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建筑结构设计期末试题

一、 计算题(每题20分, 共60分)1. 某多层刚性方案房屋外纵墙第三层墙体的受力如图1所示,试根据所给条件验算墙体顶截面和底截面的承载能力是否满足要求? 已知: 梁端有效支承长度0a =196mm, 窗间墙宽 1.8m, 墙厚370mm, MU10砖, M2.5混合砂浆, f=1.3N/2mm ,计算高度0 3.3H m =, []22β=, 顶截面取0.668ϕ=, 底截面取0.856ϕ=。

2. 某双跨钢筋混凝土排架柱承受风荷载如图2,试用剪力分配法计算排架的剪力和弯矩。

已知条件: u H H λ=,u l I n I =, 411311131811n C n λλ⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⎛⎫+- ⎪⎝⎭, 2133uA uC I I ==×6104mm ,7200uB I =×6410mm 。

lA lB lC I I I ===12305× 6410mm 。

11i i R C q H = , 111ii i n iV F F δηδ==∑,311c l H C E I δ= 。

3. 某二跨三层钢筋混凝土框架如图3所示,梁、柱线刚度已分别标于图中,试用D 值法计算各柱剪力。

已知: 一般层:边柱242c i i i i +=,中柱12342c i i i i i i +++=,2i i α=+ ; 底层:边柱2c i i i =, 中柱12c i i i i +=, 0.52i i α+=+; 1jk jk n jk D V F D=∑∑ , 212c jk jk i D h α= 。

问答题(每小题10分, 共100分)1. 钢筋混凝土连续梁采用塑性方法设计时,为了保证塑性铰有足够的转动能力,采用弯矩调幅法时应满足的三项基本要求是什么?(1、截面的弯矩调幅系数不宜超过25%;2、调幅洁面的相对受压区高度ξ不应超过0.35,也不宜小于0.1;如果截面配有受压钢筋,计算ξ时可以考虑受压钢筋的作用。

当采用冷拉钢筋时,ξ不宜大于0.3;3、用弯矩调幅法确定调幅后相应的跨内弯矩时,应满足静力平衡条件。

)2. 欲求某四垮连续梁的第一跨跨中最大弯矩、第二支座绝对值最大负弯矩及第一支座内边缘最大剪力时, 其活荷载布置方式如何? (请给出活荷载布置示意图)(1、求第一跨跨中最大弯矩,应将活荷载布置在第一跨和第三跨;2、求第二支座绝对值最大负弯矩,应将活荷载布置在第一、第二和第四跨;3、求第一支座内边缘最大剪力,应将活荷载布置在第一跨和第三跨。

)3. 影响混合结构房屋静力计算方案的主要因素有哪些?(影响房屋空间性能的因素很多,具体包含屋盖刚度、横墙间距、屋架的跨度、排架的刚度、荷载类型、多层房屋层与层之间的相互作用等等。

但为了方便设计,只考虑楼(屋)盖类别(即刚度),横墙间距两大主要因素的影响。

)4.用分层法计算多层框架在竖向荷载作用下的内力时,作了哪两点基本假定?(1、在竖向荷载作用下,钢架的侧移忽略不计;2、每层梁上的荷载对其他层梁的内力的影响忽略不计。

)当最后的结点弯矩不平衡时如何处理?(由分层法计算所得的框架节点处的弯矩之和常常不等于零,若有需要,可对节点不平衡弯矩再做一次弯矩分配。

)5.(单层厂房)屋盖系统的支撑有哪些,各自的作用和布置原则?(屋盖支撑通常包括上弦水平支撑、下弦水平支撑、垂直支撑和纵向水平系杆。

屋架上弦支撑的作用是:构成刚性框、增强屋盖的整体刚度、保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外稳定,同时将抗风柱传来的水平风荷载传递到纵向排架柱顶;下弦横向水平支撑的作用是承受垂直支撑传来的荷载,并将山墙风荷载传递至两旁柱上,下弦纵向水平支撑能提高厂房的空间刚度,增强排架间的空间作用,保证横向水平力的纵向分布。

