2021春季建筑结构形考册作业2

2021春季建筑结构形考册作业21.轴心受压构件的稳定系数是长柱承载力与短柱承载力的比值，在截面相同、配筋相同和材料相同的条件下。2.在轴心受压构件的承载力计算中，当钢筋的抗压强度设计值小于400N/mm2时，取钢筋的抗压强度设计值为fy'；当钢筋的抗压强度设计值大于400N/mm2时，取钢筋的抗压强度设计值为fy''。3.钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是先受拉钢筋屈服，然后受压区混凝土被压碎。4.混凝土受压区高度大于或等于偏心距的为大偏心受压构件，反之为小偏心受压构件。5.根据混凝土构件施加预应力的方法不同，可以分为先张法和后张法。6.混凝土施加预压完成之前出现的预应力损失称为第一批损失，混凝土施加预压完成后的损失称为第二批损失。7.预应力混凝土对混凝土的性能要求包括强度高、收缩、徐变小、快硬、早强、弹性模量高。8.单层厂房中的主要受力构件是屋面梁或屋架、柱和基础，按结构形式可分为排架结构和刚架结构。9.排架结构分无檩体系和有檩体系两种。无檩体系由大型屋面板、屋面梁或屋架及屋盖支撑组成，有檩体系是由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成。10.单层厂房的支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。选择题：1.答案为D，配置纵筋的作用是帮助混凝土承受压力，减少构件截面尺寸。2.答案为C，轴心受压构件的稳定系数主要与长细比有关。3.答案为B，钢筋混凝土大、小偏心受压构件破坏的根本区别在于，当截面破坏时，受拉钢筋能否达到钢筋的抗拉强度。4.答案为D，钢筋混凝土偏心受压构件界限破坏时，远离轴向力一侧的钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生。5.答案为C，先张法的施工工序是先张拉钢筋，并将其固定，浇注混凝土后，马上放松钢筋。(3)将预应力钢筋穿过孔道，并用张拉机具张拉至控制应力；(4)锚固预应力钢筋，并进行切断和防锈处理；(5)填充孔道，并进行养护。先张法和后张法都是预应力混凝土结构中常用的施工方法。先张法是先张拉预应力钢筋，然后浇注混凝土，待混凝土达到一定强度后再放松钢筋。而后张法则是先浇注混凝土，待混凝土达到一定强度后再张拉预应力钢筋。两种方法都需要在混凝土达到一定强度后进行预应力钢筋的张拉，并在锚固后进行切断和防锈处理。先张法适用于较大跨度的结构，而后张法适用于较小跨度的结构。预应力损失类型中，后张法预应力损失不包括温差损失。预应力损失是预应力混凝土结构中必须考虑的问题，其中包括锚固回缩损失、摩擦损失、应力松弛损失和温差损失等。而后张法预应力损失不包括温差损失，其他损失类型仍然需要考虑。条件相同的钢筋混凝土轴拉构件和预应力混凝土轴拉构件相比较，预应力混凝土轴拉构件的承载力更高。预应力混凝土结构的优点在于可以通过预应力钢筋的张拉来提高混凝土结构的承载力和抗裂性能。因此，条件相同的情况下，预应力混凝土轴拉构件的承载力更高。吊车梁的作用是加强厂房结构的空间刚度，并保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全，同时起传递风载和吊车水平荷载或地震力的作用。吊车梁是厂房结构中常用的构件之一，其作用在于增加结构的刚度和稳定性，并承担风载和吊车荷载等作用。在一般单阶柱的厂房中，柱的上柱底部、下柱的底部与顶部截面为内力组合的控制截面。内力组合是指在厂房使用过程中，柱子所承受的各种荷载和力的组合。在设计和施工过程中，需要确定内力组合的控制截面，以保证结构的安全和稳定性。在一般单阶柱的厂房中，上柱底部、下柱的底部与顶部截面是内力组合的控制截面。在单层厂房柱进行内力组合时，任何一组最不利内力组合中都必须包括恒载引起的内力。内力组合是厂房结构设计和施工中需要考虑的问题，最不利内力组合是指在所有可能的内力组合中，具有最大荷载作用的组合。在单层厂房柱进行内力组合时，任何一组最不利内力组合中都必须包括恒载引起的内力，以保证结构的安全和稳定性。1.大、小偏心受压构件的破坏特征及其判别方法大偏心受压构件的破坏特征是受拉钢筋首先到达屈服，然后压区混凝土被压碎，具有明显的预兆，横向裂缝显著开展，变形急剧增大，具有塑性破坏的性质。小偏心受压构件的破坏特征是受压区边缘混凝土达到极限压应变值，受压钢筋应力达到抗压屈服强度，离轴向力较远一侧的钢筋不论受拉还是受压，其应力一般都达不到屈服强度，属于脆性破坏。判别方法是通过偏心距与截面尺寸之比来确定是大偏心受压构件还是小偏心受压构件。2.先张法与后张法的基本施工工序先张法的基本工序是：在台座或钢模上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力，支模并浇灌混凝土，养护混凝土到一定强度后再切断预应力钢筋。