水利工程结构复习思考题2016.11

1、水利工程结构复习思考题一、判断题判断题答案采用调幅法计算截面内力时，为保证调幅截面能形成塑性铰并有足够的转动能力，应要求调幅截面的受压区高度x0.35h0。（ ）单层厂房牛腿的截面高度，是按斜截面抗裂条件确定的。( )单层厂房的整体空间作用，只在局部荷载作用下才考虑（ ）单层厂房吊车竖向轮压由吊车梁传递到牛腿,排架柱到地基。（ ）单层厂房各个排架或山墙均不能单独变形，而是互相制约成为一个整体，这种排架与排架，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。（ ）单层厂房牛腿的截面高度，是按斜截面受剪承载力确定的（ ）单层厂房排架内力分析的目的是求出在各种荷载作用下，排架柱各控制截面的最

2、不利内力,依此作排架柱的设计依据。（ ）单层厂房受均布荷载的作用时，其内力计算要求考虑厂房整体空间作用的影响（ ）当板的两个跨度之比大于2，并且板上的荷载沿着长边方向传到支撑梁上，称之为单向板。（ ）当板的两个跨度之比大于2时，称之为单向板（ ）当钢筋混凝土超静定结构出现裂缝后，材料的非弹性性质，使结构各截面刚度发生了变化，应力沿截面高度的分布不再遵循线性规律，这种现象称为塑性内力重分布（ ）钢筋混凝土超静定结构中存在内力重分布是因为各截面刚度不断变化，塑性铰的形成。当钢筋混凝土超静定结构某一截面出现塑性铰后，由于超静定钢筋混凝土结构的非弹性性质，而引起各截面内力不再遵循线弹性关系的现象，称为

3、塑性内力重分布 （ ）非地震区，水平风压力在刚架式支墩计算中简化为节点荷载，竖向荷载也简化为节点荷载。（ ）计算现浇单向板肋梁楼盖时，对板和次梁可采用折算荷载来计算，这是考虑到支座的弹性转动约束。刚架式支墩结构设计中，不管是整体浇筑还是预制装配的，刚架结构的梁与柱的节点，均简化为刚结点（ ）刚架是由横梁和立柱刚性连接所组成的承重结构。（ ）钢筋混凝土超静定结构中存在内力重分布，因为结构由钢筋、混凝土两种材料组成 （ ）钢筋混凝土梁的塑性铰的转动能力主要取决纵向钢筋配筋率、钢筋品种和混凝土极限压应变三个要素。（ ）钢筋混凝土梁塑性铰不能承受弯矩，但能自由转动（ ）基础底板配筋计算，应满足地基受弯

4、承载力要求，其受力状态为固定在柱边变截面的四面挑出的悬臂扳。（ ）连续板梁内力计算时不论按弹性理论，还是塑性理论计算，其计算跨度均取净跨。 （ ）连续次梁按弹性理论计算内力时，要得到某跨支座最大负弯矩时，活荷载布置应在该跨布置活荷载，然后隔跨布置。（ ）连续梁在各种不利荷载布置下，任意截面的内力均不会超过该截面处内力包络图上的数值（ ）连续梁在各种不利荷载布置下，任意截面的内力均不会超过该截面处内力包络图上的数值。（ ）连续双向板按弹性理论计算内力时，为求得支座最大负弯矩，全部荷载g+q满布各跨，这时认为板的中间支座为固定支座，然后按单块双向板计算出各支座负弯矩（ ）连续双向板按弹性理论计算内

5、力时，为求得支座最大负弯矩，全部荷载g+q满布各跨，这时认为板的中间支座为铰支座，然后按单块双向板计算出各支座负弯矩（ ）牛腿的剪跨比a/h02时，可按悬臂梁计算。（ ）牛腿的水平箍筋的配置，按斜截面强度计算确定。（ ）排架柱的牛腿要求配置足够的纵向受力钢筋，目的是为了防止发生弯曲破坏（ ）排架柱牛腿顶面设置的加载板尺寸，必须满足混凝土的局部抗压强度（ ）排架柱下独立基础的基底尺寸，要求满足地基的抗剪强度要求。（ ）认为牛腿已经满足了斜截面抗裂要求，所以不必进行斜截面强度验算，只需要按照构造要求配置水平箍筋（ ）双向板传给支承梁的荷载形式均为均布线荷载。（ ）下列图形(虚线为简支边，斜线为固定

