建筑结构答案.doc

1（屈服强度）2（混凝土），（2/mmN）3（承载能力极限状态）（正常使用极限状态）4混（除以）5（纵向受力钢筋）（混凝土）6、（带裂缝工作阶段）和（破坏阶段）阶段。 7、（适筋） 梁，这种破坏称为（延性）破坏。 8、（剪跨比）和（配箍率）。 9、（剪压） 10、（翼缘内）（梁肋内）。二、选择题（每小题2分，共20分） 1D 2.A 3. B 4.（A）5（C）。 6.（C）。 7.（D）8 B) 9（A）。10（A）。 三、简答题1混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些？ 答：用于混凝土结构中的钢筋，一般应能满足下列要求： （1）有较高的强度和适宜的屈强比； （2）较好的塑性； （3）可焊性； （4）低温性能； （5）与混凝土要有良好的粘结力。 2在结构设计的表达式中，如何确定永久荷载、可变荷载的代表值？ 答：对于永久荷载，规定以其标准值作为代表值；对于可变荷载，则以其标准值、组合值、准永久值及频遇值作为代表值： 3根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为哪三种类型，各有何破坏特征？ 答：根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为：适筋梁、超筋梁和少筋梁。适筋梁的破坏始于受拉钢筋屈服，然后受压区混凝土被压碎；由于钢筋屈服后产生很大塑性变形，使裂缝急剧开展和挠度急剧增大，给人以明显的破坏预兆，这种破坏称为延性破坏。适筋梁的材料强度能得到充分发挥。 超筋梁混凝土被压碎时钢筋的应力还未达到屈服强度；这种单纯因混凝土被压碎而引起的破坏，发生得非常突然，没有明显的预兆，属于脆性破坏。实际工程中不应采用超筋梁。 少筋梁一旦出现裂缝，钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段，甚至被拉断。在此过程中，裂缝迅速开展，构件严重向下挠曲，最后因裂缝过宽，变形过大而丧失承载力，甚至被折断。这种破坏也是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏。实际工程中不应采用少筋梁。 五、计算题（每题15分，共45分） 1.某钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸mmmmhb500200=，混凝土强度等级C25，钢筋采用HRB400级，已经配置有3根直径为20mm的纵向受拉钢筋，混凝土保护层厚度25mm。该梁承受最大弯矩设计值M=120mkN。试复核梁是否安全。 解 221/27.1,/9.11mmNfmmNftc= 2b2ymmAs,518.0,mm/N360f942= （1）计算oh 因纵向受拉钢筋布置成一排，故)(4653550035mmhho= （2）判断梁的条件是否满足要求 )mm(9.240465518.0hmm.2009.110.1360bfafAxobc1ys=5142942 22minsminytmmAsmm200500200%2.0A%2.0%,2.0%16.0360/27.145.0f/f45.0942=1253133531335142942该梁安全。 2.某矩形截面梁，截面尺寸为200500mm, 混凝土强度等级C25（21/9.11mmNfc=），HRB400级纵向受力钢筋（2/360mmNfy=），承受弯距设计值mkN=260M的作用，求所需的受拉钢筋和受压钢筋面积sA、sA。 解： （1）验算是否需要采用双筋截面 因M的数值较大，受拉钢筋按二排考虑，hh=0-60=500-60=440mm。 计算此梁若设计成单筋截面所能承受的最大弯矩： )518.05.01(518.04402009.11)5.01(2201max,=bbcubhfaM mkN02MmkN9.176mmN109.1766=时，为小偏心受压破坏形态。 2简述先张法与后张法的基本施工工序。 答：先张法基本工序为： (1)在台座(或钢模)上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力，并用夹具临时固定； (2)支模并浇灌混凝土； (3)养护混凝土(一般为蒸汽养护)至设计强度的75以上时，切断预应力钢筋。 后张法基本工序为： (1)浇筑混凝土构件，并预留孔道； (2)养护混凝土到规定强度值； (3)在孔道中穿筋，并在构件上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力； (4)张拉端用锚具锚住预应力钢筋，并在孔道内压力灌浆。 3先张法与后张法施加与保持预应力的方法有何不同，各有何适用？ 