电大建筑结构形成性考核册作业及答案.docx

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《建筑结构》作业1

说明：本次作业包括第一章钢筋和混凝土的物理力学性能、第二章混凝土结构的基本计算原则、第三章受弯构件承载力计算的内容，请于四周之前完成。

一、填空题（每小题2分，共20分）
1．对于有明显流幅的钢筋(俗称软钢)，一般取（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（）为单位的立方体抗压强度标准值。
3．结构的极限状态分（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）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（适筋） 梁，这种破坏称为（延性）破坏。
8、影响有腹筋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（D）
A.最大应变对于的应力 B.极限抗拉强度
C. 0.9倍极限抗拉强度 D.条件屈服强度
2.我国规范采用（A ）作为确定混凝土强度等级的依据。
A．立方体抗压强度标准值 　 B．轴心抗压强度
C．轴心抗拉强度 　　 D．劈拉强度
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，称为结构的（B）
A．安全性 B．适用性
C．耐久性 D．可靠性
4.当结构或构件出现下列状态（A）时，即认为超过了承载能力极限状态。
A．结构转变为机动体系 B．出现了影响正常使用的过大振动
C．挠度超过允许值 D．裂缝超过了允许值
5.截面尺寸和材料强度一定时，钢筋混凝土受弯构件正截面承载力与受拉区纵筋配筋率的关系是（C）。
A．配筋率越大，正截面承载力越大
B．配筋率越大，正截面承载力越小
C．当配筋率在某一范围内时，配筋率越大，正截面承载力越大
D．配筋率大小和正截面承载力大小没有关系
6.双筋矩形截面梁，正截面承载力计算公式的第二个适用条件的意义是（C）。
A．防止出现超筋破坏
B．防止出现少筋破坏
C．保证受压钢筋达到规定的抗压设计强度
D．保证受拉钢筋达到规定的抗拉设计强度

7.在截面设计时，满足下列条件（D）则为第二类T形截面。　
A．
B．)
C．
D．
8．当剪跨比适中，且腹筋配置量适当时，常发生( B)。
A．适筋破坏 B．剪压破坏
C．斜压破坏 D．斜拉破坏
9．在钢筋混凝土梁斜截面承载力计算中，若，则应采取的措施是（A）。
A．加大截面尺寸 B．增加箍筋用量
C．配置弯起钢筋 D．增大纵筋配筋率
10.条件相同的无腹筋梁，发生斜压、剪压、斜拉破坏形态时，梁的斜截面抗剪承载力的大致关系是（A）。
A．斜压破坏的承载力>剪压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力
B．剪压破坏的承载力> 斜压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力
C．斜拉破坏的承载力>斜压破坏的承载力>剪压破坏的承载力
D．剪压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力>斜压破坏的承载力

三、简答题（每小题5分，共15分）
1．混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些？
答：用于混凝土结构中的钢筋，一般应能满足下列要求：
（1）有较高的强度和适宜的屈强比；
（2）较好的塑性；
（3）可焊性；
（4）低温性能；
（5）与混凝土要有良好的粘结力。

2．在结构设计的表达式中，如何确定永久荷载、可变荷载的代表值？
答：对于永久荷载，规定以其标准值作为代表值；对于可变荷载，则以其标准值、组合值、准永久值及频遇值作为代表值：

3．根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为哪三种类型，各有何破坏特征？
答：根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为：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。

五、计算题（每题15分，共45分）
1.某钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸，混凝土强度等级C25，钢筋采用HRB400级，已经配置有3根直径为的纵向受拉钢筋，混凝土保护层厚度25。该梁承受最大弯矩设计值=120。试复核梁是否安全。
[解]

（1）计算
因纵向受拉钢筋布置成一排，故
（2）判断梁的条件是否满足要求

满足要求。
（3）求截面受弯承载力，并判断该梁是否安全

该梁安全。

2.某矩形截面梁，截面尺寸为200×500mm, 混凝土强度等级C25（），HRB400级纵向受力钢筋（），承受弯距设计值的作用，求所需的受拉钢筋和受压钢筋面积、。
解：
（1）验算是否需要采用双筋截面
因的数值较大，受拉钢筋按二排考虑，-60=500-60=440。
计算此梁若设计成单筋截面所能承受的最大弯矩：

