建筑结构第六章习题讲解
- 格式:docx
- 大小:26.23 KB
- 文档页数:4
第六章建设工程投资估算、设计概算与施工图预算概述一、单项选择题(在每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分,但不倒扣分。
)1、施工图预算的主要作用就是确定建筑工程( C )造价。
A、估算B、概算C、预算D、结算2、工程造价=( B )+间接费+利润+税金。
A、直接费B、直接工程费C、其他直接费D、人工费3、( C )一般由建设项目可行性研究主管部门或咨询单位编制。
A、施工预算B、施工图预算C、设计概算D、投资估算4、建筑工程设计概算是在以下哪个阶段编制?( C )A.可行性研究阶段 B.方案设计阶段C.初步设计阶段 D.施工图设计阶段二、多项选择题(在每小题列出的五个备选项中,有两个至五个是符合题目要求的,请将正确选项的代码填写在题后的括号内。
错选、多选、少选或未选均无分,但不倒扣分。
)1、建筑技术包括()。
A.建筑材料B.设备C.施工技术D.结构与构造E.电气技术2、构成建筑的基本要素是()。
A.建筑功能B.建筑形象C.建筑用途D.建筑规模E.建筑技术3、民用建筑包括()。
A.水塔B.粮库C.公寓D.疗养院E.单层工业厂房4、建筑按主要结构构件所用材料分为()。
A.木结构建筑B.混合结构建筑C.钢筋砼结构建筑D.钢结构建筑E.其他类型建筑5、构筑物包括()。
A.水塔B.堤坝C.蓄水池D.栈桥E.温室6、建筑包括()。
A.水塔B.堤坝C.蓄水池D.栈桥E.温室7、扩大模数有()。
A.1MB.6MC.9MD.12ME.15M8、关于平面定位轴线说法正确的是()。
A.横向定位轴线用阿拉伯数字编写B.纵向定位轴线用阿拉伯数字编写C.横向定位轴线用大写拉丁字母编写D.纵向定位轴线用大写拉丁字母编写E.以上均可9、下列说法不正确的是()。
A.结构面积指墙体、柱子、等所占的面积。
B.使用面积指主要使用房间的净面积。
C.净高指楼面或地面与上部楼板底面成吊顶底面之间的距离。
第六章习题参考答案6—1 某刚性方案房屋砖柱截面为490mm ×370mm ,用MU10烧结普通砖和M2.5混合砂浆砌筑,计算高度为4.5m 。
试验算该柱的高厚比。
〖解〗已知:[β]=15,H o =4500mm ,h = 370 mm15][16.12mm370mm 4500h H 0=<===ββ 该柱满足高厚比要求。
6—2 某刚性方案房屋带壁柱,用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑,计算高度6.7m 。
壁柱间距3.6m ,窗间墙宽1.8m 。
带壁柱墙截面面积5.726×105mm 2,惯性矩1.396×1010mm 4。
试验算墙的高厚比。
〖解〗已知:[β]=24,H o =6700mm 带壁柱墙折算厚度mm mmmm A I h T 5.54610726.510396.15.35.325410=⨯⨯== 承重墙 μ1=1; 有窗洞 μ2=1-0.4b s /s =1-0.4×1.8/3.6=0.8β= H o / h T = 6700/546.5 = 12.26<μ1μ2 [β]=1.0×0.8×24 = 19.2该窗间墙满足高厚比要求。
6—3 某办公楼门厅砖柱计算高度5.1m ,柱顶处由荷载设计值产生的轴心压力为215kN 。
可能供应MU10烧结普通砖,试设计该柱截面(要考虑砖柱自重。
提示:要设定截面尺寸和砂浆强度等级后验算,但承载力不宜过大)。
〖解〗假定采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱, a = 0.0015 则砖柱自重设计值为 G=1.2×0.49×0.49×5.1×19=27.9kN该柱所承受轴心压力设计值为 N=215+27.9 = 242.9 kN由于柱截面面积A=0.49×0.49=0.2401m 2<0.3m 2,则γa =0.7+A=0.94该柱高厚比为24240.10.1][4.104905100H 210=⨯⨯=<===βμμβmmmm h 影响系数为86.04.100015.01111220=⨯+=+==αβϕϕ 故N u = γa φf A =0.94×0.86×1.5×4902=291145N=291.1kN >N=242.9kN所以,采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱能够满足承载力要求。
