近幾年《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》自考計(jì)算題題型及答案

1、計(jì)算題共19題： 第2章：9 第3章：4 第5章：6第二章單層廠房1 .某單層單跨工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)，跨度 18m,柱距6m,廠房?jī)?nèi)設(shè)有1臺(tái)吊車，吊車的最大輪壓 標(biāo)準(zhǔn)值為Pmax,k=110kN,最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值為 Pmin,k=30kN,大車輪距為4.5m。試畫出吊車梁支座反 力影響線，并計(jì)算作用在排架柱上的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值 Dmax、Dmino （提示： =1.4 ）（2011-01 第 38 題、2 章 P46-47）38. （1）吊車梁支座反力影響線如摔38圖所示月=1,0. 丹=8上=0.25 （2分） 6=1 4x110x（1 + 0,25）= 192,5 kN （2 分）答 38

2、圖。E工%2& +9二14工30又（1+ 0.25卜525kz （2分）2.某單層單跨廠房排架結(jié)構(gòu)及其風(fēng)載體型系數(shù)如題39圖所示，跨度18m,柱距6m, h1=2500mm,h2=1200mm。已知基本風(fēng)壓 W0=0.3kN/m2,求作用于排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值q1k及Wk。（提示：Wk= &NzWo；風(fēng)壓高度系數(shù) 也按內(nèi)插法取值，離室外地面10m高時(shí)，七=1.0;離室外地面15m高時(shí)，叱=1.14;柱頂以下按水平均布風(fēng)載考慮，風(fēng)壓高度系數(shù)可按柱頂標(biāo)高取值。柱頂以上按水平集中風(fēng)載考慮，風(fēng)壓高度系數(shù)可按檐口標(biāo)高取值。）（2012-10第39題、2章P49-50）題39圖（尺寸mm,

3、標(biāo)高m）9500 T7+ 0,00039. *：（1）柱頂以下按水平均布風(fēng)裳柱項(xiàng)高度：03也7=100m （ 1分）高度系數(shù)：外工1.0（1分）風(fēng)籟標(biāo)準(zhǔn)值：jjk»/w8xL0x03x6-!.44kNAn） （1 分）（2）柱IR以上按水平集中風(fēng)考慮，風(fēng)壓高度系數(shù)可按橫口標(biāo)高取值。檐口高度工03田必二】25m （1分）高度系數(shù)：1+（1 J4-L00）/（15-I0）x（123-10） =L07 （】分）般=S.8+05）&i+（0.54）.6）珀 及woB=Clxij x 1.07x6*03=6.03 kN （-*） （1 分）3.某單層單跨廠房排架結(jié)構(gòu)如題39圖所示。A柱

4、與B柱尺寸相同，在牛腿頂面上分別作用有Mmax=104kN m 及Mmin=58kN m的力矩，吊車橫向水平剎車力為 T=30kN。試用剪力分配法計(jì)算各柱的柱頂剪力。（提示：柱頂不動(dòng)較支座反力R= M C3+T C5, C3=1.30, C5=0.70）H（2011-10 第 39 題、2 章 P54-57）題39圖39* （1） K小“1MCjZ小7（?產(chǎn)104X13/15+30X0.70 = 30.01 kN （ + ）（1.5 分）5跖linGZH+TC產(chǎn)58X 1.3/15+30X0*70=15.97kN （一）（】*5 分）（2） A柱與B柱的剛度相同，故剪力分配系數(shù)為1/2。分）（

5、3）柱頂剪力/"J?a+S（& + &）=-30.01+22.99 = -7.02kN （-）。分）全&+ J/2（& + 描）=45.97+22.99 = 7.02kN（f）（1 分）4.兩跨等高排架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如題 39圖所示。排架總高13.1m,上柱高3.9m, qi=1.5kN/m, q2=0.75kN/m, A、B、C三柱抗側(cè)剛度之比為1 ： 1.7： 1。試用剪力分配法求 A柱的上柱下端截10面的彎矩伯:。（提示：柱頂不動(dòng)較支座反力 R=CiiqH, Cii=0.34） （2010-10第39題、2章P54-57）ABC題39圖39. Aa

