混凝土思考題參考答案

1、第十二章思考題及習(xí)題1和5答案12.1單層廠房排架結(jié)構(gòu)中，哪些構(gòu)件是主要承重構(gòu)件？單層廠房中的支撐分幾類 ？支撐的主要作用是什么？答：主要承重構(gòu)件有：屋蓋結(jié)構(gòu)、吊車梁、排架柱、抗風(fēng)柱、基礎(chǔ)梁、基礎(chǔ)單層廠房中的支撐：屋架間垂直支撐、橫向、縱向水平支撐以及天窗架支撐和柱間支撐支撐的主要作用是：增強(qiáng)空間剛度及穩(wěn)定性，傳遞風(fēng)荷載和水平吊車荷載。2.2排架內(nèi)力分析的目的是什么 ？排架內(nèi)力分析的步驟是怎樣的 排架內(nèi)力分析的目的是：為了獲得排架柱在各種荷載作用下，設(shè)計(jì)柱的依據(jù)；同時(shí)，柱底截面的最不利內(nèi)力，也是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的依據(jù)， 矩圖、軸力圖及剪力圖（M圖、N圖及V圖）。排架內(nèi)力分析的步驟是：等高排架在水平荷載

2、作用下的內(nèi)力分析方法采用剪力分配法, （1）在柱頂水平集中力F作用下控制截面的最不利內(nèi)力， 作為并繪制出排架柱的彎步驟如下:等高排架在柱頂作用一水平集中力F，在F作用下，柱頂產(chǎn)生水平位移。沿柱頂將橫梁與柱切開，在切口處代之一對(duì)剪力，如圖2-4-16（b）所示。02-4-16f弘E2-4-17二"有:nF二殲+卩2+ + ” +乙-工片/=1取橫梁為脫離體，由平衡條件又知，在單位水平力F=1作用下，柱頂水平側(cè)移為 丄:。反之要使柱頂產(chǎn)生單位水平位移即u =1,則需在柱頂施加的水平集中力。如圖2-4-17所示。對(duì)于相同材料的柱，柱越粗，所需的1/越大，即所需施加的水平力越大。丄反映了柱子

3、抵抗側(cè)移的能力，故稱為柱子的抗側(cè)剛度。77A切開后的排架拄頂作用有水平力 i，在作用下產(chǎn)生柱頂位移為 r，根據(jù)上面分析可得巧叫（二2ii）等高排架，當(dāng)各跨橫梁EA :;時(shí)，有:nFF/=1將、（3）式代入式，得：1 111二廠他 + 丁況2 +八"+ 丁館j +八"+ 就刃 血山血Al. ” 1由此可得：比）將式代回式得：式中殆二丄/£1稱為第i根柱的剪力分配系數(shù)，它等于i柱的抗側(cè)剛度,且一丄1可求出分配系數(shù)7作用下的柱截面內(nèi)力。,從而求出各柱頂剪與整個(gè)排架柱總的杭側(cè)剛度的比值丄1值可按附圖1計(jì)算，由7力，最后按靜定懸臂柱求出在已知F按抗側(cè)剛度分配由此可見(jiàn)，剪力分

4、配法就是將作用在頂部的水平集中力 給各柱,再按靜定懸臂柱求解柱子內(nèi)力的方法。(2)在任意荷載作用下均布風(fēng)荷載作用下，如圖2-4-18(a)所示。-1E12-4-10對(duì)于上述結(jié)構(gòu)，不能直接應(yīng)用剪力分配法求解其內(nèi)力，但可通過(guò)間接的方法利用其原理解決問(wèn)題，其分析步驟如下： 將原結(jié)構(gòu)如圖2-4-18 ( a)分解為(b)和(c)兩個(gè)部分，在(b)排架柱 頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座，以阻止排架側(cè)移。在風(fēng)荷載的作用下，在附加支座內(nèi)將 產(chǎn)生支反力R。為保證組合結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)(a)受力相同，故在結(jié)構(gòu)(c)中柱頂施 加一個(gè)反方向力Ro 求解(b)排架的柱頂剪力.由于橫梁剛度EA = 】，故(b)中各柱頂位移 A=0 ，

