自考《混凝土及砌体结构》章节试题及答案：第11章_第3页

　　三、简答题

　　1、一般单阶柱的控制截面是如何确定的?

　　答案：单层厂房柱在上、下柱两段范围内配筋一般都不变化，因此在工程设计中取上柱底部截面(弯矩和轴力比上柱其它截面要大)、下柱上部截面(在吊车竖向荷载作用下弯矩值最大)和下柱底部截面(通常在吊车横向水平制动力和风荷载作用下弯矩值最大)作为设计控制截面。

　　2、偏心受压基础的基底总压应力应当满足什么要求?

　　答案：p=(pmax+pmin)/2≤f

　　pmax≤1.2f

　　式中pmax、pmin——分别为基础底面边缘的最大、最小压力设计值;

　　f——地基承载力设计值。

　　3、当有多台吊车时，对于吊车的竖向荷载，《荷载规范》是如何规定参与组合的吊车台数的?

　　答案：对一层吊车单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于两台，对一层吊车多跨厂房的每个排架，不宜多于四台;对多层吊车的厂房，应按实际使用情况考虑。

　　4、单层厂房铰接排架结构的计算简图是基于哪些基本假定得出的?

　　答案：(1)通常屋架与柱顶用预埋钢板焊接，可视为铰接，它只能传递竖向力和水平力，不能传递弯矩;

　　(2)排架柱(预制)插入基础杯口有一定深度，柱和基础间用高等级细石混凝土浇筑密实，柱与基础连接处可视为固定端，固定端位于基础顶面;

　　(3)排架横梁(屋架或屋面梁)刚度很大，受力后的轴向变形可忽略不计，简化为一刚性连杆，即排架受力后，横梁两端的柱顶水平位移相等。

　　5、试简述单层厂房中支撑的分类及其作用。

　　答案：屋盖支撑:包括天窗支撑、屋盖上弦支撑、屋盖下弦支撑、屋盖垂直支撑及水平系杆。屋盖支撑的主要作用是：承受(或传递)屋架平面外的荷载(如风荷载)，保证屋架杆件在其平面外的稳定，以及屋盖结构在屋架平面外的刚度。

　　柱间支撑:分为上柱柱间支撑(位于吊车梁上部)和下柱柱间支撑(位于吊车梁下部)。柱间支撑的主要作用是：承受纵向风荷载和吊车的纵向水平制动力、纵向地震力等，并将它们传到基础;加强厂房的纵向水平刚度。

　　6、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?

　　答案：柱下单独基础在上部结构荷载和地基反力作用下，当基础本身强度不足时可能有两种破坏形式，即冲切破坏和弯曲破坏。为了防止冲切破坏需要进行基础高度验算;为了防止弯曲破坏需进行基础底板配筋计算。

　　7、试说明确定偏心受压基础底面积的步骤和要求。

　　答案：先按轴心受压计算基础面积，扩大1.2～1.4倍估算偏心荷载作用时的基础底面积A=bl，基础底面长短边之比b/l=1.5～2.0;

　　验算基础底面压力，要求：

　　p=(pmax+pmin)/2≤f

　　pmax≤1.2f

　　对基础底面压应力图形的要求：

　　(a)当地基承载力标准值fk<200kN/m2时，对吊车起重量Q≥75t的厂房柱基础，或吊车起重量Q>15t的露天栈桥柱基础，基础压力图形应为梯形，并要求pmin/pmax≥O.25;

　　(b)除上列情况以外有吊车厂房柱基础，基础压力图形允许为三角形，即pmin≥0;

　　(c)无吊车荷载的柱基础，当计入风荷载时，允许基底有零应力区，即允许基底与地基不完全接触，接触长度b'与基础边长b之比b'/b≥O.75。此时，尚应验算三角形压力图形中零应力点处基础底板在其自重和上部土重作用下的抗弯强度。