6、= 034x 15 x 111 = 6.68kN （ 一 ）（1 分）% =0.34x0.75 x 13.1 =3.34kN （ ）（1 分）分配系數(shù)二弘=一-0.27 （1分1 I 1罩7 -I 1柱頂剪力二用 &Fa （&+&） = 6.68 - 0.27 x （6.68 + 334 ） = 397kN （一）（ 2 分）A柱的上柱下端彎矩：0,5 x 1.5 x 3.91 - 3.97 x 3.9 二- 4.08kNm （ 1 分）5.鋼筋混凝土牛腿如題 38圖所示，牛腿寬度為 400mm,采用C30混凝土（抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為2.01N/mm2）,作用于牛腿頂部的豎

7、向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為150kN,水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為70kN ,裂縫控制系數(shù)取0.65。試驗(yàn)算牛腿截面是否滿足斜裂縫控制條件。（2009-10第38題、2章P71）（提示：as =40mm,FvkW 1 10.5Fh3kbh0 ）IFvk '0.5 + ho題33圖38解:由題意知：P =0.65, b = 400mm, FVk =150 kN, Fhk =70 kN, ftk =2.01N/mm2 ,a = 200mm, as = 40mm , h = 500mmh0 =h -as =500 -40 =460mmF_.1 1-0.5 Fhk Fvkftkbhoa0.5h。= 0.65702.0

8、1 400 4601 -0.5 -1500.5 200460= 197.2kN _ Fvk = 150kN故牛腿截面滿足斜裂縫控制條件。（2分）（3分）（1分）6.某牛腿尺寸及承受的設(shè)計(jì)荷載如題 40圖所示。已知作用在牛腿頂部的豎向力設(shè)計(jì)值為640kN,水平拉力設(shè)計(jì)值為100kN,采用HRB400級(jí)鋼（fy=360N/mm2） , as=50mmo試計(jì)算牛腿頂部 所需配置的縱向受拉鋼筋面積 Aso（提示：當(dāng) a<0.3h0 時(shí)，取 a=0.3h0； As= Fva+1.2Fh ）（2011-01 第 40 題、2 章 P73）0.85 fyh0fy（未注明單位：mm）題40圖40.（）孤

9、=一4 =850-50 = 800Em （I 分）（2） . 二 100 之01% =03x800時(shí)，取3垢=240 mm （2 分）+ 組一- 工（3 分）0.857yM . 4 0.85x360x8003607.單層廠房柱下獨(dú)立柱基如題37圖所示。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的軸向壓力標(biāo)準(zhǔn)值Nk=650kN,彎矩標(biāo)準(zhǔn)值Mk=450kNm,修正后的地基承載力特征值 fa=150kN/m2,埋深d=1.5m。設(shè)基礎(chǔ)及其上部土的重力密度平均值為Ym =20kN/m 3,基礎(chǔ)底面尺寸 bx l=3.0 x 2.0m。試驗(yàn)算地基承載力是否滿足要求。（提示：當(dāng) eWb/6 時(shí)， 如=Nbk 'Gk 士

10、Mk ;Pk,minbl W當(dāng) e>b/6 時(shí)，Pk,max=4號(hào)譽(yù)）3al題37圖（mm）（2012-10 第 37 題、2 章 P76）3/ Iff：(1) Gk 占0 = 20*3.0*20工1，=】803(1分)(2) A4k = M=450fcN必= M=65QkN此，部分基礎(chǔ)底面與地基之間脫離（1分）= 0342>96 = 030m (1 分) 650+180(3)。= ±-”型-0a2 = 0.95«皿 22*丹畿翳283qg后（2分）地基承載力不滿足要求。（I分）8 .偏心受壓柱擴(kuò)展基礎(chǔ)如題 36圖所示，基礎(chǔ)邊緣處最大地基凈反力 pj=150kN

11、/m2,基礎(chǔ)混凝土 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ft=1.1N/mm2。試驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處的混凝土受沖切承載力是否滿足要求。1(提?。篴s=40mm, Fi=pjAi, Fl 0 0.7kpftamh0,加=1.0,am= 1 (at+ab)(2010-10 第 36 題、2 章 P77-78)題36圖（單位：mm）36. 刖二600 - ai- 560mm4工640 乂 2000 - 2402 = 1.2224 x 106mm2 = L2224m3 （ 2 分）產(chǎn)產(chǎn)田 出= 150xL2224 = 1 S3.360kN% -+）- （400 + 1520）/2 = 960mm0.7/JjcjjmAo -

