建筑结构习题：单层厂房结构习题与答案

第十二章 单层厂房结构

一、选择题（多项和单项选择）

1、在单层厂房排架内力组合时，如果考虑了吊车水平荷载，则（ A ）。

A、必须考虑吊车竖向荷载； B、不能考虑吊车竖向荷载；

C、应该考虑吊车竖向荷载，但应乘0.85系数。

2、单层厂房排架计算中，吊车横向水平荷载的作用位置是（ B ）。

A、牛腿顶面标高；B、吊车梁顶面标高处；C、柱间支撑与排架柱连接处。

3、排架柱的计算高度从（ C ）算起。

A、室内地坪； B、室外地面； C、基础顶面； D、基础底面。

4、当基础的抗冲切承载力不满足要求时应该（ B ）。

A、加大底面积； B、加大基础高度； C、加多底板配筋。

5、当基础底面压应力不满足条件时，应（ A ）。

A、加大基础底面积； B、增多底板配筋； C、加大基础高度。

6、单层厂房排架结构承受的水平荷载包括（ F E G ）。

A、结构自重 B、屋面活荷载 C、雪荷载 D、吊车竖向荷载

F、地震力 E、风荷载 G、吊车横向制动力

7、单层厂房排架结构承受的竖向荷载包括（ ABCD ）。

A、结构自重 B、屋面活荷载 C、雪荷载 D、吊车竖向荷载

F、地震力 E、风荷载 G、吊车横向制动力

8、钢筋混凝土单层工业厂房排架结构，其柱与基础为（ B ）接，屋架与柱顶为（A ）接。

A、铰接 B、刚接 C、焊接

9、变形缝包括（ A B C ）。

A、伸缩缝 B、沉降缝 C、抗震缝 D温度缝

10、单层工业厂房骨架承重结构。厂房的骨架由（A.B.C.E ）构件组成
A. 屋盖结构 B. 墙体 C. 吊车梁 D. 地基 E. 外墙围护系统

11、单层工业厂房骨架承重结构通常选用的基础类型是( B )。
A、条形基础 B、独立基础 C、片筏基础 D、箱形基础

二、判断题

1、排架柱的牛腿必须进行正截面和斜截面承载力计算（ 对 ）

2、牛腿的计算简图为悬臂梁（错 ）

三、简答题

1、屋盖的结构体系有几种？它们各有什么特点？

答:（1）屋面板—具有围护承重双重作用。它承受屋面上的恒载及活载，并将它们传给屋架。

（2）天窗架—承受天窗上的荷载，并传给屋架。

（3）檩条—承受小型屋面板传来的荷载，并传给屋架。

（4）屋架—承受屋盖的全部荷载，并将它们传给柱子。

（5）托架—当柱间距大于屋架间距时用以支承屋架，并将屋架荷载传给柱子。

2、单层厂房变形缝如何设置？

答：在单层厂房中有时需设置变形缝，它包括伸缩缝．沉降缝和防震缝。如果厂房长度和宽度过大，当气温变化时，将使结构内部产生很大的温度内力，严重的可使墙面．屋面等拉裂，影响使用。为减小厂房结构中的温度应力，需要用伸缩缝将厂房结构分成几个温度区段-伸缩缝的作法是从基础顶面开始，将桕邻温度区段的上部结构完全分开，并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在气温有变化寸，水平方向可以自山地发生变形。温度区段的形状应力求简单，并使伸缩缝的数量最少，温度区段的长度(伸缩缝之间的距离)取决于结构类型和温度变化情况。《混凝土规范》规定，室内 的装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距为lOOm，露天的装配式钢筋混凝土排 架结构为70m。
一般单层厂房排架结构中不设置沉降缝．只有在特殊条件：下才考虑设置，如厂房相邻两部分高度相差很大，两跨间吊车起重量相差悬殊，地基强度或—下卧层土质有极大差别，厂房各部分的施工时间先后相差很长，土壤压缩程度不同等。沉降缝应将建筑物从屋顶到基础全部分开，当缝两边的厂房有过大的不均匀沉降时，不致使结构产生较大的附加应力和变形，沉降缝可兼作伸缩缝，而伸缩缝不能兼作沉降缝。
防震缝是为了减轻厂房地震灾害而采取的措施之一。

