建筑结构设计期末试题

一、 计算题（每题20分, 共60分）1. 某多层刚性方案房屋外纵墙第三层墙体的受力如图1所示，试根据所给条件验算墙体顶截面和底截面的承载能力是否满足要求？ 已知： 梁端有效支承长度0a =196mm, 窗间墙宽 1.8m, 墙厚370mm, MU10砖, M2.5混合砂浆, f=1.3N/2mm ，计算高度0 3.3H m =, []22β=, 顶截面取0.668ϕ=, 底截面取0.856ϕ=。

2. 某双跨钢筋混凝土排架柱承受风荷载如图2，试用剪力分配法计算排架的剪力和弯矩。

已知条件： u H H λ=，u l I n I =， 411311131811n C n λλ⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⎛⎫+- ⎪⎝⎭， 2133uA uC I I ==×6104mm ，7200uB I =×6410mm 。

lA lB lC I I I ===12305× 6410mm 。

11i i R C q H = ， 111ii i n iV F F δηδ==∑，311c l H C E I δ= 。

3. 某二跨三层钢筋混凝土框架如图3所示，梁、柱线刚度已分别标于图中，试用D 值法计算各柱剪力。

已知: 一般层：边柱242c i i i i +=，中柱12342c i i i i i i +++=，2i i α=+ ； 底层：边柱2c i i i =， 中柱12c i i i i +=， 0.52i i α+=+； 1jk jk n jk D V F D=∑∑ ， 212c jk jk i D h α= 。

问答题（每小题10分, 共100分）1. 钢筋混凝土连续梁采用塑性方法设计时，为了保证塑性铰有足够的转动能力，采用弯矩调幅法时应满足的三项基本要求是什么？（1、截面的弯矩调幅系数不宜超过25%；2、调幅洁面的相对受压区高度ξ不应超过0.35，也不宜小于0.1；如果截面配有受压钢筋，计算ξ时可以考虑受压钢筋的作用。

当采用冷拉钢筋时，ξ不宜大于0.3；3、用弯矩调幅法确定调幅后相应的跨内弯矩时，应满足静力平衡条件。

）2. 欲求某四垮连续梁的第一跨跨中最大弯矩、第二支座绝对值最大负弯矩及第一支座内边缘最大剪力时, 其活荷载布置方式如何？ （请给出活荷载布置示意图）（1、求第一跨跨中最大弯矩，应将活荷载布置在第一跨和第三跨；2、求第二支座绝对值最大负弯矩，应将活荷载布置在第一、第二和第四跨；3、求第一支座内边缘最大剪力，应将活荷载布置在第一跨和第三跨。

）3. 影响混合结构房屋静力计算方案的主要因素有哪些？（影响房屋空间性能的因素很多，具体包含屋盖刚度、横墙间距、屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型、多层房屋层与层之间的相互作用等等。

但为了方便设计，只考虑楼（屋）盖类别（即刚度），横墙间距两大主要因素的影响。

）4.用分层法计算多层框架在竖向荷载作用下的内力时，作了哪两点基本假定？（1、在竖向荷载作用下，钢架的侧移忽略不计；2、每层梁上的荷载对其他层梁的内力的影响忽略不计。

）当最后的结点弯矩不平衡时如何处理？（由分层法计算所得的框架节点处的弯矩之和常常不等于零，若有需要，可对节点不平衡弯矩再做一次弯矩分配。

）5.（单层厂房）屋盖系统的支撑有哪些，各自的作用和布置原则？（屋盖支撑通常包括上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直支撑和纵向水平系杆。

屋架上弦支撑的作用是：构成刚性框、增强屋盖的整体刚度、保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外稳定，同时将抗风柱传来的水平风荷载传递到纵向排架柱顶；下弦横向水平支撑的作用是承受垂直支撑传来的荷载，并将山墙风荷载传递至两旁柱上，下弦纵向水平支撑能提高厂房的空间刚度，增强排架间的空间作用，保证横向水平力的纵向分布。