第六章习题参考答案6—1 某刚性方案房屋砖柱截面为490mm ×370mm ,用MU10烧结普通砖和M2.5混合砂浆砌筑,计算高度为4.5m 。
试验算该柱的高厚比。
〖解〗已知:[β]=15,H o =4500mm ,h = 370 mm15][16.12mm370mm 4500h H 0=<===ββ 该柱满足高厚比要求。
6—2 某刚性方案房屋带壁柱,用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑,计算高度6.7m 。
壁柱间距3.6m ,窗间墙宽1.8m 。
带壁柱墙截面面积5.726×105mm 2,惯性矩1.396×1010mm 4。
试验算墙的高厚比。
〖解〗已知:[β]=24,H o =6700mm 带壁柱墙折算厚度mm mmmm A I h T 5.54610726.510396.15.35.325410=⨯⨯== 承重墙 μ1=1; 有窗洞 μ2=1-0.4b s /s =1-0.4×1.8/3.6=0.8β= H o / h T = 6700/546.5 = 12.26<μ1μ2 [β]=1.0×0.8×24 = 19.2该窗间墙满足高厚比要求。
6—3 某办公楼门厅砖柱计算高度5.1m ,柱顶处由荷载设计值产生的轴心压力为215kN 。
可能供应MU10烧结普通砖,试设计该柱截面(要考虑砖柱自重。
提示:要设定截面尺寸和砂浆强度等级后验算,但承载力不宜过大)。
〖解〗假定采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱, a = 0.0015 则砖柱自重设计值为 G=1.2×0.49×0.49×5.1×19=27.9kN该柱所承受轴心压力设计值为 N=215+27.9 = 242.9 kN由于柱截面面积A=0.49×0.49=0.2401m 2<0.3m 2,则γa =0.7+A=0.94该柱高厚比为24240.10.1][4.104905100H 210=⨯⨯=<===βμμβmmmm h 影响系数为86.04.100015.01111220=⨯+=+==αβϕϕ 故N u = γa φf A =0.94×0.86×1.5×4902=291145N=291.1kN >N=242.9kN所以,采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱能够满足承载力要求。
1. 用力矩分配法计算下图所示结构,并作出弯矩图。
解:(1)计算杆端分配系数6233=⨯==AB AB i s 8244=⨯==D A AD i s 65.144=⨯==C A AC i s3.06866=++=AB μ 4.06868=++=AD μ 3.06866=++=AC μ(2)计算固端弯矩m KN M FAB•=⨯⨯=30415812m KN M F AD •-=⨯⨯-=25.3155.25.25022 m KN M FDA•=⨯⨯=25.3155.25.25022 (3)力矩分配法计算刚架列表进行,如表1所示注:表中弯矩单位为KN·m(4)作出弯矩图M 。
2. 6—2(a )用力矩分配法计算下图所示结构,并作出弯矩图。
解:(1)计算分配系数6EI i AB = 242EIEI i BC == 23EI i S AB BA== 2EI i S BC BA == 5.0=+=BC BA BABA S S S μ 5.0=+=BCBA BC BC S S S μ(2)计算固端弯矩0=F AB M m KN M F BA •=⨯⨯=45610812 0=F BC M 0=FCB M(3)力矩分配法计算刚架列表进行,如表1所示注:表中弯矩单位为KN·mKN·m )10KN/m(4)作出弯矩图M 。
