混凝土第十二章思考题参考答案.docx

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1、混凝土第十二章思考题参考答案第十二章思考题及习题1和5答案 12.1单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件?单层厂房中的支撑分几类?支撑的主要作用是什么? 答：主要承重构件有：屋盖结构、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础 单层厂房中的支撑：屋架间垂直支撑、横向、纵向水平支撑以及天窗架支撑和柱间支撑 支撑的主要作用是：增强空间刚度及稳定性，传递风荷载和水平吊车荷载。 2.2排架内力分析的目的是什么?排架内力分析的步骤是怎样的? 排架内力分析的目的是：为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，作为设计柱的依据；同时，柱底截面的最不利内力，也是设计基础的依据，并绘制出排架柱的弯矩图

2、、轴力图及剪力图。 排架内力分析的步骤是： 等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力分配法，步骤如下： 在柱顶水平集中力F作用下 等高排架在柱顶作用一水平集中力F，在F作用下，柱顶产生水平位移顶将横梁与柱切开，在切口处代之一对剪力，如图2-4-16(b)所示。 。沿柱取横梁为脱离体，由平衡条件有： 又知，在单位水平力F=1作用下，柱顶水平侧移为。反之要使柱顶产生单位水平位移即u =1，则需在柱顶施加的水平集中力。如图2-4-17所示。对于相同材料的柱，柱越粗，所需的越大,即所需施加的水平力越大。反映了柱子抵抗侧移的能力,故称为柱子的抗侧刚度。 ，在作用下产生柱顶位移为， 切开后的排架拄顶

3、作用有水平力根据上面分析可得 等高排架，当各跨横梁EA时，有： 将(2)、(3)式代入(1)式，得： 由此可得： 将(5)式代回(2)式得： 式中称为第i根柱的剪力分配系数，它等于i柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值,且 力值可按附图计算，由。 可求出分配系数，从而求出各柱顶剪，最后按静定悬臂柱求出在已知作用下的柱截面内力。 附图 由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。 在任意荷载作用下 均布风荷载作用下，如图2-4-18(a)所示。 对于上述结构，不能直接应用剪力分配法求解其内力，但可通过间接的方法利用其原理解决问题

4、，其分析步骤如下： 将原结构如图2-4-18分解为(b)和(c)两个部分，在(b)排架柱顶附加一个不动铰支座，以阻止排架侧移。在风荷载的作用下，在附加支座内将产生支反力R。为保证组合结构与原结构(a)受力相同，故在结构中柱顶施加一个反方向力R。 求解(b)排架的柱顶剪力 由于横梁刚度EA，从而可以将(b)和，其。也，故(b)中各柱顶位移排架结构转化为如图中(d)所示的两个一次超静定柱，其反力分别为应用力法或查附图8即可求出在均布水平荷载作用下各柱顶的反力就是该柱顶的剪力。 附图8 求出总支反力R 求解排架的柱顶剪力 图中(c)排架为一柱顶作用水平集中力的等高排架，可应用剪力分配法求解其内力，即

5、按各柱的抗侧刚度将R分配到各柱，得到各柱顶剪力 迭加图中(b)与(c)各柱顶的剪力，得柱顶总剪力 根据柱顶剪力及柱上所受均布荷载计算各柱的弯矩。 。 123 Dmax、Dmin和Tmax是怎样求得的? 答：Dmax=gQDmax,k=gQbPmax,kDmin=gQDmin,k=gQbPmin,ky iyi=DmaxPmin,k Pmax,kTmax=DmaxTkPmax,k1a(G2,k+G3,k)4=Dmax Pmax,kDmax指吊车在满载运行时，,吊车梁作用在厂房横向排架柱上的最大压力。 Dmin：与相对应的排架另一侧柱上的压力。 Tmax：指载有额定最大起重量的小车在行驶中突然刹车在

6、排架柱上产生的水平制动力。 Pmax,k、Pmin,k可根据吊车型号、规格查产品目录得到。 12.4排架柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”的物理意义是什么?任意荷载作用下，等高铰接排架的剪力分配法是怎样的? 答：排架柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”的物理意义是： 要使柱顶产生单位水平位移，在柱顶施加1的水平力，材料相同时，柱越粗壮，需在柱u顶施加水平力越大，反映柱抵抗侧移的能力指标称为柱“抗剪刚度”或“侧向刚度”。 任意荷载作用下，等高铰接排架的剪力分配法是： i） 解决思路 由已求出在顶点水平力作用时排架柱顶剪力计算，设法将任意荷载化成顶点水平力，由位移法启发，在柱顶加水平链杆，使各柱为一次超静定结构

7、，然后求出超静定结构柱子的内力和附加水平链杆反力R。因为链杆是假设的，故应在排架上加一大小相等、方向相反水平力R来抵消，最后内力由两种情况叠加得到。 ii） 解题步骤 附加水平链杆，并求各柱内力和柱顶反力R； 将R反向作用，但剪力分配法求各柱顶弯力； 由+得最后内力。 12.5什么是不同种类内力的组合?什么是同一种内力的组合?内力组合时应注意哪些事项?对内力组合值是怎样评判的? 答：不同种类内力的组合是：同一个控制截面的三种内力使其截面的承载力是最不利的有效组合，一般有以下四种， 及相应的N、V 及相应的N、V 及相应的M、V 及相应的M、V 同一种内力的组合是：对某个控制截面的同一种内力的各

