建筑结构习题解答
第二章习题
1．试述恒载和活荷载的区别，为什么它们的荷载分项系数有所不同？答：恒载是一种永久性的作用力，它主要是指建筑物结构构件的自重和建筑物构造层的自重。
活荷载则是一种可变性的作用力，它主要是指施加于结构构件上的、随时间和使用情况而有较大变化的荷载。
恒载和活荷载的区别主要在它们与时间的关系上：恒载不随时间变化或其变化值与平均值相比可以忽略不计；而活荷载其值随时间变化、且其变化值与平均值相比不可忽略。
由于横载相对来说比较稳定，随时间没有太大的变化，所以荷载分项系数比较小即可满足可靠度的要求；活荷载随时间相对来说变化比较大，则其分项系数要比较大才能满足可靠度的要求。
4．试说明影响下列几种荷载取值的因素：
(1) 构件自重；
(2) 构造层做法；
(3) 风荷载；
(4) 雪荷载；
(5) 地震作用；
(6) 楼面活荷载。
答：(1)构件自重取值的影响荷载因素为：构件组成材料的单位重和尺寸的大小。
(2) 构造层做法取值的影响荷载因素为：构造层组成材料的单位重和尺寸(厚度)的大小。
(3) 风荷载取值的影响荷载因素为：风速(或建筑物所在的地区和具体位置)、建筑物外形、建筑物外围面积大小和高度、建筑物的高宽比、地面的粗糙程度。
(4) 雪荷载取值的影响荷载因素为：建筑物所在的地区、屋面外形和坡度、屋面水平投影面积的大小。
(5) 地震作用取值的影响荷载因素为：建筑物的总重力荷载代表值、建筑物所在地区的基本设防烈度、建筑物的动力特性、建筑物所在地区的场地土类别。
(6) 楼面活荷载取值的影响荷载因素为：楼面的使用用途。
36.试求下列楼盖的重力荷载：
解：(1)每平方米楼面中80mm厚钢筋混凝土楼板自重标准值：
25 0.08 2.0kN/m2
(2)每平方米楼面中80mm厚钢筋混凝土楼板加水磨石地面构造层(10mm 水磨石棉层；20mm水泥砂浆打底)和木丝板吊顶(0.26kN/m2)的重力荷载标准值：钢筋混凝土楼板自重标准值：25 0.08 2.0kN/m2水磨石地面构造层自重标准值(根据荷载规范)：0.65kN/m2木丝板吊顶自重标准值：0.26kN m2
楼面重力荷载标准值： 2 0.65 0.26 2.91kN/m2
⑶题图2-13所示钢筋混凝土交叉梁楼盖（板厚80mm ,梁截面250mm 600mm,地面和顶棚做法同上）每平方米楼面的重力荷载标准值：
6 12 0.25 0.6 0.08 25 / 2
2.91 4.54kN m2
12 12
（4）若上述楼盖用于办公楼，每平方米楼面包括恒载和活载在内的重力荷载标准值（根据荷载规范）：
4.54 2 6.54kN/m2
（5）若上述楼盖用于商店，每平方米楼面包括恒载和活载在内的重力荷载设计值（根据荷载规范）：
4.54 1.2 3.5 1.4 10.35kN m2
41.某四层轻工业厂房，钢筋混凝土框架结构，平、剖面和计算简图如题图2-16（b）所示。抗震设防烈度为7度。H类场地，T g 0.3 s。算得集中于屋盖和各层楼盖标高处的重力荷载为：
G4=屋盖层重+1/2 （第四层内、外墙和隔断墙重=9060kN
G3 =第四层楼盖层重墙，隔断墙重=11100kN
G2 =第三层楼盖层重墙，隔断墙重=11100kN
G1=第二层楼盖层重墙，隔断墙重=11440kN + 1/2 （第四层内、外墙,
+ 1/2 （第三层内、外墙,
+ 1/2 （第二层内、外墙,
隔断墙重+第三层内、外
隔断墙重+第二层内、外
隔断墙重+第一层内、外
问题:
(1) 估算本厂房的基本自震周期 T i (横向)； (2) 用F EK
1
0.85G eq 估算总的横向水平地震作用标准值；
(3) 估算作用于各层标高处的横向水平地震作用标准值，以及由这些水 平地震作
用产生的基底倾覆力矩标准值。 解：(1)厂房的基本自震周期T i :
T 1 0.0906H 、B
0.0906 5.4 5 5 5 \ 172
0.45(s)
⑵根据题意可知：1.4T g 1.4 0.3 0.42(s)
G H
由F i 才一F EK 1 n 可知:
G j H j
j 1
0.45(s) 1.4T g 0.42(s)
0.9;
2
1；
max
0.08 (7度设防)
F
EK 1
0.85G eq T T 2 max
0.9
0.3 ’
1 0.45
2015.83(kN)
0.85
0.08 ⑶查表2-7得:
0.08T 1 G
1
0.85
0.07 G
2
G
3
G
4
11440 11100 0.08 0.45 0.07
11100 99060
0.106
F 4
n F
EK
0.106
2015.83 213.68(kN)
F2 F3
G i H i F.
n 厂EK 1
n
Gj ?
j i
11440 5.4 2015.83 1 0.106 11440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4 208.88(kN)
G2 H2 F 1
n 厂EK 1n
Gj ?
j 1
11000 10.4 2015.83 1 0.106
11440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4 390.33(kN)
G3 H3
~n F EK 1 n
G. H .
j j
j 1
11440 15.4 2015.83 1 0.106
11440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4 578.00(kN)
F4 n G4 H4F EK 1 n
G j H j
j 1
9060 20.4 2015.83 1 0.106
11440 5.4 11100 10.4 11100 15.4 9060 20.4
838.62(kN)
基底倾覆力矩标准值:
ov
208.88 5.4 390.33 10.4 578.00 15.4 838.62
31196.43(kN m)
20.4
43.某住宅开间3.6m,要求设置从240mm横墙挑出的屋面挑梁作为室外走
廊的顶篷。挑梁每开间一根，截面240mm 240mm，挑出1.20m，上铺加气混凝土板及防水隔热层如题图2-18。若加气混凝土板所承受的恒载标准
值为2kN/m2，挑梁自重标准值为1.6kN/m，试问挑梁至少伸入横墙内L= ？才能防止倾覆。
解：倾覆荷载：P 1.6 1.2 2 3.6 1.2 0.5 3.6 1.2 12.72(kN)
倾覆力矩：M ov P 0.612.720.6 7.632(kN m)
抗倾覆力矩：M r 1.6 I 2 3.6l 0.5l(kN m)
要防止倾覆则要求：
M r
K (K 1.5) M ov
1.6 I 2 3.6l 0.5l 1.57.632
解得：I 1.613(m)
所以挑梁至少伸入横墙内1.613m
45.题图2-20示一两端简支钢梁(非主梁)，跨度4.0m，承受均布荷载(标准值以25kN/m计，设计值以32kN/m计，均包括梁自重)，采用I级工字钢做成(E=2.1
105N/mm2, f y=210 N/mm2, f yk=210 N/mm2),可选用的型号为：
I 20b A=3955mm2, I=2.502107mm4, y=100mm
I 22b A=4650mm2, I=3.583107mm4, y=110mm
I 25b A=5351mm2, I=5.278107mm4, y=125mm
试就承载力设计和变形设计两种方法估计它应选用什么型号的工字
钢？