故应设计成双筋截面。
（2）求受压钢筋，令=，并注意到当=时等号右边第一项即为，则：

（3）求受拉钢筋

3.某矩形截面简支梁，跨度l=6m，截面尺寸b×h=200×500mm, 采用C25砼，HPB235级箍筋，h0=465mm，作用有均布荷载设计值q＝40kN/m，试配置所需的箍筋。
解：

建筑结构》作业2
说明：本次作业包括第四章受压构件、第五章预应力混凝土构件设计、第六章单层厂房的内容，请于八周之前完成。

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在同等条件下(即截面相同，配筋相同，材料相同)，（长柱承载力）与（短柱承载力）的比值。
2．在轴心受压构件的承载力计算中，当时，取钢筋的抗压强度设计值 =（） ；当时，取钢筋的抗压强度设计值= （） 。
3．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）的为大偏心受压构件，反之为小偏压构件。
6．根据混凝土构件施加预应力方法的不同，分为（先张法）和（后张法）。
5．混凝土施加预压完成之前出现的预应力损失称为（第一批）损失，混凝土施加预压完成后的损失，称为（第二批）损失。
7．预应力混凝土对混凝土的性能要求：（强度高）；（收缩、徐变小）；快硬、早强；弹性模量高。
8． 单层厂房中的主要受力构件是横梁(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(D)。
A．发挥套箍的作用，防止纵筋压屈
B．提高混凝土的抗拉能力
C．防止发生失稳破坏
D．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(C)有关。　　
A．混凝土强度 B．配筋率
C．长细比 D．荷载
3． 大小偏心受压构件破坏的根本区别在于，当截面破坏时，（B）。
A．受压钢筋是否能达到钢筋的抗压强度
B．受拉钢筋能否达到钢筋的抗拉强度
C．受压区混凝土是否被压碎
D．受拉区混凝土是否破坏
4．偏心受压构件界限破坏时（D）。
A．远离轴向力一侧的钢筋屈服比受压区混凝土压碎早发生
B．远离轴向力一侧的钢筋屈服比受压区混凝土压碎晚发生
C．远离轴向力一侧的钢筋屈服与另一侧钢筋屈服同时发生
D．远离轴向力一侧的钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生
5．先张法的施工工序是（C）。
A．先张拉钢筋，并将其固定，浇注混凝土后，马上放松钢筋
B．混凝土浇注后，马上张拉钢筋并固定
C．先张拉钢筋，待混凝土达到一定强度后，放松钢筋
D．先浇注混凝土，待混凝土达到一定强度后，张拉钢筋
6． 对先张法和后张法的预应力混凝土构件，如果采用相同的张拉控制应力值，则（C）
A．后张法所建立的钢筋有效预应力比先张法小
B．后张法所建立的钢筋有效预应力与先张法相同
C．后张法所建立的钢筋有效预应力比先张法大
D．没有任何关系
7．条件相同的钢筋混凝土轴拉构件和预应力混凝土轴拉构件相比较（B ）。
A．前者的承载力高于后者
B．前者的抗裂度比后者差
C．前者与后者的承载力和抗裂度相同
8．单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的（D）。
A．两端，与上柱柱间支撑相对应的柱间
B．中间，与屋盖横向支撑对应的柱间
C．两端，与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间
D．中间，与上柱柱间支撑相对应的柱间
9．在一般单阶柱的厂房中，柱的（A）截面为内力组合的控制截面
A．上柱底部、下柱的底部与顶部 B．上柱顶部、下柱的顶部与底部
C．上柱顶部与底部、下柱的底部 D．上柱顶部与底部、下柱顶部与底部
10．单层厂房柱进行内力组合时，任何一组最不利内力组合中都必须包括（A）引起的内力。
A．恒载 B．吊车荷载 C．风荷载 D．屋面活荷载