答：先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。此方法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。 后张法构件是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力的。因此，锚具是构件的一部分，是永久性的，不能重复使用。此方法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。 4单层工业厂房中支撑的主要作用是什么？屋盖支撑包括哪些？ 答：单层工业厂房中支撑的作用主要是： (1)在施工和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性； (2)保证厂房结构的纵向和横向水平刚度，以及空间整体性； (3)将水平荷载传给主要承重结构和基础； 屋盖支撑包括：设置在上、下弦平面内的横向支撑和设置在下弦平面内的纵或屋面梁上翼缘的侧向稳定，向水平支撑，以及设置在屋面梁或屋架间的垂直支撑和水平系杆。 5抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁各有何作用？ 答：抗风柱的作用：抗风柱的作用将山墙风荷载传递至基础； 圈梁的作用：圈梁的作用是将墙体、柱箍在一起，以加强厂房的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载引起对厂房的不利影响； 连系梁的作用：连系梁的作用是连系纵向柱列，以增强厂房的纵向刚度，并传递风载到纵向柱列。 基础梁的作用：在一般厂房中，基础梁的作用是承担围护墙体的重量，而不另做墙基础。 6作用在排架上的恒载和活载各包括哪些？ 答：作用在排架上的荷载可分为恒载和活载。恒载包括屋盖自重、上柱自重、下柱自重、吊车梁和轨道等零件自重，以及有时支承在柱牛腿上的围护结构自重。 活载包括屋面活载，吊车荷载、均布风载以及作用在屋盖支承处的集中风荷载等。 五、计算题（每小题15分，共30分） 1 某矩形截面柱，其尺寸bh=400500mm, 该柱承受的轴力设计值N=2000 kN,计算长度5m4l0.=, 采用C30砼，HRB400级受力钢筋，已知2cmm3N14f/.=, 2ymm/360Nf=, 35mmaass=,配置有纵向受力钢筋面积21256mm，试验算截面安全否。 解： (1)确定稳定系数 25114.00/4500b/l0= 查表41得960.=。 (2)确定柱截面承载力 2mm00000000A2054= ,mm12562=sA%3%.00001256AAs=+=+= 故此柱截面安全。 2某矩形截面柱，截面尺寸bh=300400mm,已知构件承受的N=400 kN,M220kNm，mmaass40=，ml5.40=, 采用C30砼，HRB400级受力钢筋，已知2cmm3N14f/.=, 2yymm360Nff/=,求该柱所需的钢筋面积As=As 。 解： mm604000ahhs034= 假设为大偏心受压构件 186.5mm3605180h930b= 为大偏心受压构件。 mm50104001002NMe36052= mmhea2020,30max= 则 mm702050eeea0i55=+=+= 0.1104000000.5.0NAf5.03c1=43314，取 =11 15004800hl0=124 取 =21 由式(4-19)得 ()()2301144240460032/93360930033.140.150.767104002mmfxhbxfaNeAAycss= 选配)%.mm1570AA(2052ss2min400建筑结构建筑结构建筑结构建筑结构作业作业作业作业3333 说明说明说明说明：本次作业包括文字教材第七章多层及高层钢筋混凝土房屋、第八章砌体结构、第九章钢结构的材料的内容，请于十二周之前完成。 一、填空题（每小题2分，共20分） 1我国高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ32002)把（10层及10层以上）或房屋高度大于（28m）的建筑物定义为高层建筑，10层以下的建筑物为多层建筑。 2框架结构在水平荷载下表现出（抗侧移刚度小，水平位移大）的特点，属于柔性结构，随着房屋层数的增加，水平荷载逐渐增大，将因侧移过大而不能满足要求。因此，框架结构房屋一般不超过（15）层。 3根据承重框架布置方向的不同，框架的结构布置方案可划分为：（横向框架承重）、（纵向框架承重）及纵、横向框架混合承重。 4墙、柱的高厚比是指墙、柱的（计算高度）与（墙厚或柱边长）的比值。 