1、单层厂房 作业1.单层工业厂房结构的特性和体系1、传统的结构体系的型式有哪些？答：(1) 按厂房高度不同分，有等高多跨和不等高多跨结构。 (2) 按屋盖组成不向分、有无檩屋盖和露天结构。 (3) 按屋盖结构的连续性不同分、有装配简支和装配连续结构。 (4) 按屋脊形式不同分，有单屋脊和多屋脊结构，后者又有矩形、锯齿形等。 (5) 按主体承重结构的方向不同分， 2、传统的钢筋混凝土单厂结构体系是什么体系、由哪几部分结构组成？答：传统的钢筋混凝土单厂结构体系是“板一架一柱”体系、由四种结构组成： (1) 由“屋面板一屋架 ( 或屋面梁，后同 ) ”或“屋面板一檩条一屋架”组成的屋盖结构。 (2)
2、由“屋架一柱一基础”组成的排架结构。 (3) 由屋架支撑、柱间支撑组成的支撑结构 (4) 由纵墙、山墙组成的围护结构。3、单层工业厂房结构有哪些特点？答：1 、它是单层的。只有屋盖，没有楼盖 ( 贴厂房的生活间等除外 ) 。 2 、它是服务于工业生产的建筑物。工业生产的特点如下，这些特点也决定了单厂的特点。 (1) 在工业生产过程中需要考虑对重量较重、体积较大的零部件、半成品的运输起吊问题。这些问题会影响厂房的跨度、剖面、柱的型式、墙的设置等。 (2) 工业厂房中往往有大型设备。它们的设置和使用，会影响厂房的高度、跨度和基础埋置深度有时还会引起厂房的振动。 (3) 工业生产有采光、通风、保温等
3、功能需要。它使得厂房屋盖上往往要架设天窗，屋面要有保温措施，厂房四周要有足够采光面积的围护墙等。 (4) 工业生产有时会产生高温，放出侵蚀性气液体等特殊问题。它们会影响结构材料的选择。 (5) 工业生产工艺和技术发展快、变化大。它要求厂房能形成大空间，室内布置灵活，为厂房的扩建留有余地。 (6) 工业生产往往要求迅速投产。这就要求厂房用顶制构件做成装配式或装配整体式结构，以缩短建造工期。 3 、它是空旷型结构，室内几乎无隔墙，仅在四周设置柱和墙。柱是承受屋盖荷载、墙面风载、吊车荷载以及地震作用的主要构 4、填空题 ：V形折板是一种用于屋盖的板架合一的空间结构，由 折板、三角架和托梁 组成. 5
4、、填空题：V形折板是一种用于屋盖的板架合一的空间结构，由 折板、三角架和托梁组成 组成. 6、填空题：门式刚架是一种梁柱合一的钢筋混凝土结构,有 三铰、两铰、无铰 三种类型. 7、填空题：按厂房屋脊形式不同分，有 单屋脊 和 多屋脊 结构。8、填空题：厂房按高度不同分，有等高多跨和不等高多跨结构。 结构。 9、填空题：传统的钢筋混凝土单厂结构体系是 板一架一柱 ”体系。2.单层工业厂房的结构布置和主要结构构件1、论述题 吊车梁常用的类型有哪些？一般是如何选取的？答：吊车梁常用的类型有钢筋混凝土等截面实腹吊车梁、钢筋混凝土和钢组合式吊车梁、先（后）张法预应力混凝土等截面吊车梁和后张法预应力混凝土
5、变截面吊车梁，吊车梁一般根据吊车起重量、吊车工作制、吊车跨度、吊车台数以及排架柱间距选用定型构件。2、 论述题 为什么要设置屋盖支撑系统？通常包括哪些部分？答：由于屋架只能承受其平面内的作用力，又由于施工时屋面板和屋架间的三点焊接难以确保质量，所以屋架平面外的荷载、屋架杆件在其平面外的稳定以及屋盖结构在屋架平面外的刚度，都需要由屋盖支撑系统来承受和保证。屋盖支撑系统包括天窗支撑、屋盖上弦支撑、屋盖下弦支撑、屋盖垂直支撑及水平系杆等部分。 3、论述题 伸缩缝的一般做法是什么？ 答：伸缩缝的一般做法是从基础顶面开始将相邻温度区段的上部结构完全分开，在伸缩缝两侧形成并列的双排柱、双榀屋架，而基础可做
