房屋结构设计习题答案.docx

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房屋结构设计习题答案

梁板结构

（一）填空题

1.双向板上荷载向两个方向传递，长边支撑梁承受的荷载为____________分布；短边支撑梁承受的荷载为____________分布。

（梯形，三角形）

4.RC连续梁支座弯矩调幅时，截面的相对受压区高度应满足____________的要求；其塑性铰的极限弯矩最大值为MYmax=____________fcbh02。

（0.1≤ξ≤0.35，α1αs）

5.R.C板应按下列原则进行计算：

两对边支承的板应按______向板计算；四边支承的板应按下列规定计算：

当长边与短边之比小于或等于2.0时，应按______向板计算；当长边与短边之比大于2.0，但小于3.0时，宜按______向板计算；当按沿______边方向的单向板计算时；应沿______边方向布置足够数量的______钢筋；当长边与短边之比大于或等于3.0时；按沿______边方向的______向板计算。

（单、双、双、短、长、构造、短、单）

（二）选择题

1.［a］按单向板进行设计。

a.600mm×3300mm的预制空心楼板；

b.长短边之比小于2的四边固定板；

c.长短边之比等于1.5，两短边嵌固，两长边简支；

d.长短边相等的四边简支板。

2.对于两跨连续梁，［d］。

a.活荷载两跨满布时，各跨跨中正弯矩最大；

b.活荷载两跨满布时，各跨跨中负弯矩最大；

c.活荷载单跨布置时，中间支座处负弯矩最大；

d.活荷载单跨布置时，另一跨跨中负弯矩最大。

3.多跨连续梁（板）按弹性理论计算，为求得某跨跨中最大负弯矩，活荷载应布置在［d］。

a.该跨，然后隔跨布置；b.该跨及相邻跨;

c.所有跨；d.该跨左右相邻各跨，然后隔跨布置。

4.在确定梁的纵筋弯起点时，要求抵抗弯矩图不得切入设计弯矩图以内，即应包在设计弯矩图的外面，这是为了保证梁的［a］。

a.正截面受弯承载力；b.斜截面受剪承载力；

c.受拉钢筋的锚固；d.箍筋的强度被充分利用.

5.下列关于塑性铰的描述,[c]是错误的.

