第四版混凝土结构设计课后习题答案 - 图文 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/25 17:27:41星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第3章 单层厂房结构

3.1 某单跨厂房排架结构,跨度为24m,柱距为6m。厂房设有10t和30/5t工作级别为A4的吊车各一台,吊车有关参数见表3-26,试计算排架柱承受的吊车竖向荷载标准值Dmax、Dmin和吊车横向水平荷载标准值Tmax。 吊车有关参数 表3-26 解:查表3-11得,?=0.9。

(1)吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况(两种)如图所示。 由式(3-6)

?4.75??1.6?Dmax=??Pimaxyi=0.9??12.5?10??1?=349.12kN ??29?10??6?6????0.35?4.75?1.2??Dmax=??Pimaxyi=0.9??12.5?10??29?10??1???=408.83kN

66????排架柱承受的吊车竖向荷载标准值Dmax为408.83kN。

?4.75??1.6?Dmin=??P==103.46kN 0.9?4.7?10?1??7.0?10?y??imini??6?6????0.35?4.75?1.2??Dmin=??P=0.9?4.7?10??7.0?10?y?1???=111.56kN imini?66????排架柱承受的吊车竖向荷载标准值Dmin为103.46kN。

(2)吊车梁的支座竖向反力影响线及两台吊车的布置情况(两种)如图所示。 由式(3-9)和(3-10)可得

11T1,k=??Q?Q1?=?0.12??10?10?3.8?10?=4.14 kN

4411T2,k=??Q?Q1?=?0.10??30?10?11.8?10?=10.45 kN

44?4.75??1.6?Tmax=??Tiyi=0.9??4.14??1?=12.17kN ?10.45???6?6????0.35?4.75?1.2??Tmax=??Tiyi=0.9??4.14??10.45??1???=14.45kN

66????排架柱承受的吊车竖向荷载标准值Tmax为14.45kN。

1

2

3.3 如图3-102所示单跨排架结构,两柱截面尺寸相同,上柱

Iu=25.0?109mm4,下柱Il=174.8?108mm4,混凝土强度等级为

C30。吊车竖向荷载在牛腿顶面处产生的力矩M1=378.94kN?m,

M2=63.25kN?m。求排架柱的剪力并绘制弯矩图。

解:(1)剪力分配系数

??Hu3.9??0.30 H13.2Iu25.0?108n???0.143 8Il174.8?10剪力分配系数

?A??B???0.5

(2)计算各柱顶剪力

在A柱和B柱的柱顶分别虚加水平不动铰支座,由表3-9中的简图3得

C3=1.17

因此不动铰支座反力

RA?M1?378.94C3??1.17??33.59kN(←) H13.2M63.25RB?2C3??1.17?5.61kN(→)

H13.2撤销附加的不动铰支座,在排架柱顶施加水平集中力?RA和?RB,进行剪力分配:

VA,2?VB,2??(?RA?RB)?0.5?(33.59?5.61)?13.99kN(→)

叠加上述两个状态,恢复结构原有受力状况,即把各柱分配到的柱顶剪力与柱顶不动铰支

座反力相加,即得该柱的柱顶剪力:

VA?VA,2?RA??33.59?13.99??19.60kN(←) VB?VB,2?RB?5.61?13.99?19.60kN(→)

(3)绘制弯矩图和剪力图

柱顶剪力求出后,按悬臂柱求弯矩图和剪力图,如题3.3图所示。

VA=19.60kN VB=19.60kN

M1=378.94kN?m M2=63.25kN?m

3

A B

(a)

-19.60kN +19.60kN

+302.50kN?m -76.44kN?m +76.44kN?m +13.19kN?m

+120.22kN?m +195.47kN?m

(b) (c)

题3.3图 排架弯矩图和剪力图

3.4 如图3-103所示两跨排架结构,作用吊车水平荷载Tmax=17.90kN。已知○A、○C轴上、下柱的截面惯性矩分别为21.30?108mm4和

195.38?108mm4,○B轴上、下柱的截面惯性矩

分别为72.00?108mm4和256.34?108mm4,三根柱的剪力分配系数分别为?A??C?0.285,

?B?0.430,空间作用分配系数??0.9。求各柱剪力,并与不考虑空间作用(??1.0)的计算结果进行比较分析。

解:1.考虑空间作用(??0.9)的计算

(1)计算各柱顶剪力

在A柱、B柱和C柱的柱顶分别虚加水平不动铰支座,由表3-9中的简图5得 A柱、C柱:C5=0.60,B柱:C5=0.67 计算过程:

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Hu=3.9m,??Hu3.92.62??0.30,a??, 3.93H12.9Iu21.30?108A柱、C柱:n???0.11 8Il195.38?10由表3-9中的简图5得

????1?a)21?3?(2?a)(C5??2?3a?????(2?3a)???2?1??3(?1)??0.60 nn??????Iu72.00?108B柱:n???0.28 Il256.34?108由表3-9中的简图5得

????1?a)21?3?(2?a)(C5??2?3a?????(2?3a)???2?1??3(?1)??0.67 nn??????因此不动铰支座反力

RA?TC5??17.90?0.60??10.78kN(←) RB?TC5??17.90?0.67??11.96kN(←)

RC?0

R?RA?RB?RC??10.78?11.96?0??22.74kN(←)

(2)将柱顶反力R乘以空间作用分配系数??0.9,并将它反方向施加于该榀排架的柱顶,按剪力分配法求出各柱顶剪力:

VA,2?VC,2???A?R?0.285?0.9?22.74?5.83kN(→) VB,2???B?R?0.430?0.9?22.74?8.80kN(→)

(3)将上述两项计算求得的柱顶剪力叠加,即为考虑空间作用的柱顶剪力:

VA'?RA?VA,2??10.78?5.83??4.95kN(←)

VB'?RB?VB,2??11.96?8.80??3.16kN(←)

VC'?RC?VC,2?5.83kN(→)

根据柱顶剪力和柱上实际承受的荷载,按静力悬臂柱可求出各柱的内力,如题3.4图(a)

所示。

+12.87kN?m +8.22kN?m

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