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)別主要在它們與時間的關(guān)系上：恒載不隨時間變化或其變化值與平均值相比可以忽略不計；而活荷載其值隨時間變化、且其變化值與平均值相比不可忽略。由于橫載相對來說比較穩(wěn)定，隨時間沒有太大的變化，所以荷載分項系數(shù)比較小即可滿足可靠度的要求；活荷載隨時間相對來說變化比較大，則其分項系數(shù)要比較大才能滿足可靠度的要求。4試說明影響下列

2、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)

3、防烈度、建筑物的動力特性、建筑物所在地區(qū)的場地土 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準值：25 0.08 2.0kN/m2(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 標準值：鋼筋混凝土樓板自重標準值：25 0.08 2.0kN/m2水磨石地面構(gòu)造層自重標準值 (根據(jù)荷載規(guī)范)：0.65kN/m2木絲板吊頂自重標準值：0.26kN / m2樓面重力荷載標準值：2 0.65 0.

4、26 2.91kN/m2題圖2-13所示鋼筋混凝土交叉梁樓蓋（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準值：4.54kNm26 12 0.25 0.6 0.08 2512 122.91 （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)的重力荷載標準值（根據(jù)荷載規(guī)范）：4.54 2 6.54kN/m2（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) 計值（根據(jù)荷載規(guī)范）：4.54 1.2 3.5 1.4 10.35kN.m241.某四層輕工業(yè)廠房，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，平、剖面和計算簡圖如題圖2-16（b所示。抗震設(shè)防烈

5、度為7度。II類場地，Tq 0.3 s。算得集中于 g屋蓋和各層樓蓋標高處的重力荷載為：仃4=屋蓋層重+1/2 （第四層內(nèi)、外墻和隔斷墻重=9060kN仃3=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=11100kN仃2=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=11100kN6戶第二層樓蓋層重+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問題:(1)估算本廠房的基本自震周期 Ti (橫向)；(2)用Fek1 0.85Geq估算總的橫向水平地震作用標準值；(3»古算作用于各層標高處的

6、橫向水平地震作用標準值，以及由這些水 平地震作用產(chǎn)生的基底傾覆力矩標準值。解：(1)廠房的基本自震周期Ti：T1 0.0906 H、B0.09065.4 5 5 5 1720.45(s)(2)根據(jù)題意可知：1.4Ta 1.4 g0.3 0.42( s)(II 類場地)0.45(s) 1.4T0.42(s)0.9；21； max0.08 (7度設(shè)防)FEK 10.85GeqTgT 2 max0.90.3,10.452015.83(kN)0.850.08G1G2 G3G40.8511440 1110011100 99060查表2-7得：n0.08T1 0.07 0.08 0.45 0.070.10

7、6F4n Fek 0.1062015.83 213.68(kN)t G H乙由FiZG_FEK 1 n可知:Gj Hjj 1FlnG1 H1 Fek 1 nGj Hj j 111440 5.4 2015.83 1 0.10611440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4208.88(kN)F2nG2 H2 Fek 1 nGj Hj j 111000 10.4 2015.83 1 0.10611440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4390.33(kN)G. HF3n 33 Fek 1 nGj Hj j 111440 15

8、.4 2015.83 1 0.10611440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4578.00(kN)F4nG4 H4 Fek 1 nGj Hj j 19060 20.4 2015.83 1 0.10611440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4838.62(kN)基底傾覆力矩標準值：Mov 208.88 5.4 390.33 10.4 578.00 15.4 838.62 20.431196.43(kN m)43.某住宅開間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。挑梁每開間一根，截面 240

9、mm 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準值為2kN/m2,挑梁自重標準值為1.6kN/m,試問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：Mr1.6 l 2 3.6 l 0.5l(kN m)要防止傾覆則要求:MrK (K 1.5)P 0.6 12.72 0.6 7.632(kN m)1.6 l 2 3.6 l 0.5l 1.5 7.632解得：l 1.613(m)所以挑梁至少伸入橫墻內(nèi)1.613mI45.題

