国家开放大学电大建筑结构形考册作业1-4参考答案

国家开放大学电大建筑结构形考册作业1-4参考答案建筑结构作业1参考答案本次作业涉及课程文字教材第1~第3章的研究内容，请按相应教学进度完成。

一、填空题（每小题2分，共20分）1.对于有明显屈服点的钢筋，一般取条件屈服强度作为钢筋设计强度的依据。

2.混凝土强度等级的表示方法为，符号C代表混凝土，C 后面的数字表示以N/mm²为单位的立方体抗压强度标准值。

3.结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两种。

4.混凝土和钢筋的强度设计值，定义为强度标准值除以相应的材料强度分项系数。

5.纵向受力钢筋的外边缘至混凝土表面的垂直距离，称为混凝土保护层厚度，用c表示。

6.钢筋混凝土从加荷至构件破坏，梁的受力存在着三个阶段，分别为弹性工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段。

7.受拉钢筋首先到达屈服，然后混凝土受压破坏的梁，称为延性梁，这种破坏称为延性破坏。

8.影响有腹筋梁的斜截面破坏形态的主要因素是剪跨比和配箍率。

9.钢筋混凝土梁的斜截面破坏的三种形式中，只有剪压破坏是斜截面承载力计算的依据。

10.T型截面梁按中和轴位置不同分为两类：第一类T型截面中和轴位于翼缘内，第二类T型截面中和轴位于梁肋内。

二、选择题（每小题2分，共20分）1.对于无明显屈服点的钢筋，其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。

2.我国《混凝土结构设计规范》规定应按立方体抗压强度标准值确定混凝土强度等级。

3.建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求，有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等性能均不超过规定的限度等，称为结构的适用性。

4.当结构或构件出现下列状态时，即认为超过了承载能力极限状态：结构转变为机动体系。

结构抗力R是指结构或结构构件能够承受作用效应（包括内力和变形）的能力，例如构件的承载能力和刚度。

一旦混凝土结构构件的截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋的种类、配筋的数量和方式等确定，构件截面就具有一定的抗力。

抗力可以按照一定的计算模式确定。

影响抗力的主要因素包括材料性能（例如强度和变形模量）、几何参数（例如构件尺寸）和计算模式的精确性（例如抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确）。

这些因素都是随机变量，因此由这些因素综合而成的结构抗力也是一个随机变量。

根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可以分为适筋梁、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。

计算题：1.某钢筋混凝土单筋矩形截面梁，截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为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，混凝土保护层厚度为25mm。

该梁承受最大弯矩设计值M=120kN·m。

需要复核梁是否安全。

2.某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25，f_y=360N/mm2，α_f_c=11.9N/mm2，纵向受力钢筋采用HRB400级，承受弯矩设计值为M=260kN·m。

需要求出所需的受拉钢筋和受压钢筋面积A_s、A_s'。

某简支矩形截面梁，跨度为6m，截面尺寸为200mm×500mm，采用C25砼和HPB300级箍筋，高度为465mm。

该梁受均布荷载设计值为40kN/m的作用。

请设计所需的箍筋。

一、填空题（每小题2分，共20分）1.轴心受压构件的稳定系数为长柱承载力与短柱承载力的比值，在同等条件下（即截面相同、配筋相同和材料相同）。

2.在轴心受压构件的承载力计算中，当fy400N/mm2时，取钢筋的抗压强度设计值fy'=(400N/mm2)。

3.钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是受拉钢筋先屈服，然后压区混凝土被压碎。

4.混凝土受压区高度或偏心距的大小决定了大偏心受压构件和小偏心受压构件的区别。

5.根据混凝土构件施加预应力方法的不同，分为第一批和第二批。

6.混凝土施加预压完成之前出现的预应力损失称为初始损失，混凝土施加预压完成后的损失称为长期损失。

7.预应力混凝土对混凝土的性能要求有：强度高；收缩、XXX变小；快硬、早强；弹性模量高。

8.单层厂房中的主要受力构件是屋面梁或屋架、柱和基础，按结构形式可分为排架结构和刚架结构。

9.排架结构分为无檩体系和有檩体系两种。

无檩体系由大型屋面板、屋面梁或屋架及屋盖支撑组成，有檩体系是由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组成。

10.单层厂房的支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。

二、选择题（每小题2分，共20分）1.轴心受压构件，配置纵筋的作用是帮助混凝土承受压力，减少构件截面尺寸。

2.轴心受压构件的稳定系数主要与长细比有关。

3.钢筋混凝土大、小偏心受压构件破坏的根本区别在于，当截面破坏时，受拉钢筋能否达到钢筋的抗拉强度。

判别方法：当偏心距大于构件截面尺寸的1/6时，判定为大偏心受压构件。

小偏心受压构件的破坏特征：受压构件的破坏是由于受压区混凝土先达到极限状态，然后钢筋发生屈服，其承载力主要取决于混凝土，故称为混凝土破坏。

这种破坏没有明显的预兆，变形增大较缓慢，具有脆性破坏的性质。

判别方法：当偏心距小于等于构件截面尺寸的1/6时，判定为小偏心受压构件。

2．简述混凝土的预应力及其分类。

答：混凝土的预应力是指在混凝土中施加一定的预先拉应力，以提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能，从而提高混凝土结构的承载力和使用性能。

