单层工业厂房排架结构设计复习习题库

单层工业厂房排架结构设计

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一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1 单层厂房计算中，对屋面活荷载、雪荷载的取值是按( D ) A.两者之和 B.两者的平均值 C.两者的较小值 D.两者中的较大值

2 单层厂房排架在柱顶集中水平力作用下按剪力分配法计算时，总剪力是按( A.柱的数量平均分配给各柱 B.柱的高度分配给各柱 C.柱的侧移刚度分配给各柱 D.柱的截面面积分配给各柱

3 关于变形缝，下列不正确．．．

的说法是（C ） A．伸缩缝应从基础顶面以上将缝两侧结构构件完全分开 B．沉降缝应从基础底面以上将缝两侧结构构件完全分开 C．伸缩缝可兼作沉降缝

D．地震区的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求

4 在进行单层厂房柱控制截面内力组合时，每次组合都必须包括（ B ） A．屋面活荷载 B．恒荷载 C．风荷载

D．吊车荷载

5 下述单层单跨厂房中，整体空间作用较大的是（ D ） A．无檩屋盖，两端无山墙 B．有檩屋盖，两端有山墙 C．有檩屋盖，两端无山墙

D．无檩屋盖，两端有山墙

6 单层厂房抗风柱与屋架上弦之间采用弹簧板连接，弹簧板（ A ） A．只传递水平力 B．只传递竖向力 C．只传递弯矩

D．不传递力

C )

7 下列关于影响温度作用大小的主要因素中，不正确．．．的是( D ) A.结构外露程度 B.楼盖结构的刚度 C.结构高度 D.混凝土强度等级

8 关于伸缩缝、沉降缝、防震缝，下列说法中，不正确．．．的是( C ) A.伸缩缝之间的距离取决于结构类型和温度变化情况 B.沉降缝应将建筑物从基顶到屋顶全部分开 C.非地震区的沉降缝可兼作伸缩缝

D.地震区的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝要求

9 单层厂房对称配筋偏心受压柱( B )

A.当轴力不变时，弯矩增大，小偏压柱纵向配筋量减少 B.当轴力不变时，弯矩减小，大偏压柱纵向配筋量增多 C.当弯矩不变时，轴向压力减小，小偏压柱纵向配筋量增多 D.当弯矩不变时，轴向压力减小，大偏压柱纵向配筋量增多

10 在单层厂房排架计算中，吊车横向水平荷载作用在柱上的位置为( C ) A.牛腿顶面水平处 B.吊车轨道顶面水平处 C.吊车梁顶面水平处 D.上柱柱顶水平处

11 单层厂房中，用来承托围护墙的重量并将其传至柱基础顶面的构件是( D A.圈梁 B.连系梁 C.过梁

D.基础梁

12关于单层厂房排架柱的内力组合，下面说法中不正确的是( D ) A．每次内力组合时，都必须考虑恒载产生的内力 B．同台吊车的Dmax和Dmin，不能同时作用在同一柱上 C．风荷载有左吹风或右吹风，组合时只能二者取一 D．同一跨内组合有Tmax时，不一定要有Dmax或Dmin

)

13 柱下钢筋混凝土单独基础的高度是根据（ C ） A．抗冲切承载力计算确定 B．地基承载力计算确定

C．基础尺寸的构造要求，再通过抗冲切承载力验算确定 D．基础尺寸的构造要求，再通过地基承载力验算确定

14 两跨等高铰接排架中有A、B、C三根柱，柱顶承受水平集中荷载作用，则（ A A．增大A柱截面，将减小C柱的柱顶剪力 B．增大A柱截面，将减小A柱的柱顶剪力 C．增大B柱截面，对B柱的柱顶剪力没有影响 D．增大B柱截面，将增大A、C柱的柱顶剪力

15 单层单跨厂房中，吊车竖向荷载最大值Dmax（D ） A．同时作用在左右柱 B．只作用在左柱

C．只作用在右柱 D．可能作用在左柱，也可能作用在右柱

16 伸缩缝的设置主要取决于（ A ） A．结构的长度 B．建筑物高差 C．场地地质条件 D．地震设防烈度

17 单层厂房预制柱进行吊装阶段的裂缝宽度验算时，柱自重应乘以（ A ） A．动力系数 B．组合值系数 C．准永久值系数 D．频遇值系数

18 在柱顶水平集中力作用下，单层厂房排架柱顶总剪力应按（ B ） A．各柱的截面面积分配给各柱 B．各柱的抗侧刚度分配给各柱 C．各柱的抗弯刚度分配给各柱 D．柱子的数量平均分配给各柱