a.预计会出现塑性铰的部位不允许发生剪切破坏；

b.塑性铰区域可承受一定的弯矩；

c.塑性铰的转动能力取决于塑性铰区域构件截面的高度；

d.塑性铰出现的部位和先后次序可人为控制。

（三）判断题

1.连续梁在各种不利荷载布置情况下，任一截面的内力均不会超过该截面处内力包络图上的数值。

［T］

2.求多跨连续双向板某区格的跨中最大正弯矩时，板上活荷载应按满布考虑。

［F］

3.对于周边与梁整浇的多区格双向板楼盖，按弹性理论或塑性理论计算方法得到的所有区格板的弯矩值均可予以减少。

［F］

4.钢筋混凝土四边简支双向板，在荷载作用下不能产生塑性内力重分布。

［F］

5.在四边简支单向板中，分布钢筋的作用主要为：

浇捣混凝土时固定受力钢筋位置；抵抗由于温度变化或混凝土收缩引起的应力；承受板上局部荷载产生的应力；承受沿短边方向的弯矩，分布钢筋一般位于受力钢筋的下方。

［F］

6.单向板只布置单向钢筋，双向板需布置双向钢筋。

［F］

7.多跨连续板在弹性计算时，可采用减小活载，加大永久荷载的方法，修正支承梁抗扭刚度产生的误差。

［T］

8.钢筋混凝土梁截面的相对受压区高度ξ值愈大，则其塑性铰的转动能力就愈大。

［F］

9.静定结构不能按考虑塑性内力重分布的方法设计。

［T］

10.对于周边与梁整浇的混凝土板，由于板的起拱作用其设计弯矩值可以折减20％。

［T］

11.对四边与梁整浇的RC多跨连续板，无论是按弹性或塑性计算都可将计算弯距乘以0.8折减系数再用于配筋计算。

［T］

12.对不允许出现裂缝混凝土结构不应采用塑性内力重分布的计算方法。

［T］

13.对直接承受动力荷载的混凝土结构不应采用塑性内力重分布的计算方法。

［T］

（四）简答题

1.简述现浇肋梁楼盖的组成及荷载传递途径。

2.什么是单向板？

什么是双向板？

两种板是如何区分的？

它们的受力特点有何不同？

3.单向板肋梁楼盖中，板内应配置有哪几种钢筋？

4.什么叫弯矩调幅法？

设计中为什么要控制弯矩调幅值？

5使用弯矩调幅法时，为什么要限制ξ？

6.什么是钢筋混凝土受弯构件塑性铰？

影响塑性铰转动能力的因素有那些？

7.简述RC连续梁支座弯矩调幅的目的及要求。

8.塑性铰有那些特点？

1．现浇肋梁楼盖由板、次梁和主梁组成，荷载的传递途径为荷载作用到板上，由板传递到次梁，由次梁传递到主梁，由主梁传递到柱或墙，再由柱或墙传递到基础，最后由基础传递到地基。

2.单向受力、单向弯曲（及剪切）的板为单向板；双向受力、双向弯曲（及剪切）的板为双向板。

单向板的受力钢筋单向布置，双向板的受力钢筋双向布置。

两对边支承的板为单向板。

对于四边支承的板，当长边与短边长度之比小于或等于2.0时，按双向板考虑；当长边与短边长度之比大于2.0但小于3.0时，宜按双向板考虑，也可按单向板计算，但按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与短边长度之比大于或等于3.0时，可按沿短边方向受力的单向板考虑。

3.单向板肋梁楼盖中，板内应配置有板内受力钢筋和构造钢筋。

板内受力钢筋种类一般采用HPB235，板中受力钢筋的间距，当板厚≤150mm时，不宜大于200mm，当板厚＞150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm。

连续板中配筋形式采用分离式配筋或弯起式配筋。

构造钢筋包括：

分布钢筋、沿墙处板的上部构造钢筋、主梁处板的上部构造钢筋和板内抗冲切钢筋。

4.弯矩调幅法就是在弹性理论计算的弯矩包络图基础上，考虑塑性内力重分布，将构件控制截面的弯矩值加以调整。

具体计算步骤是：

（1）按弹性理论方法分析内力；

（2）以弯矩包络图为基础，考虑结构的塑性内力重分布，按适当比例对弯矩值进行调幅；

（3）将弯矩调整值加于相应的塑性铰截面，用一般力学方法分析对结构其他截面内力的影响；

（4）绘制考虑塑性内力重分布的弯矩包络图；

（5）综合分析，选取连续梁中各控制截面的内力值；

（6）根据各控制截面的内力值进行配筋计算。

截面弯矩的调整幅度为：

式中β为弯矩调幅系数；Ma为调整后的弯矩设计值；Me为按弹性方法计算所得的弯矩设计值。

若支座负弯矩调幅过大，则塑性铰形成前只能承受较小的荷载，而在塑性铰形成后还要承受较大的荷载，这就会使塑性铰出现较早，塑性铰产生很大转动，即使在正常使用荷载下也可能产生很大的挠度及裂缝，甚至超过《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）的允许值，因此应控制弯矩调幅值。

