第十二章钢筋混凝土设计原理课后习题（附答案）

第⼗⼆章钢筋混凝⼟设计原理课后习题（附答案）
第⼗⼆章单层⼚房
1.单层⼯业⼚房的结构组成有哪些？
单层⼯业⼚房通常由屋盖结构，横向平⾯排架，纵向平⾯排架，吊车梁，⽀撑，基础，维护结构等组成。

2.单层结构⼚房的传⼒路线是怎样的？
单层⼚房的竖向荷载和⽔平荷载基本上都是传递给排架柱，再由柱传⾄基础及地基，因此屋架，柱，基础是单层⼚房的主要承重构件。

传⼒图如详见课本P110页。

3.什么是变形缝？有哪些作⽤？
建筑物在外界因素作⽤下常会产⽣变形，导致开裂甚⾄破坏。

变形缝是针对这种情况⽽预留的构造缝。

变形缝可分为伸缩缝、沉降缝、防震缝三种。

伸缩缝: 建筑构件因温度和湿度等因素的变化会产⽣胀缩变形。

为此，通常在建筑物适当的部位设置竖缝，⾃基础以上将房屋的墙体、楼板层、屋顶等构件断开，将建筑物分离成⼏个独⽴的部分.
沉降缝：上部结构各部分之间，因层数差异较⼤，或使⽤荷重相差较⼤；或因地基压缩性差异较⼤，总之⼀句话，可能使地基发⽣不均匀沉降时，需要设缝将结构分为⼏部分，使其每⼀部分的沉降⽐较均匀，避免在结构中产⽣额外的应⼒，该缝即称之为“沉降缝”。

防震缝：它的设置⽬的是将⼤型建筑物分隔为较⼩的部分，形成相对独⽴的防震单元，避免因地震造成建筑物整体震动不协调，⽽产⽣破坏。

有很多建筑物对这三种接缝进⾏了综合考虑，即所谓的“三缝合⼀”。

4.⽀撑的主要作⽤是什么？
就整体⽽⾔，⽀撑的主要作⽤是：①保证结构构件的稳定与正常⼯作：②增强⼚房的整体稳定性和空间刚度：③把纵向风荷载，吊车纵向⽔平荷载及⽔平地震作⽤等传递到主要承重构件：④保证在施⼯安装阶段结构构件风稳定。

5.如何确定排架的计算单元？基本计算假定是什么？
由相邻柱距的中⼼线截出的⼀个典型区段成为排架的计算单元。

柱的计算轴线取上部和下部柱截⾯重⼼连线，屋⾯梁或屋架⽤⼀根没有轴向变形的钢杆表⽰。

图⽰说明见课本P119. 假定：⑴柱下端固接于基础顶⾯，上端与屋⾯梁或屋架铰接。

⑵屋⾯梁或屋架没有轴向变形。

6 排架柱的总⾼度如何确定？
柱的总⾼度H=柱顶标⾼+基础底⾯标⾼的绝对值—初步拟定的基础标⾼；
7、排架上⾯包括哪些荷载作⽤？
作⽤在排架上的荷载分恒荷载和活荷载两类。

恒荷载⼀般包括屋盖⾃重F1，上柱⾃重F2，下柱⾃重F3，吊车梁和轨道零件⾃重F4，以及有时⽀承在⽜腿上的围护结构等重⼒F5等。

活荷载⼀般包括屋⾯活荷载F6，吊车荷载Tmax、Dmax和Dmin，均布风载q1、q2，以及作⽤在屋盖⽀承处的集中风荷载等。

8、吊车荷载有哪些？最⼤轮压标准值如何让确定？吊车最⼤横向⽔平荷载如何确定？
吊车荷载有竖向荷载和横向⽔平荷载。

当⼩车吊有额定起吊质量开到⼤车某⼀迹象位置
时，在这⼀侧的每个⼤车的轮压值就是吊车的最⼤轮压标准值Pmax，k。

由于吊车是移动的，吊车最⼤⽔平荷载应根据影响线确定，考虑多台吊车的荷载折减系数后，有Tmax，k= Tk yi=1/4 （G2，k+G3，k）yi，如果两台吊车作⽤下的Dmax已求得，则两台吊车作⽤下的Tmax可直接由Dmax求得：Tmax=Dmax*Tk/Pmax，k。

9、什么是软钩？什么是硬钩？
软钩是吊重通过钢丝绳传给⼩车的吊钩。

硬钩是吊重通过刚性结构传给⼩车的吊钩。

10、屋盖部分的风荷载计算简图？
11.柱顶作⽤⽔平集中⼒时的剪⼒分配
对柱顶作⽤⽔平集中⼒F的排架结构
设共有n根柱，任⼀柱i的抗剪刚度为，则其分担的柱顶剪⼒V i可由平衡条件和变形条件求得。

按抗剪刚度的定义，有：
故：
由图可知，各柱柱顶⽔平侧移u相等，得：
由：
得：
所以，i柱分担的柱顶剪⼒V i为：
其中：
——称为柱i的剪⼒分配系数，它等于柱i⾃⾝的抗剪刚度与所有柱（包括柱i本⾝）总的抗剪刚度的⽐值。