19 单层厂房设计中，当需要考虑整体空间工作时，只对（ D ） A．屋面恒荷载才考虑厂房的整体空间作用

）

B．屋面活荷载才考虑厂房的整体空间作用 C．风荷载才考虑厂房的整体空间作用 D．吊车荷载才考虑厂房的整体空间作用

20 荷载组合值（ A ） A．只用于基本组合 C．只针对可变荷载

B．只用于标准组合 D．只针对永久荷载

21 单层厂房排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，（D ） A．柱与屋架、基础铰接 B．柱与屋架、基础刚接 C．柱与屋架刚接、与基础铰接 D．柱与屋架铰接、与基础刚接

22 单层厂房排架柱内力组合时，每种组合都必须包括（ A ） A．恒荷载 C．风荷载

23 吊车横向水平荷载作用在（ B ） A．吊车梁轨道顶面 C．吊车梁轨道中部

24 下列结构状态中，不属于正常使用极限状态验算内容的是（ A ） ．．．A．疲劳破坏

C．构件挠度超过规范要求

25 单层厂房排架考虑整体空间作用时，下列说法中不正确的是（ B ） ．．．A．无檩屋盖比有檩屋盖对厂房的整体空间作用影响大 B．均布荷载比局部荷载对厂房的整体空间作用影响大 C．有山墙比无山墙对厂房的整体空间作用影响大

B．裂缝宽度超过规范要求 D．产生了使人不舒服的振动 B．吊车梁顶面 D．吊车梁中部

B．吊车荷载 D．屋面活荷载

D．在设计中，仅对吊车荷载作用需要考虑厂房整体空间工作性能的影响

26 下列关于荷载代表值的说法中，不正确的是（D ） ．．．A．荷载的主要代表值有标准值、组合值和准永久值 B．恒荷载只有标准值 C．荷载组合值不大于其标准值

D．荷载准永久值用于正常使用极限状态的短期效应组合

27 单层厂房的抗风柱只承受山墙风荷载和其自重时，设计时可近似按（ D ） A．轴拉构件计算 C．偏拉构件计算

28 单层厂房预制柱吊装验算时，一般情况下柱自重应乘以动力系数（ A ） A．1.2 C．1.5

29 单层厂房钢筋混凝土柱下独立基础底板配筋主要由（ D ） A.地基抗压承载力确定

B.基础底板抗剪承载力确定 D.基础底板抗弯承载力确定 B．1.4 D．1.7

B．轴压构件计算 D．受弯构件计算

C.基础抗冲切承载力确定

30 关于单层厂房的柱间支撑，下列说法中不正确的是（A ） ．．．A.柱间支撑一般包括上部柱间支撑、中部柱间支撑及下部柱间支撑

B.柱间支撑的作用是保证厂房结构的纵向刚度和稳定，并将水平荷载传至基础 C.当给向柱列的总数在七根以下时应设置柱间支撑 D.下部柱间支撑应设置在伸缩缝区段的两端

31 在设计厂房结构吊车荷载时，根据吊车达到其额定起吊值的( C )，将吊车工作制度分为轻级、中级、重级和超重级四种工作制。 A.50%

B.2倍 D.大小

C.频繁程度

水平投影___________面积计算。

50 单层厂房中，排架与排架、排架与山墙之间相互关联的整体作用称为厂房的整体__空间______作用。

51 单层单跨厂房考虑多台吊车水平荷载时，参与组合的吊车台数不应多于__2___台。 52 在单层厂房排架结构中，为使柱顶产生单位水平位移而需在柱顶施加的水平力值，称为该柱的_抗剪刚度____。

53 将大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上的屋盖体系称为____有檩_______屋盖体系。 54 对于排架来说，吊车横向水平荷载作用在吊车梁__顶面标高_________的水平处。 55 考虑多台吊车水平荷载时，对于单层厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于_____2_____台。

56 用来承托围护墙的重量，并将其传至柱基础顶面的梁称为____基础梁______。 57 单层厂房中，吊车横向水平荷载是小车吊有重物刹车或启动时所引起的横向水平___惯性

________力。

58 单层厂房中，将小型屋面板或瓦材支承在檩条上，再将檩条支承在屋架或屋面梁上，形

成___有檩________屋盖体系。

59 计算柱下独立基础的底板钢筋时，地基反力采用______净_________反力。

60 吊车荷载具有冲击和振动作用，因此，当计算吊车梁及其连接的强度时，吊车竖向荷载

应乘以_____动力__________系数。

61 单层厂房排架计算时，屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，仅取两者中的较_大____值。

62 最不利内力组合就是在_控制______截面处对截面配筋起控制作用的内力组合。 63 可变荷载的代表值有标准值、组合值、准永久值和_频遇______值四种。

64 吊车荷载具有冲击和振动作用。当计算吊车梁及其连接的强度时，吊车竖向荷载应乘以

__动力_____系数。

65 目前，我国混凝土单层厂房的结构型式主要有刚架结构和_排架______结构两种。 66 荷载对结构或构件产生的内力和变形，称为__荷载效应_____。

67 变形缝中的_____沉降___________缝应将建筑物从屋顶到基础全部分开。

68 牛腿的三种破坏形态是___斜压_____________破坏、剪切破坏和混凝土局部压碎破坏。 69 屋盖支撑通常包括__上下弦水平支撑___________、__垂直支撑___________和__纵向水平支撑___________。