12、 0,7 x 1.0 x 1.1 x 960 x 560=413.95xlOsN = 413,95kN >/ （3 分）二滿足沖切承載力要求，（1分）9 .某軸心受壓柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)如題圖 40所示。地基凈反力pj=180kN/m2,采用HPB235級(jí)鋼筋,fy=210N/mm2, as=70mm。試計(jì)算底板受力鋼筋截面面積。（提示：As =-M） （2011-10第0.9 fyho40 題、2 章 P79）（單位fmm）題40圖40. (1)600-70 = 530mm(1分)(2) Af-i80x 1.2x0.6x+ 2xlxl.22xi?口的加0tmm0.9x210x530-2S5J2

13、kNm（3分）（2分）第三章多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.某框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，各桿線剛度的比值均為1, q=3kN/m,l=6m。試用分層法計(jì)算并畫出頂層AB梁的彎矩圖。（提示：梁的周端彎矩為ql2) (2006-01 第 39 題、3 章 P100) 12q題39圖39解：(1)固端彎矩1212M AB = - - ql = 一 3 6 - -9kN m1212121c -2M ba ql =3 6 =9 kN m 1212（2）分配系數(shù)因非底層柱的相對(duì)線剛度乘以折減系數(shù)0.9,則“B1 =-0.521 0.9(3)頂層AB梁的A端的彎矩M - -9 -9-.052 - 4.32kN m（4）

14、頂層AB梁的彎矩圖如下:2.某三層兩跨框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如題38圖所示。跨號(hào)內(nèi)為各桿件的相對(duì)線剛度。試用反彎點(diǎn)法計(jì)算梁AB的B端彎矩。（2011-10第38題、3章P102-105）題38圖38. （D求第三層中柱的剪力值=-x20 = "kN3 3x0.93（2）求第二層中柱的剪力值匕=詈言*（20+ 40）=20kN（箝求第三層中柱的柱底通矩（1分）（1分）（I分）=12 £N*m(4)求第二層中柱的柱頂彎矩M項(xiàng)=%= 20x fc36kN-m22(5)求梁AB的B端彎矩“b底 +/2)=y(I2 + 36) = 25F60kN*m(1分)（2分）3.某兩層三跨框架的計(jì)算簡(jiǎn)

15、圖如題 39圖所示。各柱線剛度均為1.0 X04kN m,邊柱側(cè)移剛度修正系數(shù)為久=0.6,中柱側(cè)移剛度修正系數(shù)為u=0.7。試用D值法計(jì)算柱AB的B端彎矩。（提示:底層反彎點(diǎn)高度比為 0.65） （2011-01第39題、3章P105-111）50kNB50kNE1:6.6m6.6m E 2,4m題39圖39. （1）求底層柱的側(cè)移剛度（3分）功柱工?口生= 0、6xh立IJf二氧0出冥IO，kn/th4212x1.0x10=0,7 x42= 476xl(P kN/m底層總側(cè)移剛度；4=2（D邊 +D中卜 2冥08.1。3 +476*1 爐/！7.68xlO"N/m（2）求底層柱的

16、總剪力（1分）匕，50 4 50 = 100kN(3求底層中柱承擔(dān)的剪力11分)%=%*= -76 嗎 x 100 = 2&92 kN叩 R '17.68x10s(4求AB桿的B端彎矩“分時(shí)”匕中 x(l- y)h = 26.92 黑(1 - 0.65)x 4,2 = 3957 kNm4.三層兩跨框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如題 40圖所示。各柱線剛度均為1.0 104kN m,邊柱側(cè)移剛度修正 系數(shù)為0.6,中柱側(cè)移剛度修正系數(shù)為0.7。試計(jì)算該框架由梁柱彎曲變形引起的頂點(diǎn)側(cè)移值。 （2010-10 第 40 題、3 章 P111）15kN I15kN. A I B C77776,0m6.

17、0m題40圖40. （1）各層側(cè)移剛度：（2分）%蛀 n13i；八二 12x1.0菖 10' Jne ic邊柱：D* =a=；= 4,08xl0JkN/mh142,山丘 n匚 12 乂 I.Ox】l 皿”,中柱：以二） 0.7 x；= 4,76 x 10 kN/m. h14.2，£口產(chǎn) £鼻=2 + = 2x4.08 xlO7 + 4.76x0 = 1192x 103kN/m（2）各層剪力：3分）吟二15kN一=15+15 = 30kNH產(chǎn)5+15+15 =45kN（3）各層層間惻移：（2分）0=/一.= 一史-= 1.16 mm 3 ZA 12.92 X10123

