国开房屋建筑混凝土结构设计形考作业答案.docx

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国开房屋建筑混凝土结构设计形考作业答案

国家开发大学土木工程本科

房屋建筑混凝土结构设计

形成性考核题目及答案

形考任务一

一、选择题（共5小题，每小题10分，共50分）

1.（梁板结构体系）主要承担楼（屋）面上的使用荷载，并将荷载传至竖向承重结构，再由竖向承重结构传至基础和地基。

2.（框架结构体系）由梁和柱连接而成，其中梁柱连接处一般为刚性连接，柱支座一般为固定支座。

3.（框架结构体系）的优点是建筑平面布置灵活、使用空间较大，缺点是结构抗侧刚度较小、易产生较大侧移，主要应用于10层以下多层建筑。

4.（框架-剪力墙结构体系）是将框架结构中的部分跨间布置剪力墙或把剪力墙结构的部分剪力墙抽掉改为框架承重。

5.（结构选型）的主要目的是为建筑物选择安全经济的受力体系，主要包括结构体系的选择及结构材料的确定等。

二、判断题（共10小题，每小题5分，共50分）

6.混凝土结构是由基础、柱（墙）、梁（板、壳）等混凝土基本构件组成的一个空间骨架受力系统。

（?

√?

）

7.混凝土结构设计，就是根据建筑功能或生产要求，依据一定的力学原理，选用合理的结构形式，并确定各组成构件的尺寸、材料和构造方法的过程。

（?

√?

）

8.梁板结构体系是混凝土结构中最常用的竖向结构体系，被广泛用于建筑中的楼、屋盖结构、基础底板结构等。

（?

×?

）

9.框架结构属高次超静定结构，既承受竖向荷载，又承受侧向水平力。

（?

√?

）

10.在剪力墙的墙体内，侧向荷载主要产生向下的压力，竖向荷载产生水平剪力和弯矩。

（?

×?

）

11.框架-剪力墙结构体系既保留了框架结构建筑布置灵活、使用方便的优点，又具有剪力墙抗侧刚度大、抗震性能好的优点，同时还可充分发挥材料的强度作用，具有很好的技术经济指标。

（?

√?

）

12.先设计、后勘察、再施工，是工程建设必须遵守的程序。

（?

×?

）

13.结构设计的具体内容包括基础结构设计、上部结构设计和构造细部设计。

（?

√?

）

14.结构设计一般可分三个阶段：

方案阶段、结构分析与计算阶段、施工图设计阶段。

（?

√?

）

15.工程地质勘察报告不作为结构设计的主要依据。

（?

×?

）

形考任务二

一、选择题（共10小题，每小题5分，共50分）

1.现浇楼盖是指在现场整体浇筑的楼盖，关于其缺点的表述不正确的是：

（?

耗费模板少?

）。

2.对于钢筋混凝土现浇楼盖，若表示短边的计算跨度，表示长边的计算跨度，则（?

当2

）。

3.对于肋形楼盖，不论板区格两边的尺寸比例如何，荷载传递的途径都是（?

板→次梁→主梁→柱或墙→基础→地基?

）。

4.关于井式楼盖的特点，下列叙述错误的是（?

用钢量和造价低?

）。

5.根据单向板肋梁楼盖的设计经验，其次梁的经济跨度为（?

4～6米?

）。

6.作用在楼盖上的荷载有恒荷载和活荷载两种，下列不属于恒荷载的是（使用时的人群、堆料及一般性设备重?

）。

7.在计算钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖时，板和次梁的内力可以采用折算荷载来计算，这是考虑到（?

次梁对板的约束影响?

）。

8.在钢筋混凝土连续梁活荷载的不利布置中，若求某跨跨内最大正弯矩，则其活荷载的正确布置方法是（在该跨布置活荷载，同时两侧每隔一跨布置活荷载）。

9.在钢筋混凝土连续梁活荷载的不利布置中，若求某支座左、右截面的最大剪力，则其活荷载的正确布置方法是（?

在该支座的相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置?

）。

10.六等跨连续梁，为使跨中支座的左、右截面出现最大剪力，活荷载应布置在：

（?

1、3、4、6跨?

）。

二、判断题（共10小题，每小题5分，共50分）

11.对于

的板，可按单向板进行设计，这是由于板上的荷载主要沿板的短边方向传递到相应的支承梁上，所以只需沿板的短跨方向布置受力筋，而沿板的长跨方向不必布置任何钢筋。

（?

×?

