北方工业大学建筑结构复习题答案.docx

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北方工业大学建筑结构复习题答案

1.力学主线：

把弯矩减小或转化为轴力

层次一：

结构整体不受弯

层次二：

结构单个构件不受弯

2.结构和构件有哪些内力：

拉力、压力、弯矩、剪力、扭矩

其中，（轴力，即拉、压力）对结构有利，因为它在截面上的分布是均匀的。

构件受力最危险的是弯矩.

3.建筑结构的形式（按材料分）:

钢筋混凝土、钢结构、砌体结构、木结构、索结构和薄膜结构、玻璃钢结构等。

4.建筑结构的形式（按主体结构分）：

墙体结构、框架结构、深梁结构、筒体结构、拱结构、网架结构、空间薄壁结构、索结构等。

5.荷载有哪些类型

恒荷载、可变荷载、偶然荷载

什么是恒荷载：

其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计

什么是可变荷载：

其值变化与平均值相比不可忽略，包括屋面、楼面活荷载、风荷载、雪荷载等

6.列举生活中活荷载的情况

使用空间里的人、临时设备荷载、车辆荷载、吊车荷载、风、雪荷载、屋面积灰荷载

恒荷载如何取得

统计砼梁或板结构、建筑等的重量

活荷载如何取得

室和办公室，库房等可变的重量。

需要一定的样本空间

7.（荷载）工况概念

结构多数情况下是处于多种荷载的共同作用下，如恒荷载+活荷载，恒荷载+活荷载+风荷载等，这些组合代表的是结构可能的承受的荷载的状况

8.影响风荷载大小的几个主要因素

结构动力特性（风敏感性）、风速、地形、地面粗糙度、建筑物体型、距离地面高度等

9.地震作用力大小的几个影响因素

建筑物总重力荷载、所在地区的基本烈度、建筑本身动力特性（主要是自振周期）、所在地区的场地土类别

10.横截面上正应力与剪应力的分布，与剪力墙布置的关系，说明框架柱和剪力墙结构的布置在哪个位置最为有效。

框架柱：

框架柱放在结构平面边缘处效果最好，因为弯矩在两端位置最大

剪力墙：

剪力墙放在结构平面中心位置效果最好，最能使上力，因为剪应力在这个位置最大

11.塑性承载力和弹性承载力计算的概念和区别

塑性承载力：

截面每一个位置都屈服，则失效

弹性承载力：

截面任意一个位置屈服，则失效

一般情况下塑性承载力大于弹性承载力；弹性承载力的安全储备大于塑性承载力

12.倾覆的概念，倾覆计算采用的荷载及材料强度值类型

倾覆：

结构构件未达到承载能力极限状态而结构整体发生倾倒

计算采用的荷载值：

标准值<设计值（乘以大于1的系数）

材料强度值：

标准值>设计值（除以大于1的系数）

13.列举结构主要的变形控制指标：

沉降量差异沉降量倾斜量裂缝宽度

14.地基、基础的概念，建筑物地基设计的要点

地基：

在基础之下、承受由基础传来的建筑物荷载而发生应力和应变的土层

基础：

位于建筑物的最下部、直接作用在土层上并埋入土层中的承载构件

设计要点：

1、地基承载力应在砂土和粘性土以上的地层中；且必须在冰冻线以下

2、地基可以承受均匀或不均匀的压力但地基不能承受拉力

3、地基和基础协调设计，二者直接互相作用，密切相关

4、沉降是允许的，但需要有限制，一般几十mm以内是正常的

15.荷载的标准值、设计值，材料强度的标准值和设计值；分别用于哪些计算场合？

荷载标准值：

荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值

荷载设计值：

等于荷载标准值乘以荷载分项系数

材料强度标准值：

表示材料强度的基本代表值

材料强度计算值：

等于材料强度标准值乘以材料强度的分项系数

16.结构水平分体系有几种结构形式

板-梁体系和桁架、网架体系

17.单向板、双向板概念

单向板：

长边/短边>=2，周边支承时，主要传力方向是短边方向

双向板：

长边/短边<2，周边支承时，向两个方向传力

18.梁的形式

按截面形式：

直梁、斜梁、曲梁

按支承形式：

简支梁、伸臂梁、连续梁、交叉梁（正交正放、正交斜放、三向交叉等）

19.决定梁的截面刚度的主要因素

跨度、截面形状、材料强度、弹性模量、荷载分布、截面沿梁长度方向的变化

20.连续梁、简支梁、悬臂梁在同样跨度和同样荷载时哪个弯矩最大？

悬臂梁

21.框架结构中横梁承受的弯矩均为正弯矩吗？

梁端受有部分固端约束，所以梁端均作用有负弯矩

22.交叉梁需要区分主次梁吗

不需要

23.板梁体系的主要形式（即楼盖结构的主要形式）：

