建筑学专业建筑结构习题答案

建筑结构习题解答

第二章习题

1．试述恒载和活荷载的区别，为什么它们的荷载分项系数有所不同？答：恒载是一种永久性的作用力，它主要是指建筑物结构构件的自重和建筑物构造层的自重。

活荷载则是一种可变性的作用力，它主要是指施加于结构构件上的、随时间和使用情况而有较大变化的荷载。

恒载和活荷载的区别主要在它们与时间的关系上：恒载不随时间变化或其变化值与平均值相比可以忽略不计；而活荷载其值随时间变化、且其变化值与平均值相比不可忽略。

由于横载相对来说比较稳定，随时间没有太大的变化，所以荷载分项系数比较小即可满足可靠度的要求；活荷载随时间相对来说变化比较大，则其分项系数要比较大才能满足可靠度的要求。

4．试说明影响下列几种荷载取值的因素：

(1)构件自重；

(2)构造层做法；

(3)风荷载；

(4)雪荷载；

(5)地震作用；

(6)楼面活荷载。

答：(1)构件自重取值的影响荷载因素为：构件组成材料的单位重和尺寸的

大小。

(2)构造层做法取值的影响荷载因素为：构造层组成材料的单位重和尺寸（厚度）的大小。

(3)风荷载取值的影响荷载因素为：风速（或建筑物所在的地区和具体位置）、建筑物外形、建筑物外围面积大小和高度、建筑物的高宽比、地面的粗糙程度。

(4)雪荷载取值的影响荷载因素为：建筑物所在的地区、屋面外形和坡度、屋面水平投影面积的大小。

(5)地震作用取值的影响荷载因素为：建筑物的总重力荷载代表值、建筑物所在地区的基本设防烈度、建筑物的动力特性、建筑物所在地区的场地土类别。

(6)楼面活荷载取值的影响荷载因素为：楼面的使用用途。

36．试求下列楼盖的重力荷载：

解：(1)每平方米楼面中80mm 厚钢筋混凝土楼板自重标准值：

2250.08 2.0kN m ⨯=

(2)每平方米楼面中80mm 厚钢筋混凝土楼板加水磨石地面构造层（10mm 水磨石棉层；20mm 水泥砂浆打底）和木丝板吊顶（0.26kN/m 2）的重力荷载标准值：

钢筋混凝土楼板自重标准值： 2

250.08 2.0kN m ⨯= 水磨石地面构造层自重标准值（根据荷载规范）： 2

0.65kN m 木丝板吊顶自重标准值： 2

0.26kN m

∴楼面重力荷载标准值： 220.650.26 2.91kN m ++=

(3)题图2-13所示钢筋混凝土交叉梁楼盖（板厚80mm ，梁截面250mm ⨯600mm ，地面和顶棚做法同上）每平方米楼面的重力荷载标准值：

()26120.250.60.0825

2.91 4.54kN m 1212

⨯⨯⨯-⨯+=⨯

(4)若上述楼盖用于办公楼，每平方米楼面包括恒载和活载在内的重力荷载标准值（根据荷载规范）：

24.542 6.54kN m +=

(5)若上述楼盖用于商店，每平方米楼面包括恒载和活载在内的重力荷载设计值（根据荷载规范）：

24.54 1.2 3.5 1.410.35kN m ⨯+⨯=

41．某四层轻工业厂房，钢筋混凝土框架结构，平、剖面和计算简图如题图2-16(b)所示。抗震设防烈度为7度。Ⅱ类场地，g 0.3T s =。算得集中于屋盖和各层楼盖标高处的重力荷载为：

G 4=屋盖层重+1/2（第四层内、外墙和隔断墙重=9060kN

G 3=第四层楼盖层重+1/2（第四层内、外墙，隔断墙重+第三层内、外墙，隔断墙重=11100kN

G 2=第三层楼盖层重+1/2（第三层内、外墙，隔断墙重+第二层内、外墙，隔断墙重=11100kN

G 1=第二层楼盖层重+1/2（第二层内、外墙，隔断墙重+第一层内、外墙，隔断墙重=11440kN

问题：

(1) 估算本厂房的基本自震周期T 1（横向）；

(2) 用EK 1eq 0.85F G α=⨯估算总的横向水平地震作用标准值； (3)估算作用于各层标高处的横向水平地震作用标准值，以及由这些水平地震作用产生的基底倾覆力矩标准值。 解：(1)厂房的基本自震周期T 1：

(

10.09060.0906 5.45550.45()

T s ==⨯+++=(2)根据题意可知：g 1.4 1.40.30.42()T s =⨯= （Ⅱ类场地） 1g 0.45() 1.40.42()T s T s Q =>=

g 12max T T γ

αηα⎛⎫

∴= ⎪⎝⎭

； 0.9γ=；21η=；max 0.08α=（7度设防）

()()EK 1eq

g 2max 12340.9

0.850.850.310.080.85114401110011100990600.452015.83(kN)

F G T G G G G T γ

αηα∴=⨯⎛⎫

=⨯⨯+++ ⎪⎝⎭

⎛⎫=⨯⨯⨯⨯+++ ⎪⎝⎭

=

(3)查表2-7得：n 10.080.070.080.450.070.106T δ=+=⨯+=

4n EK 0.1062015.83213.68(kN)F F δ∆=⨯=⨯=

由()EK 1

1i i

i n n

j

j

j G H F F G

H δ=⋅=

-⋅∑可知：

()

()

11

1EK 1

111440 5.42015.8310.10611440 5.41110010.41110015.4906020.4208.88(kN)n n

j

j

j G H F F G

H δ=⋅=

-⋅⨯⨯⨯-=

⨯+⨯+⨯+⨯=∑ ()

()

22

2EK 1

11100010.42015.8310.10611440 5.41110010.41110015.4906020.4390.33(kN)n n

j

j

j G H F F G

H δ=⋅=

-⋅⨯⨯⨯-=

⨯+⨯+⨯+⨯=∑ ()

()

33

3EK 1

11144015.42015.8310.10611440 5.41110010.41110015.4906020.4578.00(kN)

n n

j

j

j G H F F G

H δ=⋅=

-⋅⨯⨯⨯-=

⨯+⨯+⨯+⨯=∑ ()

()

44

4EK 1

1906020.42015.8310.10611440 5.41110010.41110015.4906020.4

838.62(kN)

n n

j

j

j G H F F G

H δ=⋅=

-⋅⨯⨯⨯-=

⨯+⨯+⨯+⨯=∑

基底倾覆力矩标准值：

ov 208.88 5.4390.3310.4578.0015.4838.6220.4

31196.43(kN m)

M =⨯+⨯+⨯+⨯=⋅