建筑混凝土结构设计试卷.doc

同济大学课程考核试卷（A卷）
2006—2007学年第二学期
命题教师签名： 审核教师签名：
课号：03112804 课程：建筑混凝土结构设计 考试考查：考试
此卷选为：期中考试（ ）、期终考试（ ）、重考（ ）试卷
年级 专业 学号 姓名 得分

一、 选择题（共20分，每题2分，可多种选择）
1、 下列说法正确的是（ C ）。
A、 相同安全等级的结构，延性破坏的目标可靠度指标大于脆性破坏的目标可靠度指标。
B、 相同安全等级的结构，延性破坏的目标可靠度指标等于脆性破坏的目标可靠度指标。
C、 相同安全等级的结构，延性破坏的目标可靠度指标小于脆性破坏的目标可靠度指标。
D、 相同安全等级的结构，延性破坏的目标可靠度指标不大于脆性破坏的目标可靠度指标。

2、 当永久荷载产生的效应对结构有利时，永久荷载分项系数应取（ D ）。
A、 1.4
B、 1.35
C、 1.2
D、 1.0或0.9

3、按塑性理论计算时，两端搁置的板计算跨度为（ A ）。
A、且
B、
C、
D、
4、预制梁需进行下列验算（ A、B、C ）。
A、 运输阶段
B、 堆放阶段
C、 吊装阶段
D、 浇捣混凝土阶段

5、消防疏散楼梯的均布活荷载标准值为（ C ）。
A、 2.5kN/m2
B、 3.0kN/m2
C、 3.5kN/m2
D、 4.0kN/m2

6、在各种变形缝中，（ A、B ）的基础不需要断开。
A、 温度缝
B、 抗震缝
C、 墙面裂缝
D、 沉降缝

7、相同几何尺寸和配筋的叠合梁的极限承载力（ C ）整浇梁。
A、 小于
B、 大于
C、 等于
D、 不一定

8、短牛腿可能发生的破坏形式有（ B、C、D ）。
A、 弯曲破坏
B、 剪切破坏
C、 弯压破坏
D、 斜压破坏

9、为了保证钢筋混凝土框架结构强柱弱梁的设计原则，设计时采取了（ A ）的措施。
A、 放大柱端弯矩
B、 减小梁端弯矩
C、 放大柱端剪力
D、 减小梁端剪力
10、在水平荷载的作用下，筒体结构的水平侧移为（ C ）。
A、 弯曲型
B、 剪切型
C、 弯剪型
D、 不一定

二、 问答题（共40分，每题5分）
1、 极限状态分为哪两类？请写出相应的荷载效应计算表达式。
答：极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，相应的荷载效应计算表达式分别为：
　　　承载能力极限状态：

　　　正常使用极限状态：

2、 简述塑性铰的特点。

3、 单层厂房的水平荷载是如何传递的？

4、 简述抗风柱的受力特点。

5、 简述单层厂房的支撑种类和主要作用。

6、 水平荷载作用下框架结构和剪力墙结构的变形特点如何？

7、 框架结构设计时，如何实现强剪弱弯原则？

8、 建筑平面不规则有哪些类型？

三、 设计计算题（共40分，每题10分）
1、 如图一钢筋混凝土梁，截面能承受的极限弯矩为和，且。试求极限荷载q（不考虑剪切破坏）

2、 如图所示一单层厂房排架柱牛腿，承受竖向荷载和水平荷载，已知钢筋的抗拉强度设计值为，混凝土的抗压强度设计值为，求需要的钢筋面积。

3、 一幢六层二跨钢筋混凝土框架结构房屋，梁和柱的线刚度相等，均为，各层层高均为，试计算第二层中柱的抗侧刚度。

4、 一矩形双向板，四边简支，板长为，宽为，双向配筋相同，能承受的单位极限弯矩为，试确定板的破坏机构，并求该板能承受的最大均布荷载q。
同济大学课程考核试卷（B卷）
2006—2007学年第二学期
命题教师签名： 审核教师签名：
课号：03112804 课程：建筑混凝土结构设计 考试考查：考试
此卷选为：期中考试（ ）、期终考试（ ）、重考（ ）试卷
年级 专业 学号 姓名 得分

四、 选择题（共20分，每题2分，可多种选择）
1、 可变荷载分项系数一般取（ D ）。
A、 1.0
B、 1.2
C、 1.3
D、 1.4

2、 按现行规范，双向板的最小板厚为（ C ）。
A、 40mm
B、 60mm
C、 80mm
D、 100mm

3、 当简支梁出现塑性铰后，（ C、D ）。
A、 将产生内力重分布
B、 能继续承受更大的荷载
C、 不能产生内力重分布
D、 不能承受更大的荷载

4、 预制梁计算时，需进行（ A、B、D ）验算。
A、 使用阶段
B、 施工阶段
C、 拆除阶段
D、 吊装
5、 单层厂房的柱距一般取（ B ）。
A、 3m
B、 6m
C、 9m
D、 12m