平板楼盖、无梁楼盖、板梁楼盖、密肋楼盖、交叉梁楼盖、主次梁楼盖

24.桁架、网架体系主要结构形式，网架结构的网格数量计算。

结构形式：

三层网架、双层网架、单层网壳、双层网壳

网格数量计算：

1.网架平面尺寸及结构形式：

钢筋混凝土屋面：

n=（2~4）+0.2LL为跨度（传力方向）

钢檩条体系：

n=（6~8）+0.08L

2.网格尺寸及网架高度：

钢筋混凝土屋面：

10~14H/LH/L为网架高跨比

钢檩条体系：

（13~17）H/L-0.03L

25.网架/桁架下弦受力以受压为主还是以受拉为主？

均以受拉为主

26.网架结构的网格划分有哪几种常见形式？

节点形式？

网格形式：

交叉桁架体系、四角锥体系、三角锥体系、曲面网架、其他组合网架

节点形式：

螺栓球、焊接球

27.大跨平面结构有哪些主要类型？

各自适应大跨度的能力如何？

主要类型：

梁式体系、框架式体系、拱式体系

拱式体系>框架式体系>梁式体系

28.索穹顶的构成原理及受力特点

构成原理：

一系列受拉的索作为主要的承重构件，这些索按照一定规律组成各种不同的形式的体系，并悬挂在相应的支承结构上。

受力特点：

在均布垂直的压力下穹壳只有轴力没有力矩

29.组合结构的概念

同一截面或各杆件由两种或两种以上的材料制作的结构

30.框架结构共有哪几种形式

普通、门式、排架

31.框架结构平面布置应注意的问题？

（1）柱网布置应该是有规律的

（2）首先需要认清结构的主要受力方向，主框架的平面应该尽量和建筑物的受力方向一致

（3）布置主要方向的梁系时，要同时兼顾非主要受力方向的梁系布置，也应呈有规律变化。

（4）框架的跨度一般取主梁合理跨度（6~12m）；框架的间距一般取次梁的合理跨度（4~6m）；框架的层高一般取建筑物的合理层高（3~5m）

32.砌体和钢筋混凝土的墙体厚度的范围？

33.圈梁和构造柱的概念和作用及构造要求

圈梁：

概念：

沿建筑物外墙四周及部分内横墙设置的连续封闭的梁

作用：

增加整体刚性，抵抗不均匀沉降

设置位置：

屋盖、楼盖、地基不好处

构造要求：

主要沿纵墙设置，内横墙10~15m设置一道，每层圈梁必须封闭

构造柱：

概念：

在砌体房屋墙体的规定部位，按构造配筋，并按先砌墙后浇灌混凝土柱的施工顺序制成的混凝土柱

作用：

抗震，加强纵横墙联系

设置位置：

外墙四角，墙外的其他转角

构造要求：

沿整个结构高度贯通，并与圈梁组成整体框架

34.剪力墙的墙厚计算

一级抗震设计：

不应小于楼层高度的1/20，且>=160mm

二、三级抗震设计：

不应小于楼层高度的1/25，且>=140mm

剪力墙外墙一般300mm，内墙一般200mm。

35.剪力墙的布置原则，以及在横截面上的剪应力分布关系

布置原则：

（1）沿结构主轴方向布置

（2）内外墙均应对直拉通

（3）结构平面形状力求简单、规则，使质量重心和刚度中心尽量重合

（4）避免刚度沿高度的突变，墙体应贯穿全高，厚度宜逐渐减薄

分布关系：

剪应力在中性面最大而两上下0，所以剪力墙布置在中心位置最使得上力

36.剪力墙按照开洞大小有哪些分类？

钢结构的筒体结构是如何组成的？

（1）整体墙

（2）小开口整体墙

（3）联肢墙

（4）壁式框架

（5）独立墙肢

37.剪力墙在结构中主要起什么作用

用以承担重力荷载和水平荷载，同时也兼作建筑物的维护和内部各个房间的分隔构件

38.主要竖向结构的抗侧移能力的差异

39.变形缝的概念和布置基本原则、设置原因，设缝时，上部结构和基础的关系。

概念：

建筑中将墙体结构人为分隔的缝。

按照设置的目的不同，分为伸缩缝，沉降缝和防震缝。

原因：

温度裂缝，不均匀沉降，地震使建筑必须具有平面规整和刚度协调均匀。

A.温度伸缩缝：

要求建筑地面以上的结构构件全部断开，但基础部分不必断开。

B.沉降伸缩缝：

应将建筑物从基础到屋顶全部断开

C.抗震缝：

应沿建筑物全高设置，通常基础可不断开。

（除非平面形状和体型复杂的建筑物或与沉降缝合并设置）

40.浅埋基础按照平面布置的形式分为哪几个类型？

并会按照承载力大小排序

独立基础、条形基础、板式基础、筏式基础、箱形基础、壳体基础（由小到大）

41.基础形式及使用场合

条形基础——墙体下的基础

单柱或联合基础——框架柱的基础

十字交叉基础（片筏/箱形）——高层建筑的基础

42.简答基础底面积的估算（中心受压情况）

（1）墙下基础

（2）柱下基础

（3）柱下联合基础

43.桩基础按照受力及施工方法有哪些形式

