建筑结构作业3 1

《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。

ee5．确定无筋砌体受压构件承载力的影响系数时，应考虑的因素hhT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，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）。下－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

C．屈服强度 B．极限强度 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180mm；

(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H/2 (H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H0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H0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2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：

Abh0.3700.4900.1813m20.3m2

a0.7A0.70.18130.8813

H042001.011.35 h370

a－与砂浆强度有关的系数；当砂浆强度等级大于等于M5时，a=0．0015；

01

1210.83 10.001511.352

2由MU10砖、M5砂浆查得f1.5N/mm

则此柱的承载力为

afA0.88130.831.50.1813106198.9kNN200kN

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 ， s2H

刚性方案， 外墙承重， 故11.0；

每4．5m设一2．7m宽的窗户，得：

210.4bs2.710.40.76 s4.5

查表8－12砂浆强度等级M5时[]=24；得：

H0460012.43 h370

12[]1.00.762418.24

满足要求。

《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。

ee5．确定无筋砌体受压构件承载力的影响系数时，应考虑的因素hhT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，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）。下－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

C．屈服强度 B．极限强度 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180mm；

(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H/2 (H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H0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H0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2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：

Abh0.3700.4900.1813m20.3m2

a0.7A0.70.18130.8813

H042001.011.35 h370

a－与砂浆强度有关的系数；当砂浆强度等级大于等于M5时，a=0．0015；

01

1210.83 10.001511.352

2由MU10砖、M5砂浆查得f1.5N/mm

则此柱的承载力为

afA0.88130.831.50.1813106198.9kNN200kN

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 ， s2H

刚性方案， 外墙承重， 故11.0；

每4．5m设一2．7m宽的窗户，得：

210.4bs2.710.40.76 s4.5

查表8－12砂浆强度等级M5时[]=24；得：

H0460012.43 h370

12[]1.00.762418.24

满足要求。