5．因为ξ为相对受压区高度，ξ值的大小直接影响塑性铰的转动能力。

ξ＞ξb时为超筋梁，受压区混凝土先破坏，不会形成塑性铰。

ξ＜ξb时为适筋梁，可以形成塑性铰。

ξ值越小，塑性铰的转动能力越大，因此要限制ξ，一般要求ξ＜0.35。

6.钢筋混凝土受弯构件塑性铰：

由于受拉钢筋屈服，发生塑性变形，从而产生一定的塑性转角。

影响塑性铰转动能力的因素有：

（1）钢筋的种类，采用软钢作为受拉钢筋时，塑性铰的转动能力较大；

（2）混凝土的极限压应变，而混凝土的极限压应变除与混凝土强度等级有关外，箍筋用量多或受压纵筋较多时，都能增加混凝土的极限压应变；

（3）在以上条件确定的情况下，受拉纵筋配筋率对塑性铰的转动能力有决定性的作用。

7.目的：

使结构内力分布均匀；结构配筋合理；利于保证混凝土浇筑质量，便于施工；

可取得一定的经济效益。

要求：

要求钢筋应具有良好的塑性，混凝土应有较大的极限压应变εCU值；

塑性铰处截面的相对受压区高度应满足O．1≤ξ≤O．35的要求；

弯矩调整幅度β≤15％～25％；

塑性铰截面尚应有足够的受剪承载力；

对于直接承受动力荷载的结构，对于承载力、刚度和裂缝控制有较高要求的结构，不应采

用塑性内力重分布的分析方法。

8．与理想的铰不同，塑性铰不是集中在一个截面，而是具有一定的长度，称为塑性铰区长度，只是为了简化认为塑性铰是一个截面；理想铰不能传递弯矩，塑性铰能承受弯矩，为简化考虑，认为塑性铰所承受的弯矩为定值，为截面的屈服弯矩，即考虑为理想弹塑性；理想铰可以自由转动，塑性铰为单向铰，只能使截面沿弯矩方向发生转动，反方向不能转动，塑性铰的转动能力有限，其转动能力与钢筋种类、受拉纵筋配筋率及混凝土的极限压应变等因素有关。

（五）计算题

1、某预制装配式楼盖的楼面梁如图示，受均布荷载，永久荷载标准值为gk=10KN/m；可变荷载标准值为qk=15KN/m。

按弹性计算时弯矩可按M=表中系数×qL2计算。

梁截面b×h=250×500mm2。

采用C25砼fc=11.9N/mm2；HRB335钢筋fy=300N/mm2。

试根据你的判断和计算选择下列答案。

（1）按弹性计算，与①跨间的最大弯矩设计值最接近的值为[c]

a.89.67KN.Mb.104.00KN.Mc.110.92KN.Md.210.45KN.M

（2）按弹性计算，与②跨间的最大弯矩设计值最接近的值为[b]

a.43.68KN.Mb.67.50KN.Mc.69.00KN.Md.100.34KN.M

（3）按弹性计算，与B、C支座最大弯矩设计值最接近的值为[a]

a.131.65KN.Mb.133.02KN.Mc.124.05KN.Md.129.67KN.M

（4）B、C支座按弯矩调幅法，与调幅后的弯矩设计值最接近的值为[b]

a.86.11KN.Mb.111.90KN.Mc.125.72KN.Md.130.77KN.M

（5）按弯矩调幅法调幅后，B、C支座截面受压区高度的值不得大于[b]

a.70mmb.156mmc.160mmd.242mm

（6）按弯矩调幅法设计，首先出现塑性铰的截面应为[d]

a.①跨间的截面b.②跨间的截面c.B支座截面d.B或C支座截面

（7）此连续梁配置箍筋用量最多的部位应为[c]

a.①跨间b.②跨间c.B或C支座两侧d.B和A支座两侧

（8）按弯矩调幅法设计，首先达到或超过极限状态可能性较大的是[d]

a.①跨间正截面破坏b.B或C支座截面正截面破坏

c.B或C支座截面斜截面破坏d.B或C支座弯曲裂缝过大

（9）若按塑性计算，与①跨间的最大弯矩设计值最接近的值为[b]

a.85.53KN.Mb.103.70KN.Mc.120.92KN.Md.210.45KN.M

（10）与①跨间正截面计算用钢量值最接近的配筋为[c]

a.4Ф12b.4Ф14c.4Ф18d.4Ф22

单层厂房结构

（一）填空题

1.单层厂房的屋架结构分为无檩体系和有檩体系两种.有檩体系屋盖由________、__________、__________及屋盖支撑组成.无檩体系屋盖由__________、____________及屋盖支撑组成.其中,__________体系是单层厂房中最常见的一种屋盖形式,适用于较大吨位吊车或有较大振动的大、中型或重型工业厂房.（小型屋面板，檩条，屋架，大型屋面板，屋架，无檩）

2.当厂房长度或宽度很大时,应设_______缝;厂房的相邻部位地基土差别较大时,应设_________缝;厂房体型复杂或有贴建的房屋和构筑物时,宜设__________缝.（伸缩，沉降，防震）

3.计算排架考虑多台吊车竖向载荷时,对一层吊车单跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不宜多于_________台;对一层吊车的多跨厂房的每个排架,不宜多于__________台.（2，4）

4.考虑多台吊车水平荷载时,对单跨或多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不应多于________台.