5确定无筋砌体受压构件承载力的影响系数时，应考虑的因素有：Thehe值、（高厚比）和（砂浆强度等级）。 6影响砌体抗压强度的主要因素有：（块材的强度等级和厚度）、砂浆的物理、力学性能以及（砌筑质量）。 7带壁柱墙的高厚比验算分两步进行，包括（整片墙）的高厚比验算与（壁柱间墙）的高厚比验算。 8钢材的机械性能主要指屈服强度、（抗拉强度）、（伸长率）、冷弯性能及冲击韧性等。 9碳是形成钢材强度的主要成份。碳的含量提高，则钢材强度（提高），但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力（下降）。 10承重结构的钢材，应根据（结构的重要性），荷载的性质（静力或动力）、结构形式、（应力状态）、连接方法（焊接或螺栓连接）、钢材厚度工作温度等因素综合考虑，选择合适钢号和材性。 二、选择题（每小题2分，共20分） 1（ C ）结构体系既有结构布置灵活、使用方便的优点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛的应用与高层办公楼及宾馆建筑。 A框架 B剪力墙 C框架剪力墙 D框架筒体 2 框架在水平荷载作用下，因无节点间荷载（A）。 A梁、柱的弯矩图都是直线形 B梁、柱的弯矩图都是曲线形 C梁的弯矩图是直线形、柱的弯矩图是曲线形 D梁的弯矩图是曲线形、柱的弯矩图是直线形 3框架在竖向荷载作用的近似计算可以采用（分层法）。A反弯点法 BD值法 C分层法 D力矩分配法 4 砌体结构采用水泥砂浆砌筑，则其抗压强度设计值应乘以调整系数（B） A09 B085 C075 D05 5 砌体局部受压可能有三种破坏形态，（D）表现出明显的脆性，工程设计中必须避免发生。 A竖向裂缝发展导致的破坏先裂后坏 B劈裂破坏一裂就坏 C局压面积处局部破坏未裂先坏 DB和C 6无筋砌体，结构截面面积A03m2时,其强度设计值应乘以调整系数（C）。 A075 B089 C07+A D09 7混合结构房屋的空间刚度与（A）有关。 A屋盖（楼盖）类别、横墙间距 B横墙间距、有无山墙 C有无山墙、施工质量 D屋盖（楼盖）类别、施工质量 8钢材的伸长率用来反映材料的（C）。 A. 承载能力 B. 弹性变形能力 C. 塑性变形能力 D. 抗冲击荷载能力9（C）是衡量结构的承载能力和确定强度设计值的重要指标。 A抗拉强度 B极限强度 C屈服强度 D抗压速度 10钢材经冷作硬化后屈服点（C），塑性降低了。 A降低 B不变 C提高 D变为零 三、简答题（每小题5分，共35分） 1框架结构按施工方法可分为哪几种？其组成如何？ 答：框架结构按施工方法可分为全现浇式框架、半现浇式框架、装配式框架和装配整体式框架四种形式。 全现浇式框架，即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土。半现浇式框架是指梁、柱为现浇，楼板为预制，或柱为现浇，梁板为预制的结构。装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，然后通过焊接拼装连接成整体的框架结构。所谓装配整体式框架是将预制梁、柱和板在现场安装就位后，在梁的上部及梁、柱节点处再后浇混凝土使之形成整体。 2分层法计算内力的主要步骤是什么？ 答：分层法计算内力的主要步骤是： 将多层框架分层，以每层梁与上下柱组成的单层框架作为计算单元，柱远端假定为固端； 用力矩分配法分别计算各计算单元的内力； 分层计算所得的梁端弯矩即为最后弯矩。 3多层砌体房屋承重墙布置有哪几种方案？纵、横墙承重体系的特点如何？ 答：多层砌体房屋承重墙布置有下列几种方案：横墙承重体系、纵墙承重体系和纵、横墙承重体系。 纵、横墙承重体系的特点是： (1)横墙的间距可以加大，房间的使用空间较横墙承重体系增加。但横墙间距受现浇板的跨度和墙体截面的限制不 宜太大。 (2)纵、横墙承受的荷载比较均匀，常常可以简化基础的类型，便于施工。 (3)纵、横两个方向的空间刚度均比较好。 4作为刚性和刚弹性方案的横墙，为了保证屋盖水平梁的支座位移不致过大，横墙应符合下列要求有哪些？ 答：作为刚性和刚弹性方案的横墙，为了保证屋盖水平梁的支座位移不致过大，横墙应符合下列要求，以保证其平面刚度：(1)横墙中开洞口时，洞口的水平截面积不应超过横墙截面积的50； (2)横墙的厚度不宜小于180mm； (3)单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度，不宜小于2/H (H为横墙总高度)。 5影响墙、柱允许高厚比的因素有哪些？它们分别有何影响？ 答：影响墙、柱允许高厚比的因素有： （1）砂浆强度等级：墙、柱的稳定性与刚度有关，刚度与弹性模量E有关，而砂浆的强度直接影响砌体的弹性模量，砂浆强度高，允许高厚比大些；砂浆强度低，则小些。 （2）砌体类型：毛石墙砌体较实心墙刚度差，值应降低；组合砖砌体刚度好，值相应提高。 （3）横墙间距：横墙间距小，墙体的稳定性和刚度好；反之，横墙间距大则稳定性和刚度差。在验算高厚比时，用改变墙体计算高度0H的方法来考虑这一因素。 （4）支承条件：刚性方案房屋的墙、柱在屋(楼)盖处假定为不动铰支座，支承处变位小，值可提高；而弹性和刚弹性方案，也用计算高度0H来考虑，墙、柱的值应减小。 （5）砌体的截面形式：有门窗洞口的墙即变截面墙，墙体的稳定性较无洞口的墙要差，规范规定，允许高厚比应乘修正系数产2予以折减。 （6）构件重要性和房屋使用情况：非承重墙属次要构件，且荷载为墙体自重，值可提高；使用时有振动的房屋，值应降低。 6钢材在各种荷载作用下会发生两种性质完全不同的破坏形式，各有何特点？ 答：钢材在各种荷载作用下会发生两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。 塑性破坏断口呈纤维状，色泽发暗，破坏前有较大的塑性变形和明显的颈缩现象，且变形持续时间长，容易及时发现并采取有效补救措施，通常不会引起严重后果。 脆性破坏断口平齐并呈有光泽的晶粒状。由于脆性破坏前没有明显的征兆，不能及时觉察和补救，破坏后果严重。因此，在钢结构的设计、施工和使用中，要充分考虑各方面因素，避免一切发生脆性破坏的可能性。 7钢结构设计规范（GB50017-2003）对承重结构的钢材宜采用哪几种？答：钢结构设计规范（GB50017-2003）对承重结构的钢材宜采用Q235钢（3号钢）、Q345钢(16Mn钢)、Q390钢（15MnV钢）和新品种Q420钢（15MnVN）四种。 五、计算题（共25分） 1 某轴心受压砖柱，截面bh370490mm，H0H42m，采用砖MU10、水泥砂浆M5砌筑，由荷载产生的柱底最大轴力设计值N200kN，试验算此柱的承载力是否满足要求？（15分） 解：轴向力设计值N为：N200kN 截面面积为： 223.01813.0490.0370.0mmhbA= 8813.01813.07.07.0=+=+=Aa 35.1137042000.10=hH a与砂浆强度有关的系数；当砂浆强度等级大于等于M5时，a=00015； 83.035.110015.01111220=+=+= 由MU10砖、M5砂浆查得2/5.1mmNf= 则此柱的承载力为 kNNkNfAa2009.198101813.05.183.08813.06=刚性方案， 外墙承重， 故0.11=； 每45m设一27m宽的窗户，得： 76.05.47.24.014.012=sbs 查表812砂浆强度等级M5时=24；得： 24.182476.00.143.123704600210=hH 满足要求。 建筑结构建筑结构建筑结构建筑结构作业作业作业作业4444 说明：本次作业包括第十章钢结构连接、第十一章钢结构构件和第十三章抗震设计基本知识，请于17周之前完成。 一、填空题（每小题2分，共20分） 1钢结构的连接通常有（焊接、铆接和螺栓连接）三种方式。在房屋结构中，常用（焊接和螺栓）连接。 2普通螺栓的优点是（装卸便利，不需特殊设备）。高强度螺栓是靠（被连接板间的强大摩擦阻力）传递剪力。 3焊接接头有（平接、搭接、T形）连接和角接，所采用的焊缝主要有（对接焊缝及角焊缝）两种。4受压柱由（柱头、柱身、柱脚）三部分组成。柱身截面有（实腹式、缀板式和缀条式）三种。 5对于一般有翼板的组合工字形钢梁应进行梁的强度、（刚度）、整体稳定和(局部稳定计算)。 6根据支撑设置的部位不同有上弦横向水平支撑、(下弦横向水平支撑)、下弦纵向水平支撑、(屋架垂直支撑)和系杆等。当有天窗时，还应注意天窗架间支撑。 7构件的长细比是（计算长度与回转半径）之比。 8 （震级）是地震规模的指标，按照地震本身强度而定的等级标度，用以衡量某次地震的大小。（地震烈度）是指某一地区的地面及建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。 9在多层砖砌体房屋中的适当部位设置（钢筋混凝土构造柱）并与（圈梁）结合共同工作，提高房屋的抗震能力，防止和延缓房屋在地震作用下发生突然倒塌。 10抗震结构的构件应有利于抗震，对于钢筋混凝土构件(梁、柱、墙)应合理的选择尺寸、配置纵向受力钢筋和箍筋，避免（剪切）破坏先于弯曲破坏、混凝土的（压溃）先于钢筋的屈服和钢筋（锚固粘结）破坏先于构件破坏。 二、选择题（每小题2分，共20分） 1直角角焊接的焊脚尺寸应满足hfmin151t及hfmax12 t2，则t1、t2分别为（A ）的厚度。 At1为厚焊件，t2为薄焊件 Bt1为薄焊件，t2为厚焊件 Ct1、t2皆为厚焊件 Dt1、t2皆为薄焊件 2部分焊透的对接焊缝的计算应按（B）计算。 