6、边，没有表示的为自由边)，属于单向板 （ ）3LL下列图形(虚线为简支边，斜线为固定边，没有表示的为自由边)，属于单向板（ ）3LL下列图形(虚线为简支边，斜线为固定边，没有表示的为自由边)，属于双向板 （ ）LL要使塑性铰有足够的转动能力，要求截面的相对受压区高度（ ）要使塑性铰有足够的转动能力，要求截面的相对受压区高度0.10.3（ ）用调幅法计算连续板梁内力，可使弯矩包络图的面积减小，节约钢筋（ ）用调幅法计算连续板梁内力，可以提高梁的极限承载力（ ）用调幅法计算连续板梁内力，可以提高梁的抗剪能力。（ ）有一四跨连续梁，为使支座出现最大弯矩，在支座两边布置活荷载，然后隔跨布置 （ ）有一

7、五跨连续梁，为使第二跨跨中出现最小弯矩，活荷载布置在第二跨，然后隔跨布置（ ）有一五跨连续梁，为使第三跨跨中出现最大弯矩，活荷载布置在第三跨，然后隔跨布置（ ）与梁整体浇筑的单向板，其中间区格的跨中和支座弯矩可折减20%，主要考虑板内存在拱作用 （ ）与梁整体浇筑的单向板，其中间区格的跨中和支座弯矩可折减20%，主要考虑板上荷载，实际上也向长跨方向传递一部分（ ）预制钢筋混凝土排架柱在吊装验算时，采用简化方法，由控制截面纵向受力钢筋的应力来控制裂缝宽度（ ）在排架内力计算时，单层厂房的整体空间作用，只有风荷载作用才考虑。（ ）整体浇筑的单向板肋形结构，主梁的内力计算不宜采用塑性理论计算，而按弹

8、性理论计算，这是考虑到主梁是结构的主要构件，要求有较高的承载力储备（ ） 整体浇筑的单向板肋形结构，主梁的内力计算不宜采用塑性理论计算，而按弹性理论计算，这是考虑到主梁在使用阶段不允许出现裂缝（ ）整体浇筑的连续板，次梁计算时，可采用折算荷载来计算，这是调整因支座对板、次梁弯曲转动的约束而带来的误差（ ）整体浇筑的连续板，次梁计算时，可采用折算荷载来计算，这是考虑整体内力重分布的有利影响（ ）柱下独立基础的高度，除了满足构造要求外，还应满足受冲击承载力的要求（ ）柱下独立基础基底配筋，是按基础的弯曲强度而确定的（ ）二、填空题按调幅法计算内力时，要求纵向受力筋宜采用 混凝土等级 ，截面相对受压

9、区高度应满足 。低强度钢筋；不宜过低；0.10.35 。扳与梁整体浇筑的连续梁，在进行正截面承载力计算时，跨中按_裁面考虑，支座处按_裁面进行计算。矩形截面；T形截面厂房排架内力分析的目的是求出 ，排架柱各控制截面 ，依此作排架柱的设计依据。在各种荷载作用；的最不利内力单层厂房吊车竖向轮压由 传递到 ， 到地基。吊车梁、排架柱、基础单层厂房各个排架或山墙均不能单独变形，而是互相制约成为一个整体，这种 与 ， 与 之间相互关联的整体作用称为厂房的整体空间作用。排架、排架、排架、山墙单层厂房横向排架柱是主要承重结构，排架柱上承受永久荷载，有_、_、_；可变荷载包含吊车的_和_、_、_。屋盖系统自重

