混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課后習(xí)題答案

雙向板肋梁樓蓋如圖2-83所示，梁、板現(xiàn)澆，板厚100mm，梁截面尺寸均為300mm×500mm，在磚墻上的支承長(zhǎng)度為240mm；板周邊支承于磚墻上，支承長(zhǎng)度120mm。樓面永久荷載（包括板自重）標(biāo)準(zhǔn)值3kN/㎡，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值5kN/㎡?；炷翉?qiáng)度等級(jí)C30，板內(nèi)受力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋。試分別用彈性理論和塑性理論計(jì)算板的內(nèi)力和相應(yīng)的配筋。解:按彈性理論計(jì)算板的內(nèi)力和相應(yīng)的配筋（1）荷載設(shè)計(jì)值g＝×3=kN/m2q＝×5=7kN/m2g+q/2＝+7/2=kN/m2q/2＝7/2＝m2g+q＝+7=kN/m2（2）計(jì)算跨度內(nèi)跨：l0＝lc（軸線間距離），邊跨l0＝lc-120+100/2。（3）彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算計(jì)算板跨內(nèi)截面最大彎矩值，活荷載按棋盤(pán)式布置，為便于計(jì)算，將荷載分為正對(duì)稱荷載(g+q/2)及反對(duì)稱荷載(±q/2)。在正對(duì)稱荷載作用下，中間支座可視為固定支座；在反對(duì)稱荷載作用下，中間支座可視為鉸支座。邊支座按實(shí)際情況考慮，可視邊支座梁的約束剛度按固定或按簡(jiǎn)支考慮。由于教材附表7的系數(shù)是根據(jù)材料的泊松比ν=0制定的，故還需根據(jù)鋼筋混凝土泊松比ν＝調(diào)整彎矩設(shè)計(jì)值。區(qū)格lx(m)ly(m)lx/ly跨內(nèi)計(jì)算簡(jiǎn)圖SHAPEν＝0mx×+××＝×+××＝my×+××＝×+××＝ν＝+×＝+×＝+×＝+×＝支座計(jì)算簡(jiǎn)圖××＝××＝00××＝××＝0（4）截面設(shè)計(jì)截面有效高度：跨中=-30=70mm，=-20=80mm，支座截面=-20=80mm。各跨中、支座彎矩既已求得，即可近似按，近似取=，算出相應(yīng)的鋼筋截面面積。===214mm2/m按彈性理論設(shè)計(jì)的截面配筋項(xiàng)目截面（mm）（kN·m/m）（mm2/m）配筋實(shí)有（mm2/m）跨中方向70365φ8@130387方向80362φ8@130387方向70369φ8@130387方向80398φ8@120419支座-80663φ12@170665-80696φ12@160707-80768φ12@140808按塑性理論計(jì)算板的內(nèi)力和相應(yīng)的配筋（1）荷載設(shè)計(jì)值g+q＝+7=kN/m2（2）計(jì)算跨度內(nèi)跨：l0＝lc-b（b為梁寬），邊跨l0＝lc-120-b/2+100/2。邊區(qū)格板：=4.8m4.28m邊區(qū)格板：=4.88m4.28m（3）彎矩及配筋計(jì)算將樓蓋劃分為、兩種區(qū)格板，采用分離式配筋，跨中截面及支座截面鋼筋均勻布置，每區(qū)格板均取，，①邊區(qū)格板：彎矩計(jì)算由式（2-36）得+++0+=解得=kN·m/m，于是有kN·m/mkN·m/mkN·m/m配筋計(jì)算跨中截面=-30=70mm，=-20=80mm，支座截面=-20=80mm。板中配筋率一般較低，故近似取內(nèi)力臂系數(shù)=進(jìn)行計(jì)算。y方向跨中：mm2/my方向支座：mm2/m故y方向跨中選φ8@200（=251mm2/m），支座選φ10@200（=392mm2x方向跨中：mm2/mx方向支座：mm2/m故x方向跨中選φ8@200（=251mm2/m），支座選φ8@160（=314mm2/m）②邊區(qū)格板：彎矩計(jì)算將區(qū)格板的作為區(qū)格板的的已知值。kN·m/m由式（2-36）得+++0+0+=解得=kN·m/m，于是有kN·m/mkN·m/mkN·m/m配筋計(jì)算跨中截面=-30=70mm，=-20=80mm，支座截面=-20=80mm。板中配筋率一般較低，故近似取內(nèi)力臂系數(shù)=進(jìn)行計(jì)算。