6、 相同长度单跨厂房无檩屋盖的空间作用比有檩屋盖的（ A ）。
A、 大
B、 小
C、 相等
D、 不一定

7、 为了减小框架结构的温度应力，框架柱宜（ A ）。
A、 增加数量，减小截面尺寸
B、 减少数量，增大截面尺寸
C、 增加数量，增大截面尺寸
D、 减少数量，减小截面尺寸

8、 限制钢筋混凝土柱的轴压比，主要目的是（ C、D ）。
A、 减小柱截面，控制造价
B、 增大柱截面，防止温度裂缝
C、 保证框架结构的延性
D、 防止柱发生脆性破坏

9、 建筑结构平面不规则可分为（ A、B、C ）。
A、 扭转不规则
B、 凹凸不规则
C、 楼板局部不连续
D、 侧向刚度不规则

10、 钢筋混凝土框架结构的弹性层间位移角限值为（ C ）。
A、 1/300
B、 1/450
C、 1/550
D、 1/800

五、 问答题（共40分，每题5分）
1、 请写出承载力极限状态设计表达式，并指出各项的含义。
答：承载力极限状态设计表达式如下：

荷载效应应小于等于结构抗力，荷载效应第一项由永久荷载产生，第二项由可变荷载产生。

2、 如何保证按塑性理论设计时可能形成塑性铰的截面裂缝不致过宽？
答：为了保证按塑性理论设计时可能形成塑性铰的截面裂缝不致过宽，应控制支座截面的弯矩调整幅度。调幅系数值以不超过0.20为宜。

3、 简述变形缝的种类和特点。

4、 简述剪力分配法计算等高排架的基本步骤。

5、 简述牛腿的受力特点、破坏模式，并绘制计算简图。

6、 简述温度变化引起的框架结构内力。

7、 简述叠合梁的工作原理。

8、 建筑物承受的荷载一般有哪些？

六、 设计计算题（共40分，每题10分）
1、 如图一钢筋混凝土梁，截面能承受的最大正弯矩为，最大负弯矩为，求极限荷载P（不考虑剪切破坏）

2、 一矩形双向板，四角支承，板长为，宽为，双向配筋相同，能承受的单位极限弯矩为，请绘制塑性铰线，并求该板能承受的最大均布荷载q。

3、 两跨等高单层厂房，跨度18m，上柱高3m，下柱高7m，柱顶作用一水平集中力，试计算并绘制该结构的剪力和弯矩图。

4、 如图所示一框架结构，承受水平荷载作用，假设二、三层每根柱的抗侧移刚度均为，底层每根柱的抗侧刚度均为，求各楼层侧移。

同济大学课程考核试卷（A卷）
2010 — 2011 学年第 二 学期
命题教师签名： 审核教师签名：
课号：031128课名：建筑混凝土结构设计 考试（ √ ）考查（ ）
此卷选为：期中考试( )、期终考试(√)、重考( )试卷，开卷（ ）、闭卷（ √ ）

年级 专业 学号 姓名 得分

一、选择题(可单选,也可多选)（30分，每题1.5分）：
1、连续梁、板按塑性内力重分布方法计算内力时，截面的相对受压区高度应满足（ B ）
A、 B、 C、 D、
2、关于折算荷载的叙述，下列哪一项不正确 （ D ）
A、为了考虑支座抵抗转动的影响，采用增大恒载和相应减少活荷载的办法来处理
B、对于板，其折算荷载取：折算恒载，折算活载
C、对于次梁，其折算荷载取：折算恒载，折算活载
D、对于主梁，其折算荷载按次梁的折算荷载采用

3、塑性铰的转动限度不取决于 （ D ）
A、钢筋种类 B、配筋率 C、混凝土的极限压缩变形 D、截面的尺寸

4、关于塑性铰线法的基本假定，下列哪项不属于其中 （ C ）
A、形成塑性铰线的板是机动可变体系（破坏机构）
B、分布荷载下，塑性铰线为直线
C、板真实存在多种可能的塑性铰线形式
D、塑性铰线上的扭矩和剪力为零，只存在一定值的极限弯矩

5、在单向板肋梁楼盖设计中，对于次梁的计算与构造，下列叙述哪一个不正确 （ D ）
A、承受正弯矩的跨中截面，次梁按T形截面考虑
B、承受负弯矩的支座截面， T形翼缘位于受拉区，按宽度等于梁宽b的矩形截面计算
C、次梁可按塑性内力重分布方法进行内力计算
D、次梁的高跨比为1/8~1/14，一般不必进行使用阶段的挠度和变形验算

