混凝土结构与砌体结构习题及参考答案

混凝土结构设计原理习题及参考答案《混凝土结构》及《砌体结构》习题及参考答案1

混凝土结构设计原理习题及参考答案第13章单层厂房结构设计习题参考答案§13.1某单层单跨厂房，跨度18m，柱距6m，内有两台10t中级载荷状态的吊车，试求该柱承受的吊车竖向荷载D、D和横向水平minmax荷载T。起重机有关数据如下：max吊车跨度L=16.5m，吊车宽B=5.44m，轮距K=4.4m，吊车总质K量18.23t，额定起重量10t，最大轮压标准值P=104.7KN。maxk，解：P(mmQ)gP(mQ)gP2max,k(18.2310)10104.736.45kN2122min,kmax,k查表，0.9，竖向反力影响线如图所示：则有：5.44m4.4m5.44m4.4mDrPyimaxQmax,k0.91.4104.7(10.561.64.96)6288.47kN6m6mPDDmin288.4736.45100.4kN104.7min,kmax,kmaxP4.96/61.6/610.56/62

混凝土结构设计原理习题及参考答案1T(mQ)g4k210.120.9(3.68410)1043.69kNT288.473.6910.17kN104.7TDmaxkPmaxmax,k§13.2试用剪力分配法求图所示排架，在风荷载作用下各柱的内力。已知基本风压0.45kN/m2，15m高处的1.14（10m高1.0），0zz体形系数示于图中。柱截面惯性距：s上I2.13109mm4,I14.38109mm4,I7.2109mm4,I19.5109mm4.1234柱高3m，计算单元宽度取B=6m。解：1．求q,q1211.141.0(10.510)1.0141510线性差值：zqB0.81.0140.4562.19kN/m1ksz0qB0.51.0140.4561.37kN/m2ksz03

混凝土结构设计原理习题及参考答案qrq1.42.193.07kN/m()1Q1kqrq1.41.371.92kN/m()2Q2k风向W-0.6-0.5m2.1m1.2II13mq1q25.01II24+0.8-0.52．求W高度取10.5+2.1=12.6m1.141.0(12.610)1.0711510zW[(0.80.5)h(0.50.6)h]B[1.32.10.11.2]1.070.4567.54KNk12z0WrW1.47.5410.56kNQk3.计算参数,nI2.13109I7.2109n0.15n0.3713I14.381092I19.51094A柱：B柱：H3H30.290.29uuH10.5H10.54．在柱顶虚拟加不动铰支座查表计算：3[1(1)]3[10.294(11)]14n10.15A柱：C110.348[1(1)]8[10.293(11)]3n0.154

混凝土结构设计原理习题及参考答案3[1(1)]3[10.294(11)]14n10.37B柱：C110.368[1(1)]8[10.293(11)]3n0.37RqHC3.0710.50.3411()A111RqHC1.9210.50.367.3()B211故：柱顶剪力VR11()A,1AVR7.3()B,1B5．撤消不动铰支座，反向施加支座反力。33A柱：C02.641(1)10.293(11)13n0.1533B柱：C02.881(1)10.293(11)13n0.37H310.53于是：uEICE14.381092.64Acl0cH10.533uEICE19.51092.88cl0Bc2.6414.380.42.6414.382.8819.52.8819.5所以分配系数：故，柱顶剪力：AB0.62.6414.382.8819.5V(RRW)0.4(117.310.56)11.54kN()A,2AAV(RRW)0.6(117.310.56)17.32kN()BB,2BAB6.叠加两个受力状态5

混凝土结构设计原理习题及参考答案VVV11.54110.54()AA,1A,2VVV17.327.310.02()BB,1B,210.02KN0.54KN38.715.44q1=1.92KN/mq1=3.07KN/m211.05175M图（KN·m）A柱M图（KN·m）B柱7.绘制弯矩图§13.3如图所示排架，在A，B牛腿顶面作用有力矩M1和M2。试求A，B柱的内力，已知：M1=153.2KN.M，M2=131.0KN.M，柱截面惯性距同上习题13-2。II31M1M2II42解：1.计算参数,nI2.13109nI37.21090.37n0.151I14.381092I19.5109A柱：B柱：4H3H30.290.29uuH10.5H10.52．在柱顶虚拟加不动铰支座6