10、圖2-20示一兩端簡支鋼梁(非主梁)，跨度4.0m,承受均布荷載(標 準值以25kN/m計，設(shè)計值以32kN/m計，均包括梁自重)，采用I級工字 鋼做成(E=2.1 105N/mm 2, fy=210 N/mm2, fyk做10 N/mm 2),可選用的型 號為：120bA=3955mm2,I =2.502107mm4,y=100mm122bA=4650mm2,I =3.583107mm4,y=110mm125bA=5351mm2,I=5.278107mm4,y=125mm試就承載力設(shè)計和變形設(shè)計兩種方法估計它應(yīng)選用什么型號的工字 鋼？編輯版word解：(1)按承載力設(shè)計估計:若選用IMmax

11、22b 則:fy IyR S,1 28ql32 42 64(kN m)fy=210 N/mm 2, I=3.583 107mm4, y=110mm210 3.587 10768.4(kN m)110選用I 22b符合要求。(2)按變形設(shè)計估計:若選用 122b則：E=2.1 105N/mm 2, I=3.583 107mm4fmax5qJ45 25 40004 _5_ _7384EI384 2.1 105 3.583 1 0711.08(mm)l 4000 16(mm) 250250fmax ，選用I 22b符合要求。48.一鋼筋混凝土簡支梁，跨度7.0m,采用C20混凝土(Ec=2.55 1

12、04N/mm2),截面bh=250mm 700mm,梁上承受均布荷載標準值 q=30kN/m ,若要求fmax l/250,試驗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0.25Ed)解：按公式f 5qJ4max384 EI13I 250 700312fmax5qJ4384 0.25EJc5 30 70004,1Q384 0.25 2.55 104250 70031220.59(mm)700025025028(mm)上述設(shè)計符合要求第四章習(xí)題58.某鋼筋混凝土梁，截面尺寸 b h=250mm 500mm,跨中承受彎矩設(shè)計值M=150kN m,混凝土等級C30,采用HRB335級

13、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as 35mmh0 500 35 465mm由混凝土及鋼筋等級查附表得:fc14.3N/mm2, fy 300N/mm2, ft 1.43N/mm2,1.0, b M s1 fcbh00.55150 1061.0 14.3 250 46520.1942 $ 1 ，1 2 0.194. 0.218 sb，不可能出現(xiàn)超筋。故:選用0.5 1；12 二 0.5 1、1s2 0.1940.891150 106As sfv Sh0300 0.891y s o4651207(mm2)2、4 20, As 1256(mm2),4 205 25 2

14、05mm 250mm說明鋼筋可以按一排布置。驗算是否會少筋:12561.0%minbh 250 5000.2%f1.4345 45 0.214%fy300所以，不可能少筋59.某鋼筋混凝土簡支板，板厚h=80mm,計算跨度l=2.34m,承受均布恒載標準值為gk=2.0kN/m 2 （已包括板自重），均布活載標準值為qk=3kN/m 2,混凝土等級為C30,鋼筋采用HPB235級鋼筋，試求該板跨中截面縱向受拉 鋼筋。解：取單位板寬b=1000mm作為計算單元1M - g9k81-1.2 282qQk l1.4 322.3424.52(kN m)板的保護層厚度=15mm,則 aq 20mmsh0

15、 80 20 60(mm)查附表得:筋。fc14.3N/mm2, fy210N/mm；ft 1.43N/mm2,故:選用1.0，bM1 fcbh00.6184.52 1061.0 14.3 1000 6021 v1 20.5AsMfy sh。0.08780.0878 0.092 b ,不可能出現(xiàn)超2 $0.5s4.521 、1 2 0.08780.954106210 0.954 60376(mm2)8140, As359(mm2)(雖376mm2,但不超過5%),分布鋼筋采用625。驗算是否會少筋:A 3590.449%bh 1000 80min0.2%所以，不可能少筋45f fy14345

16、0.306%21063.已知T形截面梁，混凝土等級為C30,鋼筋采用HPB335級，梁截面尺寸 b h=300mm 700mm, bf 600mm, hf 120mm,當(dāng)作用在截面上的彎矩為M=650kN m時，試計算受拉鋼筋截面面積。解：設(shè)受拉鋼筋按兩排布置，則 a 60mm sh0 700 60 640mm由混凝土及鋼筋等級查附表得：2fv 300N/mm2,1 1.0, b 0.55yfc 14.3N/mm , c判斷類型:1 fcbf hfh。hf21201.0 14.3 600 1206402597.2 106M 650 106(N mm)所以該截面屬于第II類T形截面梁hfM11f

