混凝土题库计算题部分答案.doc

参考答案四、设计计算1解：步骤一1.确定折算荷载用式1-2-2计算连续梁次梁的折算荷载： 折算活荷载 步骤二2. 绘制在折算恒载作用下的弯矩图由表查得弯矩系数跨中最大弯矩支座最大负弯矩：折算恒载g作用下的弯矩图可绘出如题1-2-1图2所示。 步骤三3. 绘制折算活荷载q=7.5 kN/m作用下在AB跨时的弯矩图由表1-2-1查得弯矩系数：跨中最大弯矩跨中最小弯矩：支座最大负弯矩：折算活荷载q作用在AB跨时的弯矩图可绘出如题1-2-1图3所示。 步骤四4. 绘制折算活荷载q=7.5 kN/m作用在BC跨时的弯矩图这种情况控制截面的弯矩系数与q作用在AB跨时相应截面的系数值相同，故其弯矩图与图1-2-1图3中的弯矩图为反对称，可绘出如题1-2-1图4所示。 步骤五5. 绘制折算活荷载q=7.5 kN/m布满两跨时的弯矩图。由表1-2-1查得弯矩系数：最大跨中弯矩： 支座最大负弯矩：折算活荷载q同时作用在两跨时的弯矩图可绘出如图1-2-1图5所示。 步骤六6. 绘制弯矩包络图将折算恒载g作用下的弯矩图和折算活荷载q 不同布置情况下的弯矩图分别叠加，可得三个组合弯矩图，其控制截面的组合弯矩值如下：将三个组合弯矩图按同一比例叠合画在一个图上，其中最大正弯矩和最大负弯矩的外包线即为该梁的弯矩包络图，如题1-2-1图6（a）所示。 步骤七7. 绘制剪力图在折算恒载g及在折算活荷载q不同布置时，各控制截面的剪力值可利表1-2-1的剪力系数计算出如下：题1-2-1图中的V图：题1-2-1图3中的V图：题1-2-1图4中的V图：与题1-2-1图3中的V图反对称题1-2-1图5中的V图：步骤八8. 绘制剪力包络图将b+c、b+d及b+e三个组合剪力图按同一比例叠合画在一个图上，其外包线即为该梁的剪力包络图，如题1-2-1图6（b）所示。其中：2解：步骤一1.计算简图的确定九跨连续板可以按五跨连续板计算内力。用式1-2-1计算连续板的折算荷载：折算恒载 折算活荷载 边跨和中间各跨计算跨度不相等,但相邻跨度差=8.57%不超过10%故可以按等跨连续板计算。这样，便可以绘出该九跨连续板的计算简图如题1-2-3图所示。折算活荷载q应考虑活荷载最不利作用位置。步骤二2. 计算各控制截面的最大最小弯矩设计值利用表1-2-1计算：（1）各跨跨中最大正弯矩设计值：（2）各支座最大负弯矩设计值： 3解：步骤一1.绘制在恒载G作用下及在活载Q各种最不利作用情况下的弯矩图。用表的弯矩系数计算连续主梁各控制截面的弯矩值。（a）在恒载G作用下：据此可绘出题1-2-4图2（a）的弯矩图。（b）当活载Q作用在两跨时： 据此可绘出题1-2-4图2（b）的弯矩图（c）当活载Q仅作用在AB跨时：据此可绘出题1-2-4图2（c）的弯矩图。（d）当活载Q仅作用在BC跨时：在此情况下弯矩图与（c）呈反对称，可绘出如题1-2-4图2（d）的弯矩图步骤二2. 绘制弯矩包络图将题1-2-4图2中(a)的弯矩图分别与(b)、(c)、(d)的弯矩图叠加后形成(a)+(b)、(a)+(c)、(a)+(d)三个组合弯矩图。然后，再将这三个组合弯矩图按同一比例叠画在一个图中，如题1-2-4图3所示，该图的外包线即为本题所要求的两跨连续主梁的弯矩包络图。4解：步骤一1.恒载G及活载Q为最不利布置时的弯矩图可绘出如题1-2-6图2步骤二2.最不利荷载组合情况下的弯矩图可绘出如题1-2-6图3步骤三3.