5、從而可以將(b) 排架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為如圖中(d)所示的兩個(gè)一次超靜定柱，其反力分別為 和 o應(yīng)用力法或查附圖8即可求出在均布水平荷載作用下各柱頂?shù)姆戳?L，其V也就是該柱頂?shù)募袅Α８綀D8 求出總支反力R/=! 求解(c)排架的柱頂剪力上圖中(c)排架為一柱頂作用水平集中力的等高排架，可應(yīng)用剪力分配法求解其內(nèi)力，即按各柱的抗側(cè)剛度將 R分配到各柱，得到各柱頂剪力r: J 迭加圖中（b）與（c）各柱頂?shù)募袅?，得柱頂總剪?1 卩i書+滄 根據(jù)柱頂剪力T及柱上所受均布荷載計(jì)算各柱的彎矩。12 .3D max、D min 禾口 T max 是怎樣求得的？答：Dmax = QDmax,k = Q '

6、Pmax, yiDmin= QDmin, k = Q 一巳"k：yi = Dmax pmax,k1TkT max= D max ' ' DFmax, kmaxG (G2,k + G3,k )4Fmax, kDmax指吊車在滿載運(yùn)行時(shí)，吊車梁作用在廠房橫向排架柱上的最大壓力。Dmin :與丄二相對(duì)應(yīng)的排架另一側(cè)柱上的壓力。Tmax：指載有額定最大起重量的小車在行駛中突然剎車在排架柱上產(chǎn)生的水平制動(dòng)力。Pmax,k、Pmin,k可根據(jù)吊車型號(hào)、規(guī)格查產(chǎn)品目錄得到。12.4排架柱“抗剪剛度”或“側(cè)向剛度”的物理意義是什么？任意荷載作用下，等高鉸接排架的剪力分配法是怎樣的 ？

7、答:排架柱“抗剪剛度”或“側(cè)向剛度”的物理意義是：1要使柱頂產(chǎn)生單位水平位移，在柱頂施加的水平力，材料相同時(shí)，柱越粗壯，需在柱圖昭6葩就們射;肋肱 U 頂施加水平力越大，反映柱抵抗側(cè)移的能力指標(biāo)稱為 任意荷載作用下，等高鉸接排架的剪力分配法是：i）解決思路由已求出在頂點(diǎn)水平力作用時(shí)排架柱頂剪力計(jì)算， 設(shè)法將任意荷載化成頂點(diǎn)水平力，由位移法啟發(fā)， 在柱頂加水平鏈桿，使各柱為一次超靜定結(jié)構(gòu)，然 后求出超靜定結(jié)構(gòu)柱子的內(nèi)力和附加水平鏈桿反力 R。因?yàn)殒湕U是假設(shè)的，故應(yīng)在排架上加一大小相等、 方向相反水平力 R來(lái)抵消，最后內(nèi)力由兩種情況疊 加得到。ii）解題步驟 附加水平鏈桿，并求各柱內(nèi)力和柱頂反力R

8、; 將R反向作用，但剪力分配法求各柱頂彎力； 由+得最后內(nèi)力。12.5什么是不同種類內(nèi)力的組合 ？什么是同一種內(nèi)力的組合 ？?jī)?nèi)力組合時(shí)應(yīng)注意哪些事項(xiàng) ？對(duì) 內(nèi)力組合值是怎樣評(píng)判的 ？答：不同種類內(nèi)力的組合是：同一個(gè)控制截面的三種內(nèi)力（軸向壓力N、彎矩M、水平剪力V ）使其截面的承載力是最不利的有效組合，一般有以下四種,(1)及相應(yīng)的N、V(2)及相應(yīng)的M、V(3)-一及相應(yīng)的N、V同一種內(nèi)力的組合是：對(duì)某個(gè)控制截面的冋一種內(nèi)力的各種荷載效應(yīng)進(jìn)行組合能得到最不利(4)L及相應(yīng)的M、V值的內(nèi)力組合，有以下兩類，（1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合 恒載+任一活載； 恒載+0.85 （任兩個(gè)或以上活載之和

