第四版混凝土结构设计课后习题答案

1、第3章单层厂房结构3.1某单跨厂房排架结构，跨度为 24m,柱距为6m。厂房设有10t和30/5t工作级别为A4的吊 车各一台，吊车有关参数见表 3-26，试计算排架柱承受的吊车竖向荷载标准值 Dmax、Dmin和吊车横向水平荷载标准值Tmax。吊车有关参数表3-26解：查表3-11得， =0.9。（1）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示 由式（3-6）1.64.75Dmax=Pimaxyi =0.912.5 10 129 10=349.12kN6 6Dmax=Pimaxyi =0.9 12.5 10 °35 °75 29 10 1 12 =40

2、8.83kN6 6排架柱承受的吊车竖向荷载标准值Dmax为408.83kN。Dmin =Piminyi=0.9 4.7 10 1 167.0 10 475 =103.46kN6 6Dmin =Piminyi =0.9 4.7 10 0.35 4.75 7.0 101 12=111.56kN6 6排架柱承受的吊车竖向荷载标准值Dmin为103.46kN。（2）吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况（两种）如图所示由式（3-9）和(3-10)可得1T1,k = QQ141=0.1210 10 3.8 10 =4.14 kN41T2,k = Q Q141=一 0.1030 10 11.8 1

3、0 =10.45 kN4Tmax =T yi =0.94.141 英 10.45 475 =12.17kN6 6Tmax=Tyi=0.9 4.1410.45 1 咚=14.45kN6 6排架柱承受的吊车竖向荷载标准值Tmax为14.45kN。I例题31】已知才一单吟厂腭垮皮】8rrx柱迥6巾9设计叶#山两台 10中级1衙伙廐的桥£.静*冷$侨縱跨厦/165,二|粒、DTi.解： 曲E亭产岛B圾ZQIF2 土得.桥架55m.枪極K- 440m小车用*加,出381吊*盘尺枪压林:准值卜“产116t,大车f幻加) "冷产(3-5)-巴杠=今严-几心 上吐护j 18+M8+10、1

4、ir 这配x为丈力加速取为JHiii/s2w 2X10Ho*AL_得宀肌M4kNH5kN lISkN Ph-H'kN眾车集的窗反力爭响域风两台milKk+转5m |彳-4-T'卜iQk.i土+ ° 4)心i-JLJaui=£、1MM的布JL如图由式(3-Dm =阳£ 上 S>,«O.9X1-4X115X(1 +.11±£|50.45)=3八.54kN 枚54X-119.2kNI * 6ru'Hi K 23吊不舉发應忙初反力世"ft仪於次U时的用第位 a 1 LJM!【例耀3T】|巴石一单吟厂如疔

5、度I8m frjfe 6m仪计时才虑两金 LOi申习而眩态的护龙甲本."车桥来吟/1=165桌：D亦、仇一和丁 g K !.上由式(3-9)和(3-10)可得T严卡“叽+Q)X0.12X0.9X (3. 8+10) X 103. 73UNTtt. =芒311.54X10.1 kNIlWi IPkN IlSkN尸j#ll$kN用*梁的支皮養向反力*3响奴及两台的布鼻如图序示<I由式(3-5)L /JyQlU.k2v, -0. 9X1- 4X115X (1 + 1§±丄器±9虫)“3订 54kN J1L54X-：119.2kN ffl INS M苹雹工

6、冷屡附氏力HRitaK UM的朋阳攸書 11 y0.5RaMjHC3378.9413.21.1733.59 kN (J)RbM2cTC363兰 1.1713.25.61kN ()3.3如图3-102所示单跨排架结构，两柱截面尺寸相同，上柱I u = 25.0 109 mm4，下柱 11 =174.8 108mm4，混凝土强度等级为C30。吊车竖向荷载在牛腿顶面处产生的力矩M1=378.94kN m，M2=63.25kN m。求排架柱的剪力并绘制弯矩图。解：(1)剪力分配系数巴竺0.30H 13.28卷需0.143剪力分配系数(2) 计算各柱顶剪力在A柱和B柱的柱顶分别虚加水平不动铰支座，由表3

