建筑学专业建筑结构习题答案.docx
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建筑学专业建筑结构习题答案
.
建筑结构习题解答
第二章习题
1.试述恒载和活荷载的差别,为何它们的荷载分项系数有所不一样?
答:
恒载是一种永远性的作使劲,它主假如指建筑物结构构件的自重和建筑物结构层的自重。
活荷载那么是一种可变性的作使劲,它主假如指施加于结构构件上的、随时间和使用状况而有较大变化的荷载。
恒载和活荷载的差别主要在它们与时间的关系上:
恒载不随时间变化或其变化值与均匀值对比能够忽视不计;而活荷载其值随时间变化、且其变化值与均匀值对比不行忽视。
因为横载相对来说比较稳固,随时间没有太大的变化,因此荷载分项系数比较小即可知足靠谱度的要求;活荷载随时间相对来说变化比较大,那么其分项系数要比较大才能知足靠谱度的要求。
4.试说明影响以下几种荷载取值的要素:
(1)构件自重;
(2)结构层做法;
(3)风荷载;
(4)雪荷载;
(5)地震作用;
(6)楼面活荷载。
答:
(1)构件自重取值的影响荷载要素为:
构件构成资料的单位重和尺寸的
;.
.
大小。
(2)结构层做法取值的影响荷载要素为:
结构层构成资料的单位重和尺寸〔厚度〕的大小。
(3)风荷载取值的影响荷载要素为:
风速〔或建筑物所在的地域和详细地点〕、
建筑物外形、建筑物外头面积大小和高度、建筑物的高宽比、地面的粗拙
程度。
(4)雪荷载取值的影响荷载要素为:
建筑物所在的地域、屋面外形和坡度、
屋面水平投影面积的大小。
(5)地震作用取值的影响荷载要素为:
建筑物的总重力荷载代表值、建筑物
所在地域的根本布防烈度、建筑物的动力特征、建筑物所在地域的场所土
类型。
(6)楼面活荷载取值的影响荷载要素为:
楼面的使用用途。
36.试求以下楼盖的重力荷载:
解:
(1)每平方米楼面中80mm厚钢筋混凝土楼板自重标准值:
m2
(2)每平方米楼面中80mm厚钢筋混凝土楼板加水磨石地面结构层〔10mm水磨石棉层;20mm水泥沙浆打底〕和木丝板吊顶〔2〕的重力荷
载标准值:
钢筋混凝土楼板自重标准值:
25
m
2
水磨石地面结构层自重标准值
〔依据荷载标准〕:
m
2
木丝板吊顶自重标准值:
m2
;.
.
楼面重力荷载标准值:
2m2
题图2-13所示钢筋混凝土交错梁楼盖〔板厚80mm,梁截面
250mm600mm,地面和顶棚做法同上〕每平方米楼面的重力荷载标准值:
6
12
25
2
12
12
m
(4)假定上述楼盖用于办公楼,每平方米楼面包含恒载和活载在内的重力荷载
标准值〔依据荷载标准〕:
m2
(5)假定上述楼盖用于商铺,每平方米楼面包含恒载和活载在内的重力荷载设
计值〔依据荷载标准〕:
m2
41.某四层轻工业厂房,钢筋混凝土框架结构,平、剖面和计算简图如题
图2-16(b)所示。
抗震布防烈度为7度。
Ⅱ类场所,Tgs。
算得集中于
屋盖和各层楼盖标高处的重力荷载为:
G4=屋盖层重+1/2〔第四层内、外墙和间隔墙重=9060kN
G3=第四层楼盖层重+1/2〔第四层内、外墙,间隔墙重+第三层内、外墙,间隔墙重=11100kN
G2=第三层楼盖层重+1/2〔第三层内、外墙,间隔墙重+第二层内、外
墙,间隔墙重=11100kN
G1=第二层楼盖层重+1/2〔第二层内、外墙,间隔墙重+第一层内、外
墙,间隔墙重=11440kN
问题:
;.
.
估量本厂房的根本自震周期T1〔横向〕;
(2)用FEK1eq估量总的横向水平川震作用标准值;
(3)估量作用于各层标高处的横向水平川震作用标准值,以及由这些水
平川震作用产生的基底颠覆力矩标准值。
解:
(1)厂房的根本自震周期T1:
T1B
5
5
5
0.45(s)
(2)依据题意可知:
g
0.42(s)〔Ⅱ类场所〕
QT10.45(s)g
0.42(s)
Tg
max;
;
21;max
〔7度布防〕
1
T
2
FEK
1
eq
Tg
G1
G2
G3
G4
T
2
max
1
11440
11100
11100
99060
2021.83(kN)
(3)查表2-7得:
n
1
F4
n
FEK
213.68(kN)
由Fi
n
GiHi
FEK1
n可知:
Gj
Hj
j
1
;.
.
