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钢筋混凝土单层工业厂房习题集答案

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钢筋混凝土单层工业厂房习题

一、填空题:

1、厂房屋盖结构有 、 两种类型。

2、厂房横向排架是由 、 、 组成。

3、厂房纵向排架是由 、 、 、 、 组成。

4、屋架之间的支撑包括 、 、 、 。

5、钢筋混凝土排架结构单层厂房当室内最大间距为 ,室外露天最大间距为 时,需设伸缩缝。

6、柱间支撑按其位置可分为 和 。

7、单厂排架内力组合的目的是 。

8、钢筋混凝土单层厂房排架的类型有 、 两种。

9、等高排架在任意荷载作用下的内力计算方法是 。

10、厂房柱牛腿的类型有 、 两种。

二、判断题:

1、单层厂房有檩体系屋盖整体性和刚度好。( )

2、单层厂房无檩体系屋盖整体性和刚度好。( )

3、钢筋混凝土排架结构单层厂房,除基础之外,所有构件都是预制的。( )

4、单层工业厂房结构计算时,横向排架和纵向排架都必须计算。( )

5、单层工业厂房的牛腿柱的牛腿主要发生斜压破坏。( )

6、等高排架在任意何载作用下都可采用剪力分配法进行计算。( )

7、不等高排架在任意何载作用下都可采用剪力分配法进行计算。( )

8、排架结构内力组合时,恒载在任何情况下都参与组合。( )

9、风荷载分左来风和右来风,二者同时参与组合。( )

10、单层单跨的厂房参与组合的吊车台数最多考虑两台。( )

三、选择题:

1、有吊车厂房结构温度区段的纵向排架柱间支撑布置原则以下列( )项为正确做法。

A 下柱支撑布置在中部,上柱支撑布置在中部及两端

B 下柱支撑布置在两端,上柱支撑布置在中部

C 下柱支撑布置在中部,上柱支撑布置在两端

D 下柱支撑布置在中部及两端,上柱支撑布置在中部

2、单层厂房排架柱内力组合中可变荷载的下列特点,( )有误。

A 吊车竖向荷载,每跨都有max D 在左、min D 在右及min D 在左、 max D 在右两种情况;每次只选一种

B 吊车横向水平荷载max T 同时作用在该跨左、右两柱,且有正、反两个方

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向 C max D 或min D 必有max T ,但有max T 不一定有max D 或min D D 风荷载有左来风和右来风,每次选一种

3、当单层工业厂房纵向排架柱列数( )时,纵向排架也需计算。

A 8≤

B 9≤

C 6≤

D 7≤

4、排架计算时,对一单层单跨厂房一个排架,应考虑( )台吊车。

A4台 B2台 C3台 D 按实际使用时的吊车台数计

5、排架计算时,对一单层多跨厂房的一个排架,应考虑( )台吊车。

A4台 B2台 C3台 D 按实际使用时的吊车台数计

6、大部分短牛腿的破坏形式属于( )。

A 剪切破坏

B 斜压破坏

C 弯压破坏

D 斜拉破坏

7、排架结构内力组合时,任何情况下都参与组合的荷载是( )。

A 活荷载

B 风荷载

C 吊车竖向和水平荷载

D 恒荷载

四、简答题:

1、简述厂房屋盖结构的类型及特点。

2、排架结构厂房柱网的布置模数有哪些要求?

3、厂房支撑系统的支撑作用:

4、屋架之间需设置哪些支撑?各有什么作用?

5、试述天窗架的支撑作用。

6、试述柱间支撑及布置

7、柱间支撑为什么要设在伸缩缝区段的中央或临近中央的柱间?

8、单层工业厂房是否需要计算纵向排架?

9、排架的计算简图有何基本假定?

10、绘出单跨单层厂房在下列荷载作用下的实际结构图形和结构计算简图:

11、单层工业厂房排架内力计算时,需要单独考虑的荷载有哪些?

12、排架计算时,对单层单跨厂房和单层多跨厂房的一个排架,如何考虑吊车的台数?

13、单厂排架内力组合的目的是什么?

14、什么叫剪力分配法?

15、等高排架在任意何载作用下的内力计算如何进行?

16、如何确定排架柱的控制截面?