10、；排架上、下柱自重；吊车梁及轨道自重；竖向荷载；横向荷载；屋面活荷载；风荷载单层厂房排架内力分析的目的是求出_，排架柱各控制截面_，依此作排架柱的设计依据。在各种荷载作用；的最不利内力单层厂房柱下单独基础设计_时，采用地基反力；确定基础高度和基础配筋时，采用_。基础底面积；地基净反力单向板肋形结构，当梁与板整体浇筑时，在活荷载不利布置下，次梁对板转动受到约束，引起板内力的减小，所以采用 来减小由此引起的误差。折算荷载当连续板、梁与支座整体浇筑时，支座配筋计算的弯矩取自_截面。当连续板、梁直接搁置在墩墙上时，支座配筋计算的弯矩取自_截面。支座边缘；支座中心非地震区，水平风压力在刚架式支墩计算中简

11、化为 荷载，竖向荷载也简化为 。节点、节点钢筋混凝土梁的塑性铰的转动能力主要取决于 _ 、 和_三个要素。纵向钢筋配筋率；钢筋品种；混凝土极限压应变钢筋混凝土梁塑性铰与结构力学中的理想铰不同，理想铰不能承受弯矩，而塑性铰能承受弯矩，并只在 下才发生转动，理想铰能够自由转动，而塑性铰只在 方向作有限转动，理想铰只是一点，而塑性铰 。极限弯矩作用、弯矩作用、有一定长度基础底板配筋计算，应满足 要求，其受力状态为 。地基受弯承载力、固定在柱边变截面的四面挑出的悬臂扳基础底板配筋时，地基土反力以 来计算，不应计入 。地基净土反力；基础自身重量及其上方土的重量架式支墩结构设计时，现浇钢筋混凝土刚架结构，

12、梁与柱的节点简化为 ；装配式刚架结构简化为 。刚结点；铰结点连续板梁按弹性理论计算时，取 作为梁的计算跨度，而按塑性理论计算内力时，连续板梁的计算跨度由 确定。支座反力的合力作用线之间的距离、塑性铰之间的距离连续次梁按弹性理论计算内力时，要得到某跨跨中最大弯矩时，活荷载布置应 ， ；要得到某跨跨中最小弯矩时，活荷载布置应 ， ， 。该跨布置活荷载、然后隔跨布置、该跨不布置活荷载、邻跨布置、然后隔跨布置连续单向板的受力钢筋布置形式，有_和_两种。分离式；弯起式牛腿的高度主要根据_条件确定。抗裂排架柱的牛腿要求配置足够的纵向受力钢筋，目的是为了防止_。发生弯曲破坏排架柱牛腿的高度要求满足 ， 。构

13、造要求；斜截面抗裂要求排架柱牛腿破坏阶段的破坏形态有： 、 、 。弯压破坏；剪切破坏；斜压破坏排架柱牛腿外边缘高度不宜过小，要求不小于h/3，且不应小于200mm。目的是 。为防止发生剪切破坏排架柱牛腿为防止发生剪切破坏，要求 不能过小，应不小于h/3，且不应小于200mm。牛腿外边缘的高度、排架柱下独立基础的高度应满足柱与基础交接处 _ 要求。混凝土的受冲切承载力排架柱下独立基础的基底尺寸，要求满足 。地基承载力设计基础时，确定基底面积时采用地基反力；确定_和_时采用地基净反力。基础高度 ；基础配筋为了保证连续梁内力重分布能充分发展，在结构破坏机构形成前，不能发生因为 能力不足而引起破坏。斜

14、截面承载屋盖支撑包括 ， ， 。横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑有一七跨连续梁，按弹性方法计算内力时，采用_跨为计算简图。为求得第二跨跨中最大正弯矩时，活荷载的布置，应在_布置活荷载，然后向左右二边_布置活荷载。五；该跨；隔跨整体刚架式支墩结构 ，在水平风荷载作用下的内力计算时将 荷载分解成 ， 两组荷载分别计算内力，然后叠加。反对称；对称整体刚架式支墩结构，在水平荷载作用下的内力计算将水平节点风载分解成 荷载，使刚架产生 、 和 。分解成 荷载，使刚架只产生 。反对称、弯矩、剪力、轴力对称、轴力整体式单向扳肋形结构一般由_、_和_组成。板；次梁；主梁整体式肋形结构中，当扳的两个跨度之比_

