混凝土结构设计计算题..教学文案

1、第二章1 .柱下独立基础如题37图所示。基础顶面作用的轴向压力Nk=700kN，弯矩Mk=200kNm，剪力Vk=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(2008.10)力密度平均值 m=20kN / m3。试验算地基承载力是否满足要求。2 某轴心受压柱，采用柱下独立基础，剖面如题37图所示。基础顶面轴向压力标准值Nk=720kN，修正后的地基承载力特征值 fa=200kN/m2,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 Ym 20kN/m 3。

2、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）3.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Nk=870kN，弯矩标准值Mk=310kN -m,剪力标准值 Vk=21kN ;地基承载力特征值（已修正）fa=200kN /m2；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丫m=20kN / m3；基础底面尺寸为bX=3.0X 2.0m。试校核地基承载力是否足够？（2006.10）b=30D0J038 IS4.某单层厂房现浇柱下独立锥形扩展基础，已知由柱传来基础顶面的轴向压力设计值N=3900kN，弯矩设计值 M=1700kNm，剪力

3、设计值 V=60kN。基础的高度 h=1500mm， 基础埋深2.0m，地基土承载力设计值f=420kN/m 2,基础及其上回填土的平均容重丫 m=20kN/m 3。试求基础底面积。（2005.1）5如图1所示的某一单跨等高排架，左柱A与右柱B是相同的，柱子总高度为H2=13.2m,上柱高度 Hi=4m。左柱A和右柱B在牛腿面上分别作用有Mi=103kNm,M 2=60kNm的力矩。已知当柱子下端是固定端，上端是水平不动铰支座，在牛腿面上作用有M时，水平不动铰支座的水平反力R=C3 , C3=1.26。请画出柱子 A和柱子B的弯矩图，并标H2明柱底截面的弯矩值。（2005.1）H77A图1R二

4、G M/H2IVr6两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 , ql=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）二1>9*日1n*11 -1fr亠A66.0m6.0m1 12 Ami 5題39图(2008.10)题40图7 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。图 b(3)、b(4)。图m i)出(提

5、示：反力系数C5a=0.68,C5b=0.70,见题 39 图 b、b(2) ; ui=1.25 U2，见题 39题39图(2008.1)&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：Mmax=86kN m, Mmin=32kN矩图。(2007.10)-m。试用剪力分配法求 B柱在图示荷载作用下的弯（提示：弯矩作用在牛腿顶面时，柱顶不动铰支座反力R= C3, C3=1.1 )H题36图9某排架计算简图如图所示。已知Wk=3kN , qlk=2.5kN/m , q2k=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

6、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=Cii q H，6=0.4)(2007.1)题36團10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 MA=Mc=60kN m(作用方向如图所示);A、B、C柱的抗剪刚度比值为 Ka : Kb : Kc=1 : 2 : 1;试用剪力分配法画出 B柱的弯矩图。(2005.10)11 柱子牛腿如图所示。已知竖向力设计值Fv=300kN，水平拉力设计值Fh=60kN，采用钢筋为HRB335 (fy=300N/mm2)。试计算牛腿的纵向受力钢筋面积。(2007.

7、10)(提示:as=60mm; A=Fva0.85f yh°当 a<0.3h0时，取 a=0.3h0)（未注阴单位：nun）题40图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/mm2。试计算牛腿纵向受拉钢筋的面积。（2007.1）（提示:AsFva0.85f yh01.2 )fy13 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/mm2;取裂缝控制系数为 0.

8、65, &=35mm, 试判断该牛腿截面尺寸是否合理。（提示：Fvk<3 1-0.5电ftkbh0 ）（2006.10）Fvk 0.5 h0题37图14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As,并画出其布置示意图。（提示：FvaFhcAS 0.85fyh0 1.2fy，fy=300N/mm，aS=35mm n需验证 a 的适用范围)题兀图(2006.1)15.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