混凝土结构设计原理习题及参考答案2110.292A柱：C1.51.51.211.321(1)10.293(11)0.15133n1210.292B柱：C1.531.5110.293(11)0.371(1)3nM153.21.2117.65kN()RCA1H10.5故：3RM2C1.3216.47kN()131.0H10.5B33．撤消不动铰支座，反向施加支座反力RRR17.6516.471.18kN()BA0.4,0.6ABVR1.180.40.47kN()所以：AAVR1.180.60.71kN()BB3．叠加内力V17.650.4717.18()AV16.470.7117.18()B7

混凝土结构设计原理习题及参考答案17.18KN17.18KN101.6679.4651.5449.3951.5427.19M=153.2KN.mM=131KN.mA柱M图（KN.M）B柱M图（KN.M）4．弯矩图：§13.4如图所示柱牛腿，已知竖向力设计值F324kNv，水平拉力设计值F78kN，采用C20（f1.54N/mm2）混凝土和HRB335htk级钢筋，试设计牛腿的纵向受力钢筋。（截面宽度b=400mm（另加的条件））FV=324KN1050Fh=78KN004080004450500C1=250解：8

混凝土结构设计原理习题及参考答案1．验算截面尺寸h80040760mm0Ffbh781.54400760397kNF324kN0.8(10.5)hstk0(10.5)a2500.5760F324vs0.5vsh0截面尺寸满足要求。2．计算纵向受拉钢筋FaF3241032501.2781031.2A0.85fhf0.85300760730mm2vh300sy0y选配418，A1017mms2A1017bh4008000.32%0.2%s满足最小配筋要求。§13.5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内力：N=920KN，M=276KN.M，V=25KN，柱截面尺寸bh400mm600mm，地基承载力f200kN/m2，基础埋深1.5m，基a础采用C20混凝土，HPB235级钢筋，试设计此基础并绘制基础平面图，剖面和配筋图。解：9

混凝土结构设计原理习题及参考答案1.初步确定基础高度和杯口尺寸取插入深度：h600mm，故，杯口深度为60050650mm1；杯口顶面尺寸：宽为400752550mm，长为600752750mm；杯壁厚度取为t200mm；杯底厚度取为a200mm1；其他截面尺寸：；h300mma200mm；2260000309045L00530021150bb所以，初步确定基础的高度为60050200850mm2.确定基础底面积F920Afrd200201.55.41m2am增加20%~40%，初步选定尺寸为：；B3.5m,l2mA7m2lb23.522W4.1m366Grbld203.521.5210kNmFGMVh920210276250.85234kN/m2PblmaxccW23.54.1FGMVh920210276250.8588.9kN/m2PblWcc23.54.1min10

混凝土结构设计原理习题及参考答案（1）（2）P234kN/m21.2f240kN/m2maxaPPmax23488.9161.4f200kN/m2min22a故，基础底面尺寸满足要求。3．验算基础高度地基净反力的计算。FMVh920276250.85203.9kN/m2PccblW23.54.1n,maxFMVh920276250.8558.9kN/m2PblW23.5cc4.1n,min仅需对台阶下基础做冲切验算：h55040510mm0冲切面：003b4002275950mmtb95025101970mmb053002bbtbb1.46m2m17501750冲切荷载计算面积：A[(bhth)l(lbth)2]223.51.152220.9558.900[(0.51)l(0.51)2]22155.2221.33m2131.4203.9178143.8Pn（KN/m2）FpAPA203.91.33271.2kNlsn,maxFpAPA203.91.33271.2kNlsn,max11

混凝土结构设计原理习题及参考答案0.7fbh0.71.11.46510573.3kNF271.2kNtm0l故，基础高度满足抗冲切承载力的要求。4．基础板底配筋（1）长边方向PPM1(n,maxn1)(bh)2(2lb)cc2421(203.9143.8)(3.50.6)2(220.4)h85040810mm1242268kNm01M2681062选用1214，14@150As11751mm10.9fh0.9210810y01变阶处：PPM'1(n,maxn1)(bh)2(2lb)2421cc1(203.9155.2)(3.51.15)2(220.95)242204.5kNmM268.5kNm1（2）短边方向PPM1(n,maxn,min)(lb)2(2bh)cc24221(203.958.9)(20.4)2(23.50.6)242106.5kNm12