　　8、等高铰接排架内力分析一般采用什么方法?试扼要说明计算步骤。

　　答案：(1)对称荷载、对称排架

　　排架顶端无侧移，排架可简化为上端为不动铰、下端为固定端的变截面单独竖向柱在任意荷载下的内力计算，可用结构力学中的力法进行求解，也可直接查用有关计算图表。屋盖恒载通常属于此种情况。

　　(2)非对称荷载、对称排架或对称荷载、非对称排架

　　这类排架的顶端有侧移，计算可分两步进行：

　　第一步先在排架的直接受荷柱顶附加一个不动铰支座以阻止水平侧移，求得该不动铰支座的反力Ri。此时排架中所有横梁及其它各柱均不受力。因此，第一步计算就如同上端为不动铰、下端为固定端的单独竖向柱的计算;

　　第二步撤除附加不动铰支座，并将Ri以反方向作用于排架柱顶，以恢复到原来结构体系情况。因此，第二步计算是在排架柱顶作用有水平集中力的内力计算，可用结构力学中的剪力分配法进行求解，即各柱的柱顶剪力按其抗剪刚度与各柱抗剪刚度总和的比例关系进行分配;

　　叠加上述两步中求得的内力值，便可得到实际排架结构的内力。吊车荷载、风荷载通常属于此类情况。

　　9、屋盖荷载、吊车竖向荷载、吊车横向及纵向水平荷载、风荷载是怎样传递到基础上去的?

　　答案：屋面荷载→屋面板→屋架→横向排架柱→基础→地基;

　　吊车竖向荷载→吊车梁→柱牛腿→横向排架柱→基础→地基;

　　吊车横向水平荷载→吊车梁→横向排架柱→基础→地基;

　　吊车纵向水平荷载→吊车梁→纵向排架柱(柱间支撑)→基础→地基;

　　横向风荷载→外纵墙→横向排架柱→基础→地基;

　　纵向风荷载→山墙→抗风柱→屋盖横向水平支撑→连系梁(或受压系杆)→纵向排架柱(柱间支撑)→基础→地基。

　　10、试述牛腿的受力特点、主要破坏形式及其如何防止各种破坏的发生?

　　答案：混凝土开裂前，牛腿在顶面竖向力作用下，其主拉应力迹线集中地分布在牛腿顶面一个很窄的区域内;其主压应力迹线密集地分布在竖向力作用点和牛腿根部连线附近不太宽的带状区域内;上柱根部与牛腿交界线处、牛腿与下柱交界处存在着应力集中现象。

　　牛腿的试验表明，当荷载达到20%～40%极限荷载时，在上柱根部与牛腿交界线处出现自上而下的竖向裂缝①，这是由于该处存在着应力集中所致。裂缝①很细且发展缓慢，不会发展为破坏裂缝。当荷载达到40%～60%极限荷载时，在加载板内侧附近产生第一条斜裂缝②，它是由该处的弯曲应力和剪切应力共同作用引起的，其方向大体与主压应力迹线平行。裂缝②出现后，牛腿在荷载作用下的工作如同三角形桁架，牛腿顶面的纵筋有如一水平拉杆，斜裂缝②以外的混凝土如同斜压杆。出现斜裂缝②后牛腿的破坏形态有以下六种可能情况：

　　(1)弯压破坏;(2)斜压破坏;(3)剪切破坏;(4)局部受压破坏;(5)撕裂破坏;(6)非根部受拉破坏。

　　为了防止上述各种破坏情况的发生，牛腿应有足够的截面、配置足够的钢筋(纵向钢筋、箍筋及弯筋)，并处理好有关的构造要求。

　　11、对称配筋偏心受压柱进行正截面设计时，应如何选择最不利内力组合?

　　答案：对柱的截面配筋起控制作用的是弯矩M、轴力N的数值，一般剪力V不起控制作用，因此，为了满足工程设计的要求，可按以下四个项目进行最不利内力组合：

　　①+Mmax及相应的N;

　　②-Mmax及相应的N;

　　③ Nmax及相应的可能最大±M;

　　④ Nmin及相应的可能最大±M。

　　①、②、④是从构件可能形成大偏心受压破坏进行组合的;③是从构件可能形成小偏心受压破坏进行组合的。