15、时，称为_结构；当两个跨度之比_时，称为_结构。l1/l2 2；单向扳肋形； l1/l2 2；双向板肋形整体式双向板传给其支承梁的荷载形式为_或_分布。三角形；梯形主梁与次梁交接处，次梁将集中力传给主梁梁腹，将在梁腹引起斜裂缝。为了防止斜裂缝引起的局部破坏，应在主梁承受次梁荷载处设置_或_。附加箍筋；附加弯筋三、问答题问答题答案有一七跨连续板，计算跨度l0受恒载设计值g和活载设计值q作用，按弹性设计理论求第一跨跨中最大弯矩，第二支座最大负弯矩，恒载、活荷载应如何布置，并用计算简图说明内力计算过程。按弹性理论计算，将七跨连续简化为五跨连续梁计算（1）荷载布置方式：（2）求第一跨跨中最大变矩，在该

16、跨布置活截，然后隔跨布置，再与恒截内力叠加M1=+(3)求第二支座最大负考矩：在该支座二边布置活荷载然后隔跨布置，再与恒截内力叠加。MB=+有一单跨厂房，设有二台桥式吊车，排架A和B柱的形状，截面尺寸均相同，如图示。求在吊车竖向荷载Mmax，Mmin作用下的内力计算步骤，并用计算简图说明内力计算步骤：（1）排架支座，阻止水平位移，支出支座反力R。（2）撤消不动铰支座，在排架柱顶将R反（3）将以上二者受力状态叠加，求出内力。有一排架柱如图，上柱截：bh=400mm400mm；下柱截面：400mm800mm，请在图（2）画上屋盖系统自重F/，和吊车横向水平荷载Tm ax作用位置，求e1、e2、的大

17、小，并画出各自的计算简图。图2见教材98、99页图13-24、13-25；教材101页图13-28；103页图13-29（a）有一四跨连续板，计算跨度受恒载设计值g和活载设计值q作用，按弹性设计理论求第二跨跨中最大弯矩，第二支座最大剪力，恒载、活荷载应如何布置，并用计算简图说明。装配式钢筋混凝土柱吊装验算的主要内容是什么？吊装验算时应注意什么问题？如不满足验算条件，应采取什么措施？答案：主要内容是验算计算截面的承载力和裂缝宽度的验算； 吊装验算时应注意的问题：柱的自重应乘以动力系数1.5；因吊装验算属临时性的，构件安全等级可较使用阶段的安全等级降低一级；柱的混凝土强度一般按设计强度的70考虑，

18、并应在施工图上注明，当吊装验算要求高于设计强度的70时方可吊装；吊装验算如果不满足载面承载力要求，可在截面处加设短钢筋，满足承载力要求。如载面的裂缝宽度超过允许限值，可在受力钢筋配筋率不变条件下，采用细直径钢筋，还可适当增加钢筋用量，以减小钢筋应力。单层厂房排架柱的牛腿有哪些设计内容，各自应满足哪些条件？答案：牛腿设计的主要内容：确定牛腿截面尺寸；承载力计算和配筋构造。牛腿截面尺寸：宽度高度，牛腿截面宽度同柱宽：牛腿截面尺寸的确定主要是高度的确定，应满足斜截面的抗裂条件和构造要求；承载力计算:进行正截面受弯承载力计算，配置纵向受拉钢筋并满足配筋构造要求；一般不进行斜截面受剪承载力计算，按构造要