6、当厂房的长度或宽度过大时，为防止温度变化在结构中产生温度应力使厂房开裂，应设置横向或纵向________将结构分成不同的温度区段。 （ A ）
A、 伸缩缝 B、沉降缝 C、抗震缝 D、施工缝

7、吊车垂直轮压可引起作用在牛腿顶面上的垂直荷载Dmax、Dmin以及吊车横向水平制动时在排架上产生的水平荷载Tmax。对于多台吊车，计算时考虑将求得的上述3个荷载乘以一荷载折减系数，该系数： （ ABC ）
A、 与参与组合的吊车台数有关 B、与吊车的工作级别有关
C、 该系数小于1 D、 该系数与排架类型（如等高或不等高）有关

8、单层厂房进行荷载效应组合时，以下说法正确的是： （ ABD ）
A、吊车水平荷载有2个方向，每次只选择其中一项参加组合
B、有吊车水平荷载时，必有垂直荷载
C、有吊车垂直荷载时，必有水平荷载
D、风有左来风和右来风，每次只选择其中一项参加组合

9、 关于吊车梁所受的荷载，以下说法正确的是: （ ABCD ）
A、 吊车梁除承受自重和吊车轨道的自重外，主要承受吊车传来的荷载
B、 吊车的荷载是一组移动的集中荷载
C、 需要考虑吊车荷载的动力作用
D、 吊车荷载是重复荷载，需要考虑吊车梁的疲劳问题

10、单层厂房柱设计时，根据不同配筋条件下柱截面的M-N相关关系曲线，可以得到如下四条规则：
（1）、大偏压，M不变时，N越小，As越大
（2）、大偏压，N不变时，M越大，As越大
（3）、小偏压，M不变时，N越大，As越大
（4）、小偏压，N不变时，M越大，As越大
由以上规则，如果我们选取以下的不利内力：最大轴力Nmax及相应的最大正弯矩Mmax或最大负弯矩-Mmax，则是依据以上四条规则中的哪一条？ （ C ）
A规则（1） B规则（2） C规则（3） D规则（4）

11、框架的变形特点是： （ B C ）
A、以弯曲变形为主 B、以剪切变形为主 C、以杆件弯曲为主 D、以弯剪变形为主

12、根据需要，当房屋设变形缝时，下列说法正确的是 （ A ）
A、沉降缝可兼作伸缩缝 B、伸缩缝可兼作沉降缝
C、基础可分开 D、基础可不分开

13、一般情况下，现浇钢筋混凝土框架节点可_________。 （ A ）
A、视为刚接 B、视为铰接 C、视为半铰接 D、现场连接

14、计算框架梁截面惯性矩时，下列说法正确的是： （ C ）
A、边框架梁惯性矩大于中框架梁 B、边框架梁惯性矩等于中框架梁
C、装配整体式梁惯性矩大于装配式梁 D、装配整体式梁惯性矩等于装配式梁

15、当上层层高变大时，本层柱反弯点的位置会出现下列何种情况? （ A ）
A、上移 B、不变 C、下移 D、不能确定

16、当刚度中心和质量中心不重合时，会引起结构何种反应？ （ C ）
A、振动 B、平动反应 C、扭转反应 D、沿主轴方向振动
17、在水平荷载的作用下，筒体结构的水平侧移为 （ C ）
A、弯曲型 B、剪切型 C、弯剪型 D、不一定

18、侧向力在各榀抗侧力结构中的分配是按（ D ）分配。
A、重量 B、截面积 C、惯性矩 D、抗侧刚度

19、在无抗震设防要求的地区，结构的最大适用高度从高到低依次为 （ D ）
A、框架结构、剪力墙结构、筒中筒结构
B、剪力墙结构、框架结构、筒中筒结构
C、筒中筒结构、框架结构、剪力墙结构
D、筒中筒结构、剪力墙结构、框架结构