8、种荷载效应进行组合能得到最不利值的内力组合，有以下两类， 由可变荷载效应控制的组合 恒载+任一活载； 恒载+0.85 由永久荷载效应控制的组合 内力组合时应注意的事项： 每次组合，只能以一种内力、或为目标,决定活荷载的取舍，并按这些荷载求得相应的其余两种内力。 恒载产生的内力在任一种组合中，都必须考虑。 风荷载有左风与右风两种情况，但对一种组合只能取二者之一。 吊车竖向荷载有吊车水平荷载 在同一跨内，时，不一定要有和，组合时也只能取二者之一。 有左右两个方向，组合时取二者之一。 和与不一定同时发生，故在组合中有时，则必有或或。但在组合中有，因为吊车水平荷载不可能脱离其竖向荷载而单独存在。 在每

9、一种组合中，M、N、V都是相对应的，即是在相同荷载作用下产生的。此外，在组合或时，对于N = 0的内力，虽然将其组合并不改变N值，但只要增大了M，也是截面的不利组合。 对于有多台吊车的厂房,荷载规范规定：吊车竖向荷载，对单跨厂房，最多只考虑2台吊车；多跨厂房最多考虑4台。吊车水平荷载，无论单跨或多跨厂房，最多只考虑2台。同时又规定：多台吊车引起的内力参与组合时，对其内力要按表2-4-2的规定进行折减。 吊车数 工作制 折减系数 2 4 对内力组合值是的评判： 1)、N相差不多时，M大的不利； 2）、M相差不多时，凡M/N0.3h0的，N小的不利；M/N0.3h0的，N大的不利。 12.6什么是

10、厂房的整体空间作用? 答：厂房的各个排架与排架或排架与山墙之间不能单独变化，而是互相制约的成一整体的作用。 12.7设计矩形截面单层厂房柱时，应着重考虑哪些问题? 答： 12.8柱下扩展基础的设计步骤和要点是什么? 答：确定基础底面尺寸；基础高度确定；基础底板配筋； 构造要求： 底面形状：轴压为正方形，偏压为矩形，a/b3 材料 砼C15，钢筋I级或级， d8mm,200 垫层 C10，厚100mm，两边挑出100mm 杯口形式和柱的插入长度,见课本P162表12-5 12.9 吊车梁的受力特点是什么? 答：吊车荷载具有移动性、吊车荷载具有重复性、吊车荷载具有动力性、吊车荷载是偏心荷载 1)

11、第十二章习题1 中、轻 重 中、轻 重 0.9 0.95 0.8 0.85 解：根据已知查课本附录12得Pmin,k=25kN,表12-1得b=0.9；gQ=1.4，a=0.12 吊车最不利轮压位置及吊车梁反力影响线如下图所示， 根据比例关系，可得: y1=1,y2=(6-4.4)/6,y3=(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 竖向荷载 Dmax=gQDmax,k=gQbPmax,kDmin=gQDmin,k=gQbPmin,k y=1.40.91152.15=311.535kN iiy=1.40

12、.9252.15=67.725kN 1ab(G2,k+G3,k)4Tmax=Dmax Pmax,k10.120.9(3.94+10)10=10.2kN =311.53541152) 第十二章习题5 解：1）初步确定基础高度和杯口尺寸 由课本表12-5，柱的插入深度h1=600mm，所以杯口深度为600+50=650mm。 杯口顶部尺寸，宽为400+275=550mm，长为600+275=750mm；杯口底部尺寸，宽为400+250=500mm，长为600+250=700mm。 由课本表12-5，取杯壁厚度t=200mm，杯底厚度a1=200mm，杯壁高度h2=300mm，a2=200mm。 根

13、据以上尺寸，初步确定基础总高度为600+50+200=850mm。 2）确定基础底面尺寸 先按轴心受压估算，设基础埋置深度d=1.3m，可得 Ad920=5.29m2 fa-gmd200-201.3将其增大20%40%，补步选用底面尺寸为：b=3.0m,l=2.4m。 W=lb2/6=2.432/6=3.6m3 Gk=gmbld=2032.41.3=187.2kN pk,max=Nk+GkMk+Vkh +blW=920+187.2276+250.85+=236.3kN/m21.2fa=240kN/m2 32.43.6Nk+GkMk+Vkh920+187.2276+250.85-=-=71.2kN/m2 blW32.43.6pk,min=22(pk,max+pk,min)/2=(236.3+71.2)/2=153.8kN/mfa=200kN/m 故该基础底面尺寸满足要求。 3）验算基础高度 NM+Vh230197+180.852=90.9kN/m +blW32.43.6NM+Vh230197+180.852=-27.0kN/m ps,min=-blW32.43.6ps,max=按比例可求得相应柱边缘、变阶处及冲切破坏锥体外边缘的地基净反力设计值。