建筑结构思考题

第一章P16
1、按结构材料不同，建筑结构有哪些类型？
混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构
2、排架结构的屋面横梁、柱及基础是如何连接的？
屋面横梁与柱的顶端铰接，柱的下端与基础顶面固接。

3、框架结构的组成构件有哪些？各构件间如何连接？
横梁、柱和基础。

框架横梁和框架柱刚性连接，底层柱脚与基础顶面固接。

4、多层和高层房屋通常如何区分?
通常把10层及10层以上（或高度大于28m）的房屋结构称为高层房屋结构，而把9层及以下的房屋结构称为多层房屋结构。

5、什么是钢筋混凝土剪力墙？
钢筋混凝土剪力墙是指以承受水平荷载为主要目的（同时也承受相应范围内的竖向荷载）而在房屋结构中设置的成片钢筋混凝土墙体。

第二章P29
1、结构构件的预定功能要求有哪些？
结构在规定的设计使用年限内，应满足安全性、适用性、耐久性等各项功能要求。

2、什么叫作用？什么是直接作用？什么是间接作用？什么是永久作用、可变作用和偶然作用？
作用指施加在结构上的集中力或分布力以及引起结构外加变形或约束变形的原因。

直接作用指施加在结构上的集中力或分布力。

间接作用指引起结构外加变形或约束变形的作用。

永久作用指在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。

可变作用指在设计基准期内量值随时间变化而变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。

偶然作用指在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间短的作用。

3、什么叫作用效应、结构抗力？它们有何特点
由作用引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等，称为作用效应；荷载引起的结构的内力和变形，也称为荷载效应。

结构或结构构件承受作用效应的能力称为结构抗力。

作用和作用效应是一种因果关系，故作用效应也具有随机性，影响结构斥力的主要因素却不是作用效应，而是结构的几何参数和所用材料的性能。

4、什么是可靠度?
结构的可靠度指的是结构或构件在规定的时间内，在规定的条件下具备预定功能的概率。

5、如何划分结构的安全等级？它与结构重要性系数有什么关系？
结构的安全等级来自《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001第3.0.11条，分一、二、三级；是指结构构件承载能力极限状态的可靠指标。

根据结构破坏后可能产生的后果（危
机人对生命、造成经济的损失、产生社会影响等）的严重性采用不同的安全等级。

结构重要性系数来自《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001第7.0.3条，针对三个等级分别给出了一个系数，实际上就是把安全等级差异具体化了，利用不同的系数实现了不同的安全等级。

6、何谓极限状态？极限状态如何分类？
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。

极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。

7、结构或结构构件超过承载能力极限状态的标志有哪些？为什么所有结构构件都必须进行承载力计算？（为了安全）
标志：1、整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。

2、结构构件或其连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的变形而不适于继续承载。

3、结构转变为机动体系。

4、结构或构件丧失稳定（如压屈等）。

5、地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。

为了保证结构的安全性，必须进行承载力计算。

8、什么是荷载标准值、荷载设计值？什么是材料强度标准值、材料强度设计值？荷载标准值是荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值，如均值、众值、中值或某个分位值。

荷载设计值是荷载代表值与荷载分项系数的乘积。

材料强度标准值是材料强度的代表值，材料强度设计值是在标准值的基础上，除以大于1的材料分项系数得出的。

第三章P45
3、检验钢材质量的指标有哪几项？
对于有明显屈服点的钢材其指标有：屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能。

对于无明显屈服点的钢材只测定后三项。

4、何谓钢筋冷拉？冷拉后的钢筋性能有何改变？
冷拉是将钢筋拉伸至超过其屈服强度的某一应力，然后卸荷，以提高钢筋强度的方法。

冷拉后强度有所提高，但塑性降低。

7、热轧钢筋分哪几个级别？随着级别的提高，钢筋的性能有何变化？（自己组织语言）
热轧钢筋根据其强度，只分强度等级，不分一、二、三、四级。

HPB300 屈服强度标准值300Mpa 延伸率≧24%
HRB335 屈服强度标准值335Mpa 延伸率≧17%
HRB400 屈服强度标准值400Mpa 延伸率≧16%
HRB500 屈服强度标准值500Mpa 延伸率≧15%
代表符号见图片
8、为什么钢筋和混凝土能够共同工作？
1、混凝土结硬后，能与钢筋牢固地粘结，互相传递应力、共同变形，二者间的粘结力是钢筋和混凝土共同作用的基础。

