荷载分类和组合.docx
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荷载分类和组合
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1、计算檩条承受的雪荷载
条件:
某仓库屋盖为粘土瓦、木望板、木椽条、圆木檩条、木屋架结构体系,其剖面如图1.4.1所示,屋面坡度α=26.56°(26°34′),木檩条沿屋面方向间距1.5m,计算跨度3m,该地区基本雪压为0.35kN/m2。
要求:
确定作用在檩条上由屋面积雪荷载产生沿檩条跨度的均布线荷载标准值。
2、最大轮压产生的吊车梁最大弯矩准永久值(未乘动力系数)
条件:
跨度6m的简支吊车梁,其自重及轨道,联结件重的标准值为5.8kN/m,计算跨度l0=5.8m,承受二台A5级起重量10t的电动吊钩桥式吊车(上海起重运输机械厂生产),吊车跨度Lk=16.5m,中级工作制。
吊车主要技术参数见表1.3.4。
要求:
由吊车最大轮压产生的吊车梁正截面最大弯矩准永久值。
3、钢吊车梁的最大轮压设计值和横向水平荷载设计值
条件:
厂房中列柱,柱距12m,柱列两侧跨内按生产要求分别设有重级工作制软钩吊车两台,吊车起重量Q=50/10t,横行小车重g=15t,吊车桥架跨度Lk=28.5m,每台吊车轮距及桥宽如图1.3.12所示,最大轮压Pmax=470kN(标准值)。
已确定吊车梁采用Q345钢,截面尺寸(无扣孔)如图1.3.13所示。
要求:
确定轮压设计值和横向水平荷载设计值
4、计算屋面板承受的雪荷载
条件:
某单跨带天窗工业厂房,屋盖为1.5m×6m预应力混凝土大型屋面板、预应力混凝土屋架承重体系,当地的基本雪压为0.4kN/m2,其剖面图见图1.4.2。
要求:
确定设计屋面板时应考虑的雪荷载标准值。
5、设计会议室楼面梁时楼面活荷载的折减
条件:
某会议室的简支钢筋混凝土楼面梁,其计算跨度l0为9m,其上铺有6m×1.2m(长×宽)的预制钢筋混凝土空心板(图1.2.3)。
要求:
求楼面梁承受的楼面均布活荷载标准值在梁上产生的均布线荷载。
6、设计车库楼面梁时楼面活荷载的折减
条件:
某停放轿车的停车库钢筋混凝土现浇楼盖,单向板、主次梁结构体系(图1.2.5)。
要求:
求次梁承受的楼面均布线荷载标准值及主梁承受由次梁传来的楼面活荷载集中力标准值。
7、现浇挑檐板承担的施工和检修荷载计算
条件:
某建筑的屋面为带挑檐的现浇钢筋混凝土板(图1.2.18)。
要求:
确定计算挑檐承载力时,由施工或检修集中荷载产生的弯矩标准值。
8、纵向水平荷载标准值
条件:
单跨厂房内设4台Q=10t吊车,每台吊车在轨道一侧有2轮,其一为刹车轮,
Pk,max=100kN。
要求:
沿一侧轨道方向的吊车纵向水平荷载标准值。
9、冶炼车间钢工作平台检修荷载的折减
条件:
图1.2.14为某冶炼车间操作平台的横剖面图,平台均布检修活荷载标准值为20KN/m2,平台结构自重标准值为2KN/m2,梁跨度9m,柱间距5m,柱顶与横梁铰接,柱底与基础固接,各列柱纵向均设有柱间支撑,平台面为铺钢板梁,横梁跨中设有单轨吊车,其作用荷载标准值P=100kN,平台柱自重可忽略不计。