将a+b、a+c、a+d三种组合弯矩图按同一比例叠绘在一起，如题1-2-6图4左跨所示，其外包线即为该两跨连续梁的弯矩包络图（如题1-2-6图4右跨所示）。10解：由吊车产品目录中查得所用吊车的主要参数如下：桥架宽度B=5.44 mm，吊车轮距K=4.4 m，吊车总重G=182.3 kN，小车自重g=36.84 kN，最大轮压，最小轮压。吊车最不利轮压位置及吊车梁反力影响线如题2-4-1图所示，根据比例关系，可得1. 竖向荷载2. 水平荷载11解：由风荷载规范查得西安地区基本风压值。风压高度变化系数按大城市郊区取（B类），并分别根据柱顶标高及檐口标高确定其值。由题2-4-5图1可知：柱顶标高为12.4 m，查表，得 檐口标高为14.5 m，。根据房屋外轮廓，确定风荷载体型系数如题2-4-5图2所示，其屋面倾角为：作用于排架计算简图上的风荷载如题2-4-5图3所示，其值为：屋盖风载：12解：步骤一1.计算参数n和上柱截面惯性距 下柱截面惯性矩 步骤二2.求不动铰支座反力R在排架柱顶加水平不动铰支座，在A、B柱顶有支反力与，如题2-4-9图2a所示。查表可知题2-4-9图2步骤三3.柱顶剪力对题2-4-9图2（a）所示的A柱、B柱，其柱顶剪力为：为了与实际受力相一致，在排架的柱顶施加一反向的水平集中力R，如题2-4-9图2（b）所示。因A柱与B柱相同，故剪力分配系数相等，即在R的作用下，分配到各柱的剪力为：柱顶总剪力为步骤四4.绘制内力图柱顶剪力求出后，排架柱就变成了如题2-4-9图3(a)所示的悬臂构件，两柱的弯矩图与剪力图分别如题2-4-9图3b、c所示。13解：在A、C柱顶附加不动铰支座，产生支反力（）及（如题2-4-11图2所示）；为保证与原结构受力相同，再将（）及反向作用于排架柱顶（如题2-4-11图2中(b)所示）。将图中(a)排架分解为两个独立柱（如图中(c)所示），并可求出及，从而求得总反力及柱顶剪力。图中(b)排架为柱顶作用集中力的情况，用剪力分配法求解各柱柱顶剪力（如图中(d)所示）。将图中(c)及(d)各柱柱顶剪力相叠加，即得到实际的柱顶剪力。（如图中(e)所示）最后求出柱底剪力并绘制弯距图。步骤一1. 求剪力分配系数 步骤二2. 求在均布荷载作用下柱顶不动铰支座的反力由附录附图8得 步骤三3. 将总反力R反向作用于柱顶，求各柱顶的剪力总反力将R反向作用于柱顶，在各柱顶产生的剪力如题2-4-11图2中(d)所示。柱顶总剪力如图中(e)所示，即步骤四4.绘制排架弯矩图并求柱底剪力取上柱柱底截面-及下柱柱底截面-为弯矩控制截面，有柱底剪力为 校核：总剪力:风荷载:平衡。柱上弯矩及柱底剪力如题2-4-11图3所示。14解：用分层法计算竖向荷载作用下框架内力的步骤为：步骤一1.计算梁柱线刚度。除一层柱外，二层柱的线刚度乘以0.9的修正系数。 步骤二 2.分离计算单元，分别画出每层框架的计算简图。本题为两层框架，有两个计算单元，其简图如题3-2-1图2及题3-2-1图3所示。步骤三3.用力矩分配法分别计算各单元的杆端弯矩： （1）节点处弯矩分配系数，将各杆分配系数填入节点处小方格内（见图），如对上层单元各节点，其各杆分配系数计算如下：（2）梁的固端弯矩跨跨（3）弯矩分配与传递按分配系数将节点不平衡弯矩分给各杆端，一般先从不平衡弯矩值较大的节点开始，每个节点分配两次即可。注意上层各柱的弯矩传递系数取1/3，对于一层柱其弯矩传递系数为1/2。各单元弯矩分配、传递及最终杆端弯矩如题3-2-1图2及图3所示。步骤四4.叠加题3-2-1图2和图3，求出最后的各杆杆端弯矩。