70 排架的计算简图假定： _在跨度方向按横向平面排架计算____________、___在柱距方向按纵向平面排架计算__________、___不考虑纵向柱列承受弯矩的影响__________。 71 对于一般的排架，常用的荷载组合有___基本组合__________、_标准组合____________和__准永久组合___________。

三、问答题(本大题共5小题，每小题4分，共20分) 1 排架结构厂房柱网的布置模数有哪些要求？ 2 简述厂房支撑系统的支撑作用。

3 屋架之间需设置哪些支撑？各有什么作用？ 4 排架的计算简图有何基本假定？

5 单层工业厂房排架内力计算时，需要单独考虑的荷载有哪些？

6 排架计算时，对单层单跨厂房和单层多跨厂房的一个排架，如何考虑吊车的台数？ 7 单厂排架内力组合的目的是什么？ 8 什么叫剪力分配法？

9 等高排架在任意何载作用下的内力计算如何进行？ 10 如何确定排架柱的控制截面？

11 单厂排架内力组合中通常选择哪几种组合？ 12 单厂排架内力组合中有哪些注意事项？ 13 为何要对柱进行吊装验算？

14 单厂柱子吊装验算时有哪些注意事项？ 15 短牛腿的破坏形式有哪些？

16 柱下独立基础的设计内容主要有哪些？ 17 试述单层厂房中支撑的分类及其包含的内容。 18 吊车梁的受力特点是什么？

19 简述柱间支撑的作用及其布置的原则。 20 抗风柱与屋架的连接应满足什么要求。

21 为什么要进行柱的吊装验算？若不满足，应采取什么措施。 22试简述在任意荷载作用下，等高排架的剪力分配法的计算步骤？ 23 单阶排架柱应选取哪些控制截面进行内力组合？并简述选取的原因。

24 试述单层厂房中支撑的分类及其主要作用。

25 什么是厂房的整体空间作用？产生厂房整体空间作用的必要条件是什么？

26 一般情况下，单层厂房可按哪四个项目进行不利内力组合? 哪一种是从形成小偏心受压

破坏进行组合的?

27 排架的计算简图有哪些基本规定?

28 什么是等高排架？用何方法计算等高排架的内力？简述考虑厂房整体空间作用时排架内

力的计算步骤。

29 简述柱间支撑的作用，并说明柱间支撑布置的位置。 30 变形缝分为哪几种？其作用分别是什么？ 31 试述单层厂房排架内力计算的基本假定。

32 柱下单独基础设计有哪些主要内容? 在确定偏心受压基础底面尺寸时应满足哪些要求? 33 单层厂房的屋盖支撑有哪五种？ 34 试简述柱下独立基础设计的主要内容。 35 试简述单层厂房中支撑的主要作用。 36 作用在单层厂房排架上的恒载一般有哪些？

37 对单层厂房柱牛腿进行承载力计算时，可取什么样的计算简图?并画出示意图。 38 产生单层厂房整体空间作用的条件有哪两个？

39 单层工业厂房屋盖支撑通常包括哪些部分? 40 牛腿设计的主要内容是什么?

41 单层厂房柱采用对称配筋时，通常应考虑哪几种内力组合？ 42 简述单层厂房中无檩屋盖体系屋面荷载的传递路径。

43 非抗震设计时，单层厂房排架分析应考虑哪些活荷载的作用?

44 牛腿设计包括哪些主要内容？

45 在确定单层工业厂房横向排架计算简图时，采用的基本假设是什么？ 46 设计单层厂房吊车梁时，要考虑吊车荷载的哪些特点？ 47 试述单层厂房柱子内力组合时的注意点。

48 柱下扩展基础可能发生哪两种破坏？设计中如何防止发生这两种破坏？ 49 确定单层厂房柱控制面配筋时，通常需要考虑哪几种内力组合?

50 单层工业厂房的结构类型有哪几种？根据哪些因素的不同来采用？如何确定单层厂房选用何种结构类型？

51混凝土单层厂房的结构体系主要有哪几种？其优缺点各是什么？分别画出它们的计算简图？

52单层厂房结构通常由哪些结构组成？了解各部分结构的组成、作用。

53屋盖结构分为哪几种体系？采用预应力混凝土大型屋面板的屋盖体系通常为什么体系。 54单层厂房中的什么是主要承重结构，哪些构件是主要承重构件。 55简述柱网布置的原则及常用模数。

56位于地震区的单层厂房，哪些情况下应设计防震缝？防震缝的宽度如何确定？

57单层厂房一般需要设置各种支撑，这些支撑主要起什么作用？支撑的分类有哪些？熟悉各种支撑的布置原则。

58抗风柱起什么作用？何时需要布置抗风柱？抗风柱与屋架的连接应满足哪两个要求？为什么？

59圈梁起什么作用？圈梁与柱子之间如何连接？

60当厂房高度较大（如15米以上）、墙体的砌体强度不足以承受本身自重时，或设置有高侧悬墙时，需在墙下布置（ ）。（ 过梁 基础梁 圈梁 连系梁 ）。 61 什么时候需要设置托架？ 62 吊车梁一般根据什么因素选用？

