一、 计算题:1. 用剪力分配法计算题37图a 所示单层厂房排架结构各柱的柱顶剪力。
已知W =11.0kN ,q 1=1.0kN/m,q 2=0.5kN/m.(提示:支反力系数C 11=0.4,见题37图b(1);Δu 1=2Δu 2,见题1图b(2)、(3)) 。
2. 牛腿尺寸及承受的设计荷载如图示,采用Ⅱ级钢(f y =310N/mm 2),a s =35mm,试计算纵向受拉钢筋面积A s =?(提示:A s =yh y v f Fh f a F 2.185.00 )3. 某单层厂房排架结构及风载体型系数如图所示。
基本风压W O=0.4kN/m3,柱顶标高+11.8m,室外天然地坪标高为-0.3m,排架间距B=6m,求作用在排架柱顶处的风荷载设计值W。
(提示:距地面10m处,μz=1.0;距地面15m处,μz=1.14;其他高度μz按内插法取值)4. 单层厂房柱下独立基础平面尺寸如图示。
柱边基础高度为600mm ,均布地基净反力设计值为200kN/m 2,试计算沿柱边I -I 剖面基础底板抗弯钢筋的截面面积。
(提示:a sI =40mm,f y =310N/mm 2,M I =241p n (b-h c )2 (2l +b c ),A sI ..=0I y I h 0.9f M )5. 排架计算简图如图所示,A 、B 柱截面形状和尺寸均相同,水平荷载T =10kN 作用于A 柱,试用剪力分配法求A 柱弯矩图。
(提示:柱顶不动铰支座反力R =0.35T )6. 某钢筋混凝土单层厂房排架如图所示,上柱高3m ,下柱高9m ;作用于柱顶的水平集中力p=40kN ;作用于柱A 、柱C 下柱顶部的弯矩M A =M C =60kN ·m(作用方向如图所示);A 、B 、C 柱的抗剪刚度比值为K A ∶K B ∶K C =1∶2∶1;试用剪力分配法画出B 柱的弯矩图。
7. 钢筋混凝土牛腿如图所示。
作用在牛腿顶部的竖向压力设计值为100kN ,水平拉力设计值为120kN ,试计算牛腿的水平纵向受拉钢筋A S ,并画出其布置示意图。
(提示:yh 0y v S f F1.2h 0.85f a F A +=,f y =300N/mm 2,a s =35mm ;无需验证a 的适用范围)8. 某单跨单层厂房,柱距6m,设计时考虑两台桥式吊车,其最大轮压标准值分别为165kN和115kN,吊车位置及影响线如图所示。
试计算影响线中的y2、y3及支座竖向反力最大设计值D max。
(提示:两台吊车的荷载折减系数β=0.9,吊车荷载的分项系数γQ=1.4)9. 牛腿尺寸和按荷载效应标准组合计算的竖向力及水平拉力如图示。
牛腿宽度为600mm ,混凝土抗拉强度标准值为2.2N /mm 2;取裂缝控制系数为0.65,a s =35mm ,试判断该牛腿截面尺寸是否合理。
(提示:F vk ≤β[1-0.5vkhkF F ]0tk h a 5.0bh f)10. 某单层厂房柱下独立基础如图示,作用在基础顶面的轴向压力标准值N k =870kN ,弯矩标准值M k =310kN·m ,剪力标准值V k =21kN ;地基承载力特征值(已修正)f a =200kN /m 2;基础埋置深度d=1.5m ;设基础及其上土的重力密度的平均值为γm =20kN /m 3;基础底面尺寸为b×l =3.0×2.0m 。
试校核地基承载力是否足够?11. 某排架计算简图如图所示。
已知W k =3kN ,q lk =2.5kN/m ,q 2k =1.5kN /m ;A 、B 柱截面形状和尺寸均相同,试用剪力分配法求A 柱在图示荷载作用下的柱底弯矩。
(提示:均布荷载作用下柱顶不动铰支座反力R=C l1·q·H ,C ll =0.4)12. 某单层厂房柱牛腿顶部作用的竖向力设计值为500kN ,水平拉力设计值为150kN ,竖向力至下柱边缘的水平距离为500mm ,牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度为850mm ,钢筋设计强度为300N/mm 2。
试计算牛腿纵向受拉钢筋的面积。
(提示:yh 0y v s f F2.1h f 85.0a F A +=)13.单层单跨排架计算简图如图所示。
A 、B 柱截面形状和尺寸相同,作用在牛腿顶面的弯矩:M max =86kN ·m ,M min =32kN ·m 。
试用剪力分配法求B 柱在图示荷载作用下的弯矩图。
(提示:弯矩作用在牛腿顶面时,柱顶不动铰支座反力R=HMC 3,C 3=1.1)14. 柱子牛腿如图所示。
已知竖向力设计值F v =300kN ,水平拉力设计值F h =60kN ,采用钢筋为HRB335(f y =300N/mm 2)。
试计算牛腿的纵向受力钢筋面积。
(提示:a s =60mm ;A=;f F1.2h 0.85f a F yh 0y v +当a<0.3h 0时,取a=0.3h 0)15. 某轴心受压柱,采用柱下独立基础,剖面如题图所示。
基础顶面轴向压力标准值N k =720kN ,修正后的地基承载力特征值f a =200kN/m 2,基础埋置深度d=1.5m ,设基础及其以上土的重力密度平均值3m 20kN/m γ=。
试推导基础底面面积A的计算公式并确定基础底面尺寸(提示:设底面为正方形)。