17、c bf b hf h0 一c IIu1201.0 14.3 600 300 120640 2298.6 106(N mm)M2 M M1 650 1 06 298.6 1 06351.4 106(N mm)故:351.4 106s1 fcbh21.0 14.3 300 6402c1 1 2 s 1 ,1 2 0.2 0.2250.5 1M20.200b,不可能出現(xiàn)超筋。2 s 0.51 、1 2 0.20.887s351.4 106fy sh0300 0.887 6402062(mm2)1編輯版wordfy21716(mm2)£ bf b hf1.0 14.3 600 300 12

18、0300AsAs1As21716 2062 3778(mm2)選用8 25, As3927(mm2)(超過 3.94%<5%,可以）8 25 9 25425mm 300mm, 需要兩排。4 25 5 25225mm 300mm 滿足。240mm的石專墻上,65. 一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，兩端擱置在厚度為 梁的計算跨度為3.56m,截面尺寸b h=200mm 500mm,梁上承受均布荷載標準值為90kN/m （已包括梁自重），混凝土等級為C20,箍筋采用HPB235 級，梁的安全等級為二級。試求箍筋的直徑、間距和肢數(shù)。11解：Vmaxql 90 3.56 160.2kNmax22驗算截

19、面尺寸:hw h0 500 35 465mm465200 2.325 4C20混凝土,0.25 cfcbh0 0.25 1 9.6 200 465 223200(N)> Vmax截面尺寸符合要求。Q 0.7ftbh0 0.7 1.1 200 465 71610(N) Vmax所以需要進行配箍計算。nA.由式：V 07 ftbh0 1.25 fyvsv1 h0snAsv1 V 0.7ftbh0160200 71610mm2得： 0.726(mm 's1.25fyvh01.25 210 465mm選用 8120nA , 實際nA"s2 50.31200.838 0.726(

20、mm2/m),滿足。svsvnAsv12 50.3svbs 200 120min 0.24 0.241 yv0.419%1.1-0.126%210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，l0/h 6, b h=300mm 400mm, a a 35mm, 混凝土等級為C20,縱筋采用HRB335級，該柱承受的軸向壓力設(shè)計值為 N=300kN （已包括柱自重），設(shè)計彎矩為 M=159kN m,采用對稱配筋，試 計算該柱所需配筋面積。解：(1)先按偏心方向計算配筋：%159 1%0 104530gm)ea h30 4°%0 13.3 20(mm)

21、 ,取 ea 20(mm)編輯版wordeiea 53020 550(mm)l°/h(或由l0/hNa/cbh。0.5fcAcN6 15,0.5 9.6 300 40011400 曳 h01l0h55014003653001031.92 1621 1 1.0017 16 8,可直接取300 1031 9.6 300 3651)0.2854 b 0.55所以為大偏心受壓構(gòu)件。e eihas 1 5502 s400235 715(mm)AsAsN e 1fa0c(1 0.5 )fy(h。as)300 103 715 1 9.6 300 3652 0.2854 (1 0.5 0.2854)

22、300 (365 35)1218(mm2)每邊配置4 20, AsA s 1256(mm2)(2)再按軸心方向驗算:(對于大偏心受壓且b與h相差不大也可不驗算)Ql0/hl0/b4006 - 3008 ,查表4-9得 1Nu 0.9 ( fyAs+ fcA)0.9 1300 2 1256 9.6 300 4001715.4(kN) N 300(kN)滿足要求。第五章習(xí)題16.某車間自承重外墻由MU10多孔石專和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 算該墻體高厚比。解：（此題應(yīng)加上該車間樓蓋類別為I類。）橫墻間距為24

23、m,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 , S 24m 2H 9.8m查附表5-3得：H0 1.0H4.8mQ是自承重墻，墻厚h=240mm,11.2bs2.12 1 0.4 1 0.40.8 0.72s4.2MU10的石專、M7.5的砂漿，由表5-1得： 264.8“20110.241 11.2 0.8 26 24.96所以高厚比滿足要求17.截面為490mm 490mm的石專柱，用MU10燒結(jié)多孔石專和 M5混合砂漿砌筑，柱的計算高度Ho 6.0m （截面兩個方向的H。相同），該柱柱底截面承受內(nèi)力設(shè)計值 N=125kN, M=9.63kN m。試驗算石專柱極限承載力是否滿足要