（2）

5.等高排架常采用_____________法进行内力分析,不等高排架常采用__________法进行内力分析.（剪力分配法，力法）

6.单层厂房预制柱,在施工吊装阶段,柱的受力情况与_______________完全不同,且混凝土的强度等级一般尚达不到___________,故设计时还应进行厂房柱吊装时的__________和____________验算.（使用阶段，设计强度等级，承载力，裂缝宽度）

7.单层工业厂房柱牛腿柱的破坏形式主要有弯压破坏、_________破坏和___________破坏.（斜压，剪切）

8.预制构件的吊环应采用__________级钢筋制作.当在一个构件上设有4个吊环时,吊环设计时应仅取__________个吊环进行计算.（HPB235,3）

（二）选择题

1.下列关于变形缝的描述,[d]是正确的.

a.伸缩缝可以兼作沉降缝;

b.伸缩缝应将结构从屋顶至基础完全分开,使缝两边的结构可以自由伸缩,互不影响;

c.凡应设变形缝的厂房,三缝合一,并应按沉降缝的要求加以处理;

d.防震缝应沿厂房全高设置,基础可不设缝

2.下列关于屋架下弦纵向水平支撑的描述,[b]是错误的.

a.保证托架上弦的侧向稳定性

b.必须在厂房的温度区段内全长布置

c.可将横向集中水平荷载沿纵向分散到其他区域

d.可加强厂房的空间工作

3.屋盖垂直支撑的作用有[d]

a.保证屋架在吊装阶段的强度

b.传递竖向荷载

c.防止屋架下弦的侧向振动

d.保证屋架的空间刚度

4.单层厂房预制柱进行吊装验算时,由于起吊时惯性力的影响,需考虑动力系数,一般取[d].

a.1.1

b.1.2

c.1.3

d.1.5

5.等高排架在荷载的作用下,各住的[c]均相同.

a.柱高

b.内力

c.柱顶位移

d.剪力

6.等高铰接排架中有A、B、C三根柱,其中B柱柱间承受水平集中荷载作用,则[a].

a.增大A柱截面,将减小C柱的柱顶剪力

b.增大A柱截面,将减小A柱的柱顶剪力

c.增大B柱截面,对B柱的柱顶剪力没有影响

d.增大B柱截面,将增大A、C柱的柱顶剪力

7.关于单层厂房排架柱的内力组合,错误的有[d].

a.每次内力组合时,都必须考虑恒荷载产生的内力

b.在吊车竖向荷载中,同一柱上有同台吊车的

或

作用,组合时只能取二者之一;

c.风荷载有左吹风和右吹风,组合时只能二者取一;

d.在同一跨内组合有

时,不一定要有

或

.

8.在横向荷载作用下,厂房空间作用的影响因素不应包括[b].

a.山墙的设置

b.柱间支撑的设置

c.屋盖类型

d.柱间距

（三）判断题

1.厂房的定位轴线均通过柱截面的几何中心。

[F]

2.屋架上弦横向水平支撑的作用之一，是承受山墙传来的风荷载，并将其传至厂房的纵向柱列。

[T]

3.柱间支撑的作用之一，是提高厂房的横向刚度和稳定性，并且将横向地震作用传至基础。

[F]

4.钢筋混凝土单层厂房柱截面尺寸，除应满足承载力要求外，还必须保证厂房具有足够的刚度。

[T]

5.厂房面积灰荷载应与雪荷载或不上人屋面的均布荷载两者中的较大值同时考虑。

[T]

6.牛腿的剪跨比

>1时，为长牛腿，按悬臂梁进行设计。

[T]

7.单层厂房抗风柱与屋架在水平方向必须有可靠连接，在竖向又必须完全脱开。

[T]

8.排架计算时作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布荷载考虑，其高度变化系数应取柱顶高度处。

[T]

9.柱间支撑宜设置在伸缩缝区段的中部，以避免在结构中引起过大的温度应力。

[T]

10.等高排架中各柱的柱顶侧移相等，而分配到的水平力与该柱的抗侧移刚度成反比。

[F]

11.不考虑厂房整体空间作用的排架，在吊车横向水平荷载作用下的计算内力，一般情况下小于实际的内力。

[F]

（四）问答题

1.装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房由哪几部分组成?