9、）（2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合 內(nèi)力組合時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng):（1 ）每次組合，只能以一種內(nèi)力+ "工、1二、厶或II為目標(biāo)，決定活荷載的取舍,恒載產(chǎn)生的內(nèi)力在任一種組合中，都必須考慮。 風(fēng)荷載有左風(fēng)與右風(fēng)兩種情況，但對(duì)一種組合只能取二者之一。D D吊車豎向荷載有二二和：一一二，組合時(shí)也只能取二者之一。 匚、 吊車水平何載丄有左右兩個(gè)方向，組合時(shí)取二者之一。n D Tn并按這些荷載求得相應(yīng)的其余兩種內(nèi)力。（2）(5)（3）（6）在同一跨內(nèi)，丄二和一丄與二二不一定同時(shí)發(fā)生，故在組合中有丄二或D TTD D -'-.r:i時(shí)，不一定要有二一；。但在組合中有二二時(shí)，則必有二_；或.I

10、'I，因?yàn)榈踯囁胶奢d不可能脫離其豎向荷載而單獨(dú)存在。（7）在每一種組合中，M、N、V都是相對(duì)應(yīng)的，即是在相同荷載作用下產(chǎn)生的。此外，在N N組合或一二時(shí)，對(duì)于N = 0的內(nèi)力，雖然將其組合并不改變N值，但只要增大了M，也是截面的不利組合。（8 ）對(duì)于有多臺(tái)吊車的廠房，荷載規(guī)范規(guī)定：吊車豎向荷載，對(duì)單跨廠房，最多只考慮2臺(tái)吊車；多跨廠房最多考慮 4臺(tái)。吊車水平荷載，無(wú)論單跨或多跨廠房， 最多只考慮2臺(tái)。 同時(shí)又規(guī)定：多臺(tái)吊車引起的內(nèi)力參與組合時(shí)，對(duì)其內(nèi)力要按表2-4-2的規(guī)定進(jìn)行折減。吊車數(shù)(臺(tái))工作制(級(jí))折減系數(shù)2中、輕0.9重0.954中、輕0.8重0.85對(duì)內(nèi)力組合值是的評(píng)判：

11、1) 、N相差不多時(shí)，M大的不利；2) 、M相差不多時(shí)，凡 M/N>0.3 h0的，N小的不利；M/N < 0.3 h0的，N大的不利。12.6什么是廠房的整體空間作用 ？答：廠房的各個(gè)排架與排架或排架與山墻之間不能單獨(dú)變化，而是互相制約的成一整體的作用。12.7設(shè)計(jì)矩形截面單層廠房柱時(shí)，應(yīng)著重考慮哪些問(wèn)題？答：12.8柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟和要點(diǎn)是什么？答：確定基礎(chǔ)底面尺寸；基礎(chǔ)高度確定；基礎(chǔ)底板配筋； 構(gòu)造要求：(i) 底面形狀：軸壓為正方形，偏壓為矩形，a/bw 3(ii) 材料砼玄C15,鋼筋I(lǐng)級(jí)或n級(jí)， d< 8mm, S > 200(iii) 墊層C10,厚