2、钢筋和混凝土具有相近的温度线膨胀系数：钢为1.2*10-5K-1，混凝土为（1.0~1.5）*10-5K-1。

当温度变化时，混凝土和钢筋之间不致产生过大的相对变形和温度应力。

3、混凝土提供的碱性环境可以保护钢筋免遭锈蚀。

15、何谓混凝土的徐变？（有力的作用）
混凝土受压后除产生瞬时压应变外，在维持其应力不变的情况下（即荷载长期不变化），其应变随时间而增长，这种现象称为混凝土的徐变。

16、引起混凝土收缩的主要原因是什么？收缩对混凝土有何影响？
混凝土在空气中硬化时体积变小的现象称为混凝土的收缩。

混凝土收缩的原因主要是混凝土的干燥失水和水泥胶体的碳化、凝缩，是混凝土内水泥浆凝固硬化过程中的物理化学作用的结果，与力的作用无关。

混凝土的自由收缩只会引起构件体积的缩小而不会产生应力和裂缝。

但当收缩受到约束时，混凝土将产生拉应力，甚至会开裂。

19、为什么钢筋伸入支座内应有一定锚固长度、钢筋搭接时应有一定搭接长度？设锚固长度的目的是通过该长度上黏结应力的积累，使钢筋在支座中锚固可靠，不会被拔出。

钢筋绑扎拒接时，只有在搭接长度足够长时，才能通过钢筋与混凝土之间的黏结力来传递钢筋与钢筋之间的内力。

第四章P60
4、在轴心受压构件中配置纵向钢筋和箍筋有何意义？为什么轴心受压构件宜采用较高强度等级的混凝土？
配置纵向钢筋可以提高承载力，减小截面尺寸，防止附加弯矩产生的拉力，提高延性，防止混凝土徐变。

配置箍筋可以防止纵向钢筋压屈，对核芯混凝土有约束，改善延性性能。

采用较高强度等级混凝土是因为混凝土强度对受压构件的承载力影响较大。

6、轴心受压短柱的破坏与长柱有何区别?（百度所得，未对课本）
长柱受压时主要可能因为失稳或说因为弯曲而破坏，而短柱主要因为超过极限强度破坏
第五章P103
3、什么叫配筋率？配筋量对梁的正截面承载力和破坏特征有什么影响？
配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比（轴心受压构件为全截面的面积）。

当梁具有正常配筋率的适筋梁时，会出现适筋破坏；
当配筋率少于最小配筋率时，会出现少筋破坏；
当配筋率大于界限配筋率时，会出现超筋破坏。

1 少筋，是指在混凝土达到抗拉强度之前钢筋就被拉断（指受拉区配筋），
2 适筋，上部受压区混凝土达到抗压强度时受拉区钢筋达到屈服强度，这是适筋破坏的界限，这种事塑性破坏。

3 超筋，混凝土受压区被压碎，钢筋没有达到屈服强度，不产生塑性变形，属于脆性破坏，工程中极力避免此种情况。

4、为什么在设计中不允许采用少筋梁和超筋梁？如何防止少筋破坏或超筋破坏？
由于超筋梁的破坏属于脆性破坏，破坏前无警告，并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济，故不采用。

而少筋梁的破坏是“一裂即坏”型，破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩，属于脆性破坏，故不采用少筋梁。

防止少筋破坏的条件：As≥ρminbh。

防止超筋破坏的条件：ξ≤ξb。

10、钢筋混凝土梁在哪个区段容易出现斜裂缝？
钢筋混凝土梁各区段根据受力情形可分为纯弯区段和剪弯区段两种类型。

钢筋混凝土梁当荷载增大到一定程度时（梁被破坏前），会产生裂缝。

钢筋混凝土梁裂缝通常有斜裂缝和垂直裂缝两种。

在剪弯区段截面的下边缘产生斜裂缝；在纯弯区段截面的下边缘产生垂直裂缝。

12、钢筋混凝土梁的斜截面破坏有哪几种主要形态？它们分别在什么情况下发生？
斜拉破坏，发生于剪跨比较大且箍筋配置量过少、间距太大时；剪压破坏，发生于剪跨比适中或配箍量适当、箍筋间距不大时；斜压破坏，发生于剪跨比很小或腹板宽度很窄的T形梁或I形梁上。

13、影响梁斜截面抗剪承载力的主要因素有哪些？在计算公式中可以反映出哪些因素的影响？
影响斜截在受剪承载力的主要因素有剪跨比、混凝土强度、配箍率及箍筋强度以及纵向钢筋配筋率等。