混凝土结构设计原理习题及参考答案h8504014796mm02M106.5106As2708mm220.9fh0.9210796y02选配10@20013

混凝土结构设计原理习题及参考答案《砌体结构》习题及参考答案1.一单层单跨无吊车工业房屋窗间墙，截面尺寸如图所示，高5.2m，墙计算高度H6.2m，采用MU20灰砂砖及M5水泥砂浆砌筑，施工质0量控制B级。荷载设计值产生的轴向力N=456KN，弯矩M=54.72KN.m，荷载偏向翼缘一侧。试验算该墙截面的承载能力。（15分）（构件高厚比修正系数1.2；砌体抗压强度f2.12MPa11，0.0015）012112(1)2e1112h028000y242y1083490解：截面几何特征：；A8.582105mmy187mm；h527mmT；2254.72e1200.2270.3h527T；e0.12m120mm45614

混凝土结构设计原理习题及参考答案H6.211；001.214.1h0.5270.771210.001514.12T110.3602211112(1)112(1)e12011527120.77h120Af0.3608.5821050.92.12589.5103N589.5KN456KNa承载力满足要求。2.混凝土小型空心砌块砌体外墙，支承着钢筋混凝土楼盖梁（梁端支承处灌实一皮砌块）。已知梁的截面尺寸bh200mm400mm，梁支承长度a190mm，荷载设计值产生的支座反力N60KNl，墙体的上部荷载N260KN（作用在整个窗间墙上），窗间墙截面尺寸u1200190mm，采用MU10砌块，M5混合砂浆砌筑，试验算砌体的局部受压承载力。（15分）（砌体抗压强度f2.22MP）ah解：；；a100134mmAab26800mmc2fL0Ah(2hb)110200mm02A10.35011.62AL2600001.14MP1901200N作用在整个窗间墙上，U0aNA1.142680030552N00llNNAf0lAA；04.13,0llAf0.71.62268002.2267468.5N60000N15

混凝土结构设计原理习题及参考答案局部受压承载力满足要求。3.某单层单跨无吊车的厂房，柱间距为6m，每开间有3.0m宽的窗洞，车间长48m，采用钢筋混凝土大型屋面板屋盖，壁柱墙（承重墙）计算高度3000H1.2H6.84m，壁柱0042y2为370mm490mm，墙厚y1052为240mm，刚弹性方案房屋，试验算带壁柱墙的370高厚比（只对整片墙高厚比做验算）。（15分））24（，y148mmI8858106mm24，解：，A812500mmi104mmh3.5i364mm2Tb1s1.0,10.40.8,19.2S212H6840，满足要求。018.819.2h364T4．某砖柱，采用砖MU10，混合砂浆M5砌筑（f=1.58MP），柱截面尺a寸为490mm×620mm，计算高度为5.4m。作用轴向压力设计值N=270KN，偏心距e=90mm。试验算该砖柱的承载力。10;10.0015212ee1121160.2e11h12hh0解：e/h=0.09/0.62=0.145；e/y=0.29＜0.7；β16

混凝土结构设计原理习题及参考答案=H/h=5.4/0.62=8.7；0φ=0.898，φ=0.6，φAf=288.2KN＞270KN0另外，对于矩形截面构件还应对短边作轴心受压承载力验算，β=H/b=5.4/0.49=11.02；0φ=0.85；φAf=408.3＞270KN验算承载力N000055Nl安全5．试验算房屋外纵墙上跨度为5.8m的大梁端部下砌体局部受压的承载力。已知：大梁截面尺寸b×h=200mm×550mm，支承长度0050021002005a=240mm，支座反力N=50KN，梁底墙体截面l370处的上部荷载设计值为240KN，窗间墙截面1200mm×370mm（如图所示），用MU10的砖、M2.5的混合砂浆砌筑（f=1.38MP）a（hA）0.7,a10c,10.3501fA0l解：a=199.6mm，A=ab=39920mm2，0l0A=370×（2×370+200）=347800mm2，A/A=8.71＞3，故，取ψ=0；00lγ=1.97＜2.0，故ηγAf=76KN＞N=50KN；ll17