要求:
AB柱在恒载和活载作用的轴压力设计值。
10、轴压力组合值计算
条件:
有一在非地震区的办公楼顶层柱。
经计算,已知在永久荷载标准值、屋面活荷载标准值、风荷载标准值及雪荷载标准值分别作用下引起的该柱轴向压力标准值为NGK=40kN、NQK=12kN、NWK=4kN和NSK=1kN。
屋面活荷载、风荷载和雪荷载的组合值系数分别为0.7、0.6、0.7。
要求:
确定该柱在按承载能力极限状态基本组合时的轴向压力设计值N。
11、雨篷在施工和检修期间的承载力和倾覆稳定验算
条件:
某建筑物的外门处的现浇钢筋混凝土雨篷如图1.2.20所示。
要求:
确定计算雨篷板的承载力时和验算雨篷倾覆时由施工及检修集中荷载产生的弯矩标准值。
12、屋面雪荷载标准值计算
条件:
某车间单层厂房位于天津市郊区,车间长120m,柱距6m,60m处设伸缩缝(并按防震缝考虑),为两跨24m跨度并设有天窗的等高排架厂房,如图1.4.8所示。
要求:
试计算该屋面雪荷载标准值,画出雪载分布示意图,设计结构及屋面构件时如何采用。
13、悬臂外伸梁的跨中最大弯矩计算
条件:
某悬臂外伸梁(图1.1.1),跨度l=6m,伸臂的外挑长度a=2m,截面尺寸b×h=
250mm×500mm,承受永久荷载标准值gk=20kN/m,可变荷载标准值qk=10kN/m。
组合值系数ψC=0.7。
要求:
AB跨中的最大弯矩。
14、预制挑檐板施工期间的倾覆稳定验算
条件:
预制钢筋混凝土挑檐板,其平面尺寸为1 m×1.2m(宽×长)/块,厚0.07m,安装在屋面上的位置如图1.2.19所示。
要求:
要求验算施工期间(屋面保温及防水层尚未施工)挑檐板的倾覆稳定。
15、设计教学楼的柱时楼面活荷载的折减
条件:
某教学楼为钢筋混凝土框架结构,其结构平面及剖面见图1.2.7及图1.2.8楼盖为现浇单向板主次梁承重体系。
要求:
求教学楼中柱1在第四层柱顶(1—1截面)处,当楼面活荷载满布时,由楼面活荷载标准值产生的轴向力。
16、吊车梁最大竖向、水平弯矩设计值和竖向支座剪力值计算
条件:
某厂房中列柱,柱距12m,本跨内有起重量Q=50/10t软钩桥式吊车两台,工作级别为A7(重级),横行小车重g=15t,每台吊车沿梁方向尺寸如图1.3.9,最大轮压P=470kN(标准值)。
要求:
1.吊车荷载产生的吊车梁最大竖向弯矩设计值。
2.吊车荷载产生的竖向支座剪力设计值。
3.按一跨2台吊车横向水平荷载产生的最大水平弯矩设计值。
17、 设计宿舍楼的基础时楼面活荷载的折减
条件:
某五层混合结构单身宿舍,其建筑平面及剖面如图1.2.9及图1.2.10所示,楼盖为预制短向预应力混凝土空心板,板面设整体面层,砖横墙承重。
要求:
求轴线②横墙基础底部截面由各楼层楼面活荷载标准值产生的轴向力(按每延米计算)。
18、雪荷载和屋面积灰荷载的组合
条件:
假定图1.4.8所示单层厂房为机械厂铸造车间,屋面无挡风板,具有一定除尘设备并保证清灰制度。
要求:
试计算该屋面积灰荷载标准值,结构和构件设计时应注意什么问题?