17、单厂排架内力组合中通常选择哪几种组合?

18、单厂排架内力组合中有哪些注意事项?

19、排架内力符号的规定:

20、如何选择柱的截面形式?其特点如何?

21、为何要对柱进行吊装验算?

22、单厂柱子吊装验算时有哪些注意事项?

23、短牛腿的破坏形式

24、柱下独立基础的设计内容主要有哪些?

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参考答案

一、填空题:

1、有檩体系 无檩体系

2、屋架(横梁) 横向柱列 基础

3、纵向柱列 基础 连系梁 吊车梁 柱间支撑

4、屋架上弦横向水平支撑 屋架下弦横向水平支撑 屋架纵向水平支撑 屋架垂直支撑与水平系杆:

5、100m 70m 。

6、上柱柱间支撑 下柱柱间支撑

7、寻找计算截面的最不利的内力

8、等高排架 不等高排架

9、剪力分配法

10、长牛腿 短牛腿

二、判断题:

1、×

2、√

3、√

4、×

5、√

6、√

7、×

8、√

9、× 10、√

三、选择题:

1、A

2、C

3、D

4、B

5、A

6、B

7、D

四、简答题:

1、(1)无檩体系:大型屋面板、屋架(或屋面梁)及屋盖支撑、天窗架及其支撑等组成,其刚度和整体性好。

(2)有檩体系:由小型屋面板(或瓦材)、檩条、屋架及屋盖支撑组成,构件重量轻,便于运输与安装。但因构件种类多,荷载传递路线长,故整体性及刚度较差,其造价比无檩体系的大,仅能用于运输、吊装等困难的情况下或在轻型不保温的厂房中才被采用。

2、(1)柱距:6m ,标准化、定型化,经济效果好(大柱网时如12m 柱距时,采用托梁,仍可用6m 的标准构件)。

(2)跨度:m 18 时,符合3m 的倍数;m 18 时,符合6m 的倍数。

3、(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)把水平荷载传递到主要承重构件上。

4、 (1)屋架上弦横向水平支撑:一般设在温度区段的端部第一或二个柱距。 ①增强屋盖的整体刚度;

②保证屋架上弦或屋面梁上翼缘的侧向稳定;

③将山墙抗风柱传来的纵向水平力传到两侧柱列上。

(2)屋架下弦横向水平支撑:上弦水平支撑的对应位置。

①保证将屋架下弦受到的纵向水平荷载传给纵向排架柱顶;

②防止下弦杆产生振动。

(3)屋架下弦纵向水平支撑:

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常设置在屋架下弦的端部节间,并与下弦横向水平支撑组成封闭的支撑体系,以利增强厂房的整体性。

①加强屋盖结构在横向水平面内的刚度,保证横向水平荷载的纵向分布,增强排架空间作用与刚度。

②在屋盖设有托架时,还可以保证托架上翼缘的侧向稳定,并将托架区域内的横向水平风荷载有效地传到相邻柱上。

(4)屋架垂直支撑与水平系杆:

①保证屋架在安装和使用阶段的侧向稳定,防止吊车工作时间屋架下弦的侧向颤动,增强厂房的整体刚度;

②设置在第一柱间的下弦受压水平系杆,除了能改善屋架下弦的侧向稳定外,防止局部失稳外,当山墙抗风柱与屋架下弦连接时,还有支承抗风柱、传递山墙风荷载的作用。

5、①保证天窗架上弦的侧向稳定;

②将天窗端壁上的水平风荷载传递给屋架。

6、柱间支撑分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。

(1)柱间支撑的作用:

①柱间支撑把沿厂房纵向相邻的两根柱连接在一起,以承受由山墙传来的风力和由吊车梁传来的纵向水平制动力以及纵向水平地震力;

②提高厂房纵向刚度和稳定性,它相当于在纵向柱列中设置的不动点。

(2)柱间支撑的布置:如图11-1所示。

①一般情况下,应在厂房单元的中部设置上、下柱间支撑,且下柱支撑应与上柱支撑配套设置;

②有吊车或8度和9度时,宜在厂房单元两端增设上柱支撑;