3. 6—2(c )用力矩分配法计算下图所示结构,并作出弯矩图。
解:(1)计算分配系数6EI i C A = 5.4EI i AD = 6EIi D A = 23EI i S AC AC== 5.4EI i S AD AD == 324EI i S AB AB == 36.0=++=AB AD ACAC AC S S S S μ 16.0=++=AB AD AC ADAD S S S S μ48.0=++=ABAD ACABAB S S S S μ(2)计算固端弯矩0=F CA M 0=F AC M m KN M FAB •-=⨯⨯-=606201212 60=FBAM 0=F AD M 0=FDA M(3)力矩分配法计算刚架列表进行,如表1所示20KN/m22.522.5 M 图(单位KN·m )B m)。
结构力学 第六章习题 参考答案TANG Gui-he6-1 试用积分法求图示刚架B 点的水平位移。
q解:(1) 实际状态下的内力AC 杆:22P qx M qlx =−+BC 杆:2P qlxM =(2) 虚拟状态下的内力AC 杆:M x = BC 杆:M x = (3)求Bx Δ200411()223 ()8l lp Bx M M ds qlx qx xdx qlx xdx EIEI EI qlΔ==+−+=∑∫∫∫i i→6-2 图示曲梁为圆弧形,EI =常数。
试求B 的水平位移。
1解:(1) 实际状态下的内力(sin 2p FM R R )θ=− (2) 虚拟状态下的内力1sin M R θ=i (3)求 Bx Δ/2312(sin )sin 22p Bx M M ds F F R R R Rd EIEIEIπθθθΔ==→−=∑∫∫ii i ()R6-3B AAB解:(1) 实际状态下的内力20sin()(1cos )p M qRd R qR θϕθϕθ=−=−∫i(2) 虚拟状态下的内力1sin M R θ=i(3)求 Bx Δ/2421(1cos )sin ()2p Bx M M ds FR qR R Rd EIEIEIπθθθΔ==←−=∑∫∫i i6-4 图示桁架各杆截面均为,32210m A −=×210 GPa E =,40 kN F =,。
试求:(a) C 点的竖向位移;(b) 角ADC 的改变量。
2 m d =F (kN)NP解: 实际状态下的桁架内力如上图。
(a )在C 点加上一个单位荷载,得到虚拟状态下的内力如上图。
11[2()(222322]22210)()N Np Cy F F l F d F d EAEA FdEAΔ==−−+↓++=+∑i i i i i i iNPNP(b)虚拟状态下的内力如上图。
11(22()(]4) ()N NpADCF F lF dEA EA dFEAϕ∠Δ==++−=∑ii i i增大6-6 试用图乘法求指定位移。
第六章思考题6.1 剪力墙结构的定义、优点、缺点及其使用范围是什么?按其几何形式可将其分为几种类型?答:剪力墙又称抗风墙或抗震墙。
房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震引起的水平荷载和竖向荷载的墙体。
剪力墙在承载力和平面内刚度方面有突出优点。
但由于墙肢长度较长而厚度较薄,需要考虑其剪切变形并避免平面外受力等不利情况。
适用于设防烈度较高的地区。
按其几何形式,分为:一字型普通剪力墙、T型剪力墙、工字型剪力墙、L 型剪力墙和一字型短肢剪力墙。
6.2 竖向荷载在剪力墙结构内部是按照什么规律传递的?答:竖向荷载由楼板传给剪力墙,再由剪力墙传给基础。
6.3 整体墙、小开口整体墙、联肢墙、带刚域框架和单独墙肢等计算方法的特点及适用条件是什么?答:整体墙计算中认为平面假定仍然适用,截面中的正应力符合直线分布规律,按照整体悬臂墙方法计算墙在水平荷载作用下的截面内力和变形。
适用于墙面上门窗、洞口等开孔面积不超过墙面面积的15%,且孔洞间净距及孔洞至墙边的净距大于孔洞长边尺寸。
小开口整体墙的整体弯曲变形仍是主要的,其内力可按材料力学公式计算,但需考虑局部弯曲的影响稍作修正。
