三、簡答題

　　1、一般單階柱的控制截面是如何確定的?

　　答案：單層廠房柱在上、下柱兩段范圍內(nèi)配筋一般都不變化，因此在工程設計中取上柱底部截面(彎矩和軸力比上柱其它截面要大)、下柱上部截面(在吊車豎向荷載作用下彎矩值最大)和下柱底部截面(通常在吊車橫向水平制動力和風荷載作用下彎矩值最大)作為設計控制截面。

　　2、偏心受壓基礎的基底總壓應力應當滿足什么要求?

　　答案：p=(pmax+pmin)/2≤f

　　pmax≤1.2f

　　式中pmax、pmin——分別為基礎底面邊緣的最大、最小壓力設計值;

　　f——地基承載力設計值。

　　3、當有多臺吊車時，對于吊車的豎向荷載，《荷載規(guī)范》是如何規(guī)定參與組合的吊車臺數(shù)的?

　　答案：對一層吊車單跨廠房的每個排架，參與組合的吊車臺數(shù)不宜多于兩臺，對一層吊車多跨廠房的每個排架，不宜多于四臺;對多層吊車的廠房，應按實際使用情況考慮。

　　4、單層廠房鉸接排架結(jié)構的計算簡圖是基于哪些基本假定得出的?

　　答案：(1)通常屋架與柱頂用預埋鋼板焊接，可視為鉸接，它只能傳遞豎向力和水平力，不能傳遞彎矩;

　　(2)排架柱(預制)插入基礎杯口有一定深度，柱和基礎間用高等級細石混凝土澆筑密實，柱與基礎連接處可視為固定端，固定端位于基礎頂面;

　　(3)排架橫梁(屋架或屋面梁)剛度很大，受力后的軸向變形可忽略不計，簡化為一剛性連桿，即排架受力后，橫梁兩端的柱頂水平位移相等。

　　5、試簡述單層廠房中支撐的分類及其作用。

　　答案：屋蓋支撐:包括天窗支撐、屋蓋上弦支撐、屋蓋下弦支撐、屋蓋垂直支撐及水平系桿。屋蓋支撐的主要作用是：承受(或傳遞)屋架平面外的荷載(如風荷載)，保證屋架桿件在其平面外的穩(wěn)定，以及屋蓋結(jié)構在屋架平面外的剛度。

　　柱間支撐:分為上柱柱間支撐(位于吊車梁上部)和下柱柱間支撐(位于吊車梁下部)。柱間支撐的主要作用是：承受縱向風荷載和吊車的縱向水平制動力、縱向地震力等，并將它們傳到基礎;加強廠房的縱向水平剛度。

　　6、柱下單獨基礎有哪兩種破壞形態(tài)?設計中相應的防止措施是什么?

　　答案：柱下單獨基礎在上部結(jié)構荷載和地基反力作用下，當基礎本身強度不足時可能有兩種破壞形式，即沖切破壞和彎曲破壞。為了防止沖切破壞需要進行基礎高度驗算;為了防止彎曲破壞需進行基礎底板配筋計算。

　　7、試說明確定偏心受壓基礎底面積的步驟和要求。

　　答案：先按軸心受壓計算基礎面積，擴大1.2～1.4倍估算偏心荷載作用時的基礎底面積A=bl，基礎底面長短邊之比b/l=1.5～2.0;

　　驗算基礎底面壓力，要求：

　　p=(pmax+pmin)/2≤f

　　pmax≤1.2f

　　對基礎底面壓應力圖形的要求：

　　(a)當?shù)鼗�承載力標準值fk<200kN/m2時，對吊車起重量Q≥75t的廠房柱基礎，或吊車起重量Q>15t的露天棧橋柱基礎，基礎壓力圖形應為梯形，并要求pmin/pmax≥O.25;

　　(b)除上列情況以外有吊車廠房柱基礎，基礎壓力圖形允許為三角形，即pmin≥0;

　　(c)無吊車荷載的柱基礎，當計入風荷載時，允許基底有零應力區(qū)，即允許基底與地基不完全接觸，接觸長度b'與基礎邊長b之比b'/b≥O.75。此時，尚應驗算三角形壓力圖形中零應力點處基礎底板在其自重和上部土重作用下的抗彎強度。

　　8、等高鉸接排架內(nèi)力分析一般采用什么方法?試扼要說明計算步驟。

　　答案：(1)對稱荷載、對稱排架

　　排架頂端無側(cè)移，排架可簡化為上端為不動鉸、下端為固定端的變截面單獨豎向柱在任意荷載下的內(nèi)力計算，可用結(jié)構力學中的力法進行求解，也可直接查用有關計算圖表。屋蓋恒載通常屬于此種情況。

