第四版混凝土结构设计课后习题集.规范标准答案.doc

// 第3章 单层厂房结构 3.1 某单跨厂房排架结构，跨度为24m，柱距为6m。厂房设有10t和30/5t工作级别为A4的吊车各一台，吊车有关参数见表3-26，试计算排架柱承受的吊车竖向荷载标准值、和吊车横向水平荷载标准值。 吊车有关参数 表3-26 解：查表3-11得，=0.9。 （1）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示。 由式（3-6） ===349.12kN ===408.83kN 排架柱承受的吊车竖向荷载标准值为408.83kN。 ===103.46kN ===111.56kN 排架柱承受的吊车竖向荷载标准值为103.46kN。 （2）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示。 由式（3-9）和（3-10）可得 ===4.14 kN ===10.45 kN ===12.17kN ===14.45kN 排架柱承受的吊车竖向荷载标准值为14.45kN。 3.3 如图3-102所示单跨排架结构，两柱截面尺寸相同，上柱=，下柱=，混凝土强度等级为C30。吊车竖向荷载在牛腿顶面处产生的力矩=378.94，=63.25。求排架柱的剪力并绘制弯矩图。 解：（1）剪力分配系数 剪力分配系数 （2）计算各柱顶剪力 在A柱和B柱的柱顶分别虚加水平不动铰支座，由表3-9中的简图3得 =1.17 因此不动铰支座反力 kN（←） kN（→） 撤销附加的不动铰支座，在排架柱顶施加水平集中力和，进行剪力分配： kN（→） 叠加上述两个状态，恢复结构原有受力状况，即把各柱分配到的柱顶剪力与柱顶不动铰支座反力相加，即得该柱的柱顶剪力： kN（←） kN（→） （3）绘制弯矩图和剪力图 柱顶剪力求出后，按悬臂柱求弯矩图和剪力图，如题3.3图所示。 =19.60 =19.60 =378.94 =63.25 （a） -19.60 +19.60 +302.50 -76.44 +76.44 +13.19 +120.22 +195.47 （b） （c） 题3.3图 排架弯矩图和剪力图 3.4 如图3-103所示两跨排架结构，作用吊车水平荷载=17.90kN。已知、轴上、下柱的截面惯性矩分别为和，轴上、下柱的截面惯性矩分别为和，三根柱的剪力分配系数分别为，，空间作用分配系数。求各柱剪力，并与不考虑空间作用（）的计算结果进行比较分析。 解：1.考虑空间作用（）的计算 （1）计算各柱顶剪力 在A柱、B柱和C柱的柱顶分别虚加水平不动铰支座，由表3-9中的简图5得 A柱、C柱：=0.60，B柱：=0.67 计算过程： =3.9m，，， A柱、C柱： 由表3-9中的简图5得 B柱： 由表3-9中的简图5得 因此不动铰支座反力 kN（←） kN（←） kN（←） （2）将柱顶反力乘以空间作用分配系数，并将它反方向施加于该榀排架的柱顶，按剪力分配法求出各柱顶剪力： kN（→） kN（→） （3）将上述两项计算求得的柱顶剪力叠加，即为考虑空间作用的柱顶剪力： kN（←） kN（←） kN（→） 根据柱顶剪力和柱上实际承受的荷载，按静力悬臂柱可求出各柱的内力，如题3.4图（a）所示。 +12.87 +8.22 -120.52 -143.61 -75.22 -4.95 -3.16 +12.95 +14.74 +5.83 题3.4图（a） 考虑空间作用排架弯矩图和剪力图 2. 不考虑空间作用（）的计算 （1）将柱顶反力反方向施加于该榀排架的柱顶，按剪力分配法求出各柱顶剪力： kN（→） kN（→） （2）将上述两项计算求得的柱顶剪力叠加，即为各柱顶剪力： kN（←） kN（←） kN（→） 根据柱顶剪力和柱上实际承受的荷载，按静力悬臂柱可求出各柱的内力，如题3.4图（b）所示。 +12.47 +5.67 -128.90 -156.25 -83.59 -4.30 -2.18 +13.60 +15.72 +6.48 题3.4图（b）不考虑空间作用排架弯矩图和剪力图 3.将考虑空间作用（）与不考虑空间作用（）的计算结果进行比较，可见，考虑厂房整体空间作用时，上柱内力将增大；又因为与方向相反，所以下柱内力将减小。由于下柱的配筋量一般比较多，故考虑空间作用后，柱的钢筋总用量有所减少。 3.5 某单跨厂房，在各种荷载标准值作用下A柱Ⅲ-Ⅲ截面内力如表3-27所示，有两台吊车，吊车工作级别为A5级，试对该截面进行内力组合。