《混凝土結(jié)構(gòu)》與《砌體結(jié)構(gòu)》習(xí)題及參考答案3

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1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 第13章 單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計 習(xí)題參考答案 3.1 某單層單跨廠房，跨度18m，柱距6m,內(nèi)有兩臺10t中級載荷狀態(tài)的吊 車，試求該柱承受的吊車豎向荷載 Dmin、Dmax和橫向水平荷載Tmax。起重機(jī)有關(guān) 數(shù)據(jù)如下： 吊車跨度LK=16.5m，吊車寬B=5.44m,輪距K=4.4m，吊車總質(zhì)量18.23t, 額定起重量10t，最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值 Pmax，k=104.7 KN。 Pmin, k 血 m2 Q) g - Pmax, k (m Q) 2 g - Pmax, k (18.23 10) 2 10—104.7 = 36.45kN

2、 查表，1 =0.9，豎向反力影響線如圖所示: 則有： D max = 0.9 1.4 104.7 (1 0.56 1.6 4.96 + 6 =288.47kN Pmin,k Dmin 二Dmax Pmo7 二288.47 1047 =100.4kN 1 _ Tk (m2 Q)g 4 1 0.12 0.9 (3.684 10) 10 4 = 3.69kN 尬=仏芒=288.47器 13.2 試用剪力分配法求圖所示排架，在風(fēng)荷載作用下各柱的內(nèi)力。已知基本 風(fēng)壓=0.45kN/m2，15m高處的Jz =1.14（ 10m高」z =1.0），體形系數(shù) ?示于

3、 圖中。柱截面慣性距： 9 4 9 4 9 4 9 4 r X =2.13 10 mm ,l2 =14.38 10 mm , 13 =7.2 10 mm , 14 =19.5 10 mm . 上 柱高3m,計算單元寬度取B=6m  解： 1?求 q「q2 線性差值： .1 1 . 1.14 -1. (10.5 _10) =1.014 15 -10 qik = % z；：：o B = 0.8 1.014 0.45 6 = 2.19kN / m q2k-—yB=0.5 1.014 0.45 6 =1.37kN/m q^i = rQq1k =1.4 2.19 = 3.07k

4、N/m(-；) q2 二 rQq2k =1.4 1.37 = 1.92kN/m(—；) q2 m 1 一 m 2 > L m 0 L 2 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 2. 咼度取 10.5+2.1=12.6m Jz =1 1.14 _1.0(12.6 _10) =1.07 15 -10 Wk -[(0.8 0.5)h1 (0.5 —0.6)h2Lz 0B 工[1.3 2.1 -0.1 1.2] 1.07 0.45 6 = 7.54 KN # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原

5、理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 二 rQWk =1.4 7.54 =10.56kN 3.計算參數(shù),n A 柱: I1 2.13 109 n I2 14.38 109 0.15 B 柱: Hu n 二 I3 14 7.2 109 19.5 109 0.37 3 0.29 H 10.5 Hu 3 0.29 10.5 4.在柱頂虛擬加不動鉸支座 查表計算： # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 3 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 3[1 4 1 -(--1)]

6、 4 1 3 [1 0.29 ( -1)] n — 0.15 8[1 3 1 --(--1)] 3 8 [1 0.29 ( 1 -1)] n 0.15 3[1 ■4(1 -1)] 3 [1 0.294( 1 -1)] = 0.34 A柱：C11 n B 柱：C11 1 8[1 ■ ( 1)] n 8 [1 0.293 J 1)] 0.37 = 0.36 Ra =q1HC11 =3.07 10.5 0.34 = -11() Rb =q2HC11 =1.92 10.5 0.36 —7.3(?) 故：柱頂剪力

7、 VA1 二 Ra 一 11() Vb,1 =Rb = -7.3( — ) 5 ?撤消不動鉸支座, 反向施加支座反力。 A 柱: C0 3 1 0.293(— 0.15 =2.64 -1) B 柱: C。 3 3 1 -( n -1) 3 3 1 1 0.29 ( 0.37 ——=2.88 -1) :Ua H3 3 10.5 EchC0 Ec 14.38 109 2.64 Ec 1 l C0 Ec 10.53 9 19.5 10 2.88 2.64 14.38 所以分配系數(shù): 2.64 14.38 2.88 19.5

8、 2.88 19.5 0.4 2.64 14.38 2.88 19.5 0.6 故, 柱頂剪力: Va,2 二 a(Ra Rb W) 二 b(Ra - Rb W) VB,2 6.疊加兩個受力狀態(tài) = 0.4 (11 - 7.3 10.56) -0.6 (11 - 7.3 10.56) = 11.54kN( > ) = 17.32kN( > )

9、 4 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 VA =VA,1 +Va,2 =11.54 —11 = 0.54(t) Vb =Vbj +Vb,2 =17.32 -7.3 =10.02(t ) 7.繪制彎矩圖 -m) -m) 5 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 13.3 如圖所示排架，在A，B牛腿頂面作用有力矩 M1和M2試求A，B柱的 內(nèi)力，已知：M仁153.2KN.M M2=131.0KN.M柱截面慣性距同上習(xí)題 13-2。 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 #

10、 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 解：1.計算參數(shù)’，n A 柱: I1 2.13 109 n = 14.38 109 0.15 柱: 14 7.2 109 19.5 109 - 0.37 Hu 話 o.29 Hu ―29 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 2. 在柱頂虛擬加不動鉸支座 A柱：C3 =1.5 1 _ 2 1 3(1 -1) n = 1.5 2 1-0.29 3 1 0.293 1 (0.15 -1.21 -1) B 柱: C3 =1.5 1 3(1 -1) n =1.5 2 1-0