63 排架柱的截面尺寸是根据哪两个条件确定的？简述排架柱设计的一般步骤。

64 柱子的截面型式和截面尺寸是如何确定的？柱截面高h为800mm的柱，应采用什么样的截面型式？

65 单层厂房基础的主要形式有哪些？基础的底面尺寸、基础高度和外形尺寸如何确定？ 66 排架柱柱子的插入深度如何确定？与什么因素有关？

67 对于钢筋混凝土排架结构，在确定其计算简图时作了哪些假定？

68 当单层厂房有多台吊车作用时，在进行竖向荷载组合时，规范有何相关规定？ 69 当单层厂房有多台吊车作用时，在进行水平荷载组合时，规范有何相关规定？ 70 内力组合时应注意哪些问题？

71 了解单层厂房整体空间工作的基本概念。在设计中，如果要考虑整体空间工作时，一般只对什么荷载考虑？如何计算？

72 熟悉牛腿的破坏形态及牛腿的各种钢筋（纵向钢筋、弯起钢筋、箍筋）数量确定和构造要求。

73 柱在吊装验算时的计算简图应根据什么来确定。

74 简述吊车荷载的特点。 75 何谓等高排架？

76 柱下单独基础有哪两种破坏形态? 设计中相应的防止措施是什么?

四、判断题(本大题共10小题，每小题1分，共10分) 1. 单层厂房有檩体系屋盖整体性和刚度好。（ ） 2. 单层厂房无檩体系屋盖整体性和刚度好。（ ）

3. 钢筋混凝土排架结构单层厂房，除基础之外，所有构件都是预制的。（ ） 4. 单层工业厂房结构计算时，横向排架和纵向排架都必须计算。（ ） 5. 单层工业厂房的牛腿柱的牛腿主要发生斜压破坏。（ ） 6. 等高排架在任意何载作用下都可采用剪力分配法进行计算。（ ） 7. 不等高排架在任意何载作用下都可采用剪力分配法进行计算。（ ） 8. 排架结构内力组合时，恒载在任何情况下都参与组合。（ ） 9. 风荷载分左来风和右来风，二者同时参与组合。（ ） 10. 单层单跨的厂房参与组合的吊车台数最多考虑两台。（ ）

五、计算题(本大题共5小题，每小题6分，共30分)

1. 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/m2，基础及其上回填土的平均容重 γm=20kN/m3。试求基础底面积。

2. 如图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H1=4m。左柱A和右柱B在牛腿面上分别作用有M1=103kNm,M2=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M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，并标明柱底

H2截面的弯矩值。

3. 单层厂房排架结构如图a所示。已知W=15.0kN，q1=0.8kN／m，q2=0.4kN／m。试用剪力分配法计算各柱的柱顶剪力。

(提示：支反力系数C11=0.3，见图b(1)；图b(2)、b(3)中的△u1=2△u2)

4. 某单层厂房排架结构及风荷载体型系数如图所示。基本风压w0=0.35kN／m2，柱顶标高+12.00m，室外天然地坪标高-0.30m，排架间距B=6.0m。求作用在排架柱A及柱B上的均布风荷载设计值qA及qB。

(提示：距离地面10m处，?z=1.0；距离地面15m处，?z=1.14；其他高度?z按内插法取值。)

5. 排架计算简图如图所示，A柱与B柱的形状和 尺寸相同。Mmax =84kN·m，Mmin =40kN·m，P=8kN。 试用剪力分配法求B柱的弯矩图。 (提示：柱顶不动铰支座反力R=

MC3,C3?1.37) H

6. 钢筋混凝土牛腿如图所示，牛腿宽度为400mm，采用C30混凝土(抗拉强度标准值为2.01N/mm2)，作用于牛腿顶部的竖向荷载标准值为150kN，水平荷载标准值为70kN，裂缝控制系数取0.65。试验算牛腿截面是否满足斜裂缝控制条件。 ?Fhk1?0.5(提示：?s?40mm,Fvk????Fvk??ftkbh0?) ???0.5?h0

7. 柱子牛腿如图所示。已知纵向受拉钢筋面积为631mm2，fy=300N/mm2，水平拉力设计值为75kN。试计算该牛腿所能承受的竖向力设计值。

8. 排架计算简图如图所示。已知W=10kN，M=100kN·m。试用剪力分配法求B柱弯矩

M图。(提示：弯矩作用在牛腿顶面，柱顶不动铰支座反力R=C3H，C3=1.2)

9. 柱下独立基础如图所示。基础顶面作用的轴向压力Nk=700kN，弯矩Mk=200kN·m，剪力Vk=25kN，修正后的地基承载力特征值fa=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，基础及以上土的重力密度平均值