三、简答题（每小题5分，共30分）
1．简述大小偏心受压构件的破坏特征及其判别方法。
答：大偏心受压构件的破坏特征：受压构件的破坏是由于受拉钢筋首先到达屈服，然后压区混凝土被压碎，其承载力主要取决与受拉钢筋，故称为受拉破坏。这种破坏有明显的预兆，横向裂缝显著开展，变形急剧增大，具有塑性破坏的性质。
小偏心受压构件的破坏特征：受压构件破坏时，受压区边缘混凝土达到极限压应变值，受压钢筋应力达到抗压屈服强度，离轴向力较远一侧的钢筋不论受拉还是受压，其应力一般都达不到屈服强度，属于脆性破坏。其承载力取决于受压区混凝土及受压钢筋，故称为受压破坏，这种破坏缺乏明显的预兆，具有脆性破坏的性质。
大小偏心受压构件的判别：当时，为大偏心受压破坏形态；当时，为小偏心受压破坏形态。

2．简述先张法与后张法的基本施工工序。
答：先张法基本工序为：
(1)在台座(或钢模)上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力，并用夹具临时固定；
(2)支模并浇灌混凝土；
(3)养护混凝土(一般为蒸汽养护)至设计强度的75％以上时，切断预应力钢筋。
后张法基本工序为：
(1)浇筑混凝土构件，并预留孔道；
(2)养护混凝土到规定强度值；
(3)在孔道中穿筋，并在构件上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力；
(4)张拉端用锚具锚住预应力钢筋，并在孔道内压力灌浆。

3．先张法与后张法施加与保持预应力的方法有何不同，各有何适用？
答：先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。此方法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。
后张法构件是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力的。因此，锚具是构件的一部分，是永久性的，不能重复使用。此方法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。

4．单层工业厂房中支撑的主要作用是什么？屋盖支撑包括哪些？
答：单层工业厂房中支撑的作用主要是：
(1)在施工和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性；
(2)保证厂房结构的纵向和横向水平刚度，以及空间整体性；
(3)将水平荷载传给主要承重结构和基础；
屋盖支撑包括：设置在上、下弦平面内的横向支撑和设置在下弦平面内的纵或屋面梁上翼缘的侧向稳定，向水平支撑，以及设置在屋面梁或屋架间的垂直支撑和水平系杆。

5．抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁各有何作用？
答：抗风柱的作用：抗风柱的作用将山墙风荷载传递至基础；
圈梁的作用：圈梁的作用是将墙体、柱箍在一起，以加强厂房的整体刚度，防止由于地基的不均匀沉降或较大振动荷载引起对厂房的不利影响；
连系梁的作用：连系梁的作用是连系纵向柱列，以增强厂房的纵向刚度，并传递风载到纵向柱列。
基础梁的作用：在一般厂房中，基础梁的作用是承担围护墙体的重量，而不另做墙基础。

6．作用在排架上的恒载和活载各包括哪些？
答：作用在排架上的荷载可分为恒载和活载。恒载包括屋盖自重、上柱自重、下柱自重、吊车梁和轨道等零件自重，以及有时支承在柱牛腿上的围护结构自重。
活载包括屋面活载，吊车荷载、均布风载以及作用在屋盖支承处的集中风荷载等。

五、计算题（每小题15分，共30分）
1． 某矩形截面柱，其尺寸b×h=400×500mm, 该柱承受的轴力设计值N=2000 kN,计算长度, 采用C30砼，HRB400级受力钢筋，已知, , ,配置有纵向受力钢筋面积，试验算截面安全否。
解：
(1)确定稳定系数

查表4－1得。
(2)确定柱截面承载力

由式(4-1)得

故此柱截面安全。

2．某矩形截面柱，截面尺寸b×h=300×400mm,已知构件承受的N=400 kN,M＝220kN·m，, 采用C30砼，HRB400级受力钢筋，已知, ,求该柱所需的钢筋面积As=As’ 。
解：
，且
为大偏心受压构件。