）

12.按弹性理论计算单向板肋梁楼盖主梁支座截面的配筋时，其内力设计值应以支座边缘截面为准，即

。

（?

√?

）

13.在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，采用按弹性理论的计算方法与采用考虑塑性内力重分布的计算方法相比，后者的计算结果更偏于安全。

（?

×?

）

14.肋形楼盖荷载传递的途径是板→主梁→次梁→柱或墙→地基→基础。

（?

×?

）

15.直接承受动荷载作用的结构构件可按塑性内力重分布法计算内力。

（?

×?

）

16.对于单向板肋梁楼盖，根据设计经验，经济的柱网尺寸为5～8m，次梁的经济跨度为4～6m，单向板的经济跨度则是1.7～2.5m，荷载较大时取较小值，一般不宜超过3m。

（?

√?

）

17.对于多跨连续梁结构，求某跨跨内最大正弯矩时，应在该跨布置活荷载，同时两侧每隔一跨布置活荷载。

（?

√?

）

18.钢筋混凝土静定结构“破坏”的标志不是某个截面的“屈服”（出现塑性铰），而是形成几何可变体系。

（?

×?

）

19.钢筋混凝土楼梯按结构受力状态可分为梁式、板式、折板悬挑式和螺旋式，前两种属于空间受力体系；后两种属于平面受力体系。

（?

×?

）

20.无梁楼盖的特点在于传力体系简化，楼层净空增大，底面平整，模板简单，便于施工。

（?

√?

）

形考任务三

一、选择题（共10小题，每小题5分，共50分）

1.框架柱的平面位置由房屋的使用要求形成的平面柱网尺寸来确定，民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在（?

6～9?

）米之间。

2.采用（?

混合承重体系?

），其优点是有利于抵抗来自纵横两个方向的风荷载和地震作用，框架结构具有较好的整体工作性能。

3.设置伸缩缝的主要目的是为了减少结构中的温度应力，温度应力的大小与（?

结构的长度（或宽度）?

?

）有关。

4.（?

预制装配式框架?

?

）是指梁、柱、楼板均为预制，通过焊接拼装连接成的框架结构。

但整体性较差，抗震能力弱，不宜在地震区应用。

5.框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用（?

分层法?

?

）。

6.在框架结构内力和位移计算中，考虑到（?

现浇楼板可以作为框架梁的有效翼缘的作用?

?

），计算框架梁截面惯性矩I时应考虑其影响。

7.计算框架梁截面惯性矩时应考虑现浇楼板对它的影响，为方便设计，对现浇楼盖，边框架梁的截面惯性矩取为（?

1.5I0?

?

）。

（I0为矩形截面梁的截面惯性矩）

8.地震作用或风荷载对框架结构的水平作用，一般都可简化为作用于（?

?

框架节点?

）上的水平力。

9.框架结构在节点水平集中力作用下，（?

梁和柱的弯矩图都呈直线形?

?

）。

10.一般认为，当框架结构梁的线刚度与柱的线刚度之比（?

超过3?

?

）时，采用反弯点法计算所引起的误差能够满足工程设计的精度要求。

二、判断题（共10小题，每小题5分，共50分）

11.框架结构广泛应用在多、高层建筑中，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等使用要求。

（?

√?

）

12.横向框架承重体系的优点在于开间布置比较灵活，但房屋的横向刚度较差，楼板的跨度也较大，因此在实际工程中采用较少。

（?

×?

?

）

13.民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在6～12米之间，工业建筑的柱网尺寸一般在6～9米之间。

（?

×?

?

）

14.沉降缝主要用于解决由于因房屋过长所带来的温度应力问题，而温度应力的大小与房屋长度（或宽度）有关。

（?

×?

）

15.伸缩缝的宽度一般为50毫米以上，从基础开始一直沿房屋的高将结构分开。

（?

?

×?

）

16.现浇式框架的整体性强、抗震性能好，因此在实际工程中采用比较广泛。

但现场浇筑混凝土的工作量较大。

（?

√?

?

）

17.框架结构的近似手算方法包括竖向荷载作用下的分层法、水平荷载作用下的反弯点法和改进反弯点法（D值法）。

（?

√?

?

）

18.采用调整框架柱的线刚度来考虑支座转动的影响，其方法是：

（1）除底层以外其他各层柱的线刚度均乘0.9的折减系数；

（2）除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3。

（?

√?

?

）

19.一般认为，当梁的线刚度与柱的线刚度之比不超过3时，反弯点法的计算误差能够满足工程设计的精度要求。

（?