12、100mm，兩邊挑出100mm(iv) 杯口形式和柱的插入長(zhǎng)度 ，見(jiàn)課本P162表12-512.9吊車梁的受力特點(diǎn)是什么 ？答：吊車荷載具有移動(dòng)性、吊車荷載具有重復(fù)性、吊車荷載具有動(dòng)力性、吊車荷載是偏心荷載1)第十二章習(xí)題112. 1某單層單跨廠房.跨度18m.柱距Em,內(nèi)有兩10t的A4級(jí)橋式吊車。 試求該柱承受的吊車豎向荷載D時(shí)和橫向水平荷載九"起重機(jī)有 關(guān)資料如下：吊車跨度= 16, 5m,吊車寬B =55m,輪距K = 4. 4m*吊車意質(zhì)董l&Ot*小車質(zhì)量3. 94t,額定起重量10t,戳丸輪壓標(biāo)準(zhǔn)值 PllSkN,解：根據(jù)已知查課本附錄12得Pmin,k =25

13、kN ,表12-1得B =0.9 ; ?q=1.4，口 =0.12吊車最不利輪壓位置及吊車梁反力影響線如下圖所示,B = 5550H 二 5550i = 4400 .帆匚K = 4400.11入丄C u CTO1 JLI薊00J60001根據(jù)比例關(guān)系，可得：y-i = 1, 丫2 = (6 4.4) /6,3 = (6 1.15) / 6, y4 = (6 '5.55)/6、'yi =1 (6 -4.4)/6 (6 -1.15)/6 (6-5.55)/6=2.15豎向荷載Dmax=Dmax,k = 'q PPmax,yi =1.4 X 0.9 X 115 X 2.15=

14、311.535 kNDmin= ，QDmin,k = QPnin,迄 yi =1.4 X 0.9 X 25X 2.15=67.725 kN(G2,k + G3,k)Tmax_ - DmaxPnnax,k10.12 0.9 (3.94 10) 10-311.535 4=10.2 kN1152)第十二章習(xí)題512烏某單層廠房現(xiàn)澆柱下獨(dú)立錐形擴(kuò)展基礎(chǔ)，巳知由柱傳來(lái)基礎(chǔ)頂面的軸向壓 力標(biāo)準(zhǔn)值 Nt=920kN.彎Mk -276kN * 剪力 Vk-25kN?設(shè)計(jì)值 N= M=1貂E m、V=181d剪力對(duì)基礎(chǔ)底面嚴(yán)生的彎矩與作用在 基礎(chǔ)頂面的彎矩是同一方向的"柱載面尺寸庁XA=400mm乂6

15、00mm地基 承載力特征值fh = 200kN/m t基礎(chǔ)理深基礎(chǔ)采用C冗混凝土， 1IRK335級(jí)鋼筋°試設(shè)計(jì)此基礎(chǔ)并繪出基礎(chǔ)平面、剖面和配筋圖°解：1)初步確定基礎(chǔ)高度和杯口尺寸由課本表12-5,柱的插入深度 =600mm,所以杯口深度為 600+50=650mm。杯口頂部尺寸，寬為 400+2 X 75=550mm，長(zhǎng)為 600+2 X 75=750mm ;杯口底部尺寸，寬為400+2 X 50=500mm，長(zhǎng)為 600+2 X 50=700mm。由課本表 12-5，取杯壁厚度t =200mm,杯底厚度 宀=200mm，杯壁高度 h2 = 300mm ,、'一

16、2 = 200mm。根據(jù)以上尺寸，初步確定基礎(chǔ)總高度為600+50+200=850mm。2）確定基礎(chǔ)底面尺寸先按軸心受壓估算，設(shè)基礎(chǔ)埋置深度d =1.3m，可得d9202A >5.29mfa%d 200 201.3將其增大20%40%，補(bǔ)步選用底面尺寸為：b =3.0m,l = 2.4m。223W =lb /6=2.4 X 3 /6=3.6mGk imbld =20X 3X 2.4X 1.3=187.2 kNpk ,maxNk Gk Mk VkhblW920 187.23 2.427625 0.853.62 2二 236.3 kN /m <1.2 fa =240 kN / mPk ,minNkGkblMk Vkh 920 187.2W -3 2.427