建筑結(jié)構(gòu)習(xí)題解答

本文格式為Word版，下載可任意編輯——建筑結(jié)構(gòu)習(xí)題解答建筑結(jié)構(gòu)習(xí)題解答其次章習(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。

活荷載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)間和使用狀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)明影響以下幾種荷載取值的因素：(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、建筑物的動(dòng)力特性、建筑物所在地區(qū)的場(chǎng)地土類(lèi)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．試求以下樓蓋的重力荷載：

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：

25?0.08?2.0kNm2

(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：

25?0.08?2.0kNm2

0.65kNm2

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：

0.26kNm2

?樓面重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2?0.65?0.26?2.91kNm2

(3)題圖2-13所示鋼筋混凝土交織梁樓蓋（板厚80mm，梁截面250mm?600mm，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：

1

6?12?0.25??0.6?0.08??252.91??4.54kNm2

12?12(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）：

4.54?2?6.54kNm2

(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）：

4.54?1.2?3.5?1.4?10.35kNm2

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。Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地，Tg?0.3s。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=9060kN

G3=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+其次層內(nèi)、外墻，隔斷墻重=11100kNG1=其次層樓蓋層重+1/2（其次層內(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FEK??1?0.85Geq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：

T1?0.0906H

B17.2?0.0906??5.4?5?5?5??0.45(s)(2)根據(jù)題意可知：1.4Tg?T1?1.4?0.3?0.42(s)（Ⅱ類(lèi)場(chǎng)地）

?0.45(s)?1.4Tg?0.42(s)

??Tg???1???2?ma；x??0.9；?2?1；?max?0.08（7度設(shè)防）??T?2

?FEK??1?0.85Geq?Tg?????2?max?0.85??G1?G2?G3?G4??T??0.3?????1?0.08?0.85??11440?11100?11100?99060?0.9?

?0.45??2023.83(kN)(3)查表2-7得：?n?0.08T1?0.07?0.08?0.45?0.07?0.106

?F4??n?FEK?0.106?2023.83?213.68(kN)

由Fi?Gi?Hi?nFEK?1??n?可知：

Gj?Hjj?1F1?G1?H1F?nEK?1??n?Gj?Hjj?1?11440?5.4?2023.83??1?0.106?11440?5.4?11100?10.4?11100?15.4?9060?20.4?208.88(kN)F2?H22?GF?nEK?1??n?Gj?Hjj?1?11000?10.4?2023.83??1?0.106?11440?5.4?11100?10.4?11100?15.4?9060?20.4?390.33(kN)3

F3?G3?H3?Gj?1nFEK?1??n?j?Hj11440?15.4?2023.83??1?0.106??11440?5.4?11100?10.4?11100?15.4?9060?20.4?578.00(kN)F4?G4?H4?Gj?1nFEK?1??n?j?Hj9060?20.4?2023.83??1?0.106?

?11440?5.4?11100?10.4?11100?15.4?9060?20.4?838.62(kN)基底傾覆力矩標(biāo)準(zhǔn)值：

Mov?208.88?5.4?390.33?10.4?578.00?15.4?838.62?20.4

?31196.43(kN?m)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240mm?240mm，挑出1.20m，上鋪加氣混凝土板及防水隔熱層如題圖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：P?1.6?1.2?2?3.6?1.2?0.5?3.6?1.2?12.72(kN)

傾覆力矩：Mov抗傾覆力矩：Mr?P?0.6?12.72?0.6?7.632(kN?m)

??1.6?l?2?3.6?l??0.5l(kN?m)

Mr要防止傾覆則要求：?KMov解得：l(K?1.5)

??1.6?l?2?3.6?l??0.5l?1.5?7.632

?1.613(m)

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)

4

計(jì)值以32kN/m計(jì)，均包括梁自重），采用Ⅰ級(jí)工字鋼做成（E=2.1?105N/mm2，fy=210N/mm2，fyk=210N/mm2），可選用的型號(hào)為：

Ⅰ20bA=3955mm2，I=2.502?107mm4，y=100mmⅠ22bA=4650mm2，I=3.583?107mm4，y=110mmⅠ25bA=5351mm2，I=5.278?107mm4，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)：

?S?Mmaxfy?Iy121?ql??32?42?64(kN?m)88若選用Ⅰ22b則：fy=210N/mm2，I=3.583?107mm4，y=110mm

R?210?3.58?7710)??68.4(k?Nm110?R??S，選用Ⅰ22b符合要求。

(2)按變形設(shè)計(jì)估計(jì)：

若選用Ⅰ22b則：E=2.1?105N/mm2，I=3.583?107mm4

5qkl45?25?40004fmax???11.08(mm)57384EI384?2.1?10?3.583?10l4000??16(mm)?f??250250??f??fmax，選用Ⅰ22b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=2.55?104N/mm2），截面bh=250mm?700mm，梁上承受均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=30kN/m，若要求fmax?足上述要求？（提醒：鋼筋混凝土梁