?m=20kN／m3。试验算地基承载力是否满足要求。

10. 两跨等高排架结构的计算简图如图所示。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)

11. 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γm?20kN/m3。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）。

12. 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。

（提示：反力系数C5A=0.68,C5B=0.70，见题39图b(1)、b(2)；Δu1=1.25Δu2，见题39图b(3)、b(4)）。

13. 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。

?Tg（提示：αmax=0.16，α???T?????0.9αmax）

14. 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·m。试用剪力分配法求B柱在图示荷载作用下的弯矩图。

M（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

15. 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。 ?Tg（提示：αmax=0.16，α???T?????0.9αmax，T?2πm） k

16. 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。 （提示：as=60mm；A=

FvaF?1.2h；当a<0.3h0时，取a=0.3h0）

0.85fyh0fy

17. 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=Cl1·q·H，Cll=0.4)

18. 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。

（提示：As?FvaF?1.2h）

0.85fyh0fy19. 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0.65，as=35mm，

fbhF试判断该牛腿截面尺寸是否合理。(提示：Fvk≤β[1-0.5hk]tk0)

aFvk0.5?h0

20. 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γm=20kN／m3；基础底面尺寸为b×l=3.0×2.0m。试校核地基承载力是否足够?

21. 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：α=(

TgT)0.9αmax,T=2π

m) k

22. 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：AS?FvaF?1.2h，fy=300N/mm2，as=35mm；无需验证a的适用范围）

0.85fyh0fy

23. 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。试计算影响线中的y2、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β=0.9，吊车荷载的分项系数γQ＝1.4）

24. 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/m3，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。

（提示：距地面10m处，μz=1.0；距地面15m处，μz=1.14；其他高度μz按内插法取值）

25. 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。

26. 某单层单跨厂房排架结构如图所示，集中于柱顶的重力荷载代表值G=800kN，结构总侧

移刚度K=4×104kN/m，A、B柱侧移刚度相同，抗震设防烈度为8度（近震）（αmax=0.16）Ⅱ类场地（Tg=0.3s），考虑空间工作和扭转影响的效应调整系数为0.75，考虑非结构构件的周期调整系数为0.8。求结构的底部剪力及A柱的剪力、弯矩图。 （提示：T1=2??T

27. 单层厂房柱下独立基础平面尺寸如图示。柱边基础高度为600mm，均布地基净反力设计值为200kN/m2，试计算沿柱边I－I剖面基础底板抗弯钢筋的截面面积。

MI1 （提示：asI=40mm,fy=310N/mm2,MI=pn(b-hc)2 (2l+bc),AsI=） ．．

0.9fyh0I24G,FEK??1?1G,g?9.8m/s2） gK

28. 排架计算简图如图所示，A、B柱截面形状和尺寸均相同，水平荷载T＝10kN作用于A

柱，试用剪力分配法求A柱弯矩图。（提示：柱顶不动铰支座反力R＝0.35T）

29. 用剪力分配法计算题37图a所示单层厂房排架结构各柱的柱顶剪力。已知W＝11.0kN，

q1＝1.0kN/m,q2=0.5kN/m.(提示：支反力系数C11＝0.4，见题37图b(1)； Δu1=2Δu2，见题37图b(2)、(3)) 。

30. 牛腿尺寸及承受的设计荷载如图示，采用Ⅱ级钢（fy=310N/mm2），as=35mm,试计算纵向

受拉钢筋面积As=?(提示：As＝

FvaF?1.2h)

0.85fyh0fy

31. 两跨等高排架的尺寸及荷载如图示，A、B、C三根柱的侧移刚度相等，试计算A柱的

上柱下端截面的弯矩值。(提示：柱顶不动铰支座支力R=qHC11;C11=0.3)

32. 柱下独立基础如图示。基础顶面轴向压力设计值Nc=830.4kN,弯矩设计值

Mc=302.5KN·m，剪力设计值Vc=23kN；基础埋置深度d=1.5m，设基础及其上部土的重力密度平均值

γm=20kN/m3，基础底面尺寸：b×l=3×2m，修正后的地基承力设计值f=250kN/m2，验算地基承载力是否满足要求?

