特种结构习题

1、水池结构的特殊性体现在什么地方？

水池等构筑物因体型特殊，荷载作用形式多样，大多数是受力比较复杂的空间结构，结构构件中的内力计算不同一般。

2、结构所处的环境类别对结构设计有什么影响？

受力钢筋混凝土保护层厚度的取值；结构构件的抗裂、抗渗、抗冻、保温及防腐蚀等等。 3、规范规定的水池所用混凝土最低强度等级与一般房屋结构有什么不同？

贮水或水处理构筑物、地下构筑物的混凝土强度等级不应低于C25。水池等构筑物混凝土强度等级的最低要求高于一般房屋建筑结构的最低要求，是因为水池等构筑物结构具有特殊性，也可以理解为水池等构筑物所处的环境类别至少是二a类。 4、水池结构设计时，永久荷载有哪些？可变荷载有哪些？ 永久作用应包括结构自重、土的竖向压力和侧向压力、水池内的盛水压力、结构的预加应力、地基的不均匀沉降等；

可变作用应包括池顶活荷载、雪荷载、地表或地下水压力（侧压力、浮托力）、结构构件的温（湿）度变化作用、地面堆积荷载等。

5、设计地下式水池所考虑的回填土的重力密度怎样取值？水的重力密度怎样取值？

一般回填土的重力密度可按18KN/m3采用，但在抗浮验算时，取16KN/m3。对给水处理的水池，水的重力密度可取10KN/m3；对污水处理的水池，水的重力密度可取 10~10.8KN/m3。 。 。 6、什么是当量温差？

工程上把温差转化为当量温差，暴露在大气中的水池池壁的壁面湿度当量温差可按10℃采用。

7、露天的或埋在地下的水池，伸缩缝的最大间距是多少？

1、结构计算时，水池中水的重力密度如何取值？

水的重力密度，对净水可取10KN/m3；对污水可取10~10.8KN/m3；

2、对地下式水池，当有地下水且地下水位在池顶与池底之间时，池壁外侧承受的压力是如何分布的？

当无地下水时，池壁外侧土压力呈梯形分布；当有地下水且地下水位在池顶与池底之间时，以地下水的水位标高为界，分两段按梯形考虑。

3、无中心支柱的圆板在均布荷载作用下（轴对称），半径为x的微元体径向截面上切向弯矩、任一点的剪力是多少？

半径为x的圆周上的各点的切点弯矩必然相等，在径向截面上的任一点剪力也必然为零。

4、无中心支柱周边为铰支的圆板在均布荷载作用下（轴对称），径向弯矩和切向弯矩在何处为最大？

5、无中心支柱周边为固定的圆板在均布荷载作用下（轴对称），在何处径向弯矩绝对值最大？

6、无中心支柱的圆板在均布荷载作用下（轴对称），最大剪力在周边支座处，其周边总剪力为是多少？沿周边每米板宽的剪力是多少？

7、无中心支柱的圆板、有中心支柱的圆板，其周边与池壁为弹性固定时的径向弯矩，切向弯矩分别怎样计算？

有中心支柱：⑴.先假定圆板周边为铰支，计算此种状态圆板的径向弯矩Mr1和切向弯矩Mt1；⑵.视圆板周边为固定支座，分别计算在此种状态下圆板周边支座处的径向固端弯矩Mgs 和池壁在侧压力作用下顶端的固端弯矩Mgw ； ⑶.用下式进行一次弯矩分配，得

Spggg??M?M?M?Mpappw到在圆板周边支座处沿径向方向作用的弯矩值 Mpa 。 Sp?Sw⑷.将Mpa 作用在为铰支的周边支座上，计算在此种状态下圆板的径向弯矩 Mr2 和

M? M? M切向弯矩Mt2 ；⑸.将弯矩进行叠加： r r1 r2 ， t ? M t ，得到有中心M1?Mt2支柱的圆板按周边为弹性固定考虑，圆板内的径向弯矩和切向弯矩。无中心支柱：1、先假定圆板周边为铰支求出径向弯矩 Mr1和切向弯矩Mt1； 2、视圆板周边为固定，用弯矩一次分配法求出支座处的径向弹性固定弯矩的近似值, 3、将求得的 Mpa看作是作用于铰支圆板周边的外力矩，在这个力矩作用下，原板内各点的径向弯矩和切向弯矩均等于这个外力矩 Mr2?Mt2?Mpa 4、进行叠加，即得到圆板与池壁之间为弹性固定时的径向弯矩和切向弯矩 Mr?Mr1?Mr2Mt?Mt1?Mt2