各自的作用是什么?

2.确定单层工业厂房排架设计简图时采用哪些基本假定?

在什么情况下这些假定不能适用?

3.何谓厂房的整体空间工作?

以单层单跨厂房为例,试述在吊车荷载作用下,考虑空间工作时排架内力的计算步骤.

4.单层厂房抗风柱柱顶与屋架上弦的连接构造有何特点?

抗风柱所承受的风荷载以怎样的路径传到地基?

5.简述吊车荷载的特点.

1．

（1）屋盖结构——主要承受屋面上的竖向荷载，并与厂房柱组成排架结构。

（2）排架柱——是厂房的主要承重构件。

承受屋架、吊车梁及外墙等构件传来的竖向

荷载、吊车荷载、风荷载及地震作用等，并将它们传至基础。

（3）吊车梁——主要承受吊车传来的竖向荷载及横向或纵向水平荷载，并将它们及其自重传至基础。

（4）支撑——其主要作用是加强厂房的空间刚度和整体性，同时传递山墙风荷载、吊车水平荷载和地震作用等。

（5）基础——承受柱和基础梁传来的荷载，并将它们传至地基。

（6）围护结构——主要承受墙体和构件自重及墙面上的风荷载，并将它们传递至柱和基础。

2．确定单层工业厂房排架计算简图时通常采用以下三个计算假定：

（1）柱下端与基础顶面刚接；

（2）柱上端与排架横梁（屋面梁或屋架）为铰接；

（3）横梁为不产生轴向变形的刚性连杆。

以上的假定是有条件的。

当地基土质较差、变形较大或有大面积堆载等时，则应考虑基础转动和位移对排架内力的影响。

当采用下弦刚度较小的钢筋混凝土组合式屋架或带拉杆的两铰、三铰拱屋架时，应考虑横梁轴向变形对排架内力的影响。

3．当结构布置或荷载分布不均匀时，厂房中每根排架或山墙的受力及变形都不是单独的，而是整体相互制约。

这种排架与排架、排架与山墙之间的相互制约作用，称为单层厂房结构的整体空间工作。

当考虑厂房整体空间作用时，可按下述步骤计算排架内力：

（1）先假定排架柱顶无侧移，求出在吊车水平荷载Tmax作用下的柱顶反力R。

（图a）

（2）将柱顶反力R乘以空间作用分配系数μ，并将它反方向施加于该榀排架的柱顶，按剪力分配法求出各柱顶剪力（图b）。

（3）将上述两项计算求得的柱顶剪力叠加，即为考虑空间作用的柱顶剪力；根据柱顶剪力及柱上承受的实际荷载，按静定悬臂柱可求出各柱的内力（图c）。

4．抗风柱柱顶与屋架上弦一般采用水平方向有较大刚度、竖直方向可以移动的弹簧板连接。

这样，在水平方向，抗风柱与屋架有可靠的连接，可以有效地传递风荷载；在竖直方向，抗风柱和屋架之间有相对位移，以防止抗风柱和屋架沉降不均匀时，对屋架产生不利影响。

抗风柱所承受的风荷载，一部分经抗风柱下端直接传至基础；另一部分经抗风柱上端传至屋盖结构，再传至纵向柱列，最后传至基础。

5．

（1）吊车荷载是两组移动的集中荷载，一组是移动的轮压，另一组是移动的吊车横向水平制动力，故需用影响线原理求出各计算截面的最大内力。

（2）吊车荷载具有冲击和振动作用，因此必须考虑吊车荷载的动力影响。

（3）吊车荷载是重复荷载。

若厂房的使用期限为50年，则重级工作制吊车荷载的重复次数可达4~6×106次，中级工作制吊车一般亦可达2×106次，因此需对吊车梁进行疲劳强度验算。

（4）吊车荷载对吊车梁产生扭矩，即吊车横向水平制动力和竖向轮压使吊车梁产生扭矩，因此须进行吊车梁的抗扭承载力验算。

（五）计算题

单层工业厂房排架在吊车水平荷载作用下的计算简图如下图示，排架间距为6M,两台吊车的宽度均为B=5500MM,吊车轮距为K=4400MM,每个车轮的最大轮压为Pmax=115KN；横向水平制动力为T=6KN,β=0.9,R=0.18Tmax；两柱的剪力分配系数相同。