混凝土结构设计原理习题及参考答案6．某单层单跨无吊车厂房，柱间距6m，每开间有3m宽的窗洞，车间长48m，采用钢筋混凝土大型屋面板作为屋盖，壁柱为370mm×490mm，墙厚240mm，该车间确定为刚弹性方案，试验算带壁柱墙的高厚比。（注：只作整片墙的高厚比验算，计算高度H=6.84m）0(窗间墙截面惯性矩I=8858×105mm4，砌体采用M5混合砂浆砌筑，[β]=24，μ=1.0，μ=1-0.4b/S)12S解：A=812500mm2，300030003000370300037030003000370042052ι=IA=104mm，h=3.5ι=364mm，μ=1.0，T1μ=1-0.4b/S=0.8，μμ[β]=19.2，β=H/h=6840/364=18.8＜2S120T19.2，满足要求。7.一网状配筋砖柱，截面尺寸为370mm490mm，柱的计算高度为4m，承受轴向力设计值N175KN,M13.76KNm（沿边长），已知荷载标准值产生的偏心距e80mm，网状配筋选用冷拔低碳钢丝焊接网，4b，钢丝间距为50mm，钢丝间网距为260mm，采用等级为f430MPayMU10的砖及M7.5的混合砂浆砌筑，试盐验算其承载力。解：f430MPa320MPa，取f320MPayy2As100212.61000.1940.150260asn18

混凝土结构设计原理习题及参考答案e今e80mm0.17h83.3mm,0.163hff2(12e)f1.792(1)32020.080.194=1.79+0.43=2.22y1000.245100nyMPa48.160.49从表4-2a及b之间内插得0.52或从式（4-26）计算，再按式non（4-25）计算出；n11on0.8641130.1948.162667113667211n0.519e110.0811112[(1)]2112[(1]2onh120.49120.864从图4-21上根据、及查得0.52（见图n8.160.194e/h0.163中虚线）。A0.370.490.1813m20.3m20.7A0.70.18130.8813a调整后，f0.88132.221.956MPan则n（安全）Af0.520.18131031.956184.40KN175KNn沿短边方向按轴心受压进行验算：410.810.371on0.7831130.19410.81266719

混凝土结构设计原理习题及参考答案（此时系按轴心受压计算，e0）non0.194f[1.792320]0.88132.672MPa100n则n（可）。Af0.7830.18131032.672379.3KN175KNn8.一刚性方案房屋组合砖砌体的截面为490mm620mm（图4-25），柱高6m，承受设计轴向力N900KN及沿长边方向作用的弯矩M45.0KNm，按荷载标准值计算的初始偏心距e50mm，采用MU10砖、M5混合砂浆、C20混凝土及Ⅰ级钢筋，求A及A'。ss解：今偏心距e50mm0.05h，应按偏心受压计算，但e很小，A受s压，但可能不屈服，这时可按构造配置，今取用3，2。A0.15%490620456mm2,14A462mmss计算高度H166m0600/629.68组合砌体偏心受压构件附加偏心距：h9.682620(10.0229.68)20.78mm22002e(10.022)2200ie'ee(ha')5020.78(31035)204.22mm2（负号表示N作用Ni在和之间）AAs'seee(ha)502.78(31035)345.78mm2Ni假定中性轴进入A一边的混凝土内x'，则S(120380x')341.368x'585650800s从（4-30）式：n1s20

混凝土结构设计原理习题及参考答案NeFSfSf'A'Nscc,sha'0ys将上面及f'A'代入（4-29）式内，整理得sysNefSfSNfA'fA'cccc,s(341.368x')462Nsha'0今则A0.490.620.3088m20.3m2,取=0.1，a9000001.58[21201204903802120x']10(250120250x'){900000345.781.58[2120120(60380x'85)49380(19085)2120x'(85)]2x'10[250120(6038085)250x'(85)]}21