11、.29 3 1 1 0.293 ( -1) 0.37 = 1.32 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 M1 153.2 Ra 1 C3 1.21 - 17.65kN（「） 故: H 10.5 M2 131.0 Rb 2C3 1.32 = 16.47 kN （—；） H 10.5 3 ?撤消不動鉸支座，反向施加支座反力 r =Ra Rb =17.65 -16.47 =1.18kN（ >） A 二 0.4, B = 0.6 VA = R^a =1.18x0.4 =0.47kN（T ） 所以： VB = RnB =1.18x0.6 =0.7

12、1kN（T） 3. 疊加內(nèi)力 VA - -17.65 0.47 - -17.18（） VB =16.47 0.71 =17.18（ > ） 4. 彎矩圖: M=131KN.m 17.18KN HT1 13.4 如圖所示柱牛腿，已知豎向力設(shè)計值 巳=324kN，水平拉力設(shè)計值 Fh =78kN，采用 C20 （抵=1.54N /mm2 ）混凝土和 HRB335級鋼筋，試 設(shè)計牛腿的縱向受力鋼筋。 （截面寬度b=400m（另加的條件）） 解： 1 ?驗算截面尺寸 h0 =800 -40 = 760mm g.5F：) fa： =0.8(1一0.5 0.5

13、 — h。 78 324) 1.54 400 760 250 0.5 760 = 397kN Fvs =324kN 7 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 截面尺寸滿足要求。 2 ?計算縱向受拉鋼筋 Fva 0.85 fy h0 F h 1.2 - 324 103 250 1.2 U= 730mm2 0.85 300 760 300 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 選配 4 18, As =1017mm2

14、 As 1017 bh 400 800 二 0.32% 0.2% # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 滿足最小配筋要求。 13.5 某單層廠房現(xiàn)澆柱下獨立錐形擴(kuò)展基礎(chǔ)，已知由柱傳來基礎(chǔ)頂面的內(nèi) 力：N=920KN M=276KN.M V=25KN 柱截面尺寸 b 漢h = 400mm汽 600mm，地基承 載力fa =200kN/m2，基礎(chǔ)埋深1.5m,基礎(chǔ)采用C20混凝土，HPB235級鋼筋， 試設(shè)計此基礎(chǔ)并繪制基礎(chǔ)平面圖，剖面和配筋圖。 解: 1.初步確定基礎(chǔ)咼度和杯口尺寸 取插入深度：=

15、600mm，故，杯口深度為600 5^ 650mm ; 杯口頂面尺寸：寬為 400 75 2 = 550mm，長為 600 75 2 = 750mm ; 杯壁厚度取為t =200mm;杯底厚度取為a^ 200mm ； 其他截面尺寸：h2 = 300mm ； a2 =200mm ; 00 6 05 1150 4 b f b 8 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 所以，初步確定基礎(chǔ)的高度為 600 - 50 - 200 = 850mm 2.確定基礎(chǔ)底面積 F 92

16、0 200 -20 1.5 =5.41m2 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 增加20%~40%初步選定尺寸為：B = 3.5m,l = 2m ； A = 7m 2 2 2 3.5 =4.1m3 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 9 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 G =rmbld =20 3.5 2 1.5 =210kN Pma" I M-^c^= 9^ 276 25 嘰 234kN /m2 bl W 2匯3.5 4.1 Pmin 一^^二92

17、^— 276 25 .85"8.9kN/m2 (2) 234 88.9 2 = 161.4 :: fa 2 = 200kN /m2 bl W 2 漢 3.5 4.1 故，基礎(chǔ)底面尺寸滿足要求 ?驗算基礎(chǔ)高度 地基凈反力的計算。 10 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 巳,max F.Me V』 bl W 920 276 25 0.85 + 2 3.5 4.1 2 二 203.9kN /m2 Pn ,min F M c Veh bl 一 W 920 276 25 0.85 2 3

18、.5 一 4.1 2 = 58.9kN /m 僅需對臺階下基礎(chǔ)做沖切驗算: h0 = 550 -40 = 510mm 沖切面： bt 二 400 2 275 二 950mm bb =950 2 510 =1970 mm bm 二 1.46m 沖切荷載計算面積: h0)l -―。)2] 1750 * 1750 1 i 71 噸菁-0.5心 =1.33m2 0.95 2 -0.51)2] R = psA = Pn,maxA=203.9><1.33 = 271.2kN Fi = PsA = Pn,maxA=203.9><1.33 = 271.2kN

19、 0.7ftbmh0 =0.7 1.1 1.46 510 =573.3kN F^271.2kN 故，基礎(chǔ)高度滿足抗沖切承載力的要求。 4.基礎(chǔ)板底配筋 (1)長邊方向 M「2(Pn,m： Pn1)(b-he)2(2l be) 24 2 1 203 9 +143 8 2 ( )(3.5 - 0.6) (2 2 0.4) h01 =850 -40 =810mm 24 2 = 268kN m

20、 11 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 12 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 M1 0.9 fyhi 6 268 10 0.9 210 810 =1751mm2 選用 12 14, 14@150 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 變階處: M； =2(Pn,max *)(-兀)2(21 bc) 24 2 二丄(:?039 155^)(3.5 -1.15)2(2 2 0.95) 24 2 =204.5kN m ：：M1 =

21、 268.5kN m (2)短邊方向 _ _ 1 , Pn,max + Pn,min、，. , 、2 .、 M2 ( c )(l -be) (2b he) 24 2 1 203.9 58.9 2 ( )(2 -0.4) (2 3.5 0.6) 24 2 = 106.5kN m h02 =850 -40 -14 = 796mm As2 m2 0.9fyh02 6 106.5 10 0.9 210 796 2 二 708mm # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 選配 J10@200 # 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及參考答案 (1) Pmax =234kN/m ：： 1.2 fa =240kN/m #