19、转炉修砌平台检修荷载的折减
条件:
某转炉修砌平台,检修炉衬时堆存耐火砖活载20kN/m2,自重4kN/m2,
要求:
计算平台柱时,均布荷载设计值
20、横向水平荷载标准值
条件:
某机械厂单跨厂房,内有2台Q=20/5t软钩吊车,工作级别A6(重级工作制),每台吊车有4轮,横行小车重7.2t。
要求:
作用在一边吊车梁上所有的横向水平荷截标准值∑Tk。
21、排架柱底弯矩的基本组合设计值
(二)
条件:
屋面恒载、柱自重、吊车梁重等永久荷载产生的截面的反向弯矩(逆时转)标准值MGk为2kN·m;
屋面活载产生的截面的反向弯矩标准值MQ3k为0.1kN·m;
吊车最大轮压作用产生的截面的正向(顺时转)弯矩标准值MQ2k为20kN·m;
右来风载产生的截面的正向弯矩标准值MQ1k为60kN·m。
要求:
某单层工业厂房左柱底截面的弯矩(荷载效应之一)设计值。
22、确定不上人屋面活载标准值
条件:
有一门式钢结构刚架受荷水平投影面积6m×18m,承受永久荷载标准值0.6kN/m2,屋面雪荷载标准值0.25kN/m2,风荷载标准值0.5kN/m2。
要求:
确定其不上人屋面活载标准值。
23、计算吊车荷载标准值
条件:
某单跨厂房,跨度18m,柱距6m,厂房内设有两台10t工作级别A5的吊车,吊车有关数据见表1.3.5。
要求:
计算对排架柱的吊车竖向荷载标准值、横向水平荷载标准值。
24、二台吊车作用于排架上的竖向力Dmax、Dmin
条件:
某金工车间为单层单跨钢筋混凝土排架结构房屋,跨度为18m,柱距6m,车间总长60m,吊车梁为装配式钢筋混凝土构件,其跨度与柱距相同,车间内安装有两台起重量为5t的A5级电动吊钩桥式吊车,吊车跨度lk=16.5m,中级工作制吊车为大连起重机器厂产品,车间的平面、剖面及柱尺寸图如图1.3.17和图1.3.18所示。
吊车的主要参数见表1.3.6。
要求:
1.柱A牛腿处由两台吊车最大轮压产生的最大垂直力Dmax标准值;2.柱B牛腿处由两台吊车最小轮压产生的最小垂直力Dmin标准值;3.此情况下排架的计算简图。
25、设计病房楼面梁时楼面活荷载的折减
条件:
某医院病房的简支钢筋混凝土楼面梁,其计算跨度l0=7.5m,梁间距为3.6m,楼板为现浇钢筋混凝土板(图1.2.1)。
要求:
求楼面梁承受的楼面均布活荷载标准值在梁上产生的均布线荷载。
26、高低跨交界处积灰荷载的计算
条件:
某机械厂铸造车间,设有1t冲天炉,车间的剖面图如图1.2.16所示,采用预应力混凝土大型屋面板。
要求:
确定高低跨交界处低跨屋面的积灰荷载标准值及增大积灰荷载的范围。
27、楼面荷载设计值计算
条件:
今在一办公楼楼面上有活动的双面抹灰板条隔墙一条,高3.60m;楼面为厚150mm的钢筋混凝土无梁楼盖及20mm厚的抹灰层。
已知钢筋混凝土的自重为25kN/m3,抹灰砂浆自重20kN/m3,双面抹灰板条隔墙自重0.9kN/m2。
要求:
计算该楼面承载能力时的楼面荷载设计值。
28、雪荷载在桁架斜腹杆内产生的内力
条件:
某桁架如图所示,屋架间距4m,檩条支承在屋架节点,当地基本雪压为0.55kN/m2。
要求:
杆b中由雪荷载产生的内力标准值。
29、剪力设计值计算
条件:
一梁的支座截面在永久荷载和楼面活荷载作用下的效应标准值为VGK=100kN,VQk=35kN。
楼面活荷载标准值为4kN/m2。
要求:
确定剪力的组合设计值。
30、屋面板纵肋跨中弯矩的基本组合设计值
条件:
某厂房采用1.5m×6m的大型屋面板,卷材防水保温屋面,永久荷载标准值为2.7kN/m2,屋面活荷载为0.7kN/m2,屋面积灰荷载为0.5kN/m2,雪荷载为0.4kN/m2,已知纵肋的计算跨度l=5.87m。
要求:
求纵肋跨中弯矩的基本组合设计值。
31、二台吊车作用于排架上的纵向水平力TL
条件:
某金工车间为单层单跨钢筋混凝土排架结构房屋,跨度为18m,柱距6m,车间总长60m,吊车梁为装配式钢筋混凝土构件,其跨度与柱距相同,车间内安装有两台起重量为5t的A5级电动吊钩桥式吊车,吊车跨度lk=16.5m,中级工作制吊车为大连起重机器厂产品,车间的平面、剖面及柱尺寸图如图1.3.17和图1.3.18所示。
吊车的主要参数见表1.3.6。
纵向排架的支撑布置简图如图1.3.22所示。
要求:
求计算纵向排架的柱间支撑内力时所需的吊车纵向水平荷载标准值。
32、等效均布活荷载的计算
条件:
今在一展览馆的楼面上,设有一静止的展品及其墩座,其自重的标准值共为20kN;墩座经厚50mm的垫层坐落在板跨为3m(单向板)、板厚为150mm的钢筋混凝土楼板上。
该展品的四周,为无其他展品的展览区墩座平面尺寸见图1.2.13。
展览馆的楼面均布活荷载为3.5kN/m2。
l——板跨;
bcx、bcy——分别为平行、垂直于板跨的荷载作用面的计算宽度;
b——局部分布荷载的有效分布宽度。
要求:
确定在展览时该墩座的有效分布楼面面积上的活荷载标准值q(kN/m2)。
33、弯矩设计值计算
条件:
一梁的跨中截面在永久荷载和楼面活荷载作用下的效应标准值为
MGk=200kN·m,MQK=150kN·m
楼面活荷载标准值为6kN/m2。
要求:
确定弯矩的组合设计值。
34、设计停车楼的基础时楼面活荷载的折减
条件:
某停放轿车的三层停车库,其承重结构为现浇钢筋混凝土无梁楼盖板柱体系,柱网尺寸为7.8m×7.8m,其平面及剖面如图1.2.11及图1.2.12所示。
要求:
求柱1在基础顶部截面处由楼面活荷载标准值产生的轴向力。
35、办公楼底层柱内力的基本组合设计值
条件:
某办公楼,矩形平面、六层。
已求得:
底层中柱底部截面处的内力标准值(见表1.1.1)
表中弯矩以顺时针方向为正,轴向力以拉力为正,压力为负。
要求:
计算底层中柱底部截面处弯矩、轴力的基本组合设计值。
36、荷载组合设计值
条件:
某工厂工作平台静重5.4kN/m2,活载2.0kN/m2。
要求:
荷载组合设计值。
37、栏杆水平荷载计算
条件:
某体育场看台边缘的栏杆柱(钢管),高1.2m,间距为1m,埋入看台的钢筋混凝土板内(图1.2.21)。
要求:
求设计栏杆柱的截面尺寸时,由栏杆水平荷载产生的弯矩标准值。
38、确定柱底N、M值
条件:
某单跨单层排架柱距6m,跨度30m,柱高5m,柱顶与横梁铰接,中心受力,柱底与基础刚接,两柱截面相同,均为等截面,按水平投影面积计,排架承受竖向静载6kN/m2,活载2kN/m2,风荷载折算为排架顶部的集中水平力12kN,
要求:
(1)如以竖向永久荷载控制,确定柱底N、M值