受剪承载力的计算公式是以剪压破坏的受力牲为基础建立的，在应用公式时，应保证受剪截面符合一定条件以防止斜压破坏发生，并采取适当的构造措施以防止发生斜拉破坏。

14、梁斜截面抗剪承载力计算公式的适用范围如何？采取哪些措施可以防止斜拉破坏或斜压破坏的发生？
只适用于剪压破坏，不适用于斜拉以及斜压破坏。

措施有规定公式的上下限值，有最小截面尺寸和最小配箍率和箍筋最大间距的要求等
15、梁内箍筋有何作用？（抗剪）其主要构造要求有哪些？
梁内箍筋用来连接受力主筋和架力钢筋使形成钢筋骨架，主要承受剪力和扭矩，阻止或限制斜裂缝的产生、发展，防止斜拦破坏。

其主要构造要求包括箍筋的强度、箍筋的形状及箍筋的肢数（单肢箍、双肢箍、四肢箍）。

19、梁内纵向钢筋伸入支座有什么要求？（P96 答案不完善，请自行归纳）
纵向钢筋伸入支座内应有足够的锚固长度，以防止钢筋和混凝土之间发生粘结破坏，当支座附近的剪力较大时，可能出现的斜裂缝会使纵向钢筋应力增大，故当V>0.7ftb ho时，锚固长度要比V≤0.7ftbho时要大。

第六章P130
3、大、小偏心受压破坏有何本质区别？其判别的界限条件是什么？
大小偏心受压之间的根本区别是截面破坏时受拉钢筋是否屈服。

判别界限：当ξ>ξb 时，构件截面为小偏心受压；
当ξ<ξb 时为大偏心受压；
当ξ=ξb 时，构件截面偏心受压界限状态。

5、偏心受压短柱和长柱的破坏有什么区别？
偏心受压短柱的破坏是由于材料破坏，长柱是构件纵向弯曲失去平衡引起的，称为失稳破坏。

7、为什么偏心受压构件要进行垂直于弯矩作用平面的校核？
小偏心受压时，由于住较扁，可能沿短边弯曲。

8、如何判别偏心受压构件对称配筋时的偏心受压类型？
偏心受压构件对称配筋时，可按N b 的大小直接判断偏心受压类型。

第九章P169
3、砌体中的砂浆起哪些作用？
砂浆在砌体中的作用：
（1）将砖石按一定的砌筑方法粘结成整体。

（2）砂浆硬固后，各层砖可以通过砂浆均匀地传布压力，使砌体受力均匀。

(3) 砂浆填满砌体的间隙，可防止透风，对房屋起保暖、隔热的作用。

7、影响砌体受压强度的主要因素有哪些？
砌块强度等级，砂浆强度等级，养护条件，块体大小，施工质量
第十章P188
3 、为什么要验算墙、柱高厚比？（保证稳定性）如何进行验算？
验算高厚比的目的是防止施工过程和使用阶段中的墙、柱出现过大的挠曲，轴线偏差和丧失稳定。

墙、柱高厚比验算是要使所设计墙、柱的高厚比值小于或等于允许高厚比值。

矩形截面墙、柱高厚比按下式验算：
第十一章P224
9、焊缝连接形式有哪几种？焊缝形式有哪几种？
（1）平接，搭接，顶接，角接
（2）对接焊缝（直焊缝和斜焊缝），角焊缝（端缝和侧缝），组合形式
13、温度对钢材强度有何影响？
钢材的强度随温度变化而有所不同，对于一般钢材，当温度由常温升高时，钢材的屈服强度、抗拉强度的总趋势是降低的，但在200℃以内强度基本不变，在250℃左右时产生蓝脆现象，达到600℃强度基础消失；钢材的温度由常温下降至负温度范围内时，钢材的强度等虽有提高，但塑性和韧性降低、脆性增加。

第十二章P268
9 、梁式楼梯和板式楼梯的适用范围如何？
梁式楼梯适用于跨度大于3m，板式楼梯下表面平整，施工时支模方便，故常用于活载较小，梯段跨度不大于3m的情况。

板式楼梯是由梯段板，平台板和平台梁组成。

其中对于梯段板可以简化为简支斜板。

对于平台板一般简化为单向板，有时也可能是双向板，对于平台梁则是两端支承在楼梯间承重墙上的简支梁。

（单向板和双向板的区别）
单向板与双向板的区别在于长宽比，四边支承的长方形的板，如长跨与短跨之比相差不大，其比值小于二时称之为双向板，大于二时就是单向板，其结构计算的模型是不一样的
计算题（45分）
1、梁（板）受弯
已知M 、b、h、f c、f y、a s、（ξb）求A s=？（选钢筋）
2、梁受剪
已知v、b、h、f c、f t、f yv、a s（d 、n）求s=？
3、偏心受压柱
已知N、M、b、h、f y=f y`、f c、ξb、a s、l o求A s=A s`=？（判断大偏心还是小偏心）。