y方向跨中：mm2/my方向支座：mm2/m故y方向跨中選φ8@200（=251mm2/m），支座選φ10@160（=491mm2x方向跨中：mm2/mx方向支座：mm2/m故x方向跨中選φ8@200（=251mm2/m），支座選φ8@160（=314mm2/m）按塑性理論設(shè)計(jì)的截面配筋項(xiàng)目截面（mm）（kN·m/m）（mm2/m）配筋實(shí)有（mm2/m）跨中方向70174φ8@200251方向80192φ8@200251方向70217φ8@200251方向80247φ8@200251支座-80382φ10@200392-80304φ8@160314-80494φ10@160491第3章單層廠房結(jié)構(gòu)某單跨廠房排架結(jié)構(gòu)，跨度為24m，柱距為6m。廠房設(shè)有10t和30/5t工作級(jí)別為A4的吊車各一臺(tái)，吊車有關(guān)參數(shù)見(jiàn)表3-26，試計(jì)算排架柱承受的吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值、和吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值。吊車有關(guān)參數(shù)表3-26解：查表3-11得，=。（1）吊車梁的支座豎向反力影響線及兩臺(tái)吊車的布置情況（兩種）如圖所示。由式（3-6）======排架柱承受的吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為。======排架柱承受的吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為。（2）吊車梁的支座豎向反力影響線及兩臺(tái)吊車的布置情況（兩種）如圖所示。由式（3-9）和（3-10）可得===kN===kN======排架柱承受的吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為。如圖3-102所示單跨排架結(jié)構(gòu)，兩柱截面尺寸相同，上柱=，下柱=，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。吊車豎向荷載在牛腿頂面處產(chǎn)生的力矩=，=。求排架柱的剪力并繪制彎矩圖。解：（1）剪力分配系數(shù)剪力分配系數(shù)（2）計(jì)算各柱頂剪力在A柱和B柱的柱頂分別虛加水平不動(dòng)鉸支座，由表3-9中的簡(jiǎn)圖3得=因此不動(dòng)鉸支座反力kN（←）kN（→）撤銷附加的不動(dòng)鉸支座，在排架柱頂施加水平集中力和，進(jìn)行剪力分配：kN（→）疊加上述兩個(gè)狀態(tài)，恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有受力狀況，即把各柱分配到的柱頂剪力與柱頂不動(dòng)鉸支座反力相加，即得該柱的柱頂剪力：kN（←）kN（→）（3）繪制彎矩圖和剪力圖柱頂剪力求出后，按懸臂柱求彎矩圖和剪力圖，如題圖所示。====（a）++++++（b）（c）題圖排架彎矩圖和剪力圖如圖3-103所示兩跨排架結(jié)構(gòu)，作用吊車水平荷載=。已知eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,C)軸上、下柱的截面慣性矩分別為和，eq\o\ac(○,B)軸上、下柱的截面慣性矩分別為和，三根柱的剪力分配系數(shù)分別為，，空間作用分配系數(shù)。求各柱剪力，并與不考慮空間作用（）的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析。解：1.考慮空間作用（）的計(jì)算（1）計(jì)算各柱頂剪力在A柱、B柱和C柱的柱頂分別虛加水平不動(dòng)鉸支座，由表3-9中的簡(jiǎn)圖5得A柱、C柱：=，B柱：=計(jì)算過(guò)程：=3.9m，，，A柱、C柱：由表3-9中的簡(jiǎn)圖5得B柱：由表3-9中的簡(jiǎn)圖5得因此不動(dòng)鉸支座反力kN（←）kN（←）kN（←）（2）將柱頂反力乘以空間作用分配系數(shù)，并將它反方向施加于該榀排架的柱頂，按剪力分配法求出各柱頂剪力：kN（→）kN（→）（3）將上述兩項(xiàng)計(jì)算求得的柱頂剪力疊加，即為考慮空間作用的柱頂剪力：kN（←）kN（←）kN（→）根據(jù)柱頂剪力和柱上實(shí)際承受的荷載，按靜力懸臂柱可求出各柱的內(nèi)力，如題圖（a）所示。+++++題圖（a）考慮空間作用排架彎矩圖和剪力圖2.不考慮空間作用（）的計(jì)算（1）將柱頂反力反方向施加于該榀排架的柱頂，按剪力分配法求出各柱頂剪力：kN（→）kN（→）（2）將上述兩項(xiàng)計(jì)算求得的柱頂剪力疊加，即為各柱頂剪力：kN（←）kN（←）kN（→）根據(jù)柱頂剪力和柱上實(shí)際承受的荷載，按靜力懸臂柱可求出各柱的內(nèi)力，如題圖（b）所示。+++++題圖（b）不考慮空間作用排架彎矩圖