建筑學(xué)專業(yè)建筑結(jié)構(gòu)習(xí)題答案

1、建筑結(jié)構(gòu)習(xí)題解答第二章習(xí)題1試述恒載和活荷載的區(qū)別，為什么它們的荷載分項(xiàng)系數(shù)有所不同？答：恒載是一種永久性的作用力，它主要是指建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重和建筑物構(gòu)造層的自重?；詈奢d則是一種可變性的作用力，它主要是指施加于結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的、隨時(shí)間和使用情況而有較大變化的荷載。恒載和活荷載的區(qū)別主要在它們與時(shí)間的關(guān)系上：恒載不隨時(shí)間變化或其變化值與平均值相比可以忽略不計(jì)；而活荷載其值隨時(shí)間變化、且其變化值與平均值相比不可忽略。由于橫載相對(duì)來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定，隨時(shí)間沒(méi)有太大的變化，所以荷載分項(xiàng)系數(shù)比較小即可滿足可靠度的要求；活荷載隨時(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)變化比較大，則其分項(xiàng)系數(shù)要比較大才能滿足可靠度的要求。4試說(shuō)明影響下列幾

2、種荷載取值的因素：(1)構(gòu)件自重；(2)構(gòu)造層做法；(3)風(fēng)荷載；(4)雪荷載；(5)地震作用；(6)樓面活荷載。答：(1)構(gòu)件自重取值的影響荷載因素為：構(gòu)件組成材料的單位重和尺寸的大小。(2)構(gòu)造層做法取值的影響荷載因素為：構(gòu)造層組成材料的單位重和尺寸（厚度）的大小。(3)風(fēng)荷載取值的影響荷載因素為：風(fēng)速（或建筑物所在的地區(qū)和具體位置）、建筑物外形、建筑物外圍面積大小和高度、建筑物的高寬比、地面的粗糙程度。(4)雪荷載取值的影響荷載因素為：建筑物所在的地區(qū)、屋面外形和坡度、屋面水平投影面積的大小。(5)地震作用取值的影響荷載因素為：建筑物的總重力荷載代表值、建筑物所在地區(qū)的基本設(shè)防烈度、建筑

3、物的動(dòng)力特性、建筑物所在地區(qū)的場(chǎng)地土類別。(6)樓面活荷載取值的影響荷載因素為：樓面的使用用途。36試求下列樓蓋的重力荷載：解：(1)每平方米樓面中80mm厚鋼筋混凝土樓板自重標(biāo)準(zhǔn)值：(2)每平方米樓面中80mm厚鋼筋混凝土樓板加水磨石地面構(gòu)造層（10mm水磨石棉層；20mm水泥砂漿打底）和木絲板吊頂（0.26kN/m2）的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值：鋼筋混凝土樓板自重標(biāo)準(zhǔn)值： 水磨石地面構(gòu)造層自重標(biāo)準(zhǔn)值（根據(jù)荷載規(guī)范）： 木絲板吊頂自重標(biāo)準(zhǔn)值： 樓面重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值： (3)題圖2-13所示鋼筋混凝土交叉梁樓蓋（板厚80mm，梁截面250mm600mm，地面和頂棚做法同上）每平方米樓面的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值：(

4、4)若上述樓蓋用于辦公樓，每平方米樓面包括恒載和活載在內(nèi)的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值（根據(jù)荷載規(guī)范）：(5)若上述樓蓋用于商店，每平方米樓面包括恒載和活載在內(nèi)的重力荷載設(shè)計(jì)值（根據(jù)荷載規(guī)范）：41某四層輕工業(yè)廠房，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平、剖面和計(jì)算簡(jiǎn)圖如題圖2-16(b)所示?？拐鹪O(shè)防烈度為7度。類場(chǎng)地，。算得集中于屋蓋和各層樓蓋標(biāo)高處的重力荷載為： G4=屋蓋層重+1/2（第四層內(nèi)、外墻和隔斷墻重=9060kNG3=第四層樓蓋層重+1/2（第四層內(nèi)、外墻，隔斷墻重+第三層內(nèi)、外墻，隔斷墻重=11100kNG2=第三層樓蓋層重+1/2（第三層內(nèi)、外墻，隔斷墻重+第二層內(nèi)、外墻，隔斷墻重=11100kNG1