后张法的基本工序是：浇筑混凝土构件并预留孔道，养护混凝土到规定强度值，将预应力钢筋穿过孔道并用张拉机具张拉至控制应力，锚固预应力钢筋并进行切断和防锈处理，最后填充孔道并进行养护。先张法和后张法都需要在混凝土达到一定强度后进行预应力钢筋的张拉，并在锚固后进行切断和防锈处理。先张法适用于较大跨度的结构，而后张法适用于较小跨度的结构。3.先张法与后张法施加与保持预应力的方法有何不同，各自的适用范围如何？先张法是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的方法。适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。后张法是依靠锚具锚住预应力钢筋并传递预应力的方法。因此，锚具是永久性的，不能重复使用。适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。4.单层工业厂房中支撑的主要作用是什么？屋盖支撑包括哪些？单层工业厂房中支撑的作用主要是：(1)在施工和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性；(2)保证厂房结构的纵向和横向水平刚度，以及空间整体性；(3)将水平荷载传给主要承重结构和基础。屋盖支撑包括：设置在上、下弦平面内的横向支撑和设置在下弦平面内的纵向或屋面梁上翼缘的侧向稳定，向水平支撑，以及设置在屋面梁或屋架间的垂直支撑和水平系杆。5.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁各有何作用？抗风柱的作用是将山墙风荷载传递至基础；圈梁的作用是将墙体、柱箍在一起，以加强厂房的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载引起对厂房的不利影响；连系梁的作用是连系纵向柱列，以增强厂房的纵向刚度，并传递风载到纵向柱列；基础梁的作用是承担围护墙体的重量，而不另做墙基础。6.作用在排架上的恒载和活载各包括哪些？作用在排架上的荷载可分为恒载和活载。恒载包括屋盖自重、上柱自重、下柱自重、吊车梁和轨道等零件自重，以及有时支承在柱牛腿上的围护结构自重。活载包括屋面活载、吊车荷载、均布风载以及作用在屋盖支承处的集中风荷载等。计算题：某矩形截面柱，其尺寸为b×h=400mm×500mm，该柱承受的轴力设计值N=2000kN，长度为l=4.5m，采用C30砼，HRB400级受力钢筋。已知fc=14.3N/mm2，fy=fy'=360N/mm2，as=as'=35mm，配置有纵向受力钢筋面积1256mm2。进行截面安全性计算。首先，计算混凝土的抗压强度fcd：fcd=0.85fc/γc=0.85×14.3/1.5=8.07N/mm2计算钢筋的抗拉强度fyd：fyd=fy/γs=360/1.15=313.04N/mm2计算截面的抗压承载力Nc：Nc=0.85fcdbhc=0.85×8.07×400×500/1000=1369.4kN计算截面的抗拉承载力Nt：Nt=asfyd=1256×313.04/1000=393.6kN计算截面的抗剪承载力Vc：Vc=0.6fcdαcwbcx=0.6×8.07×0.8×400×(500-0.8×400/2)/1000=170.8kN其中，αcw为混凝土剪应力增强系数，取0.8；x为受力钢筋中心至受压区边缘距离，取0.8d。计算截面的抗弯承载力M：M=(Nt-Nc)z/γc+Vcz/γc=(393.6-1369.4)×0.8×500/1000/1.5+170.8×0.8×400/2/1.5=-17.9kNm其中，z为受力钢筋中心至截面受压边缘距离，取0.8d。因为M为负值，说明该截面在受剪作用下破坏，不满足安全性要求。因此，该截面不安全。需要求解某矩形截面柱的钢筋面积，该柱的截面尺寸为300mm×400mm，承受的N=400kN和M=220kN·m，as=40mm，l=4.8m。该构件采用C30砼和HRB400级受力钢筋，fc=14.3N/mm2，fy=360N/mm2。首先，我们需要计算出该柱的截面面积，即S=bh=300mm×400mm=120000mm2。根据所给的受力情况，我们可以利用等效应力法计算出该柱所需的钢筋面积。根据公式，M=Wa^2/2，得到Wa=2M/a=2×220kN·m/40mm=11000kN。因此，该柱所需的等效受力为P=N+Wa=400kN+11000kN=11400kN。接着，我们可以计算出该柱所需的配筋率ρ=As/S。根据设计规范，当fc=14.3N/mm2时，该柱的最小配筋率为ρmin=0.01。由此可得，该柱所需的钢筋面积为As=ρS=0.01×120000mm2=1200mm2。最后，我们需要检查