33. 试用剪力分配法求图示排架的弯矩图。其中边柱为变截面柱，上柱尺寸为300×300mm，

下柱为300×500mm；中柱为等截面柱，尺寸为300×500 mm。 (注：柱的柔度系数δ=H2 3/(C0E I2) ，其中C0=3/[1+λ3(1-n)/n]，λ= H1/H2，n= I1 /I2）。

F=150kNEI1EA=∞EA=∞EI1H1=2.2mCEI2A18mB12mEI2H2=7.7m

34. 某单层厂房柱I-I截面在各种荷载作用下的内力设计值如下表所示，试求其下列两种不利内力组合： （1）-Mmax及相应的N；（2）Nmax及相应的M。（8分）

截面 内力 I-I M(kN.m) N(kN) 恒载 ① -1.25 26.23 屋面 活载 ② 0.08 5.4 吊车横向Dmax于ADmin于A荷载Tmax 柱 柱 ③ -3.03 0 ④ -2.52 0 ⑤ ±0.27 0 吊车竖向荷载 风载 左风 ⑥ 2.43 0 右风 ⑦ -2.73 0

35. 某单层双跨等高排架，从基础顶面到柱顶的距离为8m，三根柱均为等截面矩形柱，截面尺寸分别为：中柱b×h=400×400mm，两根边柱b×h=400×600mm.试用剪力分配法求柱顶水平力F=1000kN作用下各柱剪力，并绘弯矩图。（8分）

36. 某单层单跨厂房，跨度18m、柱距6m，内有两台100kN的A4级桥式吊车。试求该柱承受的吊车竖向荷载Dmax、Dmin和横向水平荷载Tmax。

附：起重机有关资料：吊车跨度Lk=16.5m，吊车宽B=5.55m，轮距K=4.4m，吊车总质量180kN，小车质量39.4kN，额定起重量100kN，最大轮压标准值Pma，kx=120kN。 附：多台吊车荷载的折减系数

；吊车横向水平荷载系数

。

；

37. 某车间的排架计算简图如下图所示，几何信息如下：上柱高均为Hu=3.2m，柱总高为H=11.5m，IAu=IBu=21.3×108mm4，IAl=IBl=143.0×108mm4；作用在此排架的荷载有：Mmax=182kN·m，Mmin=28kN·m。试用剪力分配法计算该排架内力。

附：；；；。

38. 某双跨等高厂房，每跨各设两台软钩桥式吊车，起重量30/5t，求边柱承受的吊车最大垂直荷载和水平荷载的标准值。吊车数据如下：

起重量（t） 30/5

跨度（m） 22.5 最大轮压（KN） 297 小车重107.6 总重370 轮距5000 吊车宽（mm） 6260 （KN） （KN） （mm） 39.已知某单层厂房柱距为6m，基本风压W0=0.7kN/m2.体型系数和外形尺寸如图3-1所示，求作用在排架上的风载，并画出计算简图。B类，基础顶面标高▽-0.6m，柱顶标高▽10.2m.

15.52-0.7-0.7+0.6-0.210.2-0.6-0.6+0.8-0.15-0.5 图3-1

40. 某两跨等高排架，跨度18m，温度区段长60m，一端有山墙，一端无山墙，每跨内有20/5t桥式吊车各两台，在A、B柱牛腿顶面力矩Mmax=202.1kNm，Mmin=88.6kNm。I1=2.13X109mm4，I2=14.52X109mm4，I3=5.21X109mm4，I4=17.76X109mm4，上柱高H1=3.9m，柱全高H=13.1m，求排架内力（用剪力分配法），画出M、N、V图。如图3-2所示

I1MmaxI3MminI1I2I4I2AC

图3-2

41.某两跨等高排架，条件同上题，作用风荷载q1=3.06kN/m，q2=1.9kN/m，Fw=29.3kN，用剪力分配法求排架内力，画出M、V图。如图3-3所示

PW=29.3I1I3I1q1=3.06I2I4I2ACq2=1.09

图3-3

42. 某单跨厂房跨度24m，长度72m，采用大型屋面板屋盖体系，两端有山墙，

内设两台20/5t的软钩桥式吊车，已算出Dmax=603.5kN，Dmin=179.3kN，对下柱的偏心柱e=0.35m，Tmax=19.85kN，Tmin距牛腿顶面距离1.2m（吊车梁高1.2m），H1=3.9m，H=13.1m，I1=2.13X109mm4，I2=14.52X109mm4。试求考虑厂房整体空间作用时排架柱的内力，画出M、N、V图。如图3-4所示

DmaxDminTmaxTmin

图3-4

43. 某柱牛腿尺寸如图3-5所示，h1=350mm，h=950mm，a=350mm，b=400mm，

β=450，吊车梁及轨道自重32.4kN，吊车最大压力Dmax=1023.2kN（以上均为标准值），重级工作制，混凝土C25，纵筋采用HRB335级钢材，箍筋采用HPB235级钢材 ，试确定牛腿尺寸及配筋。

（）（）

图3-5

44. 某柱截面尺寸如图3-6所示，混凝土采用C20， 钢筋采用HRB335级钢材，柱的计算长度l0=7.4m，承受下例两组荷载：

第一组 M=244.2kNm；N=824.2kN 第二组 M=348.8kNm；N=613.6kN

按对称配筋设计，求As=As，，并画出配筋图。

图3-6

45. 某单层厂房柱，扩展式单独基础，柱截面尺寸400X700mm，杯口顶面承受

内力设计值N=1054.6kN，M=154.86kNm，V=5.5kN。地基承载力设计值f=150kN/m2，基础剖面尺寸初步拟定如图3-7所示，混凝土强度C15，钢筋采用HPB235级钢材，C10 混凝土垫层，设计基础及配筋，画出相应的平、剖面及配筋图。