6、成将双排柱连在一起的双杯口基础。 4、论述题 厂房剖面高程方面的关键尺寸包括哪些？它们都是根据哪些因素确定的？答：厂房剖面高程方面的关键尺寸，分别为室内地面至柱顶面、吊车轨道顶面的高度，它们是由生产工艺和模数规定确定的。 5、填空题 单层厂房的屋盖结构分 无檩体系 和 有檩体系 两种。6、填空题 混凝土结构设计规范规定，装配式钢筋混凝土排架结构伸缩缝最大间距为 100m （室内或土中）、 70m （露天）。 7、填空题 对总长度或总宽度过大的厂房，要在适当位置设置 伸缩缝 。 8、填空题 厂房跨度在18和18m以下、应采用 3m 的倍数；在18m以上，宜采用6m的倍数。 9、填空题 厂房平面的
7、关键尺寸指厂房的 纵向定位轴线的间距(指跨度)、横向定位轴线的间距(一般指柱距) 和 厂房总长。 3.排架结构的内力分析1、论述题排架结构有哪些基本假定？ 答：排架结构一般指铰接平面排架，在确定其计算简图时有以下基本假定： (1) 屋架的柱顶为铰接、只能传递竖向轴力和水平剪力，不能传递弯矩。 (2) 柱底嵌固于基础，固定端位于基础顶面，不考虑各种荷载引起的基础角变形。 (3) 横梁 ( 即屋架 ) 的轴向刚度很大，排架受力后横梁的轴向变形忽略不计，横梁两侧柱顶水平位移相等。 (4) 柱轴线为柱的几何中心线，当柱为变截面柱时，柱轴线为一折线。 2、论述题设计屋架时要考虑几种荷载组合情况？ 答：设
8、计屋架时要考虑三种荷载组合情况： (1) 全跨恒载+全跨活载； (2) 全跨恒载+半跨活载； (3) 屋架及屋盖支撑重力荷载+半跨屋面板重力荷载+半跨屋面活荷载（这是考虑屋面板从屋架一侧安装的情况 ) 。3、论述题用弹性理论验算吊车梁在吊车荷载反复作用下的疲劳强度时，采用了哪些假定？ 答：采用以下假定； 截面应变保持平面； 受压区混凝土法向应力图形为三角形； 受拉区混凝土法向应力图形为三角形（不允许出现裂缝时）或受拉区混凝土退出工作（允许出现裂缝时） 计算中考虑混凝土和钢筋的共同工作，即采用换算截面。4、论述题单厂结构中围护墙的抗震构造有哪些方面的要求？ 答：1、处理好围护墙体与排架结构，山墙
9、柱的连接问题若为砖墙，沿墙体每隔500mm与柱内伸出的26钢筋拉结、钢筋伸人墙内不小于500mm，此外与屋架端部、屋面板和天沟板也应有可靠连接；厂房转角处的砖墙应沿两个主轴方向与柱拉结；墙体顶部应设整体现浇的钢筋混凝土压顶梁。若为轻质墙板或钢筋混凝土大型墙板。在8、9 度时宜与厂房柱或屋架间采用柔性连接。若有可能，围护墙宜采用轻质墙板或钢筋混凝土大型墙板。 2、在砖围护墙中要设置好现浇钢筋混凝土圈梁当采用端部高度大于900mm的屋架时，应在屋架端部上弦和柱顶标高处各设一道圈梁。当屋架端部高度不大于900mm时，可合并设置。在8、9度设防时，随按上密下稀的原则每隔 4m 左右在窗顶标高处增设一道
10、圈梁。山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁，并与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。圈梁应与柱或屋架牢固连接，并在除防震缝处以外的平面上闭合成圈。圈梁的截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于180mm ，其配筋在68度设防时不少于412，9度时不少于414，转角处的圈梁宜适当加粗纵筋直径并增设小少于3根且直径与纵筋相同的水平斜筋。圈梁配筋的细部要求见抗震规范。5、论述题抗震结构构件的设计原则是什么？ 答： 合理选择构件尺寸和配筋，避免剪切先于弯曲破坏、混凝土的压碎先于钢筋的屈服、以及钢筋锚固的失效先于构件的破坏； 合理设计构件间的连接构造。使得连接节点的承载力不低于其连接构件的承载力，预埋件的锚固承载力不低