18、2mm7 苫a 12.92kAul =一 工匏xlQ*3.48mm12（4）頂點(diǎn)側(cè)移：（I分）u = Aut + Au2 + A/ =3.4R + 232 +!. 16 = 6.96mm第五章混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)1.單層結(jié)構(gòu)體系如題 36圖所示。當(dāng)柱頂作用F=lkN的水平力時(shí)，柱頂側(cè)向位移 =0.05mm ;已知集中于屋蓋處的重力荷載代表值G=2500kN,地震影響系數(shù)最大值 «max =0.16,特征周期Tg=0.40s。試計(jì)算該體系的底部剪力。（提示:T 091 g<T J：max,T二2）（2012-10 第 36 題、5 章 P246）題36圖36.解:（1 ）偏移剛度：

19、K同爐IrthOgOW/kN/m （03分）質(zhì)量：*G整30079年2550*1廿3（05分）（2）周期：r =，0.710s （I 分）（3）地星觥響系數(shù):仔廠（贏廣皿6 2分）18（4 ）底部剪力：尸片心a095*250（X23730 kN （2分）2.三跨單層排架如題37圖所示?？傊亓奢d代表值為 4000kN,結(jié)構(gòu)基本白自周期為0.4s,場(chǎng)地特征周期為0.25s,抗震設(shè)防烈度為8度，omax=0.16;排架A柱、B柱、C柱和D柱的側(cè)移 剛度的比值為2 ： 3 ： 3 ： 2。試用底部剪力法計(jì)算 C柱的彎矩，并面出彎矩圖。（提示：）（2010-10 第 37 題、5 章 P246）題 3

20、7 |*137. （1）«= （625/0,4） °隈 0.16 = 0.105（2 分） 尸既工005 x 4000 = 420kN （ 1分）（3） Tc = 420x3/ （ 2 + 3 + 3 + 2 ） = 126 kN 3 分） （4 ） Mq t = 126 x 6 = 756 1 分）（5）彎矩圖：（1分）A756 / （單位:kN m） 答37圖3.某兩跨五層框架如題37圖所示，各層重力荷載代表值分別為：Gi=G2=G3=G4=l500kN ,G5=1000kN;結(jié)構(gòu)基本自振周期為0.4s,場(chǎng)地特征周期為0.25s,抗震設(shè)防烈度為8度，“max =0.16

21、; 框架底層A柱、B柱和C柱的側(cè)移剛度的比值為3 4： 3,底層A柱反彎點(diǎn)高度比yh=0.55。試 用底部剪力法計(jì)算底層 A柱的上端彎矩。（提示：% =（亞嚴(yán)Umax）（2009-10第37題、5章P253-255）Ti題37圖T 0.90.937 解：1)叫 J二 支 max ='025 1 M0.16 = 0.105ITi )<0.4 )2) FEk = ： 1Geq =0.105 0.85 4 1500 1000 =624.75kN、33) V1 a =624.75 =187.425kN3 4 34) M 1 a =187.425 41 -0.55 =337.365kN .

22、m（2分）（2分）（1分）（1分）4.某三層鋼筋混凝土框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如題36圖所示。各層重力荷載代表值均為 800kN,水平地震影響系數(shù)為0.1,頂部附加地震作用系數(shù)為0.05。試用底部剪力法計(jì)算該框架第 2層層問(wèn)地震剪力的標(biāo)準(zhǔn)值。(提示：Fi= nGiHi Fek(1&)(2011-01 第 36 題、5 章 P253-255)' GM k 1題36圖36. %的GQIX0.85X3X8002046 (1 分)(1) 尸0.05X204=103 kN 分)3(3) 67 =800x(1+ 2+ 3)x3 = 14400kNm800x914400x 204 乂 Q 0.05)=

23、 96.9 kN£00x614400x 204 乂 (1 - 0.05)= 64.6 kN OS 分)(4) +F2 = 96.9 +10-2 +64.6 = 17L7 kN (2 分)5 .如題40圖所示框架結(jié)構(gòu)，各層重力荷載代表值Gi=1440kN（i=1 , 2,，6）,各層邊柱D值均為1.2 X04kN/m,各層中柱D值均為2.4 104kN/m。試按能量法計(jì)算其自振周期。2（提示：T1=2-J出 ZT=0.6 ）（2009-10 第 40 題、5 章 P257）題40圖40. （1）各層層間側(cè)移剛度、Di = 1.2 1 04 2 2.4 1 04 2 = 7.2 1 04 kN m（1分）（2）各層層間剪力 nVi = " Gi i 1貝（J： V6 =1440kN ； V5 =2880kN ; V4 = 4320kNV3 =5760