N-0.15-0.50VM0.00

图3-7

46. 柱下独立基础如图3-8所示。基础顶面作用的轴向压力Nk=700kN，弯矩Mk=200kN·m，剪力Vk=25kN，修正后的地基承载力特征值fa=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，基础及以上土的重力密度平均值?m=20kN／m3。试进行抗冲切承载力验算。

图3-8

47. 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Dmin、Dmax和横向水平荷载Tmax。起重机有关数据

如下：

吊车跨度LK=16.5m，吊车宽B=5.44m，轮距K=4.4m，吊车总质量18.23t，额定起重量10t，最大轮压标准值Pmax，k=104.7 KN。 解：

Pmin,k?(m1?m2?Q)(m?Q)(18.23?10)g?Pmax,k?g?Pmax,k??10?104.7?36.45kN222

查表，??0.9，竖向反力影响线如图所示： 则有：

5.44m 4.4m 5.44m 4.4m Dmax??rQPmax,k?yi?0.9?1.4?104.7?(1??288.47kN0.56?1.6?4.96)

66m Dmin?DmaxPmin,kPmax,k36.45?288.47??100.4kN

104.76m 1Tk???(m2?Q)g41??0.12?0.9?(3.684?10)?10 4?3.69kN1.6/6 4.96/6 1 0.56/6 Tmax?DmaxTk3.69?288.47??10.17kN Pmax,k104.7

48. 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?0.45kN/m2，15m高处的?z?1.14（10m高?z?1.0），体形系数?s示于图中。柱截面惯性距：

I1?2.13?109mm4,I2?14.38?109mm4,I3?7.2?109mm4,I4?19.5?109mm4.上

柱高3m，计算单元宽度取B=6m。 解： 1．求q1,q2 线性差值：?z?1?1.14?1.0(10.5?10)?1.014

15?10

q1k??s?z?0B?0.8?1.014?0.45?6?2.19kN/mq2k??s?z?0B?0.5?1.014?0.45?6?1.37kN/mq1?rQq1k?1.4?2.19?3.07kN/m(?)q2?rQq2k?1.4?1.37?1.92kN/m(?)风向

-0.6 W I1 q1 I2 +0.8

-0.5 I3 q2

I4 -0.5 10.5m 2．求W 高度取10.5+2.1=12.6m

?z?1?1.14?1.0(12.6?10)?1.07

15?10Wk?[(0.8?0.5)h1?(0.5?0.6)h2]?z?0B?[1.3?2.1?0.1?1.2]?1.07?0.45?6?7.54KN

W?rQWk?1.4?7.54?10.56kN 3.计算参数?,n

I3I12.13?1097.2?109n???0.37n???0.1599I214.38?10I419.5?10A柱： B柱：

HH33??u??0.29??u??0.29H10.5H10.54．在柱顶虚拟加不动铰支座

查表计算：

113[1??4(?1)]3?[1?0.294(?1)]n0.15A柱：C11???0.34 118[1??3(?1)]8?[1?0.293(?1)]n0.152.1m 1.2m 113[1??4(?1)]3?[1?0.294(?1)]n0.37B柱：C11???0.36 118[1??3(?1)]8?[1?0.293(?1)]n0.37

RA?q1HC11?3.07?10.5?0.34??11(?)RB?q2HC11?1.92?10.5?0.36??7.3(?)故：柱顶剪力

VA,1?RA??11(?)VB,1?RB??7.3(?)

5．撤消不动铰支座，反向施加支座反力。 A柱：C0?33??2.64 111??3(?1)1?0.293(?1)n0.1533??2.88 111??3(?1)1?0.293(?1)n0.37B柱：C0?于是：

H31.53?uA??EcIlC0Ec?1.3?10 9?24.6804H310.53 ?uB??EcIlC0Ec?19.5?109?2.882.64?14.38?0.42.64?14.38?2.88?19.5所以分配系数：

2.88?19.5?B??0.62.64?14.38?2.88?19.5?A?故，柱顶剪力：

VA,2??A(RA?RB?W)?0.4?(11?7.3?10.56)?11.54kN(?)VB,2??B(RA?RB?W)?0.6?(11?7.3?10.56)?17.32kN(?)6.叠加两个受力状态

VA?VA,1?VA,2?11.54?11?0.54(?)VB?VB,1?VB,2?17.32?7.3?10.02(?)