11、于连接件的承载力； 采用延性较好强度较高的结构材料。6、填空题 偏心受压基础的底部面积，是根据基础底面处的 土反力分布 和 地基承载力特征值fa 确定的。 7、填空题 屋面活载包括 、 和 三部分4.钢筋混凝土柱和基础设计1、论述题针对地基土的压缩性以及土反力的不均匀性，对基础底面土压力分布有什么要求？ 答：由于地基土的压缩性以及土反力的不均匀性，可能使基础发生倾斜，甚至可能影响厂房的正常使用。因此，对基础底面土压力分布宜作以下限制： （1）对fa180kNm2 、吊车起重量大于75t的单厂结构柱基，要求pkmin/pkmax0.25；（2）对于承受一般吊车荷载的柱基，要求pkmin 0，（p
12、kmin+pkmax）/2 f； （3）对于仅有风荷载而无吊车荷载的柱基，要求L/L10.75 。2、论述题 为了防止牛腿发生局部受压破坏，其受压面的局部压应力应满足什么条件？答：为了防止牛腿发生局部受压破坏，其受压面的局部压应力在上述竖向力 Fvk作用下，还应满足下列要求： 否则应采取加大受压面或提高混凝土强度等级等措施。式中A为局部受压面积；fc为混凝土轴心抗压强度设计值。 3、论述题 施工过程中为什么要进行柱的裂缝宽度验算？最大裂缝宽wmax应满足什么要求？ 答：柱在施工吊装过程中的受力状态和使用阶段大不相同，而且这时混凝土的强度还有可能未曾达到设计强度，故柱有可能在吊装时出现裂缝，因而
13、还需进行施工阶段柱的裂缝宽度验算。验算的结果是要求柱在吊装时的荷载短期效应下的最大裂缝宽wmax不大于0.150.2mm 。4、填空题 基础底面受拉钢筋直径不宜小于 10 mm。5、填空题 基础混凝土的强度等级不应低于C20。6、填空题 偏心受压基础的底部面积，是根据基础底面处的 土反力分布 和 地基承载力特征值fa 确定的。7、论述题 牛腿的常见破坏形态有哪些？答：牛腿产生不同的几种破坏形态： （1）当1a/h00.75或纵筋配置偏少时，随着荷载增加，斜裂缝不断向受压区延伸，同时纵向拉应力不断增加以至屈服，直至受压区混凝土压碎而破坏。这种现象被称为弯压破坏。 （2）当a/h0=0.10.75
14、时，随着荷载增加，斜裂纹外侧出现许多短而细的斜裂缝，意味着、间斜向主压应力超过混凝土抗压强度，直至混凝土剥落而破坏。有时不出现而是在加载板下实然出现一条通长斜裂缝而破坏。这些现象称为斜压破坏。 （3）当a/h000.1时，破坏发生于牛腿与柱边交接面上，表现为一系列大体平行的短斜裂缝，称为剪切破坏。 因传力垫板过小、牛腿宽度过窄而发生的出现在牛腿顶面的局压破坏，因牛腿外侧截面高度过小（牛腿下部边缘坡度过陡）以致由于存在竖向荷载和横向水平荷载的共同作用而产生的非根部受拉破坏等现象。8、填空题 单阶变截面柱的计算长度与 偏心距增大系数 有关。5、.单厂结构其他主要结构构件的设计要点1、论述题柱间支撑