3、单层厂房中支撑的作用和布置原则是设么？

答：支撑的作用：

（1）保证厂房结构的纵向和横向水平刚度以及空间整体性。

（2）在施工和使用阶段，保证厂房结构构件的稳定性。

（3）将水平荷载（如风荷载．纵向吊车制动力．纵向地震作用等）传给主要承重结构和基础。

（4）为主体结构构件提供适当的侧向支撑点，改善它们的侧向稳定性。

厂房的支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两部分：

(一)屋架支撑

屋架支撑主要用以保证屋架受到吊车荷载。风荷载等水平力后的稳定，并将水平荷载

向纵向传递。屋架支撑包括三类八种。

纵向水平支撑和纵向水平系杆沿厂房总长设置，横向水平支撑和垂直支撑一般布置在厂房端部和伸缩缝两侧的第二(或第一)柱间。

(二)柱间支撑

柱间支撑的作用是将屋盖系统传来的风荷载及吊车制动力传至基础，同时加强柱稳定性。柱间支撑以牛腿为分界线，分上柱支撑和下柱支撑，多用型钢制成交叉形式，也可制成门架式以免影响开设门洞口。

柱间支撑宜布置在各温度区段的中央柱间或两端的第二个柱距中。支撑杆的倾角宜在35°~ 55°之间，与柱侧的预埋件焊接连接。

4、单层厂房中抗风柱的作用是什么？

答：当单层厂房的端横墙(山墙)受风面积较大时，就需设置抗风柱将山墙分为若干个区格。这样墙面受到的风荷载，一部分直接传给纵向柱列，另一部分则通过抗风柱与屋架上弦或下弦的连接传给纵向柱列和抗风柱下基础。

5、简述圈梁、过梁、连系梁和基础梁的作用和布置原则？

答：1）圈梁

圈梁为非承重的现浇钢筋混凝土构件，在墙体的同一水平面上连续设置，构成封闭状，并和柱中伸出的预埋拉筋连接。

圈梁的作用是将厂房的墙体和柱等箍束在一起，增强厂房结构的整体刚度，防止因地基不均匀沉降或较大振动作用等对厂房产生的不利影响。圈梁的设置与墙体高度。设备有无振动及地基情况等有关。

一般情况下，单层厂房可按下列原则设置圈梁：

(1) 无吊车的砖砌围护墙厂房，当檐口标高为5 m～8 m时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于8 m 时，应增加设置数量。

(2) 无吊车的砌块围护墙厂房，当檐口标高为4 m～5 m时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于5 m 时，应增加设置数量。

(3) 设有吊车或较大振动设备的单层厂房，除在檐口或窗顶标高处设置圈梁外，尚应增加设置数量。

圈梁的截面宽度宜与墙厚相同，当墙厚大于240 mm时，其宽度不宜小于2/3墙厚。圈梁的截面高度不应小于120 mm 。圈梁中的纵向钢筋不应少于4 φ10，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300 mm。圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋按计算另行增配。

2）连系梁

连系梁一般为预制钢筋混凝土构件，两端支承在柱牛腿上，用预埋件或螺栓与牛腿连接。

连系梁的作用是承受其上墙体及窗重，并传给排架柱；同时起连系纵向柱列增强厂房纵向刚度的作用。

3）基础梁

在单层厂房中，一般用基础梁来支承围护墙，并将围护墙的重力传给基础。基础梁通常为预制钢筋混凝土简支梁，两端直接支承在基础顶部所示)；如果基础埋深较大，可将基础梁支承在基础顶部的混凝土垫块上。施工时，基础梁支承处应坐浆。基础梁的顶面一般位于室内地坪以下50 mm 处；基础梁的底面以下应预留100 mm 的空隙，以保证基础梁可随基础一起沉降。当基础梁上围护墙较高(如：15 m 以上)，墙体不能满足承载力要求，或基础梁不能承担其上墙重时，可设置连系梁。当厂房的围护墙不高，柱基础埋深较小，且地基较好时，可不设置基础梁，采用墙下条形基础。

4）过梁

过梁—承托门窗洞口上部的墙体重量。在进行厂房结构布置时，尽可能将圈梁．连系梁和过梁结合起来，使一个构件能起多种作用，以节省材料。

6、牛腿的破坏形式有几种？牛腿的尺寸和配筋如何确定？

答：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三种可能情况：

(1) 弯压破坏；(2) 斜压破坏；(3) 剪切破坏；

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。

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