试根据你的判断和计算选择下列答案。

（1）与Dmax=β∑Pmaxyi最接近的值为[b]

a.207.0KN.b.224.3KNc.249.2KNd.272.2KN

（2）与Tmax=β∑Tiyi最接近的值为[b]

a.10.8KN.b.11.7KNc.13.0KNd.14.2KN

（3）不考虑厂房空间作用时水平力作用截面的弯矩值为[a]

a.0.0KN.Mb.31.6KN.Mc.35.1KN.Md.5.7KN.M

（4）不考虑厂房空间作用时下柱底部截面的最大弯矩值为[b]

a.93.4KN.Mb.100.7KN.Mc.114.05KN.Md.129.67KN.M

（5）考虑空间作用且空间作用分配系数为0.9时，水平力作用截面的弯矩值为[c]

a.0KN.Mb.0.34KN.Mc.0.57KN.Md.1.2KN.M

多层和高层框架结构

（一）填空题

1．框架结构的承重方案有_____________、_____________、_____________。

（纵向承重，横向承重，纵横向承重）

2．框架结构在计算梁的惯性矩时，通常假定截面惯性矩I沿轴线不变，对装配式楼盖，取I=I0，I0为矩形截面梁的截面惯性矩；对装配整体式楼盖，中框架I=_____________，边框架I=___________；对现浇楼盖，中框架I=____________，边框架I=____________。

（1.5I0，1.2I0，2I0，1.5I0）

3．框架柱的反弯点位置取决于该柱上下端________的比值。

（转角）

4．框架柱的反弯点高度一般与________、________、________、________等因素有关。

（结构总层数，柱子所在楼层，梁柱线刚度比，侧向荷载分布形式）

5．框架柱的抗侧移刚度与________、________、________等因素有关。

（柱子的线刚度，层高，梁的线刚度）

6．框架结构的侧移是由梁柱的_________变形和柱的________变形产生的。

在层数不多的框架中由_________________引起的侧移很小，可以忽略不计。

框架的侧移变形曲线是_______型的，用D值法计算时层间位移Δui=_________________。

（弯曲变形，轴向变形，柱子的轴向变形，剪切型，

）

7．R.C柱正截面采用对称配筋计算时，若为大偏心受压，当弯矩相等或接近时轴力愈_____则计算所需钢筋的用量愈_____；若为小偏心受压，当弯矩相等或接近时轴力愈_____则计算所需钢筋的用量愈_____；无论是大偏心受压还是小偏心受压当轴力相等或接近时弯矩愈_____则计算所需钢筋的用量愈_____。

（大，少，大，多，大，多）

8．框架柱控制截面最不利内力的类型为：

_________________；_________________；_________________；_________________；_________________。

（Mmax及对应的N和V、-Mmax及对应的N和V、Nmax及对应的M和V、Nmin及对应的M和V、Vmax及对应的M和N）

（二）选择题

1．水平荷载作用下每根框架柱所分配到的剪力与[b]直接有关。

a．矩形梁截面惯性矩；b．柱的抗侧移刚度；

c．梁柱线刚度比；d．柱的转动刚度。

2．公式ac=0．5K／（1+2K）中，K的物理意义是[c]。

a．矩形梁截面惯性矩；b．柱的抗侧移刚度；

c．梁柱线刚度比；d．T形梁截面惯性矩。

3．采用反弯点法计算内力时，假定反弯点的位置[a]。

a．底层柱在距基础顶面2／3处，其余各层在柱中点；

b．底层柱在距基础顶面1／3处，其余各层在柱中点；

c．底层柱在距基础顶面1／4处，其余各层在柱中点；

d．底层柱在距基础顶面1／5处，其余各层在柱中点。

4．关于框架结构的变形，以下结论正确的是[b]。

a．框架结构的整体变形主要呈现为弯曲型；

b．框架结构的总体弯曲变形主要是由柱的轴向变形引起的；

c．框架结构的层间变形一般为下小上大；

d．框架结构