15、有什么作用？ 答：柱间支撑是单厂结构中用以承受山墙传来的风荷载、吊车梁传来的纵向水平制动力以及纵向水平地震作用的主要构件，对保证单厂结构的纵向刚度和空间整体性有重要影响。2、论述题 设计屋架时要考虑几种荷载组合情况？ 答：设计屋架时要考虑三种荷载组合情况： (1) 全跨恒载+全跨活载； (2) 全跨恒载+半跨活载； (3) 屋架及屋盖支撑重力荷载+半跨屋面板重力荷载+半跨屋面活荷载（这是考虑屋面板从屋架一侧安装的情况 ) 。3、论述题 吊车梁的材料和主要构造方面有哪些要求？答：(1) 混凝土强度等级采用C30C50 。预应力钢筋宜采用钢铰线、钢丝、热处理钢筋。非预应力受力筋宜采用HRB335级
16、钢筋。 (2) 吊车梁截面应设计成工形或T形；截面高度与吊车起重量有关。如为等高度预应力混凝土吊车梁，其截面高度一般取 (1/71/4) 梁的跨度；上翼缘宽度取 (1/151/10) 梁的跨度 , 厚度取 (1/101/7) 截面高度；腹板厚度宜取腹板高度的 (1/81/6) 。下翼缘尺寸由布置预应力筋的构造决定。 （3）吊车梁上翼缘应顶留与吊车轨道连接用的孔道，腹板上预留滑触线安装孔，有车挡的吊车梁应预留与车挡连接用的预埋件。 4、论述题 用弹性理论验算吊车梁在吊车荷载反复作用下的疲劳强度时，采用了哪些假定？答：采用以下假定； 截面应变保持平面； 受压区混凝土法向应力图形为三角形； 受拉区混
17、凝土法向应力图形为三角形（不允许出现裂缝时）或受拉区混凝土退出工作（允许出现裂缝时） 计算中考虑混凝土和钢筋的共同工作，即采用换算截面。5、论述题 吊车荷载有哪些特点？吊车梁在各种荷载作用下的验算项目有哪些？答：1、吊车荷载是两组移动着的集中力：吊车的竖向轮压和横向水平制动力。为此要分别进行在这两组移动荷载作用下的正截面受弯和斜截面承载力计算（纵向水平制动力经由吊车梁传结柱间支撑，对吊车梁自身设计不起控制作用）。 2、吊车荷载具有冲击和振动作用，为此在设计吊车梁时相应的荷载要乘以动力系数，但这种冲击和振动作用在计算排梁结构内力时不需要考虑。 3、吊车荷载是重复荷载，为此要对吊车梁的相应截面进行
18、疲劳强度验算。 4、吊车的横向水平制动力和吊车轨道安装偏差引起的竖向力使吊车梁产生扭矩。为此要验算吊车梁的扭曲截面的承载力。6、填空题 柱间支撑通过预埋件M与柱连接，M由 钢板 和 锚筋 组成。7、填空题 屋架扶直验算实际上是验算上弦在屋架平面外由于上弦和一半腹杆重力荷载作用下的 8、填空题 吊车荷载是重复荷载，为此要对吊车梁的相应截面进行 疲劳强度 验算。9、填空题 吊车荷载是两组移动着的集中力：吊车的 竖向轮压 和 横向水平制动力。10、填空题 在一般情况下，吊车梁的计算模型是 简支梁。6.单层工业厂房结构1、论述题 抗震对单层厂房的体型和结构体系有哪些要求？ 答：1、多跨厂房宜采用等高体
19、型，平、立面宜规则对称，避免凹凸曲折，厂房重心尽可能降低。 2、当厂房体型复杂或有贴建房屋 (如生活间、披屋等) 时，宜采用防震缝将相邻刚度相差很大的厂房分开。防震缝两侧应布置结构用柱。 3、两个主厂房之间的过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开；厂房内的工作平台宜与厂房的主体结构脱开。 4、厂房的抗震结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；还宜有多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力；同一结构单元宜采用同一类型的基础。同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上。 5、厂房的同一结构单元内不应采用不同的结构体系（如不应采用排架结构和