19、求设置水平箍筋；为防止牛腿顶部发生局部受压破坏：加载板尺寸要求满足局部受压承载力。钢筋混凝土梁塑性铰的转动能力主要取决于哪些因素? 按调幅法计算内力时，对纵向钢筋、混凝土和截面相对受压区高度有何要求？答案：钢筋混凝土梁的塑性铰的转动能力主要取决纵向钢筋配筋率、钢筋品种和混凝土极限压应变三个要素。对纵向受力钢筋要求采用低强度钢筋：宜采用HPB335、HRB400等热轧钢筋；对混凝土：要求不宜过低，宜在C20C45范围；截面相对受压区高度：应满足。答案：对于多于五跨的连续板、梁，可近似地按五跨用内力系数表进行计算，小于五跨按实际跨查附录7表的内力系数。例：下列表中是一五跨连续梁，按恒载应满布的原则

20、求出计算截面的内力系数。按活荷载的最不利位置布置原则（见下表）求出计算截面的内力系数。活荷载的最不利位置布置的原则如下：(1)欲求某跨跨中最大弯矩时，除在该跨布置活载外，再隔跨布置活荷载(2)欲求某跨跨中最小弯矩时，则该跨不布置活荷载，而在邻跨布置，然后隔跨布置 (3)欲求某支座截面最大负弯矩时，除在支座左右两跨布置活载外，向两边再隔跨布置活载(4)欲求某支座截面最大剪力时，活载布置方式与该支座最大负弯矩时相同 。求计算截面内力，将满布恒载的内力计算简图与活荷载的最不利位置布置的计算简图叠加。此情况下求出的二者内力之和为该截面的最不利内力。此题只须用计算简图表示，将某截面恒载满布和活荷载的最不

21、利位置布置的计算简图画出用加号连接即可。柱下独立基础设计的主要内容？各自设计的依据条件是什么？答案：柱下独立基础设计的主要内容：基础底面尺寸的确定；基础高度的确定；基础底面配筋。按地基承载力确定基础底面尺寸；按受冲切承载力确定基础的高度；按基础受弯承载力计算确定基础底板的钢筋。有一单跨厂房，设有二台桥式吊车，排架A和B柱的形状，截面尺寸均相同，如下图示，厂房整体空间分配系数为m，求排架在吊车竖向荷载Mmax，Mmin作用下，考虑排架整体空间作用下内力计算步骤，并用计算简图说明。答案：计算步骤 排架柱顶附加不动铰支座，求出支座反力R 将柱顶反力R乘以厂房空间作用系数m，并将它反向施加于撤除附加铰

22、支座的排架柱顶 将以上两种情况求得的排架内力叠加起来,即为所求各柱内力简述塑性铰的特点是什么？答案：（1）能沿着弯矩作用方向，绕中和轴单向转动。（2）只能从受拉钢筋开始屈服到受压区混凝土压坏的有限范围内转动。（3）在转动时能承受梁的极限弯矩。什么是单层厂房的整体空间作用？在排架内力计算时，什么情况下才考虑厂房的整体空间作用的影响？答案：单层厂房在排架柱顶的荷载作用下，各排架和山墙都不能单独变形，而互相制约成一整体。这种排架与排架、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；单层厂房横向排架的内力计算时，只有在吊车荷载作用下才考虑厂房整体空间作用的影响。计算地基反力和地基净反力的区别

23、是什么？各适用于哪些计算？答案：地基净反力比地基反力少一项荷载，不考虑基础及其上部土壤重。 基底反力用于计算基础底面积,地基净反力用于确定基础的高度和基础配筋计算。钢筋混凝土连续梁、板按调幅法计算内力时，对纵向钢筋、混凝土有何要求？答：要求纵向受力钢筋等级不宜过高，采用HRB335级和HRB400级热轧钢筋较合适；纵向钢筋配筋率不宜过高；截面相对受压区高度应满足0.100.35 ；混凝土等级不宜过低，在C20C45范围。单层厂房排架柱的牛腿其破坏形态主要有哪几种？在牛腿设计时各应采取什么措施来防止构件的破坏。答：单层厂房排架柱牛腿的主要破坏形态：弯曲破坏；剪切破坏；局部受压破坏。为防止牛腿发生