20、大开口剪力墙又称为（ C ）
A、联肢剪力墙 B、双肢剪力墙 C、壁式框架 D、扁式框架

二、填空题(26分，每题2分)
1、求某一支座截面最大负弯矩时，活荷载应该在该支座 左右两跨 布置，然后 隔跨 布置。
2、为防止斜裂缝引起的局部破坏，应在主梁承受次梁传来的集中力处设置附加横向钢筋，将集中荷载有效地传递到主梁上部区域。
3、无梁楼盖中，在柱的上端设置柱帽、托板，可以减小板的挠度，提高板柱连接处的冲切承载力。
4、板式楼梯中的平台梁，承受 梯段板 、 平台板传来的均布荷载和平台梁自重，可按简支的 倒L 形梁计算。
5、单层厂房的支撑系统包括 ：屋盖支撑和_柱间支撑__。其中屋盖支撑又分为_上弦横向水平支撑_、_下弦横向水平支撑_、纵向水平支撑__、_垂直支撑_、_系杆__。
6、在厂房的尽端，横向定位轴线应与山墙内皮重合，并将山墙内侧第一排柱子中心线内移600mm，以保证_抗风柱、山墙不和端部屋架的位置冲突。
7、如果牛腿局部受压破坏验算不满足，请给出二个使之满足的办法：(1)_____________，(2)_____________________
增大局部受压面积，提高混凝土强度，增设钢筋网片（回答其中2个即可）
8、通常在进行框架结构的分析时，都假定楼板_在其平面内的刚度为无穷大。
9、在侧向荷载（风、地震）作用下，如果__结构的刚度中心与侧向力作用线不重合_，结构就会产生扭转变形。
10、框架的平面布置方案可分为_横向框架_承重、_纵向框架_承重和__纵横向框架混合__承重等几种类型。
11、建筑结构平面不规则可分为 扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不规则 。
12、在框架-剪力墙结构中，应对框架所受的剪力进行 调整 。
13、筒体结构的剪力滞后与 梁宽、荷载、弹性模量及侧板与翼缘的相对刚度 等因素有关。

三、简答题（10分，每题5分）
1、试简要叙述高层建筑结构设计与多层建筑结构设计相比有那些需要特别注意的问题。

2、叙述框架结构在竖向荷载作用下采用分层法计算时的主要步骤。

四、计算题：
As=2 18
1、（10分）一两跨连续梁，计算跨度相等，，承受均布荷载总设计值25kN/m（包括自重），截面尺寸150mm350mm，。采用混凝土强度等级C20（N/mm2，N/mm2，）、HRB335级受力纵筋（N/mm2，，）。现认为该梁抗剪满足要求，按考虑塑性内力重分布方法进行设计，得中支座负弯矩配筋为218，试问：
（1）支座弯矩的调幅值是多少？
（2）试分析此设计是否恰当。
As=804mm2

l0

l0

解：（1）mm

按弹性方法：
∴调幅系数：

（2）∵，，满足弯矩调整的原则
∴该设计合理。

2、（10分）利用反弯点法求下图框架的弯矩图，并求底层左边柱的轴力。ib=3ic。（杆旁矩形块内为该杆的相对线刚度。）

解：

底层左边柱的轴力=(110+165)/4.5+(440+293)/4.5+(575+383)/4.5
=437kN（拉力）

3、（14分）某单跨单层厂房，跨度24米，柱距6m，设计时考虑2台工作级别为A4,20/5吨四轮桥式软钩吊车，查吊车产品目录得：
吊车宽 B=5600mm 轮距 K=4400mm
吊车最大轮压 Pmax=202kN 吊车最小轮压 Pmin=60kN
小车重 g=77.2kN
求：（1）排架柱承受的最大吊车竖向荷载Dmax，最小吊车竖向荷载Dmin。（计算时考虑荷载分项系数1.4和多台吊车的荷载折减系数0.9）
（2）最大横向水平荷载Tmax。计算时考虑荷载分项系数1.4和多台吊车的荷载折减系数0.9。（每个车轮传给吊车梁的水平力为T = 0.10(Q + g)/4，其中Q为起重量，Q=200kN，g为小车重）
（3）若Dmax和Dmin作用点至排架下柱中心线的距离e4=500mm，则根据（1）的结果，求Dmax和Dmin作用在柱上的弯矩。

解：支座反力影响线如下图所示：

(1)
Dmaxk=Pmax·Σyi=202（1+4.8/6+1.6/6+0.4/6）=202x12.8/6=430.9kN
Dmink=Pmin·Σyi=60(1+4.8/6+1.6/6+0.4/6）=60x12.8/6=128kN
Dmax=0.9x1.4x430.9=542.9kN
Dmin=0.9x1.4x128=161.3kN
（2）
T=0.10（200+77.2）/4=6.93kN
Tmaxk= T·Σyi=6.93x(1+4.8/6+1.6/6+0.4/6)=14.8kN
Tmax=0.9x1.4x14.8=18.6kN
(3)
Mmax=Dmax·e4=542.9x0.5=271.5kN·m
Mmin=Dmin·e4=161.3 x0.5=89.7 kN·m

附加题（5分）
如图所示剪力墙结构，已知墙(1)的抗侧刚度为，求合理的墙(2)抗侧刚度以及两片剪力墙各承受多少剪力？

解：(1) 应选择墙(2)的抗侧刚度使结构不发生扭转

(2) 水平力按抗侧刚度分配
kN
kN

23
A-