2021春季建筑結(jié)構(gòu)形考冊(cè)作業(yè)2

2021春季建筑結(jié)構(gòu)形考冊(cè)作業(yè)21.軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)是長(zhǎng)柱承載力與短柱承載力的比值，在截面相同、配筋相同和材料相同的條件下。2.在軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算中，當(dāng)鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值小于400N/mm2時(shí)，取鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fy'；當(dāng)鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值大于400N/mm2時(shí)，取鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為fy''。3.鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件的破壞特征是先受拉鋼筋屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎。4.混凝土受壓區(qū)高度大于或等于偏心距的為大偏心受壓構(gòu)件，反之為小偏心受壓構(gòu)件。5.根據(jù)混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的方法不同，可以分為先張法和后張法。6.混凝土施加預(yù)壓完成之前出現(xiàn)的預(yù)應(yīng)力損失稱為第一批損失，混凝土施加預(yù)壓完成后的損失稱為第二批損失。7.預(yù)應(yīng)力混凝土對(duì)混凝土的性能要求包括強(qiáng)度高、收縮、徐變小、快硬、早強(qiáng)、彈性模量高。8.單層廠房中的主要受力構(gòu)件是屋面梁或屋架、柱和基礎(chǔ)，按結(jié)構(gòu)形式可分為排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)。9.排架結(jié)構(gòu)分無(wú)檁體系和有檁體系兩種。無(wú)檁體系由大型屋面板、屋面梁或屋架及屋蓋支撐組成，有檁體系是由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支撐組成。10.單層廠房的支撐包括屋蓋支撐和柱間支撐兩部分。選擇題：1.答案為D，配置縱筋的作用是幫助混凝土承受壓力，減少構(gòu)件截面尺寸。2.答案為C，軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)主要與長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)。3.答案為B，鋼筋混凝土大、小偏心受壓構(gòu)件破壞的根本區(qū)別在于，當(dāng)截面破壞時(shí)，受拉鋼筋能否達(dá)到鋼筋的抗拉強(qiáng)度。4.答案為D，鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件界限破壞時(shí)，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土壓碎同時(shí)發(fā)生。5.答案為C，先張法的施工工序是先張拉鋼筋，并將其固定，澆注混凝土后，馬上放松鋼筋。(3)將預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過(guò)孔道，并用張拉機(jī)具張拉至控制應(yīng)力；(4)錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋，并進(jìn)行切斷和防銹處理；(5)填充孔道，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。先張法和后張法都是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中常用的施工方法。先張法是先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后澆注混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再放松鋼筋。而后張法則是先澆注混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼筋。兩種方法都需要在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉，并在錨固后進(jìn)行切斷和防銹處理。先張法適用于較大跨度的結(jié)構(gòu)，而后張法適用于較小跨度的結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力損失類型中，后張法預(yù)應(yīng)力損失不包括溫差損失。預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中必須考慮的問(wèn)題，其中包括錨固回縮損失、摩擦損失、應(yīng)力松弛損失和溫差損失等。而后張法預(yù)應(yīng)力損失不包括溫差損失，其他損失類型仍然需要考慮。條件相同的鋼筋混凝土軸拉構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件相比較，預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件的承載力更高。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和抗裂性能。因此，條件相同的情況下，預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件的承載力更高。吊車梁的作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度，并保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用階段的穩(wěn)定和安全，同時(shí)起傳遞風(fēng)載和吊車水平荷載或地震力的作用。吊車梁是廠房結(jié)構(gòu)中常用的構(gòu)件之一，其作用在于增加結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，并承擔(dān)風(fēng)載和吊車荷載等作用。在一般單階柱的廠房中，柱的上柱底部、下柱的底部與頂部截面為內(nèi)力組合的控制截面。內(nèi)力組合是指在廠房使用過(guò)程中，柱子所承受的各種荷載和力的組合。在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，需要確定內(nèi)力組合的控制截面，以保證結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性。在一般單階柱的廠房中，上柱底部、下柱的底部與頂部截面是內(nèi)力組合的控制截面。在單層廠房柱進(jìn)行內(nèi)力組合時(shí)，任何一組最不利內(nèi)力組合中都必須包括恒載引起的內(nèi)力。內(nèi)力組合是廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中需要考慮的問(wèn)題，最不利內(nèi)力組合是指在所有可能的內(nèi)力組合中，具有最大荷載作用的組合。