何谓“完全的内力重分布”？这与按塑性方法
设计时要满足的条件“0.1≤ξ≤0.35”有无关联？
10-9 现浇板式楼梯设计
【习题10-9】图示板式楼梯，选用纵筋 ?10@ 150。分布钢筋每踏步下1?6。
要求：（1）绘梯段斜板部分的
（2）说明斜板抗弯承载
力按M=(g+q)l2/10
设计的理由。
10-10 雨篷结构
图示为一混合结构房屋的底层门洞上方的钢筋混凝土雨蓬配筋示意图。
（1）简述该雨蓬结构设计的主要内容与相关要求；
（2）简述雨蓬板的受力特点与配筋设计方法；
（3）简述雨蓬梁的受力特点与配筋设计方法。
11-1 单层厂房的结构形式、组成和荷载
1.单层厂房由哪些主要承载构件组成？各有什么作用？
11-2 单层厂房受力分析和结构平面布置
1.单层厂房中有哪些变形缝？它们的作用如何？
11-3 单层厂房结构剖面尺寸确定和支撑
1.屋盖系统有哪些支撑?试述各种支撑的作用和布置原则。
11-4 排架计算简图和荷载整理
1.排架的计算简图有何基本假定？在什么情况下基本假定不适用？ 2.画出恒载、屋面活荷载的计算简图。
11-5 吊车荷载计算
作用在排架上的吊车竖向荷载及,吊车水平荷载是如何计算的？画出吊车垂直荷载及，吊车水平荷载的计算简图。
11-6 风荷载计算及剪力分配法
某两跨等高排架，，跨度18m，温度区段长60m，一端有山墙，一端无山墙，每跨内有20/5t桥式吊车各两台，在A,B柱牛腿顶面力矩
Mmax=202.1 kN·m ,Mmin=88.6kN·m,I1=2.13×109mm4,I2=14.52×109
mm4,I3=5.21×109 mm4,I4=17.76×109
mm4,上柱高H1=3.9m，柱全高H=13.10m，求排架内力（用剪力分配法），画出M、N、V图
【11-6.2】某两跨等高排架，条件同上题，作用风荷载q1=3.06kN/m，q2=1.9kN/m，Fw=29.3kN,用剪力分配法求排架内力，画出M、N、V图
11-7 空间作用考虑与内力组合
1.什么是不同种类内力组合？什么是同种内力组合？内力组合时应主要哪些事项？对内力组合值时怎样考虑的？2.什么是单层厂房的整体空间作用？单层厂房整体作用的程度和哪些因素有关？何种条件时按整体空间作用计算？
11-8 排架计算中的几个问题与柱子形式
1.在“抽柱”情况时排架内力应该如何计算？
11-9 单层厂房柱和牛腿的设计
1.什么叫长牛腿、短牛腿？牛腿的计算简图如何取？牛腿设计有什么构造要求？2.设计矩形截面单层厂房柱时，应着重考虑哪些问题？
12-1 多层框架结构设计基本概念
1.钢筋混凝凝土框架结构按施工方法的不同有哪些形式？各有何优缺点？2.什么是框架结构？有何特点？框架结构的布置原则是什么？
12-2框架结构的计算简图
1.何谓框架结构中的“铰接点”与“刚接点”?2.怎样确定框架梁柱轴线?
12-3框架结构内力与水平位移的近似计算方法
试分析框架结构在水平荷载作用下，框架柱反弯点高度的影响因素有哪些？
利用反弯点法计算下图所示框架结构的内力（弯矩、剪力、轴力）和水平位移。图中各杆件旁标出了线刚度，其中。
12-4 Ｄ值法及水平侧移控制
1.试分析单层单跨框架结构承受水平荷载作用，当梁柱的线刚度比有零变到无穷大时，柱子反弯点高度如何变化?2.D值法中D值的物理意义是什么？
12-5 多层框架内力组合及框架内力图示意
框架结构设计时一般可对梁端负弯矩进行调幅，现浇框架梁与装配整体式框架梁的负弯矩调幅系数取值是否一致？哪个大？为什么？内力组合式，如何考虑框架结构竖向活荷载最不利布置？某单层单跨刚架结构的计算简图如下，混凝土强度等级为C25，纵向受力钢筋为HRB400级钢筋，箍筋为HPB300级钢筋，。梁截面尺寸为，上下对称配筋，各配有2C20通长布置，箍筋为A8@100双肢均匀布置。柱截面尺寸为，内外侧对称配筋各配有4C25通长钢筋，箍筋为A10@100四肢均匀布置。承受竖向荷载标准值N=300kN，不考虑构建自重，不考虑P-效应，求当该钢架结构处于承载能力极限状态时的水平作用力F（提示：在梁端出现塑性铰后，该钢架所承受的水平力仍可增加，至柱底出现塑性铰时，刚架结构才处于承载能力极限状态）。
12-6 无抗震设防要求时框架结构构件设计
1.钢筋混凝土框架柱计算长度的取值与框架结构的整体侧向刚度有何联系？2.框架梁、柱纵向钢筋在节点内的锚固有何要求？
12-7 多层结构基础
1.基础类型有哪几种？各有什么特点？2.在进行条形基础设计时一般做哪些假定？条形基础内力计算的方法有哪些？