16. 单层厂房排架结构如题39图a所示,吊车横向水平刹车力为50kN。
试用剪力分配法计算各柱的柱顶剪力。
(提示:反力系数C5A=0.68,C5B=0.70,见题39图b(1)、b(2);Δu1=1.25Δu2,见题39图b(3)、b(4))。
17.柱下独立基础如题37图所示。
基础顶面作用的轴向压力N k=700kN,弯矩M k=200kN·m,剪力V k=25kN,修正后的地基承载力特征值f a=200kN/m2,已知基础底面尺寸b=3m,l=2m,基础埋置深度d=1.5m,基础高度h=1.0m,基础及以上土的重力密度平均值 m=20kN/m3。
试验算地基承载力是否满足要求。
18.两跨等高排架结构的计算简图如题39图所示。
已知排架柱总高度为11m,上柱高为3.3m;W=2.5kN,q l=2kN/m,q2=1.2kN/m,A、B、C柱抗侧刚度之比为1∶1.2∶1。
试用剪力分配法求B柱在图示荷载作用下的柱底弯矩。
(提示:柱顶不动铰支座反力R=C11qH,C11=0.35)19.柱子牛腿如题36图所示。
已知纵向受拉钢筋面积为631mm2,f y=300N/mm2,水平拉力设计值为75kN。
试计算该牛腿所能承受的竖向力设计值。
20.排架计算简图如题40图所示。
已知W=10kN ,M=100kN·m 。
试用剪力分配法求B 柱弯矩图。
(提示:弯矩作用在牛腿顶面,柱顶不动铰支座反力R=C 3HM ,C 3=1.2)21.排架计算简图如题36图所示,A 柱与B 柱的形状和尺寸相同。
M max =84kN ·m ,M min =40kN ·m ,P=8kN 。
试用剪力分配法求B 柱的弯矩图。
(提示:柱顶不动铰支座反力R=37.1C ,C HM33=)22.钢筋混凝土牛腿如题38图所示,牛腿宽度为400mm ,采用C30混凝土(抗拉强度标准值为2.01N/mm 2),作用于牛腿顶部的竖向荷载标准值为150kN ,水平荷载标准值为70kN ,裂缝控制系数取0.65。
试验算牛腿截面是否满足斜裂缝控制条件。
(提示:00tk vk hk vk s h 5.0bh f F F 5.01F ,mm 40α+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-β≤=α)23. 某单层厂房排架结构及风荷载体型系数如图所示。
基本风压w0=0.35kN/m2,柱顶标高+12.00m,室外天然地坪标高-0.30m,排架间距B=6.0m。
求作用在排架柱A及柱B上的均布风荷载设计值q A及q B。
(提示:距离地面10m处,μ=1.0;距离地面15m处,zμ=1.14;其他高度zμz按内插法取值。
)25.两跨等高排架结构计算简图如题39图所示。
排架总高13.1m,上柱高3.9m,q1=1.5kN/m,q2=0.75kN/m,A、B、C三柱抗侧刚度之比为1∶1.7∶1。
试用剪力分配法求A柱的上柱下端截面的弯矩值。
(提示:柱顶不动铰支座反力R=C11qH,C11=0.34)26.某单层单跨工业厂房排架结构,跨度18m,柱距6m,厂房内设有1台吊车,吊车的最大轮压标准值为P max,k=110kN,最小轮压标准值为P min,k=30kN,大车轮距为4.5m。
试画出吊车梁支座反力影响线,并计算作用在排架柱上的吊车竖向荷载设计值D max、D min。
(提示:4.1=γ)Q27.某牛腿尺寸及承受的设计荷载如题40图所示。
已知作用在牛腿顶部的竖向力设计值为640kN ,水平拉力设计值为100kN ,采用HRB400级钢(f y =360N/mm 2),a s =50mm 。
试计算牛腿顶部所需配置的纵向受拉钢筋面积A s 。
(提示:当a <0.3h 0时,取a =0.3h 0;A s =yh 0y v 2.185.0f Fh f a F )(未注明单位:mm)28.如题38图所示的单跨单层厂房结构,A 、B 柱抗侧移刚度相同,作用有两台300/50kN 中级工作制吊车。
已知:作用在排架柱上的吊车竖向荷载设计值D max =480kN ,D min =90kN ,偏心距e =0.45m 。
试求当D max 作用于A 柱时,各柱顶的剪力。
(提示:柱顶不动铰支座反力R=C·M/H,C=1.256)29.如题40图所示的单层厂房柱下独立柱基,上部结构传至基础顶面的轴向压力标准值N k=800kN,弯矩标准值M k=250kN·m,基础梁传至基础顶面的竖向荷载标准值N wk=40kN,e w=0.35m修正后的地基承载力特征值f a=200kN/m2,埋深d=1.5m,设基础及其上部土的重力密度的平均值为 m=20kN/m3,基础底面尺寸b×l=3.5×2.5m。
试验算地基承载力是否满足要求?30.某单层单跨厂房排架结构如题39图所示。
A 柱与B 柱尺寸相同,在牛腿顶面上分别作用有M max =104kN ·m 及M min =58kN ·m 的力矩,吊车横向水平刹车力为T=30kN 。
试用剪力分配法计算各柱的柱顶剪力。
(提示:柱顶不动铰支座支力3535, 1.30,0.70MR C TC C C H=+==)31.某轴心受压柱下扩展基础如题40图所示。
地基净反力p J =l80kN /m 2,采用HPB235级钢筋,f y =210N /mm 2,a s =70mm 。