垂直支撑除保证屋盖系统的空间刚度和屋架安装时结构的安全以外,还将屋架上弦平面内的水平荷载传递到屋架下弦平面内。

系杆是单根的连系杆件。

)(各自的布置原则在书上100页)6.何谓等高排架,用剪力分配法计算等高排架的基本原理是什么?7.反弯点法的基本假定是什么?其合理性如何?8.何谓D值法?D值法在反弯点法的基础上作了哪些修正?9.用分层法计算多层框架在竖向荷载作用下的内力时,为何对柱子线刚度(底层柱除外)要折减,弯矩传递系数取1/3?(由于分层计算时,假定上下柱的远端为固定端,而实际上是弹性支承,为了减小因此引起的误差,出底层外,其他各层柱子的线刚度乘以系数0.9,柱子的传递系数取1/3)10.混合结构房屋在竖向荷载作用下的沉重方案有哪些种类?各有何优缺点?(横墙承重方案、纵墙承重方案、纵横墙承重方案、内框架承重方案和底部框架上部砌体承重方案。

各自的优缺点在书上354页。

)11.混合结构房屋的静力计算方案是如何确定的?(按房屋空间刚度(作用)大小,将混合结构房屋的静力计算方案分为下列三种计算方案:刚性方案、弹性方案、刚弹性方案。

)混合结构房屋墙、柱的稳定性是如何保证的?(墙、柱高厚比的验算,就是保证墙体稳定和房屋空间刚度的一项重要构造措施,以防止墙、柱在施工和使用期间因偶然的撞击或振动等因素出现歪斜、臌肚以及倒塌等失稳现象)12.挑梁的破坏形态有哪些?挑梁的计算内容有哪些?(挑梁可能发生以下三种破坏形态:1、绕倾覆点发生倾覆破坏,即刚体失稳;2、挑梁下砌体局部受压破坏;3、挑梁本身的正截面或斜截面破坏。

挑梁应进行抗倾覆验算、挑梁下砌体局部受压承载力验算和挑梁的正截面、斜截面承载力验算。

)13.混合结构房屋中,钢筋混凝土圈梁和构造柱的主要作用是什么?(圈梁的作用是增大房屋的整体性和刚度;防止地基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响;圈梁可兼作过梁,钢筋应按过梁的计算。

构造柱的作用是墙体刚度增大不多,抗剪能力提高10~20%,变形能力大大提高,延性提高3~4倍。

)14.简述D值法计算框架结构在水平荷载作用下之内力的主要步骤?15.钢屋架主要有哪些类型?各自有何特点?(钢屋盖形式多样,但从受力特性来看,可以分为两类:平面体系和空间体系。

平面体系钢屋盖在荷载作用下具有二维受力特点,计算简单,施工方便,适合使用功能平面为矩形,且长宽比较大的建筑结构,是最早且至今仍广泛应用的屋盖体系,主要缺点是单向受力,侧向刚度小,一般需构造设置支撑系统,耗钢不少但未能才尽其用;空间体系钢屋盖在荷载作用下具有三维受力特点,相对于平面结构而言,受力更合理,相同跨度重量更轻,造价更低,适用范围更广,各类大中小跨度建筑都适合应用。

)16.钢筋混凝土梁板结构中如何判别单、双向板?各自的受力特点和钢筋布置原则?(长边与短边的跨度之比≥3时,按单向板设计;长边与短边的跨度之比≤2时,按双向板设计。