8、有中心支柱圆板的受冲切承载力验算，冲切荷载设计值是什么意思？ 在局部荷载或集中反力作用下，若板受冲切承载力不满足要求，并且板的厚度受到限制时，可配置抗冲切箍筋和弯起钢筋，这种情况板的受冲切承载力应符合下列规定： ⑴ 当配置箍筋时 Fl ?0.5 ft? ?0. 8fyv Asvu ⑵ 当配置弯起钢筋时 umh0F l ?5 f? uA 0 . t m h 0 ? 0 . 8 f sbu sin ? Asvu: 与呈45o冲切破坏锥体斜截面相交的全部箍y

筋截面面积,Asbu:与呈45o冲切破坏锥体斜截面相交的全部弯起钢筋截面面积,ɑ:弯起钢筋与底板面的夹角。

9、有中心支柱圆板，其柱帽的形式有哪几种？柱帽的作用是什么？ 柱帽的形式又可分为无帽顶板的柱帽和有帽顶板的柱帽，前者用于荷载较轻的顶盖，后者用于荷载较重的顶盖。作用：提高板的承载能力、刚度和抗冲切能力。

10、穹顶结构的经向薄膜力和纬向薄膜力各是什么性质的力，力的表达式是什么？ 纬向薄膜力为 H? ?? rcos ?? V? 。经向薄膜压力Vφ： ???r?1?cos????rV1?cos?sin2?1、圆形水池池壁内力计算的基本假定是什么？

①池壁的厚度h远小于水池的半径r，可将圆水池池壁看成一圆柱形薄壳；

②在计算池壁内力和变形时，认为钢筋混凝土材料是均质的、弹性的、各向同性的；③顶盖传来的竖向压力对池壁在侧向压力下的内力计算不产生影响。

2、作用轴对称的线性分布侧压力的圆柱壳池壁，如果将边界约束力看成是外力，则池壁径向位移、转角、环向力都可以看成是由两部分叠加而成，这两部分分别是什么？ 一部分是边界约束力引起；另一部分是两端自由的圆筒在侧压力作用下引起的位移、转角和

环向力。

3、请解释四阶微分方程中每个符号的含义？

得圆柱壳在轴对称荷载作用下的弹性曲面的径向位移与坐标x的基本微分方程 ：

44dw 4 px 或 pxdwEh?w??w?4DdxDr2 Ddx4S4式中D——圆柱壳壳板的抗弯刚度； v——材料的泊松比，对混凝土取0.2或1/6； 3Eh22S——圆柱壳的弹性特征系数。 D ?

121??2S?4rh2?0.765rh 3?1??? 4、地下式水池在进行结构计算时和进行抗浮计算时，覆土重度怎样取值？ 由池顶覆土引起，可直接取池顶单位面积覆土重度。

5、圆形水池两端自由的池壁在假想水压力作用下，其环向拉力是多少？

6、水池的结构设计，如果将底板作为池壁的固定端，应满足什么条件？

池壁底端如与底板整体连接，又能满足下述三个条件时，则可作为固定支承。这三个条件是：（1） ? ? 1 . 1 .5 ；（2） a 1 ? h 且 a 2 ? a ?hh12 ~1 ;（3）地基良好，土的压缩系数 a 1 ? 2 ? 0 . 5。

7、圆形水池与矩形水池相比，当池子的高度已定时，如果水池的平面面积增大，对水池结构最显著的影响是什么？

8、圆形水池池壁的结构计算，为什么首先要研究两端自由的池壁在水压力作用下的内力计算？ 在壁面温差作用下，两端固定的池壁是最简单的内力状态。两端有非固定约束或自由端的池壁内力，则可以用两端固定的池壁在壁面温差作用下的内力叠加上在非固定约束端或自由端作用有与固定端弯矩方向相反的边缘弯矩时的内力计算而得。 9、圆形水池在壁面温差（或当量温差）作用下的内力计算思路是什么？ 圆形水池池壁的内力计算，在壁面温差的作用下，是通过两端固定的池壁与减约束的池壁叠加而成。