(2)如以可变荷载控制,确定柱底N、M值
39、上人屋面活荷载计算
条件:
某展览馆的屋面于晚上作放映电影和露天舞场用。
要求:
确定设计屋面板时应考虑的屋面活荷载设计值。
40、确定吊车荷载标准值
条件:
设图1.3.21所示单层厂房吊车工作级别为A5级,两台吊车的基本数据如表
1.3.7所示。
要求:
试计算:
(1)作用在柱上牛腿的吊车竖向荷载标准值Dmax,Dmin;
(2)吊车纵向水平荷载标准值;
(3)吊车横向水平荷载标准值。
41、高低屋面房屋屋面板承受的雪荷载
条件:
某高低屋面房屋,其屋面承重结构为现浇钢筋混凝土双向板。
房屋的平面图及剖面图见图1.4.3,当地的基本雪压为0.45kN/m2。
要求:
确定高跨及低跨钢筋混凝土屋面板时应考虑的雪荷载标准值。
42、计算吊车荷载设计值
条件:
某单跨单层厂房,跨度24m、柱距6m,设计时考虑两台工作级别为A4,20/5t桥式软钩吊车,由吊车产品目录ZQ 1—62查得:
吊车桥跨 Lk=22.5m, 小车重 g=77.2kN
吊车最大宽度 B=5600mm 吊车最大轮压 Pmax=202kN
大车轮距 K=4400mm 吊车最小轮压 Pmin=60kN
要求:
求作用于排架柱上的Dmax、Dmin、Tmax。
43、吊车摆动的卡轨力标准值
条件:
某机械厂单跨厂房,采用钢结构,内有2台Q=20/5t软钩吊车,工作级别A6(重级工作制),每台吊车有4轮,一边轨道上最大轮压Pkmax=230kN,
要求:
考虑吊车摆动(卡轨)引起的横向水平力作用在一边吊上的总和∑Hk
44、屋面板纵肋跨中弯矩的标准组合、频遇组合和准永久组合
条件:
某厂房采用1.5m×6m的大型屋面板,卷材防水保温屋面,永久荷载标准值为2.7kN/m2,屋面活荷载为0.7kN/m2,屋面积灰荷载为0.5kN/m2,雪荷载为0.4kN/m2,已知纵肋的计算跨度l=5.87m。
该厂房为炼钢车间,屋面为不上人的屋面。
雪荷载分区为Ⅲ区。
要求:
纵肋跨中弯矩的标准组合、频遇组合和准永久组合。
45、梁端弯矩组合值计算
条件:
对位于非地震区的某大楼横梁进行内力分析。
已求得在永久荷载标准值、楼面活荷载标准值、风荷载标准值的分别作用下、该梁梁端弯矩标准值分别为MGK=10kN·m、MQ1k=12kN·m、MQ2k=4kN·m。
楼面活荷载的组合值系数为0.7,风荷载的组合值系数为0.6。
要求:
确定该横梁在按承载能力极限状态基本组合时的梁端弯矩设计值M。
46、排架柱底弯矩的基本组合设计值
(一)
条件:
某单跨厂房排架,有桥式吊车,A柱柱底在几种荷载作用下的弯矩标准值为:
恒载MGK=23kN·m;风荷载M1k=107kN·m(在几种可变荷载中,风荷载在A柱柱底产生的效应最大);屋面活荷载M2k=2kN·m;吊车竖向荷载M3k=13kN·m;吊车水平荷载M4k=36kN·m;
要求:
试求A柱柱底基本组合弯矩设计值。
47、钢屋架的屋面活荷载计算
条件:
图1.2.15为一钢结构铰接屋架,钢材采用Q235钢,焊条采用E43型。
屋架间距为6m,屋面上的均布静荷载标准值为3.0kN/m2,荷载分项系数取为γG=1.2;γQ=1.4。
要求:
在屋面满铺活荷载时,上弦杆S1的内力设计值(kN)?