则
，取 1
取 1

由式(4-19)得

选配

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《建筑结构》作业3

说明：本次作业包括文字教材第七章多层及高层钢筋混凝土房屋、第八章砌体结构、第九章钢结构的材料的内容，请于十二周之前完成。

一、填空题（每小题2分，共20分）
1．我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)把（10层及10层以上）或房屋高度大于（28m）的建筑物定义为高层建筑，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有：值、（高厚比）和（砂浆强度等级）。
6．影响砌体抗压强度的主要因素有：（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两步进行，包括（整片墙）的高厚比验算与（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份。碳的含量提高，则钢材强度（提高），但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力（下降）。
10．承重结构的钢材，应根据（结构的重要性），荷载的性质（静力或动力）、结构形式、（应力状态）、连接方法（焊接或螺栓连接）、钢材厚度工作温度等因素综合考虑，选择合适钢号和材性。

二、选择题（每小题2分，共20分）
1．（ C ）结构体系既有结构布置灵活、使用方便的优点，又有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛的应用与高层办公楼及宾馆建筑。
A．框架 B．剪力墙
C．框架－剪力墙 D．框架－筒体
2． 框架在水平荷载作用下，因无节点间荷载（A）。
A．梁、柱的弯矩图都是直线形
B．梁、柱的弯矩图都是曲线形
C．梁的弯矩图是直线形、柱的弯矩图是曲线形
D．梁的弯矩图是曲线形、柱的弯矩图是直线形
3．框架在竖向荷载作用的近似计算可以采用（分层法）。A．反弯点法 B．D值法
C．分层法 D．力矩分配法
4． 砌体结构采用水泥砂浆砌筑，则其抗压强度设计值应乘以调整系数（B）
A．0．9 B．0．85 C．0．75 D．0．5
5． 砌体局部受压可能有三种破坏形态，（D）表现出明显的脆性，工程设计中必须避免发生。
A．竖向裂缝发展导致的破坏——先裂后坏 B．劈裂破坏——一裂就坏
C．局压面积处局部破坏——未裂先坏 D．B和C
6．无筋砌体，结构截面面积A＜0．3m2时,其强度设计值应乘以调整系数（C）。
A．0．75 B．0．89 C．0．7+A D．0．9
7．混合结构房屋的空间刚度与（A）有关。
A．屋盖（楼盖）类别、横墙间距
B．横墙间距、有无山墙
C．有无山墙、施工质量
D．屋盖（楼盖）类别、施工质量
8．钢材的伸长率用来反映材料的（C）。
A. 承载能力 B. 弹性变形能力
C. 塑性变形能力 D. 抗冲击荷载能力
9．（C）是衡量结构的承载能力和确定强度设计值的重要指标。
A．抗拉强度 B．极限强度
C．屈服强度 D．抗压速度
10．钢材经冷作硬化后屈服点（C），塑性降低了。
A．降低 B．不变 C．提高 D．变为零
三、简答题（每小题5分，共35分）
1．框架结构按施工方法可分为哪几种？其组成如何？
答：框架结构按施工方法可分为全现浇式框架、半现浇式框架、装配式框架和装配整体式框架四种形式。
全现浇式框架，即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土。半现浇式框架是指梁、柱为现浇，楼板为预制，或柱为现浇，梁板为预制的结构。装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，然后通过焊接拼装连接成整体的框架结构。所谓装配整体式框架是将预制梁、柱和板在现场安装就位后，在梁的上部及梁、柱节点处再后浇混凝土使之形成整体。
2．分层法计算内力的主要步骤是什么？
答：分层法计算内力的主要步骤是：
①将多层框架分层，以每层梁与上下柱组成的单层框架作为计算单元，柱远端假定为固端；
②用力矩分配法分别计算各计算单元的内力；
③分层计算所得的梁端弯矩即为最后弯矩。
3．多层砌体房屋承重墙布置有哪几种方案？纵、横墙承重体系的特点如何？
答：多层砌体房屋承重墙布置有下列几种方案：横墙承重体系、纵墙承重体系和纵、横墙承重体系。
纵、横墙承重体系的特点是：
(1)横墙的间距可以加大，房间的使用空间较横墙承重体系增加。但横墙间距受现浇板的跨度和墙体截面的限制不 宜太大。
(2)纵、横墙承受的荷载比较均匀，常常可以简化基础的类型，便于施工。
(3)纵、横两个方向的空间刚度均比较好。
4．作为刚性和刚弹性方案的横墙，为了保证屋盖水平梁的支座位移不致过大，横墙应符合下列要求有哪些？
答：作为刚性和刚弹性方案的横墙，为了保证屋盖水平梁的支座位移不致过大，横墙应符合下列要求，以保证其平面刚度：
(1)横墙中开洞口时，洞口的水平截面积不应超过横墙截面积的50％；
(2)横墙的厚度不宜小于180；
(3)单层房屋的横墙长度不宜小于其高度，多层房屋的横墙长度，不宜小于 (为横墙总高度)。
5．影响墙、柱允许高厚比的因素有哪些？它们分别有何影响？
答：影响墙、柱允许高厚比的因素有：
（1）砂浆强度等级：墙、柱的稳定性与刚度有关，刚度与弹性模量E有关，而砂浆的强度直接影响砌体的弹性模量，砂浆强度高，允许高厚比[]大些；砂浆强度低，则[]小些。
（2）砌体类型：毛石墙砌体较实心墙刚度差，[]值应降低；组合砖砌体刚度好，[]值相应提高。
（3）横墙间距：横墙间距小，墙体的稳定性和刚度好；反之，横墙间距大则稳定性和刚度差。在验算高厚比时，用改变墙体计算高度的方法来考虑这一因素。
（4）支承条件：刚性方案房屋的墙、柱在屋(楼)盖处假定为不动铰支座，支承处变位小，[]值可提高；而弹性和刚弹性方案，也用计算高度来考虑，墙、柱的[]值应减小。
（5）砌体的截面形式：有门窗洞口的墙即变截面墙，墙体的稳定性较无洞口的墙要差，规范规定，允许高厚比[]应乘修正系数产予以折减。
（6）构件重要性和房屋使用情况：非承重墙属次要构件，且荷载为墙体自重，[]值可提高；使用时有振动的房屋，[]值应降低。