20、横墙结构混合承重）；厂房端部应设屋架（或屋面梁），不应采用山墙承重。 6、厂房各柱列的侧移刚度宜均匀。 7、论述题 某现浇钢筋混凝土柱，截面尺寸为400400，柱底轴力设计值N=800kN，基础埋深d=1.8m，地基承载力设计值f=160kPa。试设计该柱基础。 解：1、基底面积：A=6.45，边长a=b=2540，取a=b=2600 2、验算基础高度：净反力Ps=118.3，取砼C2，基础高度H=750，h1=h2=350，ft=1.1，h0=710 ，bt=1820，bm=1460 ，A=1.5834，Fl=187.4kN，0.6ftbmh0= 346.9kNFl=187.4kN，满足要求
21、。 3、基底配筋计算：柱边：MI-1=133.6kNm，As1=995.6变阶边：MII_II=69.871kNm，As=908.8，选#8/10160，As=1047.8。8、论述题 对柱的抗震构造措施有哪些要求？ 答：宜采用矩形、T形截面或斜腹杆双肢柱。其抗震构造措施有： 柱顶与屋架连接。8度时宜采用螺栓，9度时宜采用钢板铰（或螺栓 ) ，因为这种做法更符合排架分析时的力学模型，此外还应加强柱顶预埋件的锚固、见抗震规范有关条文； 柱间的纵向连系，对8度时跨度不小于18m的多跨厂房中柱和9度时多跨厂房各柱，宜在柱顶设置通长水平压杆以保证纵向柱列的整体连系； 山墙柱应在柱顶处设置预埋钢板，使柱
22、顶与端屋架上弦有可靠连接，其节点应具有传递纵向水平地震作用的足够的强度和变形能力； 柱头、上下柱根、牛腿以及可能形成短柱的部位。由于在地震作用下应力状态复杂，需要加密箍筋提高抗剪能力，具体加密要求参见抗震规范的规定。9、论述题 抗震结构构件的设计原则是什么？ 答： 合理选择构件尺寸和配筋，避免剪切先于弯曲破坏、混凝土的压碎先于钢筋的屈服、以及钢筋锚固的失效先于构件的破坏； 合理设计构件间的连接构造。使得连接节点的承载力不低于其连接构件的承载力，预埋件的锚固承载力不低于连接件的承载力； 采用延性较好强度较高的结构材料。 10、论述题 从已知的震害情况分析，未作抗震设防的单层钢筋混凝土厂房有哪些弱
23、点?答：(1) 排架结构的横向抗震能力稍强，纵向抗震能力很弱。 (2) 横向排架结构中，上柱根部和高低跨厂房中柱支承低跨屋架处为抗震薄弱部位。 (3) 突出屋面的天窗结构所受的地震作用较大，其抗震能力很弱。 (4) 支撑结构是承受纵向水平地震作用的重要构件，但如只按一般构造要求设置，往往因其杆件强度和刚度偏低而发生破坏。 (5) 屋盖较重，产生的地震作用较大，而屋盖结构的整体性却显得不足；强烈地震时，往往局部区段先遭破坏或塌落。 (6) 预制构件间的连接构造单薄，强烈地震时往往因强度或延性不足而破环。 (7) 围护墙与柱、屋盖结构拉结不牢，圈梁布置不尽合理且与柱拉结不牢。 11、填空题 抗震规范规定在8度III、IV类场地和9度时，高大单层钢筋混疑土柱厂房（例如基本自振周期T11.5s）横向排架应进行高于本地区设防烈度预估的罕遇地震（即大震）作用下的 验算。12、填空题 单厂结构抗震设计的目标，是“小震不坏、中震可修、大震不倒”。13、填空题 对跨度大于 24m 的屋架和平板型网架屋盖等大跨度结构，需要考虑震作用。 14、填空题 地震过程中，由于地基运动而在结构中引起惯性力。这个惯性力通常称为 地震作用。 7
