某一单层钢筋混凝土柱厂房(图1-8-1),柱高8m,跨度15m,柱截面尺寸400mm×600mm,混凝土强度等级C25;p=255kN,W=14.4kN,q(来学网)=4kN/m,q=2.5kN/m。关于柱底弯矩M和M,下列哪一组数值最为接近?(注:柱左侧受拉为正,右侧受拉为负。)
  • A.
    M(来学网)=135.6kN·m M=135.6kN·m
  • B.
    M(来学网)=154.73kN·m M=116.48kN·m
  • C.
    M(来学网)=186.73kN·m M=136.48kN·m
  • D.
    M(来学网)=167.6kN·m M=155.6kN·m
正确答案:
C
答案解析:
【主要解答过程如下】:(1)在竖向荷载p作用下,因结构和荷载均对称,结构无侧移,容易求得:
M=-255×0.15=-38.25kN·m=-M
M=38.25×1/2=19.125kN·m=-M(图1-8-2)

(2)在结构顶端右侧C处加设一假定不动铰接支座以阻止排架在水平荷载作用下的侧移,于是在水平均布荷载作用下结构的计算简图如图1-8-3所示。

在水平均布荷载q及q作用下,一端固定另一端铰接杆件的固端弯矩为:
M=1qH/8=1/8×4×8=32kN·m
M=1qH/8=1/8×2.5×8=20kN·m
根据上述弯矩值,立即可求得不动铰支座处的反力分别为:
R=3/8×4×8=12kN(←)
R=3/8×2.5×8=7.5kN(←)
总的不动铰支座反力R=R+R=19.5kN(←)。
但此反力实际上是不存在的,要保持结构的真实受力
状态必须要在其反方向加一大小相等的水平集中力予以抵消;因此在柱顶水平集中荷载作用下结构的计算简图如图1-8-4所示。

因两柱的刚度相等,则
M=M=1/2×33.9×8=135.6kN·m
最后将M、M、M相加即得M,M、M、M相加即得M
M=19.125+32+135.6=186.73kN·m
M=-19.125+20+135.6=136.48kN·m
选项C就是所得结果。而A、B、D仅是计算过程中的一部分数据,皆不正确。
【点评】:此题是单层钢筋混凝土柱厂房设计中最简单的情况。其中一端固结,另一端铰接杆在均布荷载作用下的固端弯矩,应为考生熟知,无须求解超静定结构;排架内力分析方法也是最基本的方法,考生应该掌握。如此题不能正确解答,说明考生在单层钢筋混凝土柱厂房的内力分析方面尚应补课。