F1
G1
H1
FEK1
n
n
Gj
Hj
j
1
11440
1
11440
11100
11100
9060
208.88(kN)
F2
G2
H2
FEK
1
n
n
Gj
Hj
j1
11000
1
11440
11100
11100
9060
390.33(kN)
F3
G3
H3
FEK
1
n
n
Gj
Hj
j
1
11440
1
11440
11100
11100
9060
578.00(kN)
F4
G4
H4
FEK
1
n
n
Gj
Hj
j1
9060
1
11440
11100
11100
9060
838.62(kN)
基底颠覆力矩标准值:
Mov31196.43(kNm)
;.
.
43.某住所开间,要求设置从240mm横墙挑出的屋面挑梁作为室外走
廊的顶篷。
挑梁每开间一根,截面240mm240mm,挑出,上铺加
气混凝土板及防水隔热层如题图2-18。
假定加气混凝土板所蒙受的恒载标准
值为2kN/m2,挑梁自重标准值为
,试问挑梁起码伸入横墙内
L=?
才能防备颠覆。
解:
颠覆荷载:
P
2
12.72(kN)
颠覆力矩:
Mov
P
7.632(kNm)
抗颠覆力矩:
Mr
l
2
l
(kN
m)
要防备颠覆那么要求:
Mr
K
(K
1.5)
Mov
l
2
l
解得:
l
1.613(m)
因此挑梁起码伸入横墙内。
45.题图2-20示一两头简支钢梁〔非主梁〕,跨度,蒙受均布荷载〔标准值以25kN/m计,设计值以32kN/m计,均包含梁自重〕,采纳Ⅰ级工字钢做成〔105N/mm2,fy=210N/mm2,fyk=210N/mm2〕,可采纳的型号
为:
Ⅰ20b
A=3955mm2,
I
107mm4,
y=100mm
Ⅰ22b
A=4650mm2,
I
107mm4,
y=110mm
Ⅰ25b
A=5351mm2,
I
107mm4,
y=125mm
试就承载力设计和变形设计两种方法预计它应采纳什么型号的工字
钢?
;.
.
解:
(1)按承载力设计预计:
SMmax
1
ql2
1
3242
64(kNm)
8
8
假定采纳Ⅰ22b那么:
fy=210N/mm2,107mm4,y=110mm
fyI
210107
R
68.4(kNm)
y
110
S,采纳Ⅰ22b切合要求。
(2)按变形设计预计:
假定采纳Ⅰ22b那么:
105N/mm2,107mm4
5ql4
5
25
40004
k
11.08(mm)
fmax
384
105
107
384EI
l4000
f16(mm)
250250
fmax,采纳Ⅰ22b切合要求。
48.一钢筋混凝土简支梁,跨度,采纳C20混凝土〔Ec104N/mm2〕,
截面bh=250mm700mm,梁上蒙受均布荷载标准值q=30kN/m,假定要求
fmaxl250,试验算可否知足上述要求?
〔提示:
钢筋混凝土梁的截面抗
弯刚度可取cI〕
解:
按公式fmax
5qkl4
1
250700
3
384EI
,I
12
fmax
5qkl4
53070004
384cI
384
41
250
3
10
700
l
7000
12
20.59(mm)
28(mm)
250
250
;.
.
上述设计切合要求。
第四章习题
58.某钢筋混凝土梁,截面尺寸bh=250mm500mm,跨中蒙受弯矩设计
值M=150kNm,混凝土等级C30,采纳HRB335级钢筋,试确立该梁的纵
向受拉钢筋的面积。
解:
设钢筋按一排部署,那么as35mm
h050035465mm
由混凝土及钢筋等级查附表得:
fc
2,fy
300N/mm2,ft
2,
1
,
b
M
150
106
s
1fcbh02
250
4652
1
1
2s
1
12
b,不行能出现超筋。
s
1
1
2s
1
1
2
故:
A
M
150
106
1207(mm
2
)
s
fysh0
300465
采纳4
20,As
1256(mm2),4
20
5
25
205mm250mm
说明钢筋能够按一排部署。
验算能否会少筋:
As
1256
min
45ft
45
0.214%
bh
1.0%
fy
300
250500
0.2%
因此,不行能少筋。
;.
.
59.某钢筋混凝土简支板,板厚h=80mm,计算跨度,蒙受均布恒
载标准值为gk2〔已包含板自重〕,均布活载标准值为qk=3kN/m2,
混凝土等级为C30,钢筋采纳HPB235级钢筋,试求该板跨中截面纵向受拉
钢筋。
解:
取单位板宽b=1000mm作为计算单元
M
1
ggk
qqk
l2
8
1
2
3
2
4.52(kN
m)
8
板的保护层厚度=15mm,那么a
20mm,h0
80
2060(mm)
s
查附表得:
fc
2,fy
210N/mm2,ft
2,
1
,
b
M
106
s
1fcbh02
1000602
1
1
2s
1
12
b,不行能出现超
筋。
s1
1
2s
1
12
故:
As
M
106
376(mm2)
fysh0
210
60
采纳8@140,As
359(mm2)〔虽<376mm2,但不超出5%〕,散布钢
筋采纳6@250。
验算能否会少筋:
;.