A 对接焊缝 B 角焊缝 C 断续焊缝 D 斜焊缝 3在承受动力荷载的连接中，可用（B）等。 A 普通焊缝或深熔焊缝 B 平坡焊缝或深熔焊缝 C 普通焊缝或平坡焊缝 D 深熔焊缝或斜焊缝 4一个承受剪力作用的普通螺栓在抗剪连接中的承载力是（D）。 A 栓杆的抗剪承载力 B 被连接构件（板）的承压承载力C A、B中的较大值 D A、B中的较小值 5 轴心受压构件的承载力往往是由（D）条件决定的。 A强度计算 B整体稳定性 C局部稳定性 D稳定 6轴心受力构件应进行强度计算，其净截面的平均应力不应超过钢材的（B）。 A抗拉强度 B屈服强度 C比例极限 D极限强度 7轴心受力构件不应过分柔弱应具有一定的刚度，不使构件产生过大的变形。刚度用（C）表示。 A杆件计算长度 B截面回转半径 C长细比 D稳定系数 8焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是（D）。 A提高梁的抗弯强度 B提高梁的抗剪强度 C提高梁的整体稳定性 D提高梁的局部稳定性 9“三水准、两阶段”的抗震设防目标可概括为（A）。 A“小震不坏，中震可修，大震不倒” B“小震不倒，中震不坏，大震可修” C“小震可修，中震不倒，大震不坏” D“小震不坏，中震不倒，大震可修” 10下列（A）为可不进行天然地基与基础抗震承载力验算的建筑。 A砌体结构 B多层框架厂房 C有山墙的钢筋混凝土柱等高多跨厂房 D有山墙的砖柱单跨厂房 三、简答题（每小题5分，共30分） 1普通螺栓在什么情况下可用于受剪连接？ 答：普通螺栓在下列情况下可用于受剪连接：承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要连接；承受静力荷载的可拆卸结构的连接；临时固定构件用的安装连接。 对直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接应采用双螺帽或其他能防止螺帽松动的有效措施。2高强度螺栓连接分为哪两种？它们分别是如何传递外力的？其特点和适用如何？ 答：高强度螺栓连接可分为摩擦型和承压型两种。 摩擦型连接：外力仅依靠部件接触面间的摩擦力来传递。其特点是连接紧密，变形小，传力可靠，疲劳性能好，主要用于直接承受动力荷载的结构、构件的连接。 承压型连接：起初由摩擦传力，后期同普通螺栓连接一样，依靠杆和螺孔之间的抗剪和承压来传力。其连接承载力一般比摩擦型连接高，可节约钢材。但在摩擦力被克服后变形较大，故仅适用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构、构件的连接。 3对于一般有翼板的组合工字形钢梁应进行梁哪些计算？ 答：对于一般有翼板的组合工字形钢梁应进行梁的强度、刚度、整体稳定和局部稳定计算。 4屋架杆件的受力特点如何？ 答：屋架杆件的受力特点：上弦杆一般为受压杆件，当有节间荷载时为压弯构件。下弦杆为受拉杆件，当有节间载荷时为拉弯构件。腹杆为轴心受拉杆件或轴心受压杆件。 5抗震结构各构件之间的连接应符合哪些要求？ 答：抗震结构各构件之间的连接应符合：构件节点的破坏，不应先于其连接的构件；预埋件的锚固破坏，不应先于连接的构件；装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性。 6框架梁、柱的构造措施应考虑哪些内容？ 答：框架梁的构造措施应考虑：梁截面尺寸、梁的配筋率、梁的箍筋、梁内纵筋锚固。框架柱的构造措施应考虑：柱截面尺寸、轴压比限值、柱纵向钢筋的配置、柱的箍筋要求。 四、计算题（每小题15分，共30分） 1、有一轴心受压实腹式柱，柱截面为焊接工字型，两主轴方向均属b类截面，如图所示，钢材Q235，已知：=N1500kN，mlx8.100=，mly6.30=，2/215mmNf=，试验算此柱的整体稳定性。 yy x x 320X10240X16240X16AmmImmImmIimmAIimmAli=+=+=+=032272.1360061.858.20.744,0.801150010173.4/215/0.80110800yyyxyliNmmfNmm=查表得 此柱的整体稳定性满足要求。 2如图所示的对接焊缝连接，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板，已知：185wtf=N/mm2，215=wcfN/mm2，试求此连接能承受的最大承载力。（建议修改为轴心受拉构件，即轴力的偏心距0，另对接焊缝的抗拉强度已修改为wtf） 500142151505,0001505ltfNkN=185500141295,00012951505wutwNfltNkNkN= 故此对接焊缝所能承受的轴力为1295N。 500130t=14130FF