×?

）

20.框架结构中，如果柱上下端转角相同，反弯点就在柱高的中央；如果柱上下端转角不同，则反弯点偏向转角较大的一端，亦即偏向约束刚度较小的一端。

（?

√?

?

）

形考任务四

一、选择题（共10小题，每小题5分，共50分）

1.屋盖结构分无檩屋盖和有檩屋盖两种，无檩屋盖由（?

大型屋面板、屋面梁或屋架（包括屋盖支撑））组成。

2.单层厂房的结构体系中，纵向平面排架结构体系是由（?

纵向柱列、基础、连系梁、吊车梁和柱间支撑等?

）组成的。

3.排架结构形式是指钢筋混凝土排架由屋面梁（或屋架）、柱和基础组合，（?

排架柱上部与屋架铰接，排架柱下部与基础刚接?

）的结构形式。

4.单层厂房的结构形式上可分为排架结构和刚架结构两大类，其中刚架结构的特点是（?

梁柱合一，刚接成一个构件，柱下部与基础铰接，顶节点可为铰接或刚接?

）。

5.作用在厂房结构上的大部分荷载都是通过（?

横向排架?

?

）传给基础、再传到地基中去。

6.（?

柱网?

?

）布置合理与否，与厂房的使用功能有密切关系，直接影响厂房结构的经济合理性和先进性。

7.为了减小厂房中的温度应力，可沿厂房的纵向和横向在一定长度内设置（?

伸缩缝?

），将厂房结构分成若干个温度区段，保证厂房正常使用。

8.关于单层厂房中横向水平支撑的作用，下列叙述不正确的是（?

加强屋盖结构在横向水平面内的刚度，使横向水平荷载沿纵向分布?

）。

9.单层厂房结构中，（?

圈梁?

?

）的作用是将墙体和柱、抗风柱等箍在一起，增加厂房的整体刚性，防止由于地基发生过大的不均匀沉降或较大振动荷载引起的不利影响。

10.下列选项中，（?

预应力混凝土大型屋面板?

?

）适合作为单层厂房无檩体系屋盖的屋面板。

二、判断题（共10小题，每小题5分，共50分）

11.屋面板、屋架或屋面梁、托架、天窗架属于屋盖结构体系。

屋盖结构分无檩屋盖和有檩屋盖两种。

（?

√?

）

12.排架结构形式是指钢筋混凝土排架由屋面梁（或屋架）、柱和基础组合，排架柱上部与屋架刚接，排架柱下部与基础刚接的结构形式。

（?

×?

）

13.屋面梁或屋架、横向柱列和基础等组成横向平面排架结构，它是单层厂房的基本承重结构。

（?

√?

）

14.一般单层厂房中，横向排架是主要承重结构，屋架、吊车梁、柱和基础是主要承重构件。

（?

√?

）

15.作用在厂房结构上的大部分荷载（屋盖上的竖向荷载，吊车上的竖向荷载和横向水平荷载，横向风荷载或横向地震作用，部分墙体和墙梁的自重以及柱上的设备等荷载）都是通过横向排架传给基础、再传到地基中去。

（?

√?

?

）

16.伸缩缝从基础顶面开始，将两个温度区段的上部结构完全分开，留出一定宽度的缝隙，当温度变化时，结构可自由地变形，防止房屋开裂。

（?

√?

?

）

17.通常所说的单层厂房结构的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。

（?

√?

）

18.单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。

（?

√?

?

）

19.厂房支撑体系是连系屋架、柱等构件，使其构成厂房空间整体，保证整体刚性和结构几何稳定性的重要组成部分。

（?

?

√?

）

20.有檩屋盖体系由小型屋面板、檩条、屋架和屋盖支撑组成，该体系具有较好的整体性和刚度，适用于大中型单层厂房。

（?

×?

?