③厂房单元较长或8度三、四类场地和9度时,可在厂房单元中部1/3区段内设置两道柱间支撑。

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图11-1 柱间支撑的布置图

7、柱间支撑把沿厂房纵向相邻的两根柱连接在一起,

以承受由山墙传来的风力和由吊车梁传来的纵向水平制动力以及水平地震力,提高厂房纵向刚度和稳定性,它相当天纵向柱列中设置的不动点。如果将它设置在伸缩缝两

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端的柱间,当温度变化时,将使伸缩缝区段内结构构件变形,不仅受到具有一定抗侧刚度的柱的约束,而且受到抗侧刚度较大的柱间支撑的约束,产生较大的温度应力,可能在厂房结构构件中引起竖向的温度裂缝。因此,将柱间支撑设置在伸缩缝区段两端的柱间一般说来是不妥的。

当温度变化时,伸缩缝区段的中点,是该区段的不动点,将柱间支撑设在该区段不动点上,既不会约束伸缩缝区段内的结构构件沿纵向变形,避免引起附加的温度应力,又能起承受水平力、提高厂房纵向刚度的作用。因此,应将柱间支撑设置在厂房伸缩缝区段的中央或临近中央的柱间。

8、厂房的纵向柱子较多,通常其水平刚度较大,在纵向水平荷载作用下,每根柱子分到的水平力较小,故纵向排架一般可不必计算。但当纵向柱子较小(少于7个),或需要考虑地震作用时,应进行纵向排架计算。

9、(1)屋架与柱顶铰接,柱底与基础刚接;

(2)屋架或屋面梁为刚性杆件,即无轴向变形,∞=EI ;

(3)在排架的计算简图中,柱的计算轴线应取其上、下柱的截面形心线。

10、如图11-2~11-6所示。

(1)屋盖恒荷载1G :

如图11-2所示。作用点位于:距定位轴线(柱外缘)150mm 处(根据施工安装及必备的搭接长度确定的),距上柱几何形心线:1502

1-=u h e 上、下柱几何形心线偏心距:2

22l u h h e -= 111e G M =

212e G M =

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图11-2 屋盖恒载作用下计算简图

(2)柱(上柱重2G 、下柱重3G )及吊车梁自重4G 作用下;

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如图11-3所示。12342e G e G M -=

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图11-3 吊车梁及上、下柱自重作用下计算简图 图11-4 吊车竖向荷载作用下计算简图

(3)吊车竖向荷载max D 、min D 作用下;

如图11-4所示。

(4)吊车水平荷载max T 作用下;

图11-5 吊车水平荷载作用下计算简图

(5)风载作用下,如图11-6所示

图11-6 风荷载作用下计算简图

11、(1)恒荷载;屋架、屋面板、天窗、牛腿柱柱、吊车梁及轨道自重等;

(2)屋面活载;

(3)吊车竖向荷载max D 、min D (左右两种情况);

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(4)吊车水平荷载max T :(左右两种情况);

(5)风荷载:(左右两种情况);

12、考虑到多台吊车同时工作并都达到最不利位置的组合概率很小,规范规定,计算排架时,单跨一般按不多于两台考虑,多跨厂房按不多于四台考虑。

13、进行内力分析和组合的目的就是要找出在哪些荷载共同作用下,对排架柱的某一特定截面产生最不利内力。为此,可先对各项荷载作用分别进行内力计算,然后用内力组合的方法求出控制截面的最不利内力。

14、当排架结构柱顶作用有水平集中力(如风载、地震作用下)F 时,各柱的柱顶剪力按其抗剪刚度与各柱抗剪刚度总和的比例关系进行分配,故称剪力分配法,其计算公式为:F F V i n i i i

i ηδδ==∑=111

15、仍采用剪力分配法。不论在何种荷载作用下,为能利用上述的剪力分配系数,把排架结构的内力计算任意何载作用下的计算过程分为两步进行:

①先在排架柱顶部附加一个不动铰支座以阻止其水平侧移,用无侧移排架的计算方法求出支座反力R ,根据R 值就可得到相应的内力图。

②撤除附加不动铰支座,并将R 以反方向作用于排架柱顶,以期恢复到原来的结构体系情况。就成了在柱顶水平力作用下排架的内力计算情况。

将上述两种①、②两步求得的内力进行叠加,就能得到排架结构的实际内力图。

16、为便于施工,阶形柱的各段一般均可采用相同的截面配筋,并根据各段柱产生是危险内力的截面(称控制截面)进行计算,如图11-7所示。

(1)上柱:最大弯矩及轴力通常产生于上柱的底截面Ⅰ

-Ⅰ此即上柱的控制截面;