48、天沟处积灰荷载的计算
条件:
某水泥厂的机修车间,其剖面如图1.2.17所示,采用钢筋混凝土大型屋面板。
要求:
确定天沟处的积灰荷载标准值。
49、计算住宅底层剪力墙采用的竖向活荷载
条件:
有一位于非地震区的18层、高58m住宅楼,钢筋混凝土剪力墙结构。
要求:
计算底层剪力墙时,由各层楼面(包括上人屋面)传来的竖向活荷载标准值。
50、最大轮压产生的吊车梁最大弯矩标准值(乘动力系数)
条件:
跨度为6m的钢筋混凝土吊车梁,其计算跨度l0=5.8m,承受一台起重量为
16/3.2t及一台起重量为10t的A5级电动吊钩桥式起重机,吊车跨度Lk=22.5m,大连起重机器厂生产,吊车工作制为中级。
吊车主要技术参数见表1.3.3。
要求:
由吊车最大轮压产生的正截面最大弯矩标准值(作强度计算用)
答案
1、1.根据《规范》6.2.2条第1款的规定
檩条的积雪荷载应按不均匀分布的最不利情况考虑。
2.因α=26.56°,符合20°≤α≤30°的条件。
根据《规范》表6.2.1注1的规定,可按《规范》表6.2.1第2项次的规定。
取不均匀分布的最不利屋面积雪分布系数为1.25μr
3.查《规范》表6.2.1第1项次,通过内插得屋面积雪分布系数
μr=1-1.56/5×0.2=0.94
4.应用《规范》式(6.1.1)得计算檩条时屋面水平投影面上的雪荷载标准值
Sk=1.25μrS0=1.25×0.94×0.35=0.41 kN/m2
5.由于檩条沿屋面方向的间距为1.5m,因此由雪荷载产生的檩条均布线荷载(图1.4.1)
qk=Sk×1.5cosa=0.41×1.5×cos26.56°
=0.55kN/m
注:
主观题答案仅供参考
2、根据计算绝对最大弯矩的规则(附录A),吊车梁产生最大弯矩时的最大轮压位置及梁的计算简图如图1.3.14所示:
此时吊车竖向荷载最大轮压产生的吊车梁最大弯矩值(位于距左端支承2.5m处):
Mmax=108(1.7+3.3)/5.8×2.5=232.76kN.m
如作强度计算用要考虑动力系数,当进行正常使用极限状态使用时,要乘准永久值系数作为准永久值时,不考虑乘动力系数。
查《规范》表5.4.1得工作级别A5的准永久值系数ψq=0.6,则
M=0.6×232.76=139.66kN·m
注:
主观题答案仅供参考
3、1.轮压设计值计算
根据荷载规范,第5.3.1条的规定,对重级工作制的软钩吊车,当计算吊车梁的强度时,吊车竖向荷载应乘以动力系数1.1。
根据荷载规范,第3.2.5条的规定,对吊车梁的自重等恒载取分项系数γc=1.2;对吊车荷载(包括水平制动力)取活载分项系数γQ=1.4。
已知最大轮压Pmax=470kN,故轮压设计值为F=1.1×1.4×470=723.8kN。
2.横向水平荷载(水平制动力)计算
根据荷载规范,第5.1.2条第二款的规定,对额定起重量为50t时吊车的横向水平荷载标准值为横向小车重量和额定起重量之和的10%。
故吊车的横向水平荷载∑T=1.4×(10/100)(500+150)=91kN。
横向水平荷载应等分于桥架的两端,分配到每端的水平荷载再平均分配到两个车轮,通过车轮传递到吊车梁上。
故每个车轮所传递的横向水平荷载为:
T=(1/2)[(1/2)×91]=22.75kN
根据《钢结构设计规范》3.2.2条的规定,对重级工作制吊车梁,尚需考虑吊车摆动引起的横向水平力、每个轮压处的此水平力标准值
Hk=0.1Pk=0.1×470kN=47kN
设计值 H=1.4Hk=1.4×47=65.8kN>T=22.75kN
本题应取水平力设计值为65.8kN。
注:
主观题答案仅供参考
4、1.根据《规范》6.2.2条第1
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