如由此引起的节点弯矩不平衡值较大，可在节点再做一次分配。 步骤五5.由静力平衡条件求出梁跨中弯矩。步骤六6.绘出弯矩图。框架弯矩图如题3-2-1图4所示，由图可以看出，节点弯矩有不平衡情况，如节点A1处。但不平衡弯矩不大，不再做分配。16解：1.计算各节点各杆端的分配系数。其值见题3-2-3表1。2.计算各梁固端弯矩 3.弯矩分配与传递计算过程如题3-2-3表2所示。4.计算梁跨中弯矩根据梁端弯矩及梁上荷载，用静力平衡条件求出梁跨中弯矩。如AB跨梁，其脱离体如题3-2-3图2所示跨中弯矩 5.绘框架弯矩图（如题3-2-3图3所示）。17解：步骤一1.计算各层总剪力步骤二2.计算各柱反弯点处的剪力将各层总剪力分配给本层各柱。由于同层各柱高度相同，故可根据各柱的相对线刚度进行剪力分配。三层柱：二层柱：一层柱：步骤三3.计算各柱的柱端弯矩对二、三层柱,对一层柱,三层柱：二层柱：一层柱： 步骤四4.计算各横梁的梁端弯矩利用已求出的柱端弯矩，根据节点平衡条件，求出节点处梁端总弯矩，再根据节点两侧梁的线刚度将梁端总弯矩分配给各梁。三层梁：二层梁：一层梁：步骤五5.绘制弯矩图将各杆两端弯矩直线联接，绘出框架弯矩如题3-2-6图2所示。18解：步骤一1.求各柱反弯点处的剪力先求出各柱的抗侧刚度D，再按抗侧刚度进行剪力分配。计算结果见题3-2-7表1。 题3-2-7表1 同层各柱的剪力值（kN）步骤二2.求各柱反弯点高度。，计算过程及结果列于题3-2-7表2中。步骤三3.计算各柱端弯矩根据各柱剪力及反弯点的高度，求出柱两端的弯矩。柱上端弯矩柱下端弯矩第三层柱：第二层柱：第一层柱：步骤四4.根据节点平衡条件求梁端弯矩第三层梁：第二层梁：第一层梁：步骤五5.绘制弯矩图框架弯矩图如题3-2-7图所示19解：用式 进行验算。查表，对于无吊车的多层房屋，当为刚性方案时，。查表，当砂浆强度等级为M2.5时，柱的允许高厚比为。由式4：该柱的高厚比满足要求。20解：步骤一1、确定静力计算方案根据表，对于钢筋混凝土楼盖，由于横墙最大间距S= 3.63=10.8 m32m，可确定为刚性方案房屋。步骤二2、横墙高厚比验算查表,由于纵墙间距S=5.7对于刚性方案房屋,横墙为无洞口墙故用式进行验算：查表，可得 横墙高厚比满足要求。步骤三3、外纵墙高厚比验算 查表，外纵墙为有窗洞的承重墙用式验算： 外纵墙高厚比满足要求。 步骤四 4、隔墙高厚比验算因隔墙上端在砌筑时，一般用斜放立砖顶住楼板，故可按顶端为不动铰支点考虑，设隔墙与纵、横墙同时砌筑，则S=5.7 m，H=3 m。S=5.7 m 由表可知因为隔墙为非承重墙，所以用式验算：，查表，M2.5时，。 隔墙高厚比也满足要求。22解：因为，为轴心受压长柱，所以。柱底轴向压力设计值：承载力足够。23.解： 用下式计算公式中共有七个变量，已知，可查得。尚有四个变量需要确定：1.2.注意题目给的N是上部荷载作用在窗间墙截面上的轴向力设计值，而是上部荷载作用在局部受压面积上的轴向力设计值。3. 取。4.因为 至此式中七个变量已全部确定,可进行承载力计算了. 砌体局部受压承载力满足要求。24.解： 说明局部受压承载力不满足要求。25解：设在梁端下设置预制混凝土垫块,其尺寸为 ，见题3-2-5图a， 。用式3-2-7计算：已知此时，在式3-2-7中，六个变量就剩下一个不知道了。在此，是垫块上及合力的偏心影响系数：e是及合力对垫块形心的偏心距， 见题3-2-5图b已知 现在可以算出： 所以，加垫块后梁端下砌体局部受压承载力满足要求。