适用于洞口稍大一些,且洞口沿竖向成列布置;洞口面积超过墙面总面积的16%,但洞口对剪力墙的受力影响较小。
联肢墙计算比较复杂,在引入连杆连续化假定,对于竖向布置规则的双肢墙结构,以连梁中间断开点处的竖向相对位移为零作为数学方程的目标条件建立高阶微分方程,求解得到其本身固有的外力-位移关系及墙肢、连梁内力分布特征。
适用于由连梁连接起来的剪力墙。
带刚域框架即壁式框架可用以D值法基础上的计算方法计算。
适用于具有多列洞口的剪力墙,当剪力墙洞口尺寸较大,特别是当洞口上梁的刚度大于或接近于洞口侧边墙的刚度时。
6.4 联肢墙的内力分布和侧移曲线有何特点?答:1)侧移曲线呈弯曲型;2)连梁的最大剪力不在底层,随着连梁与墙肢刚度比的增大,连梁的剪力加大,剪力最大的梁位置下移;3)墙肢轴力等于该截面以上所有连续剪力之和,当连梁和墙的刚度比增大时,连梁剪力加大,墙肢轴力也加大;4)连梁与墙肢的刚度比增大时,墙肢弯矩则减少。
第二节多层建筑结构体系9层及9层以下为多层建筑,10层及10层以上或高度超过28m的住宅建筑和高度大于24m的其他高层民用建筑为高层建筑。
一、多层砌体结构(一)概述1.混合结构房屋是指同一房屋结构体系中,采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构体系。
2.砖砌体结构是指由钢筋混凝土楼(屋)盖和砖墙承重的结构体系(亦称砖混结构)。
3.砌体结构一般是指采用钢筋混凝土楼(屋)盖和用砖或其他块体(如混凝土砌块)砌筑的承重墙组成的结构体系。
4.过去曾有过用木楼(屋)盖与砖墙承重组成的结构体系,称为砖木结构。
目前已很少采用。
(二)砌体结构的优缺点和应用范围1.主要优点(1)主要承重结构(承重墙)是用砖(或其他块体)砌筑而成的,这种材料任何地区都有,便于就地取材。
常用的墙体材料有:a.烧结普通砖:黏土砖、煤矸石砖、页岩砖、煤矸石页岩砖;b.烧结多孔砖:黏土多孔砖(P型、M型)、煤矸石多孔砖、页岩多孔砖;c.蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖;d.混凝土小型空心砌块。
(2)墙体既是围护和分隔的需要,又可作为承重结构,一举两得。
(3)多层房屋的纵横墙体布置一般很容易达到刚性方案的构造要求,故砌体结构的刚度较大。
(4)施工比较简单,进度快,技术要求低,施工设备简单。
2.主要缺点(1)砌体强度比混凝土强度低得多,故建造房屋的层数有限,一般不超过7层。
(2)砌体是脆性材料,抗压能力尚可,抗拉、抗剪强度都很低,因此抗震性能较差。
(3)多层砌体房屋一般宜采用刚性方案,故其横墙间距受到限制,因此不可能获得较大的空间,故一般只能用于住宅、普通办公楼、学校、小型医院等民用建筑以及中小型工业建筑。
(三)砖砌体房屋的墙体布置方案1.横墙承重方案楼层的荷载通过板梁传至横墙,横墙作为主要承重竖向构件,纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成整体作用。
优点:横墙较密,房屋横向刚度较大,整体刚度好。
外纵墙不是承重墙,因此立面处理比较方便,可以开设较大的门窗洞口。
第六章习题参考答案 6—1 某刚性方案房屋砖柱截面为490mm ×370mm ,用MU10烧结普通砖和混合砂浆砌筑,计算高度为。
试验算该柱的高厚比。
〖解〗已知:[β]=15,H o =4500mm ,h = 370 mm该柱满足高厚比要求。
6—2 某刚性方案房屋带壁柱,用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑,计算高度。
壁柱间距,窗间墙宽。
带壁柱墙截面面积×105mm 2,惯性矩×1010mm 4。
试验算墙的高厚比。
〖解〗已知:[β]=24,H o =6700mm 带壁柱墙折算厚度mm mmmm A I h T 5.54610726.510396.15.35.325410=⨯⨯== 承重墙 μ1=1; 有窗洞 μ2=1-s =1-×=β= H o / h T = 6700/ = <μ1μ2 [β]=××24 =该窗间墙满足高厚比要求。