垂直支撑除保证屋盖系统的空间刚度和屋架安装时结构的安全以外，还将屋架上弦平面内的水平荷载传递到屋架下弦平面内。

系杆是单根的连系杆件。

）（各自的布置原则在书上100页）6.何谓等高排架，用剪力分配法计算等高排架的基本原理是什么？7.反弯点法的基本假定是什么？其合理性如何？8.何谓D值法？D值法在反弯点法的基础上作了哪些修正？9.用分层法计算多层框架在竖向荷载作用下的内力时，为何对柱子线刚度（底层柱除外）要折减，弯矩传递系数取1/3？（由于分层计算时，假定上下柱的远端为固定端，而实际上是弹性支承，为了减小因此引起的误差，出底层外，其他各层柱子的线刚度乘以系数0.9，柱子的传递系数取1/3）10.混合结构房屋在竖向荷载作用下的沉重方案有哪些种类？各有何优缺点？（横墙承重方案、纵墙承重方案、纵横墙承重方案、内框架承重方案和底部框架上部砌体承重方案。

各自的优缺点在书上354页。

）11.混合结构房屋的静力计算方案是如何确定的？（按房屋空间刚度（作用）大小，将混合结构房屋的静力计算方案分为下列三种计算方案：刚性方案、弹性方案、刚弹性方案。

）混合结构房屋墙、柱的稳定性是如何保证的？（墙、柱高厚比的验算，就是保证墙体稳定和房屋空间刚度的一项重要构造措施，以防止墙、柱在施工和使用期间因偶然的撞击或振动等因素出现歪斜、臌肚以及倒塌等失稳现象）12.挑梁的破坏形态有哪些？挑梁的计算内容有哪些？（挑梁可能发生以下三种破坏形态：1、绕倾覆点发生倾覆破坏，即刚体失稳；2、挑梁下砌体局部受压破坏；3、挑梁本身的正截面或斜截面破坏。

挑梁应进行抗倾覆验算、挑梁下砌体局部受压承载力验算和挑梁的正截面、斜截面承载力验算。

）13.混合结构房屋中，钢筋混凝土圈梁和构造柱的主要作用是什么？（圈梁的作用是增大房屋的整体性和刚度；防止地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响；圈梁可兼作过梁，钢筋应按过梁的计算。

构造柱的作用是墙体刚度增大不多，抗剪能力提高10～20％，变形能力大大提高，延性提高3～4倍。

）14.简述D值法计算框架结构在水平荷载作用下之内力的主要步骤？15.钢屋架主要有哪些类型？各自有何特点？（钢屋盖形式多样，但从受力特性来看，可以分为两类：平面体系和空间体系。

平面体系钢屋盖在荷载作用下具有二维受力特点，计算简单，施工方便，适合使用功能平面为矩形，且长宽比较大的建筑结构，是最早且至今仍广泛应用的屋盖体系，主要缺点是单向受力，侧向刚度小，一般需构造设置支撑系统，耗钢不少但未能才尽其用；空间体系钢屋盖在荷载作用下具有三维受力特点，相对于平面结构而言，受力更合理，相同跨度重量更轻，造价更低，适用范围更广，各类大中小跨度建筑都适合应用。

）16.钢筋混凝土梁板结构中如何判别单、双向板？各自的受力特点和钢筋布置原则？（长边与短边的跨度之比≥3时，按单向板设计；长边与短边的跨度之比≤2时，按双向板设计。

对于单向板，作用于板上的荷载主要为短跨方向的板带所承受，长跨方向板带所承受的荷载可忽略不计；对于双向板，作用于板上的荷载由长跨和短跨两个方向的板带共同承受。

单向板的受力钢筋应沿短向配置，沿长向仅按构造配筋；双向板的受力钢筋应沿两个方向配置。

三、计算题（每小题13分，共39分 ）1. 某多层刚性方案房屋外纵墙第三层墙体的受力如图1所示，试根据所给条件验算墙体顶截面承载能力是否满足要求？ 已知： 梁端有效支承长度0a =204mm, 窗间墙宽1.2m, 墙厚240mm, MU10砖, M7.5混合砂浆, f=1.69N/2mm ，计算高度O H =4.51m, T h =442mm ，[]β=26.2.某双跨钢筋混凝土排架柱承受风荷载如图2所示，试用剪力分配法计算排架的剪力和弯矩。