　　(2)非對稱荷載、對稱排架或?qū)ΨQ荷載、非對稱排架

　　這類排架的頂端有側(cè)移，計算可分兩步進行：

　　第一步先在排架的直接受荷柱頂附加一個不動鉸支座以阻止水平側(cè)移，求得該不動鉸支座的反力Ri。此時排架中所有橫梁及其它各柱均不受力。因此，第一步計算就如同上端為不動鉸、下端為固定端的單獨豎向柱的計算;

　　第二步撤除附加不動鉸支座，并將Ri以反方向作用于排架柱頂，以恢復到原來結(jié)構體系情況。因此，第二步計算是在排架柱頂作用有水平集中力的內(nèi)力計算，可用結(jié)構力學中的剪力分配法進行求解，即各柱的柱頂剪力按其抗剪剛度與各柱抗剪剛度總和的比例關系進行分配;

　　疊加上述兩步中求得的內(nèi)力值，便可得到實際排架結(jié)構的內(nèi)力。吊車荷載、風荷載通常屬于此類情況。

　　9、屋蓋荷載、吊車豎向荷載、吊車橫向及縱向水平荷載、風荷載是怎樣傳遞到基礎上去的?

　　答案：屋面荷載→屋面板→屋架→橫向排架柱→基礎→地基;

　　吊車豎向荷載→吊車梁→柱牛腿→橫向排架柱→基礎→地基;

　　吊車橫向水平荷載→吊車梁→橫向排架柱→基礎→地基;

　　吊車縱向水平荷載→吊車梁→縱向排架柱(柱間支撐)→基礎→地基;

　　橫向風荷載→外縱墻→橫向排架柱→基礎→地基;

　　縱向風荷載→山墻→抗風柱→屋蓋橫向水平支撐→連系梁(或受壓系桿)→縱向排架柱(柱間支撐)→基礎→地基。

　　10、試述牛腿的受力特點、主要破壞形式及其如何防止各種破壞的發(fā)生?

　　答案：混凝土開裂前，牛腿在頂面豎向力作用下，其主拉應力跡線集中地分布在牛腿頂面一個很窄的區(qū)域內(nèi);其主壓應力跡線密集地分布在豎向力作用點和牛腿根部連線附近不太寬的帶狀區(qū)域內(nèi);上柱根部與牛腿交界線處、牛腿與下柱交界處存在著應力集中現(xiàn)象。

　　牛腿的試驗表明，當荷載達到20%～40%極限荷載時，在上柱根部與牛腿交界線處出現(xiàn)自上而下的豎向裂縫①，這是由于該處存在著應力集中所致。裂縫①很細且發(fā)展緩慢，不會發(fā)展為破壞裂縫。當荷載達到40%～60%極限荷載時，在加載板內(nèi)側(cè)附近產(chǎn)生第一條斜裂縫②，它是由該處的彎曲應力和剪切應力共同作用引起的，其方向大體與主壓應力跡線平行。裂縫②出現(xiàn)后，牛腿在荷載作用下的工作如同三角形桁架，牛腿頂面的縱筋有如一水平拉桿，斜裂縫②以外的混凝土如同斜壓桿。出現(xiàn)斜裂縫②后牛腿的破壞形態(tài)有以下六種可能情況：

　　(1)彎壓破壞;(2)斜壓破壞;(3)剪切破壞;(4)局部受壓破壞;(5)撕裂破壞;(6)非根部受拉破壞。

　　為了防止上述各種破壞情況的發(fā)生，牛腿應有足夠的截面、配置足夠的鋼筋(縱向鋼筋、箍筋及彎筋)，并處理好有關的構造要求。

　　11、對稱配筋偏心受壓柱進行正截面設計時，應如何選擇最不利內(nèi)力組合?

　　答案：對柱的截面配筋起控制作用的是彎矩M、軸力N的數(shù)值，一般剪力V不起控制作用，因此，為了滿足工程設計的要求，可按以下四個項目進行最不利內(nèi)力組合：

　�、�+Mmax及相應的N;

　�、�-Mmax及相應的N;

　�、� Nmax及相應的可能最大±M;

　�、� Nmin及相應的可能最大±M。

　�、�、②、④是從構件可能形成大偏心受壓破壞進行組合的;③是從構件可能形成小偏心受壓破壞進行組合的。