H2 10、在圆形水池池壁的内力计算中， 是什么？它对池壁内力计算有什么影响？

hdH2 称为池壁的特征常数，这就是边缘约束力的影响区域随着特征常数值的增大而迅速减2rh小，这对于简化内力计算具有重要意义。

H11、 的不同对圆柱壳的内力计算模型是怎样影响的？

??SH?1S1?H?15SH?15S

12、 池壁壁端为弹性固定时其内力是如何计的？

壁端为弹性固定的池壁内力计算关键在于如何确定其边界力，边界力一经确定，就可以将其看作外力，分别计算在边界力和侧向荷载作用下所引起的内力，然后进行叠加，就得到在侧向荷载作用下壁端为弹性固定的池壁内力。

? 13、圆形水池池壁的荷载组合有哪几种？

第一种情况：池内满水，池外无土，荷载组合为：水压+自重。 第二种情况：池内无水，池外有土，荷载组合为：土压（包括地下水压力）+自重。 第三种情况：池内满水，池外无土，同时考虑壁面温差或当量温差（地上式水池），荷载组合为：水压+自重+季节温差（包括冬季壁面温差和季节温差、夏季壁面湿差）。 14、分离式底板与整体式底板有什么区别？ 整体式的整个底板相当于水池的基础，水池的全部重力和荷载都是通过底板传给地基的。分离式底板是基础与非基础部分的底板分离或结构计算分离。非基础部分不参与水池主体结构的受力工作，而只是将其本身重力及直接作用在它上面的水重传给地基，其厚度和配筋均由构造确定。

15、水池的抗倾覆稳定、抗滑稳定、抗浮稳定验算时，结构上的作用为什么取标准值？

16、圆形水池池壁的竖向弯矩与环向弯矩是什么关系？

17、圆形水池在壁面温差作用下，计算池壁内力时，是以什么边界条件为基础？ 是以池壁两端固定边界条件的。

18、水池的抗裂验算时，对轴心受拉构件，公式中各符号是什么意思？

Nk到轴心受拉构件抗裂验算的公式： A ?2? A? ?ctf tkNk为荷载效应标准值

cEs E 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比。αct为混凝土抗压力限制系数 As为验算截面的纵向受拉钢筋的截面面积，ftk为混凝土轴心抗拉强度标准值N/㎡。 19、水池的底板可以采用分离式或整体式，什么是分离式底板？ 分离式底板是基础与非基础部分的底板分离或结构计算分离。非基础部分不参与水池主体结构的受力工作，而只是将其本身重力及直接作用在它上面的水重传给地基，其厚度和配筋均由构造确定。

1、某无顶盖矩形水池，池壁按什么条件划分为单向板和双向板？

矩形水池的板也可以根据两个方向边长比将其划分为单向板和双向板。 2、在矩形水池设计时，挡土墙式水池的概念以及边界条件分别是什么？ 3、已知矩形水池的底板按分离式设计，池壁基底反力怎样分布，请问如何验算地基承载力？

4、在水池的抗裂验算公式中，换算截面面积和换算截面的弹性抵抗矩各是什么意思？

5、钢筋混凝土水池结构中的板、梁、柱，受力钢筋的混凝土保护层厚度一般取多少？

6、三边支承，顶端自由的矩形水池，当满足什么条件，水池壁板应按竖向单项计算？

l ? 3 按竖向单向计算（挡土（水）墙式水池），水平向角隅处应考虑角隅效应引起的水H平向负弯矩。

7、当池壁线刚度与顶板线刚度满足什么条件时，可假设池壁顶端为铰接，否则应按弹性固定计算？ 当有顶盖时，池壁项端的边界条件应根据顶板与池壁的连接构造来确定。当池壁与顶板连成整体时，边界条件应根据两者线刚度的比值来确定。当池壁线刚度为顶板线刚度的五倍以上时（此种情况对顶板的边缘来说，视为固定端），可假设池壁顶端为铰接，否则应按弹性固定计算。

8、矩形水池的池壁与底板一般为整体连接，当地基软弱时，池壁宜按什么边界条件考虑？池壁与底板一般为整体连接，当地基软弱时，宜按弹性固定考虑。 9、什么是角隅效应？

挡土（水）墙式池壁在水平横向端部与相邻池壁相连的角隅处，由于池壁的位移受到约束，已不再是仅沿竖向传力，而是沿竖向和水平向共同传力，这个部位的池壁呈现出双向板的受力性质，通常将这种角隅处的双向板效应称为“角隅效应”。

10、对不大的矩形水池双向板池壁，采用弯矩分配法计算内力，为什么要进行调整？