24、弯曲破坏：进行受弯承载力计算，配置足够的纵向受拉钢筋为防止牛腿发生剪切破坏：不进行斜截面受剪承载力计算，应按构造要求设置水平箍筋和弯起钢筋，牛腿外边缘尺寸应满足构造要求。为防止牛腿发生局部受压破坏：加载板尺寸要求满足局部受压承载力。四、计算题计算题答案有一八跨连续板，板跨2.0m，承受恒荷载标准值gk=1.0kN/m，系数1.4，用塑性方法求出板上各控制截面的弯矩。（1）均布荷载设计值 g=gkrG=1.21.0kN/m=1.2kN/m q=qkrQ=1.42.0kN/m=2.8kN/m（2）控制截面的弯矩设计值 （g+q）l02 =(1.2+2.8)22=16kN.m有一排架，柱A、B尺寸相

25、同如右图，上柱截面：bh=400mm400mm；下柱截面：400mm800mm，厂房柱距L为6m，跨度为24m，内设两台中级工作制软钩桥式吊车，起重量Q=30/5t若水平制动力按一台考虑。由吊车产品目录查得：桥架宽度B=6.26m，轨距K=5.0m，小车自重标准值G2，k=107.6kN，大车自重标准值G1，k=370kN，吊车起重力标准值G3，k=300kN。已计算得吊车最大轮压标准值Pmax，k = 297kN， 吊车最小轮压标准值Pmin , k = 91.8kN。试求：（1） 求排架柱承受的吊车最大竖向荷载设计值Dmax 、最小竖向荷载设计值Dmin和横向水平荷载设计值Tmax。（5分

26、）（2） 求e2、e4的大小及吊车竖向荷载在下柱顶面的弯矩设计值M max 、Mmin。（5分）（3） 画出吊车竖向荷载、横向水平荷载的排架内力计算简图。（5分）答案：（1）计算排架柱承受的吊车最大竖向荷载设计值Dmax 、最小竖向荷载设计值Dmin 和横向水平荷载设计值Tmax设计值：计算吊车梁的支座竖向反力影响座标值yi ：5m1.25m5m1myyy6m6mP213maxmaxPPmaxmaxPy1=1 y4已超出影响线范围不计入计算吊车最大竖向荷载设计值Dmax ：吊车竖向荷载按二台组合，查得荷载折减系数 =0.9 ，Q=1.4计算最小竖向荷载设计值Dmin ：计算横向水平荷载设计值T

27、max ：吊车横向水平荷载系数，本题为软钩吊车额定起吊质量15tQ350t ，=0.1水平制动力按一台考虑，=1.0 ，Q=1.4（2）吊车竖向荷载Dmax 、Dmin 和吊车横向水平荷载Tmax的作用位置见下图：（3） 计算e2 、e4及吊车竖向荷载M max 、Mmin：e2 = 下柱高度-上柱高度/2=800-400/2=200mm ； e4 = 750-下柱高度/2=750-800/2=350mm计算吊车竖向荷载M MAX 、Mmin ：（4）吊车竖向荷载、横向水平荷载的计算简图如下：2. 有一与梁整体浇筑的九跨连续板，板跨2.5m，承受恒荷载标准值gk=1.0kN/m，荷载分项系数1

28、.2 ；活荷载标准值qk=2.0 kN/m，荷载分项系数1.4。 （1）画出九跨连续板的计算简图；（2）确某单跨厂房柱距为6m，跨度为24m，内设两台中级工作制软钩桥式吊车，起重量Q=30/5t若水平制动力按一台考虑。由吊车产品目录查得桥架宽度B=6.26m，轨距K=5.0m，吊车最大轮压标准值Pmax，k=297kN，小车自重标准值G2，k=107.6kN，大车自重标准值G1，k=370kN，吊车起重力标准值G3，k=300kN，求排架柱承受的吊车最大竖向荷载和水平荷载设计值。Pmax=297kN/m2求得：y1=1y2=0.17y2=查得：=0.9rQ=1.4Dmax=rQPmax,kyi=0.91.4297(1+)=0.91.42971.96=737.2kN查出 =0.1 已知 G2k=107.6kN G3k=300kNTk=(G2k+G3k)