已知条件： 2133uA uC I I ==×6104mm ，4170=ub I ×6410mm 。

lA lB lC I I I ===9230× 6410mm 。

柱总高均为H=12.20m ；m H u 1.3=，m H l 1.9=。

并绘出弯矩图。

3. 某二跨三层钢筋混凝土框架如图3所示，梁、柱刚度已分别标于图中，柱截面尺寸b ×h=400×400mm 。

试用D 值法计算底层各柱剪力和弯矩，并绘出弯矩图。

一、填空题（每空1分，共31分）1. 刚性方案房屋设计时，单层房屋墙体底截面与基础简化为（ 固接 ）连接，多层房屋底层墙体底截面与基础简化为（ 铰接 ）连接。

2. 进行双向板内力计算时，所作的两点基本假定是（双向板支承梁抗弯刚度很大，竖向位移忽略不计 ）、（支承梁抗扭刚度很小可自由转动）。

3. 框架结构的承重方案主要有（ 横向框架承重 ）、（ 纵向框架承重 ）、（ 纵横向框架混合承重 ）。

4. 现浇钢筋混凝土梁板结构中，单、双向板判别条件是：当（长边与短边的跨度之比≥3时 ）为单向板，当（长边与短边的跨度之比≤2时 ）为双向板，当（2＜长边与短边的跨度之比＜ 3 ）宜按双向板设计，若按单向板设计时则（应沿长边布置足够数量的构造钢筋 ）。

5. 影响混合结格房屋静力计算方案的主要因素是（楼（屋）盖类别（即刚度） ）、（ 横墙间距 ）。

6. 为保证塑性铰有足够的转动能力，采用弯矩调幅法时，应满足的三项基本要求是（截面的弯矩调幅系数不宜超过25% ）、（调幅截面的相对受压区高度ξ不应超过0.35，也不宜小于0.1 ）、（用弯矩调幅法确定调幅后相应的跨内弯矩时，应满足静力平衡条件 ）。

7. 单层厂房结构中的等高排架是指（ ），8. 抗风柱与屋架的连接应满足的要求有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。

9. 确定单层厂房排架结构计算简图的两点基本假定是（柱下端固结于基础顶面，屋架或屋面梁铰结于柱顶 ）、（ 屋架或屋面梁没有轴向变形（即拉压刚度无穷大） ）。

10. 钢筋混凝土柱牛腿的三种主要破坏形态是（ 剪切破坏 ）、（ 斜压破坏 ）、（ 弯压破坏 ）。

11. D 值法在反弯点法的基础上对（ ）、（ ）作了修正。

12. 单阶排架柱应选择（上柱与牛腿交界的截面）、（下柱牛腿顶面截面 ）、（柱底截面 ）三个控制截面进行内力组合。

三、计算题（每小题13分，共39分 ）1. 某二跨三层钢筋混凝土框架如图1所示，梁、柱刚度已分别标于图中，柱截面尺寸b ×h=400×400mm 。

试用D 值法计算底层各柱剪力和弯矩，并绘出弯矩图。

2. 某多层刚性方案房屋外纵墙第三层墙体的受力如图1所示，试根据所给条件验算墙体顶截面承载能力是否满足要求？ 已知： 梁端有效支承长度0a =204mm, 窗间墙宽1.2m, 墙厚240mm, MU10砖, M7.5混合砂浆, f=1.69N/2mm ，计算高度O H =4.51m, T h =442mm, []β=26.3.某双跨钢筋混凝土排架柱承受水平吊车荷载如图3所示，试用剪力分配法计算排架的剪力和弯矩。