6．钢材在各种荷载作用下会发生两种性质完全不同的破坏形式，各有何特点？
答：钢材在各种荷载作用下会发生两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。
塑性破坏断口呈纤维状，色泽发暗，破坏前有较大的塑性变形和明显的颈缩现象，且变形持续时间长，容易及时发现并采取有效补救措施，通常不会引起严重后果。
脆性破坏断口平齐并呈有光泽的晶粒状。由于脆性破坏前没有明显的征兆，不能及时觉察和补救，破坏后果严重。因此，在钢结构的设计、施工和使用中，要充分考虑各方面因素，避免一切发生脆性破坏的可能性。
7．钢结构设计规范（GB50017-2003）对承重结构的钢材宜采用哪几种？
答：钢结构设计规范（GB50017-2003）对承重结构的钢材宜采用Q235钢（3号钢）、Q345钢(16Mn钢)、Q390钢（15MnV钢）和新品种Q420钢（15MnVN）四种。

五、计算题（共25分）
1． 某轴心受压砖柱，截面b×h＝370×490mm，H0＝H＝4．2m，采用砖MU10、水泥砂浆M5砌筑，由荷载产生的柱底最大轴力设计值N＝200kN，试验算此柱的承载力是否满足要求？（15分）
解：轴向力设计值N为：N＝200kN
截面面积为：

由MU10砖、M5砂浆查得
则此柱的承载力为

不满足要求

2． 某办公楼，钢筋混凝土楼改，会议室外纵墙，每4．5m设一2．7m宽的窗户，横墙间距20m，纵墙厚为240mm，用M5砂浆砌筑，墙计算高度4．6m。试验算纵墙高厚比。（10分）
解：
横墙最大间距20 m,查表8－10属于刚性方案
墙高4．6m ，
刚性方案， 外墙承重， 故；
每4．5m设一2．7m宽的窗户，得：