混凝土的预应力可分为两种分类：1) 预应力的施加方式：分为先张法和后张法。

先张法是在混凝土浇筑前先施加预应力，后张法是在混凝土达到一定强度后再施加预应力。

2) 预应力的来源：分为内源预应力和外源预应力。

内源预应力是指混凝土自身的收缩变形和温度变形等因素产生的预应力，外源预应力则是通过钢束、钢板等预应力构件施加的预应力。

另外，连系梁还可以起到防止框架结构侧移的作用；过梁的作用：过梁的作用是将悬挑的屋面梁传递荷载给墙体或柱子，以增加厂房的整体稳定性；基础梁的作用：基础梁的作用是将柱子、墙体等承重构件的荷载传递给基础，以保证厂房的稳定性和安全性。

需要注意的是，这些承重构件的作用是相互协调的，缺一不可。

1.我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(3-2010)将10层及10层以上或房屋高度超过28米的住宅建筑结构和房屋高度大于28米的其他高层民用建筑结构定义为高层建筑，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Φ时，应考虑的因素有：砂浆强度等级、高厚比和T值。

二、简答题（每小题5分，共25分）1.什么是框架结构？它的特点是什么？答：框架结构是指由柱、梁和节点组成的空间刚架结构。

其特点是抗弯刚度大，属于刚性结构，但抗侧移刚度小，水平位移大，属于柔性结构。

2.什么是剪力墙结构？它的优缺点是什么？答：剪力墙结构是指由墙体承担大部分水平荷载的结构形式。

其优点是抗震性能好，结构稳定性高，但缺点是限制了房间布局，不利于空间灵活性的设计。

3.什么是钢筋混凝土框架-剪力墙结构？它的特点是什么？答：钢筋混凝土框架-剪力墙结构是指以钢筋混凝土框架为主体，辅以剪力墙的结构形式。

其特点是结构稳定性高，抗震性能好，同时也具有一定的空间灵活性。

4.什么是双曲面网壳结构？它的应用领域有哪些？答：双曲面网壳结构是指由双曲面构成的网壳结构。

其应用领域包括体育馆、展览馆、剧院等大跨度空间场馆建筑，以及机场、车站等交通枢纽建筑。

5.什么是钢结构？它的优点是什么？答：钢结构是指以钢材为主要构造材料的建筑结构形式。

其优点是强度高、刚度好、重量轻、施工速度快、可重复利用等。

同时，钢结构也具有良好的抗震性能和空间灵活性。

三、计算题（每小题15分，共30分）1.某矩形截面柱，其尺寸b×h=400mm×500mm，该柱承受的轴力设计值N=2000kN，计算长度l=4.5m，采用C30混凝土，HRB400级受力钢筋。

已知fc=14.3N/mm2，fy=360N/mm2，as=35mm，配置有纵向受力钢筋面积1256mm2，试验算截面安全否。

2.某矩形截面柱，截面尺寸b×h=300mm×400mm，已知构件承受的N=400kN，M=220kN·m，as=as'=40mm，l=4.8m，采用C30混凝土，HRB400级受力钢筋，已知fc=14.3N/mm2，fy=fy'=360N/mm2，求该柱所需的钢筋面积（As=As'）。

6.影响砌体抗压强度的主要因素包括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为两步进行，即整片墙的高厚比验算和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分。

提高碳的含量可以提高钢材强度，但同时会降低钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力。

10.在选择承重结构的钢材时，需要综合考虑结构的重要性、荷载的性质、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度、工作温度等因素，并选择合适的钢号和材性。

二、选择题1.筒体结构既具有极大的抗侧移刚度，又能因剪力墙的集中而获得较大的空间，适用于30层以上的高层房屋。

选项D，筒体结构。

2.框架结构在水平荷载作用下，因无节点间荷载，梁、柱的弯矩图都是直线形。

选项A，梁、柱的弯矩图都是直线形。

3.框架结构在竖向荷载作用下的近似计算可以采用分层法计算。

选项C，分层法。

4.砌体结构采用强度等级小于M5.0的水泥砂浆砌筑，则其抗压强度设计值应乘以调整系数0.85.选项B，0.85.5.砌体局部受压可能有三种破坏形态，B和C表现出明显的脆性，工程设计中必须避免发生。