受力：

端承桩和摩擦桩

施工方法：

预制钢筋混凝土桩和沉管灌注式桩

44.桩基础和上部结构之间靠什么结构传力

承台

45.混凝土和钢筋为什么能共同工作？

（1）粘结力使得二者协调变形，相互作用，共同受力

（2）钢筋和混凝土的线膨胀系数接近，当所处环境温度变化时，它们不会因为发生相对变形而使粘结力遭到破坏

（3）混凝土裹住钢筋，使得钢筋不容易生锈，因而增加整个结构的耐久性

46.解释相对受压区高度；相对界限受压区高度；受弯计算中它起什么作用？

相对受压区高度：

受弯构件的截面高度差别很大，为了将不同高度的截面统一在一个相同的比较尺度内，引入了ξ=x/h0

相对界限受压区高度：

为了防止将构件设计成超筋构件，要求截面的相对受压区高度不得超过其相对界限受压区高度。

作用：

判断是否超筋

47.混凝土的主要强度指标有哪些？

分别用什么符号表示？

立方体强度fcu，棱柱体强度fck和抗拉强度ftk。

48.钢筋的类型有哪些？

分别用什么符号表示？

Ⅰ级钢筋

、Ⅱ级钢筋

、Ⅲ级钢筋

49.结构设计中构造的概念是什么？

计算和构造哪个更重要？

构造与计算同等重要

50.箍筋主要起什么作用？

主要防止产生斜截面破坏（抗剪和骨架作用）

51.课堂上7种钢筋混凝土实验的含义，钢筋混凝土受弯构件的几种可能的破坏情况，适筋梁的破坏过程，适筋梁和超筋梁的界限。

破坏情况：

（1）不配置钢筋的情况（a），在荷载作用下会发生突然断裂；

（2）少量配置钢筋（b），钢筋截面面积占0.15%,该梁能承受的荷载一般没有增加，和不配置钢筋的情况相同；

（3）在梁底配置1%（占混凝土截面面积）的钢筋，能承受的荷载大幅增加，且在破坏时钢筋不会迅速断裂，有一定的延性，受拉区混凝土出现了众多较宽的竖向裂缝，受压区出现混凝土压碎现象；

（4）如果梁底配置1.5%（占混凝土截面面积）的钢筋，梁端被突然拉断，荷载增加较少；

（5）同（d）一样的配筋，但加了箍筋（f），能承受的荷载增加很多，破坏特征类似（d）；

（6）梁底配置更多的钢筋（g），承受的荷载增加比较多，而且不随钢筋增加而增加，这时的梁也是突然断裂，但断裂的原因已经不是受拉区的钢筋被拉断，而是受压区的混凝土被压碎。

适筋梁破坏过程：

（1）在荷载的作用下，受拉区的混凝土最先开裂

（2）随荷载的增加，受拉区钢筋达到其屈服强度

（3）最后，受压区的混凝土达到其极限压应变而被压缩，标志着整根梁的破坏。

适筋梁和超筋梁的界限：

钢筋是否屈服

52.结构解决的两大问题：

强度和变形，分别对应什么极限状态？

承载能力极限状态和正常使用极限状态

53.板的抗弯计算，板配筋的表达形式

抗弯计算：

W=bh^2/6，强度应保证弯矩M/W小于许用应力

配筋：

φ8@120，表示采用φ8直径的I级钢筋，间距120mm。

54.钢筋混凝土高层的高宽比限值起什么作用？

与哪些因素有关？

抗倾覆（控制侧向位移）

建筑平面几何形状、尺寸，主体结构的选型

55.几种构件（梁、板、柱、剪力墙）截面尺寸的确定方法。

1.简支单向板：

H/L>=1/35单向板厚度不小于

2.两端连续单向板：

H/L>=1/40民用：

70mm工业：

80mm

3.四边简支双向板：

H/L1>=1/45L1为双向板跨度

4.四边连续双向板：

H/L1>=1/50

5.多跨连续次梁：

H/L>=1/18~12梁的H/B高宽比

6.多跨连续主梁：

H/L>=1/14~10一般取1.5~3

7.单跨简支梁：

H/L>=1/12~10

8.交叉梁：

H/L1>=1/20~16L1为交叉梁短跨

9.悬臂梁：

H/L>=1/6~5

柱：

抗震等级一：

0.7二：

0.8三：

0.9

剪力墙：

见34问

56.双筋截面的概念和使用场合。

概念：

梁截面的受拉和受压区都配置受力钢筋

使用场合：

矩形截面承受的弯矩很大，单筋截面不能满足承载力要求，而由于空间等的限制而不能加大梁高时

57.T型截面的由来，T型截面的翼缘宽度和翼缘高度的概念。

由来：

T形截面是为了减少混凝土的用量，减轻结构重量

58.为什么板在均布荷载作用不需要计算抗剪

因为板在均布荷载作用下产生的剪力一般不会大于板的抗剪能力

59.梁板柱、大跨房屋结构的截面尺寸、结构高度确定。

板厚一般取80~160;梁高取跨度的1/12~1/8，宽度为高度的1/3~1/2;柱子一般是受压构件，截面尺寸根据轴压比确定。

60.砌体结构的整体性主要通过什么方法实现。

通过设置圈梁和构造柱