.
As
359
min
45ft
45
0.306%
bh
0.449%
fy
210
100080
0.2%
因此,不行能少筋。
63.T形截面梁,混凝土等级为C30,钢筋采纳HPB335级,梁截面尺寸bh=300mm700mm,bf600mm,hf120mm,看作用在截面上的弯矩为M=650kNm时,试计算受拉钢筋截面面积。
解:
设受拉钢筋按两排部署,那么as60mm
h070060640mm
由混凝土及钢筋等级查附表得:
fc
2,fy
300N/mm2,
1
,b
判断种类:
1fcbfhfh0
hf
600
120
120
2
640
2
106
M
650106(N
mm)
因此该截面属于第Ⅱ类
T形截面梁。
M1
1fcbfbhf
h0
hf
2
120
1.014.3600300120640
2
298.6106(Nmm)
M2MM1650106298.6106351.4106(Nmm)
;.
.
s
M
106
1fcbh02
300
6402
1
1
2s
1
1
2
b,不行能出现超筋。
s
1
1
2
s
1
12
故:
As2
M2
106
2062(mm
2
)
fysh0
300
640
As1
1fc
bf
bhf
600
300
120
fy
300
1716(mm2)
As
As1
As2
1716
2062
3778(mm2)
采纳825,As
3927(mm2)〔超出3.94%<5%,能够〕
8
25
9
25
425mm
300mm,需要两排。
4
25
5
25
225mm
300mm
知足。
65.一钢筋混凝土矩形截面简支梁,两头放置在厚度为240mm的砖墙上,
梁的计算跨度为,截面尺寸bh=200mm500mm,梁上蒙受均布荷
载标准值为90kN/m〔已包含梁自重〕,混凝土等级为C20,箍筋采纳HPB235
级,梁的安全等级为二级。
试求箍筋的直径、间距和肢数。
解:
Vmax
1ql
1
90
2
2
验算截面尺寸:
hwh050035465mm
hw
465
4
b
200
C20混凝土,c
1
;.
.
cfcbh00.2519.6200465223200(N)>Vmax
截面尺寸切合要求。
Qftbh00.71.120046571610(N)Vmax
因此需要进行配箍计算。
由式:
Vftbh0fyv
nAsv1h
0
s
nAsv1
V
ftbh0
160200
71610
mm
2
mm)
得:
fyvh0
s
210465
0.726(
采纳8@120
实质nAsv1
2
0.726(
mm2
s
120
mm),知足。
nAsv1
2
0.419%
sv
200
120
bs
sv,min
ft
0.126%
sv,知足要求。
fyv
210
注:
本题还能够采纳既有配箍,又有弯起钢筋的做法。
68.一钢筋混凝土柱,l0/h6,bh=300mm400mm,aa
35mm,
混凝土等级为C20,纵筋采纳HRB335级,该柱蒙受的轴向压力设计值为
N=300kN〔已包含柱自重〕,设计弯矩为M=159kNm,采纳对称配筋,试
计算该柱所需配筋面积。
解:
(1)先按偏爱方向计算配筋:
e0
M
159106
10
4530(mm)
N
30
ea
h
400
20(mm),取ea20(mm)
30
30
;.
.
ei
e0ea
530
20
550(mm)
fcA
300
400
求
:
1
N
300
103
1
取1
1
l0/h
615,取21
1
l0
2
1
1
2
ei
h
1400
h0
1
1
550
62
1
1
1
1400
365
〔或由l0/h
6
8,可直接取
1〕
N
300
103
b
a1fcbh0
1
300
365
因此为大偏爱受压构件。
e
ei
h
as
400
35
715(mm)
2
1550
2
As
As
Ne
1fcbh02
(1)
fy(h0
as)
300
103
715
1
300
3652
(1
0.2854)
300
(365
35)
1218(mm2)
每边配置420,AsAs1256(mm2)
(2)再按轴心方向验算:
〔关于大偏爱受压且b与h相差不大也可不验算〕
Ql0
/h
6
l0
/b
6
400
8,查表4-9得1
300
;.
.
Nu
(fyAs+fcA)
1
300
2
1256
300
400
1715.4(kN)
N
300(kN)
知足要求。
第五章习题
16.某车间自承重外墙由MU10多孔砖和混淆沙浆砌筑而成,墙高
,墙厚240mm,每隔设有m宽的窗洞,横墙间距24m,试验
算该墙体高厚比。
解:
〔本题应加上该车间楼盖类型为Ⅰ类。
〕
横墙间距为24m,查附表5-4可知该房子应为刚性方案。
依据墙高,S查附表5-3得:
H0
Q
是自承重墙,墙厚
,
h=240mm
1
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