(2)下柱:在吊车竖向荷载作用下,牛腿顶面处Ⅱ-Ⅱ截

面的弯矩最大;在风载或吊车横向水平力作用下,柱底Ⅲ-Ⅲ

的弯矩最大;故常取此两截面为下柱的控制截面。

(1)对于一般中、小型厂房,吊车荷载不大,故往往是

柱底截面Ⅲ-Ⅲ控制下柱的配筋;

(2)对于吊车吨位大的重型厂房,则有可能是Ⅱ-Ⅱ截面。

(3)下柱Ⅲ-Ⅲ截面的内力值也是设计柱基础的依据, 图11-7 柱计算截面的确定 故必须对其进行内力组合。

17、一般应进行下列四种内力组合:

(1)max M +与相应的N 、V ;

(2)max M -与相应的N 、V ;

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(3)max N 与相应的M ±(取绝对值较大者)、V ;

(4)min N 与相应的M ±(取绝对值较大者)、V 。

18、(1)恒荷载是永存的,故无论在任何一种内力组合中都必须参加;

(2)同一台吊车的最大竖向荷载max D 与最小竖向荷载min D 是同时发生的,不能只择其一;

(3)同一台吊车的最大横向水平荷载max T 同时作用于其左、右两边的柱上,其方向可左可右,组合时只能择其一;

(4)同一台吊车的max D 、min D 与max T 不一定同时产生;但有max T 一定有D ,而有D 不一定有max T ;

(5)左、右风向不可能同时产生;

(6)在组合max M 或min N 时,应使相应的M ±尽可能大些,这样更为不利。因此,凡使截面的N=0,0≠M 的荷载项,只要有可能,也应参加组合。

19、M :以使柱左边受拉为正;

N :以使柱受压为正,受拉为负;

V :以使脱离体顺时针转动为正。

20、(1)矩形实腹柱:外形简单,施工方便,但混凝土用量多,经济指标差;

(2)工字形柱:材料用量比较合理,在单层厂房中广泛应用,但其混凝土用量比双肢柱多。特别是截面尺寸较大时,混凝土用量更多。同时自重大、施工吊装困难,因此使用范围也受到一定的限制;

(3)双肢柱:有平腹杆和斜腹杆两种。平腹杆构造比较简单、制作方便、受力合理、便于布置工艺管道。

斜腹杆一般在承受较大水平荷载时采用,但其施工比较复杂。若采用预制腹杆,则条件得到改善。双肢柱与工字形柱相比,混凝土用料少、自重轻,但整体刚度较差、钢筋构造较复杂、用钢量稍多。

21、单厂预制柱在运输和吊装时的受力状态与其在使用阶段不同,而且这时混凝土还有可能未达到设计强度,故柱有可能在吊装时出现裂缝,因此设计时还需进行施工阶段柱的裂缝宽度验算。

22、(1)在短期荷载作用下,最大裂缝宽度不超过0.15~0.2mm ;

(2)吊装时混凝土强度等按设计强度等级的70%考虑;

(3)采用翻身吊,按三个截面进行强度及裂缝宽度的验算;

(4)柱的自重取标准值,并乘以动力系数1.5;

(5)建筑物的安全等可降一级使用(因为施工荷载下的受力状态是临时性的);

158 23、(1)剪切破坏:当0h a 很小(1.0 )或0

h a 值虽大而边缘高度较小时,可能发生沿加载板内侧接近垂直截面的剪切破坏。

(2)斜压破坏:当75.0~1.00

h a 时,为斜压破坏。 (3)弯压破坏:当

75.00 h a 时,纵向钢筋配筋率又较低时,为弯压破坏。 大部分牛腿属于斜压破坏。

24、(1)按地基承载力确定基础底面尺寸;

(2)按受冲切承载力确定基础高度和变阶处的高度;

(3)按基础受弯承载力计算底板钢筋;

(4)构造处理及绘制施工图等。