在單層廠房柱進(jìn)行內(nèi)力組合時(shí)，任何一組最不利內(nèi)力組合中都必須包括恒載引起的內(nèi)力，以保證結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性。1.大、小偏心受壓構(gòu)件的破壞特征及其判別方法大偏心受壓構(gòu)件的破壞特征是受拉鋼筋首先到達(dá)屈服，然后壓區(qū)混凝土被壓碎，具有明顯的預(yù)兆，橫向裂縫顯著開(kāi)展，變形急劇增大，具有塑性破壞的性質(zhì)。小偏心受壓構(gòu)件的破壞特征是受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變值，受壓鋼筋應(yīng)力達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度，離軸向力較遠(yuǎn)一側(cè)的鋼筋不論受拉還是受壓，其應(yīng)力一般都達(dá)不到屈服強(qiáng)度，屬于脆性破壞。判別方法是通過(guò)偏心距與截面尺寸之比來(lái)確定是大偏心受壓構(gòu)件還是小偏心受壓構(gòu)件。2.先張法與后張法的基本施工工序先張法的基本工序是：在臺(tái)座或鋼模上用張拉機(jī)具張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至控制應(yīng)力，支模并澆灌混凝土，養(yǎng)護(hù)混凝土到一定強(qiáng)度后再切斷預(yù)應(yīng)力鋼筋。后張法的基本工序是：澆筑混凝土構(gòu)件并預(yù)留孔道，養(yǎng)護(hù)混凝土到規(guī)定強(qiáng)度值，將預(yù)應(yīng)力鋼筋穿過(guò)孔道并用張拉機(jī)具張拉至控制應(yīng)力，錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋并進(jìn)行切斷和防銹處理，最后填充孔道并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。先張法和后張法都需要在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉，并在錨固后進(jìn)行切斷和防銹處理。先張法適用于較大跨度的結(jié)構(gòu)，而后張法適用于較小跨度的結(jié)構(gòu)。3.先張法與后張法施加與保持預(yù)應(yīng)力的方法有何不同，各自的適用范圍如何？先張法是通過(guò)預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力的方法。適用于在預(yù)制廠大批制作中、小型構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力混凝土樓板、屋面板、梁等。后張法是依靠錨具錨住預(yù)應(yīng)力鋼筋并傳遞預(yù)應(yīng)力的方法。因此，錨具是永久性的，不能重復(fù)使用。適用于在施工現(xiàn)場(chǎng)制作大型構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力屋架、吊車梁、大跨度橋梁等。4.單層工業(yè)廠房中支撐的主要作用是什么？屋蓋支撐包括哪些？單層工業(yè)廠房中支撐的作用主要是：(1)在施工和使用階段保證廠房結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性；(2)保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向和橫向水平剛度，以及空間整體性；(3)將水平荷載傳給主要承重結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。屋蓋支撐包括：設(shè)置在上、下弦平面內(nèi)的橫向支撐和設(shè)置在下弦平面內(nèi)的縱向或屋面梁上翼緣的側(cè)向穩(wěn)定，向水平支撐，以及設(shè)置在屋面梁或屋架間的垂直支撐和水平系桿。5.抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過(guò)梁和基礎(chǔ)梁各有何作用？抗風(fēng)柱的作用是將山墻風(fēng)荷載傳遞至基礎(chǔ)；圈梁的作用是將墻體、柱箍在一起，以加強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載引起對(duì)廠房的不利影響；連系梁的作用是連系縱向柱列，以增強(qiáng)廠房的縱向剛度，并傳遞風(fēng)載到縱向柱列；基礎(chǔ)梁的作用是承擔(dān)圍護(hù)墻體的重量，而不另做墻基礎(chǔ)。6.作用在排架上的恒載和活載各包括哪些？作用在排架上的荷載可分為恒載和活載。恒載包括屋蓋自重、上柱自重、下柱自重、吊車梁和軌道等零件自重，以及有時(shí)支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)自重?；钶d包括屋面活載、吊車荷載、均布風(fēng)載以及作用在屋蓋支承處的集中風(fēng)荷載等。計(jì)算題：某矩形截面柱，其尺寸為b×h=400mm×500mm，該柱承受的軸力設(shè)計(jì)值N=2000kN，長(zhǎng)度為l=4.5m，采用C30砼，HRB400級(jí)受力鋼筋。已知fc=14.3N/mm2，fy=fy'=360N/mm2，as=as'=35mm，配置有縱向受力鋼筋面積1256mm2。進(jìn)行截面安全性計(jì)算。首先，計(jì)算混凝土的抗壓強(qiáng)度f(wàn)cd：fcd=0.85fc/γc=0.85×14.3/1.5=8.07N/mm2計(jì)算鋼筋的抗拉強(qiáng)度f(wàn)yd：fyd=fy/γs=360/1.15=313.04N/mm2計(jì)算截面的抗壓承載力Nc：Nc=0.85fcdbhc=0.85×8.07×400×500/1000=1369.4kN計(jì)算截面的抗拉承載力Nt：Nt=asfyd=1256×313.04/1000=393.6kN計(jì)算截面的抗剪承載力Vc：Vc=0.6fcdαcwbcx=0.6×8.07×0.8×400×(500-0.8×400/2)/1000=170.8kN其中，αcw為混凝土剪應(yīng)力增強(qiáng)系數(shù)，取0.8；x為受力鋼筋中心至受壓區(qū)邊緣距離，取0.8d。計(jì)算截面的抗彎承載力M：M=(Nt-Nc)z/γc+Vcz/γc=(393.6-1369.4)×0.8×500/1000/1.5+170.8×0.8×400/2/1.5=-17.9kNm其中，z為受力鋼筋中心至截面受壓邊緣距離，取0.8d。因?yàn)镸為負(fù)值，說(shuō)明該截面在受剪作用下破壞，不滿足安全性要求。因此，該截面不安全。需要求解某矩形截面柱的鋼筋面積，該柱的截面尺寸為300mm×400mm，承受的N=400kN和M=220kN·m，as=40mm，l=4.8m。該構(gòu)件采用C30砼和HRB400級(jí)受力鋼筋，fc=14.3N/mm2，fy=360N/mm2。首先，我們需要計(jì)算出該柱的截面面積，即S=bh=300mm×400mm=120000mm2。根據(jù)所給的受力情況，我們可以利用等效應(yīng)力法計(jì)算出該柱所需的鋼筋面積。根據(jù)公式，M=Wa^2/2，得到Wa=2M/a=2×220kN·m/40mm=11000kN。因此，該柱所需的等效受力為P=N+Wa=400kN+11000kN=11400kN。接著，我們可以計(jì)算出該柱所需的配筋率ρ=As/S。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，當(dāng)fc=14.3N/mm2時(shí)，該柱的最小配筋率為ρmin=0.01。由此可得，該柱所需的鋼筋面積為As=ρS=0.01×120000mm2=1200mm2。最后，我們需要檢查