6—3 某办公楼门厅砖柱计算高度,柱顶处由荷载设计值产生的轴心压力为215kN 。
可能供应MU10烧结普通砖,试设计该柱截面(要考虑砖柱自重。
提示:要设定截面尺寸和砂浆强度等级后验算,但承载力不宜过大)。
〖解〗假定采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱, a =则砖柱自重设计值为 G=××××19=该柱所承受轴心压力设计值为 N=215+ = kN由于柱截面面积A=×=<,则γa =+A=该柱高厚比为影响系数为故N u = γa φf A =×××4902=291145N= >N=所以,采用MU10烧结普通砖、M5混合砂浆砌筑490m m ×490mm 砖柱能够满足承载力要求。
6—4 一偏心受压砖柱截面尺寸为490mm ×740mm ,采用MU10烧结多孔砖和M5混合砂浆砌筑,计算高度为6m 。
试验算在以下两种受力下的受压承载力是否满足要求(弯矩沿截面长边方向作用):(1)e = 90mm ,N = 330 kN ;(2)e = 200mm ,N = 220 kN 。
〖解〗已知: f = N/mm 2,H o = 6 m ; h = 490; A = 490×740 = 362600 mm 2>高厚比(无偏心方向):β= H o / h = 6000 /490 =高厚比(偏心方向): β= H o / h = 6000 /740 =(1)当e = 90mm ,N = 330 kN 时:e/h =90/740=φfA = ××362600 = 352447 N = kN >N = 330 kN 满足承载力要求。
无偏心力作用方向φfA = ××362600 = 444366 N = kN >330 kN亦能满足承载力要求。
(2)当e = 200mm(<=×740/2=222mm),N = 220 kN 时:e/h =200/740=根据前面的计算,φo =φfA = ××362600 = 212121 N = kN <N = 220 kN不满足承载力要求。
6—5带壁柱窗间墙截面如附图所示,采用MU10烧结多孔砖和M5混合砂浆砌筑,墙的计算高度为。
壁柱墙截面面积×105mm2,惯性矩×1010mm4。
截面形心O点至翼缘外侧边的距离为238mm。
试验算当轴向压力作用在该墙截面重心(O点)、A点及B点的受压承载力,并对计算结果加以分析。
〖解〗已知: f = N/mm2,H o = m1、计算截面几何参数:A=1200×240+370×490=469300mm2,I = ×1010mm4;折算厚度高厚比:β= H o / h T = 5200/615 =2、当轴向压力作用在O点时,e = 0 ;e/h T = 0φfA = ××469300 = 635667 N = kN3、当轴向压力作用在A点时,e = 238-120 = 118mm ;e/h T = 118/615 =根据前面的计算,φo =φfA = ××469300 = 354791 N = kN4、当轴向压力作用在B点时,e = 610-238-120 = 252mm;e/h T = 252/615 =(注意,此题e>=×(610-238)=,按现行规范是不能使用砌体结构的)根据前面的计算,φo =φfA = ××469300 = 173574 N = kN由上述计算结果可知,砌体构件受压承载力将随着偏心距的增大而显着减小,当偏心距过大时,采用砌体构件是不合理的。
6—6 已知窗间墙截面尺寸为800mm×240mm,采用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑。
墙上支承钢筋混凝土梁,梁端支承长度240mm,梁截面尺寸200mm×500mm,梁端荷载设计值产生的支承压力为50kN,上部荷载设计值产生的轴向力为100kN。
试验算梁端支承处砌体的局部受压承载力。