7.绘制弯矩图

0.54KN 10.02KN q1=3.07 KN/m 175 A柱

15.44 q1=1.92 KN/m 211.05 38.7 M图（KN·m） B柱 M图（KN·m）

49. 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。

I1 M1 I2 I3 M2 I4 解：1.计算参数?,n

I3I12.13?1097.2?109n???0.37n???0.1599I214.38?10I419.5?10A柱： B柱：

HH33??u??0.29??u??0.29H10.5H10.52．在柱顶虚拟加不动铰支座

1??21?0.292?1.5??1.21 A柱：C3?1.5111??3(?1)1?0.293?(?1)n0.151??21?0.292?1.5??1.32 B柱：C3?1.513131??(?1)1?0.29?(?1)n0.37

M1153.2C3??1.21??17.65kN(?)H10.5故：

M131.0RB?2C3??1.32?16.47kN(?)H10.5RA?3．撤消不动铰支座，反向施加支座反力

R?RA?RB?17.65?16.47?1.18kN(?)

?A?0.4,?B?0.6 所以：

VA?R?A?1.18?0.4?0.47kN(?)VB?R?B?1.18?0.6?0.71kN(?)

3．叠加内力

VA??17.65?0.47??17.18(?)VB?16.47?0.71?17.18(?)

4．弯矩图：

17.18KN 17.18KN 101.66 51.54 M=153.2KN.m M=131KN.m 51.54 79.46 27.19 A柱 M图（KN.M） B柱 49.39 M图（KN.M）

50. 如图所示柱牛腿，已知竖向力设计值Fv?324kN，水平拉力设计值

Fh?78kN，采用 C20（ftk?1.54N/mm2）混凝土和HRB335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 =324KN 1050 Fh=78KN 400 400 450 500 C1=250 解：

1．验算截面尺寸

h0?800?40?760mm

?(1?0.5Fhsftkbh0781.54?400?760)?0.8?(1?0.5?)??397kN?Fvs?324kNa250Fvs3240.5?0.5?h0760

截面尺寸满足要求。 2．计算纵向受拉钢筋

FvaFh324?103?25078?103As??1.2??1.2??730mm2

0.85fyh0fy0.85?300?760300选配4?18，As?1017mm2

As1017??0.32%?0.2% bh400?800满足最小配筋要求。

51. 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b?h?400mm?600mm，地基承载力fa?200kN/m2，基础埋深1.5m，基础采用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：

800 1. 初步确定基础高度和杯口尺寸

取插入深度：h1?600mm，故，杯口深度为600?50?650mm； 杯口顶面尺寸：宽为400?75?2?550mm，长为600?75?2?750mm； 杯壁厚度取为t?200mm；杯底厚度取为a1?200mm； 其他截面尺寸：h2?300mm；a2?200mm；

600 300 400 L 1150 b b 950 所以，初步确定基础的高度为600?50?200?850mm 2. 确定基础底面积

A?F920??5.41m2

fa?rmd200?20?1.5增加20%~40%，初步选定尺寸为：B?3.5m,l?2m；A?7m2

lb22?3.52W???4.1m3

66G?rmbld?20?3.5?2?1.5?210kN

Pmax?F?GMc?Vch920?210276?25?0.85????234kN/m2 blW2?3.54.1F?GMc?Vch920?210276?25?0.85????88.9kN/m2 blW2?3.54.1Pmin?（1）Pmax?234kN/m2?1.2fa?240kN/m2 （2）

Pmax?Pmin234?88.9??161.4?fa?200kN/m2 22200 350 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。

Pn,max?Pn,minFMc?Vch920276?25?0.85????203.9kN/m2blW2?3.54.1

FMc?Vch920276?25?0.85?????58.9kN/m2blW2?3.54.1仅需对台阶下基础做冲切验算：

h0?550?40?510mm

冲切面：

bb?950?2?510?1970mmbm?bt?bb?1.46m 2冲切荷载计算面积：

bhlbA?[(?t?h0)l?(?t?h0)2]22223.51.1520.95?[(??0.51)l?(??0.51)2]2222?1.33m21750 1750 58.9 155.2 203.9 178 143.8 131.4 Pn（KN/m2）

Fl?psA?Pn,maxA?203.9?1.33?271.2kNFl?psA?Pn,maxA?203.9?1.33?271.2kN

0.7ftbmh0?0.7?1.1?1.46?510?573.3kN?Fl?271.2kN

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

1Pn,max?Pn1()(b?hc)2(2l?bc)2421203.9?143.8?()(3.5?0.6)2(2?2?0.4)h01?850?40?810mm 242?268kN?mM1?200 350 300 bt?400?2?275?950mm

M1268?106As1???1751mm2选用12?14，?14@150 0.9fyh010.9?210?810

变阶处：

1Pn,max?Pn1()(b?hc)2(2l?bc)2421203.9?155.2?()(3.5?1.15)2(2?2?0.95) 242?204.5kN?m?M1?268.5kN?mM1?'（2）短边方向

1Pn,max?Pn,minM2?()(l?bc)2(2b?hc)2421203.9?58.9?()(2?0.4)2(2?3.5?0.6) 242?106.5kN?mh02?850?40?14?796mm

M2106.5?106As2???708mm2

0.9fyh020.9?210?796选配?10@200

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