）

形考任务五

一、简答题（共17小题，每小题4分）

1．混凝土结构形式通常包含哪些？

答：

混凝土结构形式通常包含梁板结构、框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构等。

2．简述结构选型的主要目的和内容？

答：

结构选型的主要目的是为建筑物选择安全经济的受力体系。

主要包括结构形式、结构体系的选择及结构材料的确定等。

3．简述结构计算高度的定义和作用？

答：

结构计算高度是指结构底部嵌固端至屋面板顶面的高度，包括突出屋面的水箱间、电梯机房、排烟机房和楼梯间等高度。

该高度的作用是：

①准确计算风荷载及地震作用；②确定结构首层层高，估计首层竖向构件（柱、剪力墙）的截面尺寸等。

4.结构体系选定后，结构设计人员要进行结构布置，结构布置应满足的原则有哪些？

答：

结构布置应满足以下原则：

在满足使用要求的前提下，结构的平面布置和竖向布置应尽可能简单、规则、均匀、对称，避免发生突变。

荷载传递路线要明确、快捷、结构计算简图简单并易于确定。

结构的整体性好，受力可靠。

施工简便、经济合理。

5.建筑物基础的埋置深度，应根据哪些因素确定？

答：

建筑物基础的埋置深度，应根据以下因素确定：

①建筑物本身的特点（如使用要求、结构形式等）；②荷载的类型、大小和性质；③建筑物周边条件（如地质条件、相邻建筑物基础埋深的影响）等。

必要时，还应通过多方案综合比较来确定。

6.简述肋梁楼盖的组成和传力途径？

答：

肋梁楼盖由梁和板组成，梁的网格将楼板划分为逐个的矩形板块，每个板块由周边的梁支承，即楼面荷载由板块传递到梁，再由梁传到柱或墙等竖向承重构件（竖向结构体系），梁对板起到“肋”的作用。

7.何谓密肋楼盖？

其有何优缺点？

答：

密肋楼盖有薄板和间距较小的肋梁组成，密肋key单向不知，也可以双向布置，肋距一般为0.9-1.5m。

该类楼盖多用于跨度大而梁高度受限制的情况。

密肋楼盖具有省材料。

自重轻、高度小等优点。

其缺点是顶棚不美观，往往需要吊顶处理或用塑料模壳作为模版，并在施工后永久性代替吊顶装修。

8.简述现浇式楼盖的特点？

答：

现浇式楼盖的整体性好、刚度大，结构布置灵活，有利于抗震，对不规则平面适应性强，开洞方便，但其缺点是需要模板量大、施工工期长。

9.塑性铰与理想铰的区别有哪些？

答：

塑性铰与理想铰的区别：

（1）塑性铰是单向铰，仅能沿弯矩作用方向，绕不断上升的中和轴产生有限的转动；而理想铰能沿任意方向不受限制地自由转动。

（2）塑性铰能承受一定的弯矩，即截面“屈服”时的极限弯矩Mu≈My；而理想铰不能承受任何弯矩。

（3）塑性铰有一定长度；而理想铰集中于一点。

10.哪些情况下不宜采用塑性内力重分布的方法来进行结构分析？

答：

（1）直接承受动荷载作用的结构构件；

（2）裂缝控制等级为一级或二级的结构构件，如水池池壁；（3）处于重要部位而又要求有较大强度储备的结构构件。

11．框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用什么方法？

作哪些假定？

答：

框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。

在进行竖向荷载作用下的内力分析时，可假定：

（1）作用在某一层框架梁上的竖向荷载对其他楼层的框架梁的影响不计，而仅在本楼层的框架梁以及与本层框架梁相连的框架柱产生弯矩和剪力。

（2）在竖向荷载作用下，不考虑框架的侧移。

12．改进反弯点法对什么计算进行了改进？

改进反弯点法为何又称为“D值法”？

答：

对反弯点法中柱的侧向刚度和反弯点高度的计算方法作了改进，称为改进反弯点法。

改进反弯点法中，柱的侧向刚度以D表示，故此法又称为”D值法”。

13．简述当单层厂房结构形式选定之后，结构设计主要按哪些步骤进行？

答：

当单层厂房结构形式选定之后，结构设计主要按以下步骤进行：

①　根据工艺设计要求进行结构布置；包括柱网平面布局、结构体系选择、标高系统等竖向布置。

②　根据竖向荷载，选用相应的标准构件；

③　确定排架计算简图，分析排架内力；

4地震区时，进行柱的抗震设计和计算；

5计算柱和基础配筋；

6绘制结构构件布置图；

7绘制柱和基础施工图。

14．简述单层厂房结构中为什么要布置伸缩缝？

答：

因为如果厂房的长度或宽度过大，在气温变化时，厂房埋入地下部分和暴露在外的部分由于温度变化引起的伸缩程度不同，在结构内部会产生温度应力，可能使墙面、屋面等构件拉裂，影响厂房的正常使用。