9、中的y、y3及支座竖向反力最大设计值Dmax。(提示：两台吊车的荷载折减系数B=0.9，吊车荷载的分项系数丫Q= 1.4) (2006.1)16.某单层厂房排架结构及风载体型系数如图所示。基本风压Wo=0.4kN/m 3，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。(2005.10)(提示：距地面10m处，卩z=1.0;距地面15m处，口 z=1.14;其他高度口 z按内插法取值)H 80第三章AB的1 两层三跨框架如题36图所示，括号内为各杆相对线刚度。试用反弯点法求梁B端弯矩题36图A . B(3.66)(3 12)(3 6

10、6)» -i¥“dy=0.55)。70kN6 9m2某两层三跨框架如题36图所示，括号中数值为梁的相对线刚度。二层各柱线刚度均为1.0X 104kN m,边柱侧移刚度修正系数为a=0.6，中柱侧移刚度修正系数为a=0.7。试用D值法求梁AB的B端弯矩(提示：二层柱反弯点高度比为題36图(2008.1)3某多层框架的计算简图如图所示。底层各柱线刚度为0.9X 104kN m,底层边柱侧移刚度修正系数为a =0.6，底层中柱侧移刚度修正系数为a=0.7。试计算该框架由梁柱弯曲变形引起的底层的层间侧移值。(2007.10)寸 EG 寸、题为图4如图所示框架结构，括号内数值为各杆的

11、线刚度，假定AB柱反弯点高度比为0.45,求第二层AB柱的B端弯矩Mba。 (2007.1)S.c试(2D-<24)BpEQ<20* 3S_卜* 6000* 6000 !2题37图5 如图所示框架结构，A、B柱截面尺寸相同，各层作用的水平力P=l0kN，各层层高2h=4.5m，底层柱的反弯点在距柱底 -h处。求底层A柱的柱底弯矩 Ma(以外侧受拉3为正)及轴向力Na(以受拉为正)。(2006.10)6 0)6 某多层框架钢筋混凝土矩形柱，承受轴向压力设计值 N = 680kN ,剪力设计值 V = 350kN ;柱净高Hn= 3200mm，截面宽度为400mm，截面有效高度为 56

12、0mm ;配有箍筋$ 10100; 材料强度fc=12.5N/mm 2, fyv=210N/mm 2;受剪承截力抗震调整系数丫 re=0.85。试验算该柱 抗剪承载力是否满足。(2006.1)(提示：Vw 丄(0.16 fcbh0 fyv Ashh0 0.056N );无需验证入及 N的适用范围)RE1.5S1, q=3kN/m, l=6m。试用分层法7某框架结构计算简图如图所示，各杆线刚度的比值均为计算并画出顶层 AB梁的弯矩图。(提示：梁的固端弯矩为丄q|2) (2006.1)128如图所示框架结构，底层各柱线刚度均为2.8 x 1010N mm ;底层各柱的侧移刚度修正系数a的取值分别为

13、：边柱a =0.6 ,中柱a =0.7 ;试用D值法求该框架底层柱 AB的柱端弯矩。(提示：底层边柱修正后的反弯点高度比y=0.65) (2005.10)2.4&6.6m66m题39图9某两层两跨框架的计算简图如图2所示，试用反弯点法求该框架各杆件的端弯矩并画出弯矩图。(图中括号内的数值为该杆件的线刚度)(2005.1)74kNa?CLO)IA2B2C2a 卜.r.Ao waVoci80.7kNC1.2>AlBlClG55ODoo-ci2,7m&Llm图2第五章1 单层单跨框架如题38图所示。层高5m,重力荷载代表值为6000kN。每根柱子的侧 移刚度均为50000kN

14、/ m，反弯点高度比yh=0.6;抗震设防烈度为 8度，max=0.16;试用底部剪力法计算A柱的下端Tg0.9Tmax ；T 2 T1.0)(2008.10)2题40图所示框架结构的重力荷载代表值GI=G2=G3=G4=1500kN，各层边柱 D 值均场地特征周期为0.25s。当水平地震作用于该框架时,为1.5 >104kN /m，各层中柱D值均为2.5 >104kN /m。试按公式T1=1.7 T = ut计算其自振周期。(提示：T =0.6) ( 2008.10)3.某框架结构如题 38图所示，重力荷载代表值G1=G2=G6=1200kN。各层边柱 D值均为1.2 >