查表8－12砂浆强度等级5时[]=24；得：

满足要求。

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《建筑结构》作业4

说明：本次作业包括第十章钢结构连接、第十一章钢结构构件和第十三章抗震设计基本知识，请于17周之前完成。

一、填空题（每小题2分，共20分）
1．钢结构的连接通常有（焊接、铆接和螺栓连接）三种方式。在房屋结构中，常用（焊接和螺栓）连接。
2．普通螺栓的优点是（装卸便利，不需特殊设备）。高强度螺栓是靠（被连接板间的强大摩擦阻力）传递剪力。
3．焊接接头有（平接、搭接、T形）连接和角接，所采用的焊缝主要有（对接焊缝及角焊缝）两种。
4．受压柱由（柱头、柱身、柱脚）三部分组成。柱身截面有（实腹式、缀板式和缀条式）三种。
6．根据支撑设置的部位不同有上弦横向水平支撑、(下弦横向水平支撑)、下弦纵向水平支撑、(屋架垂直支撑)和系杆等。当有天窗时，还应注意天窗架间支撑。
7．构件的长细比是（计算长度与回转半径）之比。
8． （震级）是地震规模的指标，按照地震本身强度而定的等级标度，用以衡量某次地震的大小。（地震烈度）是指某一地区的地面及建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。
9．在多层砖砌体房屋中的适当部位设置（钢筋混凝土构造柱）并与（圈梁）结合共同工作，提高房屋的抗震能力，防止和延缓房屋在地震作用下发生突然倒塌。
10．抗震结构的构件应有利于抗震，对于钢筋混凝土构件(梁、柱、墙)应合理的选择尺寸、配置纵向受力钢筋和箍筋，避免（剪切）破坏先于弯曲破坏、混凝土的（压溃）先于钢筋的屈服和钢筋（锚固粘结）破坏先于构件破坏。
二、选择题（每小题2分，共20分）
1．直角角焊接的焊脚尺寸应满足hfmin1．5及hfmax1．2· t2，则t1、t2分别为（A ）的厚度。
A．t1为厚焊件，t2为薄焊件
B．t1为薄焊件，t2为厚焊件
C．t1、t2皆为厚焊件
D．t1、t2皆为薄焊件
2．部分焊透的对接焊缝的计算应按（B）计算。
A． 对接焊缝 B． 角焊缝
C． 断续焊缝 D． 斜焊缝
3．在承受动力荷载的连接中，可用（B）等。
A． 普通焊缝或深熔焊缝 B． 平坡焊缝或深熔焊缝
C． 普通焊缝或平坡焊缝 　D． 深熔焊缝或斜焊缝
4．一个承受剪力作用的普通螺栓在抗剪连接中的承载力是（D）。
A． 栓杆的抗剪承载力 B． 被连接构件（板）的承压承载力
C． A、B中的较大值 D． A、B中的较小值
5． 轴心受压构件的承载力往往是由（D）条件决定的。
A．强度计算 B．整体稳定性
C．局部稳定性 D．稳定
6．轴心受力构件应进行强度计算，其净截面的平均应力不应超过钢材的（B）。
A．抗拉强度 B．屈服强度
C．比例极限 D．极限强度
7．轴心受力构件不应过分柔弱应具有一定的刚度，不使构件产生过大的变形。刚度用（C）表示。
A．杆件计算长度 B．截面回转半径
C．长细比 D．稳定系数
8．焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是（D）。
A．提高梁的抗弯强度 B．提高梁的抗剪强度
C．提高梁的整体稳定性 D．提高梁的局部稳定性
9．“三水准、两阶段”的抗震设防目标可概括为（A）。
A．“小震不坏，中震可修，大震不倒”
B．“小震不倒，中震不坏，大震可修”
C．“小震可修，中震不倒，大震不坏”
D．“小震不坏，中震不倒，大震可修”
10．下列（A）为可不进行天然地基与基础抗震承载力验算的建筑。
A．砌体结构
B．多层框架厂房
C．有山墙的钢筋混凝土柱等高多跨厂房
D．有山墙的砖柱单跨厂房
三、简答题（每小题5分，共30分）
1．普通螺栓在什么情况下可用于受剪连接？
答：普通螺栓在下列情况下可用于受剪连接：承受静力荷载或间接承受动力荷载结构中的次要连接；承受静力荷载的可拆卸结构的连接；临时固定构件用的安装连接。 对直接承受动力荷载的普通螺栓受拉连接应采用双螺帽或其他能防止螺帽松动的有效措施。
2．高强度螺栓连接分为哪两种？它们分别是如何传递外力的？其特点和适用如何？
答：高强度螺栓连接可分为摩擦型和承压型两种。
摩擦型连接：外力仅依靠部件接触面间的摩擦力来传递。其特点是连接紧密，变形小，传力可靠，疲劳性能好，主要用于直接承受动力荷载的结构、构件的连接。
承压型连接：起初由摩擦传力，后期同普通螺栓连接一样，依靠杆和螺孔之间的抗剪和承压来传力。其连接承载力一般比摩擦型连接高，可节约钢材。但在摩擦力被克服后变形较大，故仅适用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构、构件的连接。
3．对于一般有翼板的组合工字形钢梁应进行梁哪些计算？
答：对于一般有翼板的组合工字形钢梁应进行梁的强度、刚度、整体稳定和局部稳定计算。
4．屋架杆件的受力特点如何？
答：屋架杆件的受力特点：上弦杆一般为受压杆件，当有节间荷载时为压弯构件。下弦杆为受拉杆件，当有节间载荷时为拉弯构件。腹杆为轴心受拉杆件或轴心受压杆件。
5．抗震结构各构件之间的连接应符合哪些要求？
答：抗震结构各构件之间的连接应符合：构件节点的破坏，不应先于其连接的构件；预埋件的锚固破坏，不应先于连接的构件；装配式结构构件的连接，应能保证结构的整体性。
6．框架梁、柱的构造措施应考虑哪些内容？
答：框架梁的构造措施应考虑：梁截面尺寸、梁的配筋率、梁的箍筋、梁内纵筋锚固。框架柱的构造措施应考虑：柱截面尺寸、轴压比限值、柱纵向钢筋的配置、柱的箍筋要求。