各柱的柱顶剪⼒求出后，各柱即可按独⽴悬臂柱计算内⼒。

12.单⼚排架柱的控制截⾯是什么？
控制截⾯是指构件某⼀区段中承载⼒可靠度指标相对最低，对构件在该区段的配筋设计有控制作⽤的某些截⾯。

排架计算中应致⼒于求出控制截⾯的内⼒，⽽⾮所有截⾯的内⼒。

对于图⽰的⼀般单阶排架柱，通常上柱各截⾯配筋是相同的，⽽在上柱中，⽜腿顶⾯（即上柱底截⾯）Ⅰ-Ⅰ的内⼒最⼤，因此，截⾯Ⅰ-Ⅰ为上柱的控制截⾯。

在下柱中，通常各截⾯配筋也是相同的，⽽⽜腿顶截⾯Ⅱ-Ⅱ和柱底截⾯Ⅲ-Ⅲ的内⼒最⼤，因此取截⾯Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ为下柱的控制截⾯。

因此，在⼯程设计中，通常取上柱底⾯（Ⅰ-Ⅰ截⾯）、下柱顶⾯（Ⅱ-Ⅱ截⾯）、下柱底⾯（Ⅲ-Ⅲ截⾯）这三个截⾯为设计控制截⾯，即以这三个截⾯的各种最不利内⼒组合来确定上、下柱的最终配筋。

13.排架计算中，不同种内⼒组合如何计算？
控制截⾯的内⼒种类有：轴向⼒N、弯矩M和剪⼒V。

对于同⼀控制截⾯，上述三种内⼒应该怎样搭配，其截⾯承载⼒才是最不利的？这是内⼒组合需要考虑的问题。

在轴向⼒N、弯矩M的作⽤下，偏⼼受压的排架柱可能发⽣⼩偏压破坏，也可能发⽣⼤偏压破坏。

为避免上述两种形式的破坏，⼀般需考虑以下四种内⼒组合：
1、＋M max及相应的N、V；
2、－M max及相应的N、V；
3、N max及相应的M、V；
4、N min及相应的M、V。

其中，第1、2、4组是针对可能出现⼤偏压破坏⽽进⾏组合的，第3组则是针对⼩偏压进⾏组合的。

通常，按上述四种内⼒组合已能满⾜设计要求，但在某些情况下，可能有其他（上述四种内⼒组合之外）的内⼒组合存在。

但要有意识地寻找和发现这种内⼒组合⽐较⿇烦，也不易判断。

因⽽在⼯程中允许只按上述四种⽐较固定的模式确定柱的最不利内⼒组合。

实践表明，这样组合内⼒，结构的安全是可以得到保证的。

14为什么内⼒组合每次必须包括恒载？
恒荷载是长期作⽤在结构上的，在计算内⼒时必须满布.
15内⼒组合值的评判规则是什么？
取下列内⼒组合的最不利情况，
排架柱是偏⼼受压构件，⼒为N,M。

根据可能需要的最⼤配筋率，考虑下边的不利组合：（1）+ Mmax及相应的N和V
（2）- Mmax及相应的N和V
（3）Nmax及相应的M和V
（4）Nmin和相应的M和V
（5）对⼤偏⼼受压的柱截⾯，M/ N很⼤时
16⽜腿的破坏形态有哪些?
⽜腿破坏形态主要取决于a/h0值，有以下三种主要破坏形态：
1）弯曲破坏。

当a/h0>0.75和纵向受⼒钢筋配筋率较低时，⼀般发⽣弯曲破坏。

2）剪切破坏⼜分纯剪破坏,斜压破坏和斜拉破坏三种，其中纯剪破坏条件是当a/ho很⼩（<0.1）或值很⼤但边缘⾼度h1较⼩时。

当a/h0=0.1~0.75时可能发⽣斜压，斜拉破坏3）局部受压破坏当加载板过⼩或混凝⼟强度过低，由于较⼤的局部压应⼒⽽导致加载板下混凝⼟局部压碎破坏。

17⽜腿截⾯⾼度的确定以那个破坏阶段为基准？
⼀般以控制器在使⽤阶段不出现或仅出现细微裂缝为准。

18⽜腿顶⾯的⽔平纵向受拉钢筋有那些作⽤？
其中的抗弯钢筋承受竖向⼒，⽽抗拉锚筋承受⽔平拉⼒
19 ⽜腿斜截⾯承载能⼒如何确定？为什么？
根据试验结果，在荷载作⽤下，⽜腿中纵向钢筋受拉，在斜裂缝外侧有⼀个不是很宽的压⼒带。

在整个压⼒带内，斜压⼒分布⽐较均匀，如同桁架中的压杆。

破坏时混凝⼟应⼒可达到其抗压强度。

有上述受⼒特点，计算时可将⽜腿简化为⼀个以纵向钢筋为拉杆和混凝⼟斜撑为压杆的三⾓形桁架
a ——意义同前，当a<0.3h0时，取a=0.3h0；
fy ——为纵向受拉钢筋强度设计值。

20 单独柱下基础⾼度必须满⾜什么要求？
独⽴基础的⾼度除应满⾜构造要求外，还应根据柱与基础交接处以及基础变阶处混凝⼟的受冲切承载⼒计算确定。

21如何确定吊车梁的绝对最⼤弯矩？
绝对最⼤弯矩可按下述⽅法求得：设移动荷载的合⼒为R ，若梁的中⼼线平分合⼒R 与其相邻的⼀个集中荷载的间距a 时，则此集中荷载所在截⾯就可能产⽣绝对最⼤弯矩，因为与相邻的集中荷载有左右两个，故需作⽐较，其中弯矩⼤的就是绝对最⼤弯矩。

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γγ++≤F a F h a f A h ⽜腿的计算简图。