对于单向板,作用于板上的荷载主要为短跨方向的板带所承受,长跨方向板带所承受的荷载可忽略不计;对于双向板,作用于板上的荷载由长跨和短跨两个方向的板带共同承受。

单向板的受力钢筋应沿短向配置,沿长向仅按构造配筋;双向板的受力钢筋应沿两个方向配置。

三、计算题(每小题13分,共39分 )1. 某多层刚性方案房屋外纵墙第三层墙体的受力如图1所示,试根据所给条件验算墙体顶截面承载能力是否满足要求? 已知: 梁端有效支承长度0a =204mm, 窗间墙宽1.2m, 墙厚240mm, MU10砖, M7.5混合砂浆, f=1.69N/2mm ,计算高度O H =4.51m, T h =442mm ,[]β=26.2.某双跨钢筋混凝土排架柱承受风荷载如图2所示,试用剪力分配法计算排架的剪力和弯矩。

已知条件: 2133uA uC I I ==×6104mm ,4170=ub I ×6410mm 。

lA lB lC I I I ===9230× 6410mm 。

柱总高均为H=12.20m ;m H u 1.3=,m H l 1.9=。

并绘出弯矩图。

3. 某二跨三层钢筋混凝土框架如图3所示,梁、柱刚度已分别标于图中,柱截面尺寸b ×h=400×400mm 。

试用D 值法计算底层各柱剪力和弯矩,并绘出弯矩图。

一、填空题(每空1分,共31分)1. 刚性方案房屋设计时,单层房屋墙体底截面与基础简化为( 固接 )连接,多层房屋底层墙体底截面与基础简化为( 铰接 )连接。

2. 进行双向板内力计算时,所作的两点基本假定是(双向板支承梁抗弯刚度很大,竖向位移忽略不计 )、(支承梁抗扭刚度很小可自由转动)。

3. 框架结构的承重方案主要有( 横向框架承重 )、( 纵向框架承重 )、( 纵横向框架混合承重 )。

4. 现浇钢筋混凝土梁板结构中,单、双向板判别条件是:当(长边与短边的跨度之比≥3时 )为单向板,当(长边与短边的跨度之比≤2时 )为双向板,当(2<长边与短边的跨度之比< 3 )宜按双向板设计,若按单向板设计时则(应沿长边布置足够数量的构造钢筋 )。

5. 影响混合结格房屋静力计算方案的主要因素是(楼(屋)盖类别(即刚度) )、( 横墙间距 )。

6. 为保证塑性铰有足够的转动能力,采用弯矩调幅法时,应满足的三项基本要求是(截面的弯矩调幅系数不宜超过25% )、(调幅截面的相对受压区高度ξ不应超过0.35,也不宜小于0.1 )、(用弯矩调幅法确定调幅后相应的跨内弯矩时,应满足静力平衡条件 )。

7. 单层厂房结构中的等高排架是指( ),8. 抗风柱与屋架的连接应满足的要求有( )、( )、( )、( )。

9. 确定单层厂房排架结构计算简图的两点基本假定是(柱下端固结于基础顶面,屋架或屋面梁铰结于柱顶 )、( 屋架或屋面梁没有轴向变形(即拉压刚度无穷大) )。

10. 钢筋混凝土柱牛腿的三种主要破坏形态是( 剪切破坏 )、( 斜压破坏 )、( 弯压破坏 )。

11. D 值法在反弯点法的基础上对( )、( )作了修正。

12. 单阶排架柱应选择(上柱与牛腿交界的截面)、(下柱牛腿顶面截面 )、(柱底截面 )三个控制截面进行内力组合。

三、计算题(每小题13分,共39分 )1. 某二跨三层钢筋混凝土框架如图1所示,梁、柱刚度已分别标于图中,柱截面尺寸b ×h=400×400mm 。

试用D 值法计算底层各柱剪力和弯矩,并绘出弯矩图。

2. 某多层刚性方案房屋外纵墙第三层墙体的受力如图1所示,试根据所给条件验算墙体顶截面承载能力是否满足要求? 已知: 梁端有效支承长度0a =204mm, 窗间墙宽1.2m, 墙厚240mm, MU10砖, M7.5混合砂浆, f=1.69N/2mm ,计算高度O H =4.51m, T h =442mm, []β=26.3.某双跨钢筋混凝土排架柱承受水平吊车荷载如图3所示,试用剪力分配法计算排架的剪力和弯矩。

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