〖解〗已知:A=800×240=192000mm2,MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑,查表,得 f = N/mm2,梁端有效支承长度为:局部受压面积为:A l = ×200 =36520 mm2影响砌体局部受压抗压强度的计算面积A o =(2×240+200)×240 =163200mm2砌体局部抗压强度提高系数:由于A o =163200mm2>3A l=3×36520=109560mm2所以ψ= -A oA l= 0根据规定,梁端底面积压应力图形的完整系数η=ηγf A l =×××36520 = N= kN >ψN o+N l=50kN固,不设垫块梁端局部受压可以满足要求。
6—7 某窗间墙截面尺寸为1200mm×370mm,用MU10烧结多孔砖和混合砂浆砌筑,墙上支承截面尺寸为200mm×600mm的钢筋混凝土梁,支承长度为370mm,梁端荷载设计值产生的压力为120kN,上部荷载设计值产生的轴向力为150kN。
试验算梁端支承处砌体的局部受压承载力(如不满足承载力要求,设计刚性垫块到满足为止)〖解〗已知:A=1200×370=444000mm2,查表,得 f = N/mm2,1、按无垫块计算:梁端有效支承长度为:局部受压面积为:A l = 215×200 =43000 mm2影响砌体局部受压抗压强度的计算面积A o =(2×370+200)×370 =347800mm2砌体局部抗压强度提高系数:由于A o =(2×370+200)×370 =347800mm2>3A l=3×43000=129000mm2所以ψ= -A oA l= 0根据规定,梁端底面积压应力图形的完整系数η=ηγf A l =×××43000 = N= kN<ψN o+N l=120kN固,不设垫块梁端局部受压不满足要求。
2、设梁端刚性垫块,尺寸为a b=370mm,t b=240mm,b b=2×240+200=680mmA b= a b b b =370×680 = 251600mm2因2×370+680 = 1420mm>1200mmA o=1200×370=444000 mm2σo =150000/(1200×370)= N/mm2N o=σo A b= ×251600 = N = 85 kNσo /f = =查教材P254表6.6.1并线性内插,得δ1= +(-)(-)/(-)=a o =δ1√ h c f =√600 =≤a=370mme l= a b / 2-a o = 370/2-× = mme = N l e l/(N o+N l)= 120×(85+120)= mme/h = 370 =按β≤3计算φ:φ= 11+12(e/h)2=11+12()2=φγ1f A b = ×××251600 = 219405 N = kN>N o+N l = 85+120 = 205 kN垫块下局部受压满足要求。
6-8 某雨篷悬挑长度l=,雨篷梁跨度,墙厚240mm,由梁上墙砌体抵抗倾覆。
试求满足安全的最小墙高(从雨篷顶算起)。
〖解〗本题给定条件不充分,假定雨篷梁的宽度l1=240mm<,x0==×240mm=。
假定雨篷梁支承长度a=370mm,支承长度以外两侧墙体长度均不小于,雨篷梁上部墙体无洞口。
不考虑雨篷梁自重的抗倾覆作用。
假定雨篷板平均厚度80mm,上下表面抹灰均为20mm厚水泥砂浆。
假定雨篷板上无翻边,也无其他边缘设施。
雨篷按不上人屋面确定可变荷载(均布荷载m2、每米内在最不利位置考虑施工检修荷载1kN)。
雨篷板自重标准值为:×25+2××20=m2雨篷板自重标准值产生的倾覆力矩为:M ov1k=3×××(2+x0)=3×××(+)=雨篷板上可变荷载标准值产生的倾覆力矩为M ov2k=3××(+x0)=3××(+)=>3×××(2+x0)=3×××(+)=倾覆力矩为:M ov=+=>+M ov2k=240mm厚的砖墙自重为×19=m2,假设雨篷梁顶面以上墙体高度为x m,不考虑粉刷层的重量,抗倾覆力矩为:M r=×∑G r(l1-x0)=×(3+2×+3+2×+2×××2×-+×(3+2×+2×××-×(x-=+×(x-=-令M r≥M ov则有-≥解得x≥(+)/=即,从雨篷顶算起的满足抗倾覆安全要求的最小墙高为m。