5、=第二層樓蓋層重+1/2（第二層內(nèi)、外墻，隔斷墻重+第一層內(nèi)、外墻，隔斷墻重=11440kN問(wèn)題：(1) 估算本廠房的基本自震周期T1（橫向）；(2) 用估算總的橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值； (3)估算作用于各層標(biāo)高處的橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，以及由這些水平地震作用產(chǎn)生的基底傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值。解：(1)廠房的基本自震周期T1： (2)根據(jù)題意可知： （類場(chǎng)地） ； ；（7度設(shè)防） (3)查表2-7得：由可知：基底傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值：43某住宅開(kāi)間3.6m，要求設(shè)置從240mm橫墻挑出的屋面挑梁作為室外走廊的頂篷。挑梁每開(kāi)間一根，截面240mm240mm，挑出1.20m，上鋪加氣混凝土板及防水隔熱層如題圖

6、2-18。若加氣混凝土板所承受的恒載標(biāo)準(zhǔn)值為2kN/m2，挑梁自重標(biāo)準(zhǔn)值為1.6kN/m，試問(wèn)挑梁至少伸入橫墻內(nèi)L=？才能防止傾覆。解：傾覆荷載：傾覆力矩：抗傾覆力矩：要防止傾覆則要求：解得：所以挑梁至少伸入橫墻內(nèi)1.613m。45題圖2-20示一兩端簡(jiǎn)支鋼梁（非主梁），跨度4.0m，承受均布荷載（標(biāo)準(zhǔn)值以25kN/m計(jì)，設(shè)計(jì)值以32kN/m計(jì)，均包括梁自重），采用級(jí)工字鋼做成（E=2.1105N/mm2，fy=210 N/mm2，fyk=210 N/mm2），可選用的型號(hào)為： 20b A=3955mm2， I=2.502107mm4， y=100mm 22b A=4650mm2， I=3.5

7、83107mm4， y=110mm 25b A=5351mm2， I=5.278107mm4， y=125mm試就承載力設(shè)計(jì)和變形設(shè)計(jì)兩種方法估計(jì)它應(yīng)選用什么型號(hào)的工字鋼？解：(1)按承載力設(shè)計(jì)估計(jì)： 若選用22b則：fy=210 N/mm2，I=3.583107mm4，y=110mm ，選用22b符合要求。(2)按變形設(shè)計(jì)估計(jì)：若選用22b則：E=2.1105N/mm2，I=3.583107mm4，選用22b符合要求。48一鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，跨度7.0m，采用C20混凝土（Ec=2.55104N/mm2），截面bh=250mm700mm，梁上承受均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=30kN/m，若要求fmax

8、，試驗(yàn)算能否滿足上述要求？（提示：鋼筋混凝土梁的截面抗彎剛度可取0.25EcI）解：按公式， 上述設(shè)計(jì)符合要求。第四章習(xí)題58某鋼筋混凝土梁，截面尺寸bh=250mm500mm，跨中承受彎矩設(shè)計(jì)值M=150kNm，混凝土等級(jí)C30，采用HRB335級(jí)鋼筋，試確定該梁的縱向受拉鋼筋的面積。解：設(shè)鋼筋按一排布置，則由混凝土及鋼筋等級(jí)查附表得：，不可能出現(xiàn)超筋。故：選用4f20，說(shuō)明鋼筋可以按一排布置。驗(yàn)算是否會(huì)少筋：所以，不可能少筋。59某鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板，板厚h=80mm，計(jì)算跨度l=2.34m，承受均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值為gk=2.0kN/m2（已包括板自重），均布活載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=3kN/m2，混凝