7、-9中的简图3得C3=1.17因此不动铰支座反力撤销附加的不动铰支座，在排架柱顶施加水平集中力RA和RB，进行剪力分配:Va,2Vb,2(RaRb)0.5(33.595.61)13.99kN()叠加上述两个状态，恢复结构原有受力状况，即把各柱分配到的柱顶剪力与柱顶不动铰支 座反力相加，即得该柱的柱顶剪力：VA VA,2RA33.59 13.9919.60 kN (J)VB VB，2 Rb 5.6113.9919.60 kN ()(3) 绘制弯矩图和剪力图柱顶剪力求出后，按悬臂柱求弯矩图和剪力图，如题3.3图所示。Va =19.60 kNVb=19.60 kNM1 =378.94 kN mM 2

8、 =63.25 kN m+302.50 kN m+ 120.22 kN m(a)+19.60kN-76.44 kN m+76.44 kN m+ 13.19 kN m+ 195.47kN m-19.60 kN(b)(c)题3.3图排架弯矩图和剪力图3.4如图3-103所示两跨排架结构，作用吊车水平荷载Tmax=17.90kN。已知©、©轴上、下柱的截面惯性矩分别为21.30 108mm4和195.38 108mm4 , ©轴上、下柱的截面惯性矩分别为 72.00 108mm4 和256.34 108mm4，三根柱的剪力分配系数分别为a c 0.285 ,0.430，

9、空间作用分配系数0.9。求各柱剪力，并与不考虑空间作用（1.0）的计算结果进行比较分析解：1.考虑空间作用（0.9）的计算（1）计算各柱顶剪力在A柱、B柱和C柱的柱顶分别虚加水平不动铰支座，由表3-9中的简图5得A柱、C柱：C5=0.60，B柱：C5=0.67计算过程：Hu =3.9m,Hu390.30，a 262，H12.93.93A 柱、C 柱: n lU 鷲 1108 011由表3-9中的简图5得2C52 3a 3 (2 a)(1 a) (2 3a)2 13B 柱: n 'u7200 1088 0.28Il256.34 108由表3-9中的简图5得2C52 3a 3 (2 a)(

10、1 a) (2 3a)2 13-1) 0.60 n-1)0.67nRATC517.90 0.6010.78 kN (J)RB TC517.90 0.6711.96 kN (J)RcRRaRbRc10.7811.96 022.74 kN (J)(2) 将柱顶反力R乘以空间作用分配系数0.9，并将它反方向施加于该榀排架的柱顶,因此不动铰支座反力按剪力分配法求出各柱顶剪力:VA,2VC,2A R 0.2850.9 22.74 5.83 kN ()Vb,2 b R 0.430 0.9 22.748.80 kN ()(3) 将上述两项计算求得的柱顶剪力叠加，即为考虑空间作用的柱顶剪力:VaRaVa ,1

11、0.785.834.95 kN (j)VB RBVB ,211.968.803.16 kN (J)VcRcVc,25.83 kN ()根据柱顶剪力和柱上实际承受的荷载, 所示。按静力悬臂柱可求出各柱的内力，如题3.4 图(a)+8.22kN m+ 12.87 kN m-12°.52 kN m-143.61kN m-75.22kN m+ 12.95 kN-4.95kN+14.74kNkN题3.4图(a)考虑空间作用排架弯矩图和剪力图2.不考虑空间作用(1.0 )的计算(1)将柱顶反力R反方向施加于该榀排架的柱顶，按剪力分配法求出各柱顶剪力Va,2 Vc,2AR 0.285 22.74

12、6.48kN ()VB,2BR 0.430 22.74 9.78kN ()(2)将上述两项计算求得的柱顶剪力叠加，即为各柱顶剪力：VARAVA,10.786.484.30 kN()VBRBVB,11.969.782.18kN()Vc Rc Vc,2 6.48kN (-)根据柱顶剪力和柱上实际承受的荷载，按静力悬臂柱可求出各柱的内力，如题 所示。3.4 图（b）+12.47 kN m+5.67kN m-128.90 kN m-156.25kN m-83.59kN m-4.30 kN-2.18+13.60 kNkN+15.72IfkN+ i.48kN题3.4图（b）不考虑空间作用排架弯矩图和剪力图3.将考虑空间作用（0.9 ）与不考虑空间作用（1.0 ）的计算结果进行比较，可见，考虑厂房整体空间作用时，上柱内力将增大；又因为V'与Tmax方向相反，所以下柱内力将减小。由于下柱的配筋量一般比较多，故考虑空间作用后，柱的钢筋总用量有所减少3.5某单跨厂房，在各种荷载标准值作用下 A柱川-川截面内力如表3-27所示，有两台吊车，吊 车工作级别为A5级，试对该截面进行内力组合。截面内力标准值«>27荷图及正负号规定荷載类战序