15、104kN/m，各层中柱 D值均为2.2X 104kN/m，考虑非承重墙影响的周期调整 系数为0.7。试按顶点位移法计算其基本自振周期。(提示：T1=1.7 YUt ) (2008.1)4.某两跨等高排架如题 40图所示。排架柱高为6m ,排架柱A、B、C的侧移刚度之比为1 :2 : 1，横梁平面内刚度无穷大，集中于柱顶处的总重力荷载代表值为6000kN ;结构的自振频率为2.5Hz，场地特征周期为 0.3s，抗震设防烈度为8度。试用底部剪力法计算柱A的地震剪力、底部弯矩，并画出该柱的弯矩图。（提示：a max=0.16 , a0.9Tgamax）（2008.1）题40图5某五层钢筋混凝土框架

16、，底层层高4.0m，二五层层高均为3.0m，集中于楼盖和屋盖处的重力荷载代表值分别为G1=G2=G3=G4=2000kN , G5=1500kN ,抗震设防烈度为 8度,（2007.10）设计地震分组为第一组，H类场地，场地特征周期为0.35s,结构基本自振周期 =0.55s。试用底部剪力法计算多遇水平地震作用下顶层的水平地震作用标准值。（提示：a max=0.16;当 T=（0.0 0.1）s 时,a= （0.45- 1.0） a max0.9a max；当 T=（0.1 Tg）s 时，a = a max；当 T=（T g5T g） s 时，a =当 TiW 1.4 T g 时，s n=0

17、；当 T1>1.4Tg 时冷 n=0.08T 1+0.07)6.单跨排架如图所示。排架柱高为5m，两侧柱截面尺寸、配筋及材料均相同，横梁平面内刚度无穷大，集中于柱顶标高处的总重力荷载代表值为6000kN ;当500kN水平力作用于柱顶时，其顶点位移角为1/1000 ;抗震设防烈度为8度，场地特征周期为 0.3s。试用底部剪力法计算柱A的地震剪力及底部弯矩。(2007.10)（提示：a max=0.16 , aTg0.9amax，T 2n k）（20°7.10）7 .单质点结构体系如图示。当题39图1kN水平力作用于柱顶时，柱顶产生的侧向位移为0.05m m；已知重力荷载代表值0

18、.4s。试计算该体系的底部剪力G=1500kN，地震影响系数最大值为0.16，特征周期为(2007.1)(提示:0.9Tgmax，T&某三层钢筋混凝土框架，底层层高3.9m，其余二层均为2.8m。已知各层重力荷载代表值分别为 G1=13000kN,G2=11000kN，G3=12000kN ;结构基本自振周期=0.45s;设计地震分组为第二组，II类场地；设防烈度为9度。试用底部剪力法计算水平地震作用 下的底部剪力及二层剪力。(2007.1)(提示：Tg=0.4s, max 0.32,0.9, 2 1 .0,2 max , FiGiHin§Z-JVZGjH jj 1题40图9

19、.某单层厂房结构如图示。柱A和柱B的侧向刚度相等，KA=KB=20kN /mm ;重力荷载代表值G=2000kN，地震影响系数最大值为0.16，特征周期为0.4s，试计算该厂房在地震作用下的底部剪力。(提示：a =( Tg)0.9 a max,T=2 n 5(2006.10)T' kEA=«®39图10某四层钢筋混凝土框架，底层层高为4米，其余各层层高均为 3米。各层重力荷载代表值Gi=G2=G3=G4=12000kN，结构基本自振周期Ti=0.48s。抗震设防烈度为 8度，a max =0.16 , Tg=0.55S,n 2=1.0。试用底部剪力法计算底部剪力及顶层层剪力。G H(提示：Fi= nGiHi Fek，不需考虑附加地震作用。)(2006.10)GjHjj 111.一单层框架如图示。已知当柱顶作用1kN水平力时，柱顶产生0.1mm的水平位移，Tg=0.4s,a max=0.16，重力荷载代表值 G= 1000kN，试进行如下工作：(1 )计算结构在地震作用下的底部剪力标准值；(2)假定柱子反弯点高比 y=0.65，画出地震作用标准值产生的框架弯矩图。(提示:T g 0 9