房屋建筑混凝土结构设计形成性考核答案

国家开放大学《房屋建筑混凝土结构设计》形成性考核参考答案（2018年7月）作业一一、选择题：1．B2．B3．B4．D5．B二、判断题：1．√2．√3．×4．√5．×6．√7．×8．√9．√0．×三、简答题：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：①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。②荷载传递路线要明确、快捷、结构计算简图简单并易于确定。③结构的整体性好，受力可靠。④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。作业二一、选择题：1．D2．D3．A4．A5．B6．D7．C8．D9．D10．D二、判断题：1．×2．√3．×4．×5．√6．√7．×8．×9．×10．√三、简答题：1．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。2.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。3.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。4．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。5．.哪些情况下只能用弹性理论计算内力，而不能使用塑性内力重分布法。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。四、论述题1．为什么可以采用考虑塑性内力重分布的计算方法？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。作业三一、选择题：1．B2．D3．D4．C5．B6．D7．C8．D9．C10．D二、判断题：1．√2．×3．×4．×5．×6．√7．√8．×9．×10．×三、简答题：1．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。2．改进反弯点法对哪些方面的计算方法作了改进？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”。四、论述题1．反弯点法的应用需要遵循哪些基本假定？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。2．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。作业四一、选择题：1．C2．D3．C4．D5．D6．D7．C8．D9．A10．A二、判断题：1．√2．×3．√4．×5．×6．√7．√8．√9．√10．×三、简答题：1．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。2．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。3．单层厂房一般在什么情况下应设置沉降缝？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著差异，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。4.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。5.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。四、论述题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。