为了减少厂房结构中的温度应力，可沿厂房的纵向和横向在一定长度内设置伸缩缝，将厂房结构分成若干个温度区段，保证厂房的正常使用。

15．单层厂房一般在什么情况下可考虑设置沉降缝？

答：

当相邻厂房高差较大，两跨间吊车起重量相差悬殊，地基土的压缩性有显着差异，厂房结构类型有明显差别处等容易引起基础不均匀沉降时，应设置沉降缝。

16．单层厂房的支撑系统包括屋盖支撑和柱间支撑两大部分，其主要作用是什么？

答：

厂房的支撑系统包括屋盖支撑和柱间支撑两大部分，其主要作用是：

①保证结构构件的几何稳定性与正常工作；

②增强厂房的整体稳定性和空间刚度；

③将某些局部性水平荷载（如风荷载、吊车纵向水平荷载或纵向水平地震作用）传递到主要抗侧力构件上；

④在施工安装阶段保证厂房结构的稳定。

17.对单层厂房排架结构进行内力分析的目的是什么？

排架内力计算主要包括哪些内容？

答：

对单层厂房排架结构进行内力分析的目的，是为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，为柱子的截面设计和配筋提供依据；同时，柱底截面的最不利内力，也为基础的设计提供依据。

排架内力计算的内容主要包括：

确定计算简图、荷载计算、内力分析和内力组合，必要时还应验算排架结构的水平位移是否满足限值要求。

二、论述题（共4小题，每小题8分，共32分）

1．为什么要采用考虑塑性内力重分布的计算方法？

答：

答：

在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，采用按弹性理论计算方法得到的内力包络图来选择构件截面及配筋，显然是偏于安全的。

因为这种计算理论的依据是，当构件任一截面达到极限承载力时，即认为整个构件达到承载能力极限状态。

这种理论对于脆性材料结构和塑性材料的静定结构来说是基本符合的，但是对具有一定塑性的超静定连续梁、板来说，就不完全正确，因为当这种构件某截面的受拉钢筋达到屈服进入第Ⅲ阶段时，只要整个结构是几何不变的，它就仍有一定的承载力，仍然可以继续加载。

只不过在其加载的全过程中，由于材料的塑性性质，各截面间内力的分布规律会发生变化，这种情况就是塑性内力重分布现象。

利用该现象能够充分发挥材料的强度储备，因此，在结构计算中应予以考虑。

2．反弯点法的应用需遵循哪些基本假定？

答：

需要遵循的基本假定有假定：

（1）求各个柱的剪力时，假定各柱上下端都不发生角位移，即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大；

（2）在确定柱的反弯点位置时，假定除底层以外，各个柱的上、下端节点转角均相同，即除底层外，各层框架柱的反弯点位于层高的中点；对于底层柱，则假定其反弯点位于距支座2/3层高处。

（3）梁端弯矩可由节点平衡条件求出，并按节点左右梁的线刚度进行分配。

3．请论述我国房屋建筑所采用的三水准抗震设防目标“小震不坏，中震可修，大震不倒”的具体含义。

答：

当遭遇小震（第一水准烈度）影响时，建筑处于正常使用状态，从结构抗震分析角度，可以视为弹性体系，采用弹性反应谱进行弹性分析；当遭遇中震（第二水准烈度）影响时，结构进入非弹性工作状态，但非弹性变形或结构体系的损坏控制在可修复的范围；当遭遇大震（第三水准烈度）影响时，结构有较大的非弹性变形，但应控制在规定的范围内，以免倒塌。

4．根据钢筋混凝土单层厂房各主要构件的连接构造，试论述单层厂房排架计算分析过程的基本假定及其原因。

答：

钢筋混凝土单层厂房排架结构由屋架或屋面梁、柱和基础组成。

通常，排架结构或屋面梁为铰接，而与其下基础为刚结。

根据单层厂房结构的实际工程构造，为了简化计算，确定计算简图时，做如下基本假定：

（1）排架柱下端固接于基础顶面。

（2）排架柱上端与横梁（屋架与屋面梁的统称）铰接。

横梁通常为预制构件，在柱顶通过预埋钢板焊接连接或用螺栓连接在一起。

这种连接方式可传递水平力和坚向力，而不能可靠地传递弯矩，因此假定排架柱上端与横梁为铰接较符合实际情况。

（3）横梁为轴向变形可忽略不计的刚性连杆。

钢筋混凝土或预应力混凝土屋架在荷载作用下，其轴向变形很小，可忽略不计，视为刚性连杆，根据这一假定，挂架受理后，横梁两端柱的水平位移相等。

但需注意，若横梁为下弦刚度较小的组合式屋架或两铰拱，三铰拱屋架，则应考虑横梁轴向变形对排架柱内力的影响。