四、计算题（每小题15分，共30分）
1、有一轴心受压实腹式柱，柱截面为焊接工字型，两主轴方向均属b类截面，如图所示，钢材Q235，已知：1500kN，，，，试验算此柱的整体稳定性。

此柱的整体稳定性满足要求。

2．如图所示的对接焊缝连接，钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板，已知：N/mm2，N/mm2，试求此连接能承受的最大承载力。（建议修改为轴心受拉构件，即轴力的偏心距＝0，另对接焊缝的抗拉强度已修改为）

故此对接焊缝所能承受的轴力为1295ｋN。

解：

构造柱：在多层砌体房屋墙体的规定部位按照构造配筋并按先砌墙后浇柱的施工工序制成的钢筋混凝土柱。 作用：增加建筑物整体刚度和稳定性，与各层圈梁连接，形成空间骨架，加强墙体抗弯、抗剪能力，使墙体在破坏过程中具有一定的延伸性，减缓墙体的酥碎现象。

圈梁：沿外墙四周及部分内墙的水平方向设置连续闭合的梁，处于同一水平高度，上表面与楼板面平。
作用：像箍一样把墙箍住，增加房屋的整体刚度和稳定性，减轻地基不均匀沉降对房屋的破坏，抵抗地震力的影响。

勒脚：室内地面以下基础以上的这段墙体，叫做墙脚，内外墙都有墙体，外墙墙脚叫做勒脚作用：防止机械性损伤；美化建筑物立面；防止地表水对墙脚的侵蚀

散水构造要点：散水做法通常是在夯实素土上铺三合土、混凝土等材料，厚60~70m。散水应设不小于3%的排水坡。散水宽度一般0.6~1.0m。散水与外墙交接处应设分格缝，分格缝用弹性材料嵌缝，防止外墙下沉时将散水拉裂。