9、土等級(jí)為C30，鋼筋采用HPB235級(jí)鋼筋，試求該板跨中截面縱向受拉鋼筋。解：取單位板寬b=1000mm作為計(jì)算單元板的保護(hù)層厚度=15mm，則，查附表得：，不可能出現(xiàn)超筋。故：選用f8140，（雖376mm2，但不超過(guò)5%），分布鋼筋采用f6250。驗(yàn)算是否會(huì)少筋：所以，不可能少筋。63已知T形截面梁，混凝土等級(jí)為C30，鋼筋采用HPB335級(jí)，梁截面尺寸bh=300mm700mm，當(dāng)作用在截面上的彎矩為M=650kNm時(shí)，試計(jì)算受拉鋼筋截面面積。解：設(shè)受拉鋼筋按兩排布置，則由混凝土及鋼筋等級(jí)查附表得：判斷類型：所以該截面屬于第類T形截面梁。，不可能出現(xiàn)超筋。故： 選用8f25，（超過(guò)3.9

10、4%5%，可以）需要兩排。滿足。65一鋼筋混凝土矩形截面簡(jiǎn)支梁，兩端擱置在厚度為240mm的磚墻上，梁的計(jì)算跨度為3.56m，截面尺寸bh=200mm500mm，梁上承受均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為90kN/m（已包括梁自重），混凝土等級(jí)為C20，箍筋采用HPB235級(jí)，梁的安全等級(jí)為二級(jí)。試求箍筋的直徑、間距和肢數(shù)。解：驗(yàn)算截面尺寸：C20混凝土，截面尺寸符合要求。所以需要進(jìn)行配箍計(jì)算。由式：得：選用f8120實(shí)際，滿足。，滿足要求。注：此題還可以采用既有配箍，又有彎起鋼筋的做法。68一鋼筋混凝土柱，bh=300mm400mm，混凝土等級(jí)為C20，縱筋采用HRB335級(jí)，該柱承受的軸向壓力設(shè)計(jì)值為N=3

11、00kN（已包括柱自重），設(shè)計(jì)彎矩為M=159kNm，采用對(duì)稱配筋，試計(jì)算該柱所需配筋面積。解：(1)先按偏心方向計(jì)算配筋：，取求： 取 ，取 （或由，可直接取）所以為大偏心受壓構(gòu)件。 每邊配置4f20，(2)再按軸心方向驗(yàn)算：（對(duì)于大偏心受壓且b與h相差不大也可不驗(yàn)算），查表4-9得滿足要求。第五章習(xí)題16某車間自承重外墻由MU10多孔磚和MU7.5混合砂漿砌筑而成，墻高4.8m，墻厚240mm，每隔4.2m設(shè)有2.1 m寬的窗洞，橫墻間距24m，試驗(yàn)算該墻體高厚比。解：（此題應(yīng)加上該車間樓蓋類別為類。）橫墻間距為24m，查附表5-4可知該房屋應(yīng)為剛性方案。根據(jù)墻高H=4.8m，查附表5-3得：是自承重墻，墻厚h=240mm，MU10的磚、M7.5的砂漿，由表5-1得：所以高厚比滿足要求。17截面為490mm490mm的磚柱，用MU10燒結(jié)多孔磚和M5混合砂漿砌筑，柱的計(jì)算高度（截面兩個(gè)方向的相同），該柱柱底截面承受內(nèi)力設(shè)計(jì)值N=125kN，M=9.63kNm。試驗(yàn)算磚柱極限承載力是否滿足要求？解：由于是正方形截面，且兩方向的計(jì)算高度相同，所以只算偏心發(fā)現(xiàn)即可。MU10的磚、M5的砂漿，由附表5-1a得： 查附表5-2a得：所以滿足要求。18