明沟：设置在外墙四周的排水沟。
作用：将水有组织的导入集水井。
构造要点：沟底应做纵坡，坡度为0.5%~1%。沟中心应正对屋檐滴水位置，外墙与明沟之间应做散水。

泛水：指屋面与垂直墙面相交处的防水处理。
构造要点：1将屋面的卷材继续铺至垂直墙面上，形成卷材泛水，泛水高度不小于250mm；2在屋面与垂直女儿墙面的交接缝处，砂浆找平层应抹成圆弧形，圆弧半径为20~150mm，上刷卷材胶结剂，使卷材铺贴密室，避免卷材架空或折断，并加铺一层卷材；3做好泛水上口的卷材收头固定，防止卷材在垂直墙面上下滑。

提高墙体保温性能措施：1.通过对材料的选择，提高外墙保温能力减少热损失。（1.增加外墙厚度，使传热过程减缓，达到保温目的2.选用孔隙率高、密度小的材料做外墙3.采用多种材料组合墙）2.防止外墙中出现凝结水（靠近室内高温一侧设置隔蒸汽层）3.防止外墙出现空气渗透（选择密实度高墙体材料、墙体内外加抹灰层加强构件间缝隙处理）4.采用具有复合空腔构造的外墙形式5.冷热桥部位的保温，可在外部添加保温材料

浮筑式楼板：隔绝固体传声的方法是设置片状、条状或块状的弹性垫层，其上做面层形成浮筑式楼板。这种楼板通过弹性垫层的设置来减弱由面层传来的固体声能达到隔声目的。分类：强化木地面；单层木地面；双层实木地面；可升降式浮筑式楼板。

钢筋砼楼板：装配式（平板，槽形板，空心板）；现浇式（井式楼板，无梁楼板）；装配整体式（密肋填充楼板）

楼梯种类：直行单跑、直行多跑、平行双分、平行双合、折行多跑、交叉跑、螺旋形、弧形
踏面防滑：防滑条（金属，金刚砂）、防滑凹槽、包口（铸铁，缸砖）

干挂法：用一组金属连接件，将板材与基层可靠地连接，其间形成的空气间层不作灌浆处理。栓挂法：常用的连接方式可在墙柱表面栓挂钢筋网，将板材用铜丝绑扎，拴结在钢筋网上，并在板材与墙体的夹缝内灌以水泥砂浆，称之为栓挂法。

屋面防水：卷材防水（较能适应温度、震动、不均匀沉陷因素的变化作用，能承受一定的水压，整体性好，不易渗漏，但施工较为复杂，技术要求较高）刚性防水（构造简单，施工方便，造价低；缺点是易开裂，对气温变化和屋面基层变形的适应性较差）涂膜防水（防水、抗渗、粘接力强、耐腐蚀、耐老化、延伸率大、弹性好、不延伸、无毒、施工方便、整体性好、冷作业）

保温做法：正铺法：（保温层放在结构层之上）优点：造价低，防水层易换 缺点：保温材料不防水，因而造成保温效果不理想防水层易老化，施工复杂）
倒铺法：（保温层放在防水层之上）优点：保温层效果好，构造简单，防水层受保护 缺点：保温材料一定要防水，保护层要有一定的重量，防止下雨使保温层被漂起，防水层不易更换）
屋面的隔热措施及原理（减少直接作用于屋盖表面的阳光辐射量）：通风隔热 （屋盖设置架空通风层，使其上层表面遮挡阳光辐射，同时利用风压和热压作用将间层热空气不断带走）蓄水隔热（利用水吸收大量的热而由液体蒸发为气体，从而将热量散发到空中）种植隔热（在平屋盖上种植植物，借助栽培介质隔热及植物吸收阳光进行光合作用和遮挡阳光的双重功效来达到降温隔热的作用）反射降温隔热（利用反射阳光来达到降低温度的作用）

地基：承受由基础传下来的荷载的土层
基础：建筑地面以下的承重构件，它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载，并把这些荷载连同本身的重量一起传到地基上
基础类型及适用范围：带型（地基条件好，浅基础，墙承重）；独立式（框架结构或单层排架结构的柱下，多层墙承重建筑）；筏式（低级特别弱，上部结构荷载大）；箱式（高层、超高层、重型建筑）；桩基

基础埋深的定义：由室外设计地面到基础底面的距离，叫基础的埋置深度。因素：建筑自身特点；地基的构造；地下水位