建筑結構形考冊作業(yè)1-4合并

建筑結構形考冊作業(yè)1-4合并

建筑結構作業(yè)1本次作業(yè)涉及課程文字教材第1~第3章的學習內容，請按相應教學進度完成。一、填空題（每小題2分，共10分）1.對于有明顯流幅的鋼筋（俗稱軟鋼），一般取屈服強度作為鋼筋設計強度的依據(jù)。2.混凝土強度等級的表示方法為，符號C代表混凝土，C后面的數(shù)字表示以N/mm為單位的立方體抗壓強度標準值。3.結構的極限狀態(tài)分承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種。4.混凝土和鋼筋的強度設計值，定義為強度標準值除以相應的材料強度分項系數(shù)。5.縱向受力鋼筋的外邊緣至混凝土表面的垂直距離，稱為混凝土保護層厚度，用c表示。6.鋼筋混凝土從加荷至構件破壞，梁的受力存在著三個階段，分別為彈性工作階段、帶裂縫工作階段和破壞階段。7.受拉鋼筋首先到達屈服，然后混凝土受壓破壞的梁，稱為適筋梁，這種破壞稱為延性破壞。8.影響有腹筋梁的斜截面破壞形態(tài)的主要因素是剪跨比和配箍率。9.鋼筋混凝土梁的斜截面破壞的三種形式中，只有剪壓破壞是斜截面承載力計算的依據(jù)。10.T型截面梁按中和軸位置不同分為兩類：第一類T型截面中和軸位于翼緣內，第二類T型截面中和軸位于梁肋內。二、選擇題（每小題2分，共10分）1.對于無明顯屈服點的鋼筋，其強度標準值取值的依據(jù)是條件屈服強度。2.我國《混凝土結構設計規(guī)范》規(guī)定應按立方體抗壓強度標準值確定混凝土強度等級。3.建筑結構在其設計使用年限內應能滿足預定的使用要求，有良好的工作性能，其變形、裂縫或振動等性能均不超過規(guī)定的限度等，稱為結構的適用性。4.當結構或構件出現(xiàn)結構轉變?yōu)闄C動體系時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)。5.截面尺寸和材料強度一定時，鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力與受拉區(qū)縱筋配筋率的關系是當配筋率在某一范圍內時，配筋率越大，正截面承載力越大。結構抗力R是指整個結構或結構構件的承載能力和剛度等，包括構件的承載能力和變形能力。在確定混凝土結構構件的截面尺寸、混凝土強度等級以及鋼筋的種類、配筋的數(shù)量及方式后，構件的截面便具有一定的抗力?？沽砂凑找欢ǖ挠嬎隳Ｊ酱_定。影響抗力的主要因素包括材料性能（如強度、變形模量等）、幾何參數(shù)（構件尺寸）和計算模式的精確性（包括抗力計算所采用的基本假設和計算公式的精確性等）。這些因素都是隨機變量，因此由這些因素綜合而成的結構抗力也是一個隨機變量。鋼筋混凝土梁根據(jù)梁縱向鋼筋配筋率的不同，可分為適筋梁、超筋梁和少筋梁三種類型。適筋梁的破壞始于受拉鋼筋屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎。由于鋼筋屈服后產生很大塑性變形，使裂縫急劇開展和撓度急劇增大，給人以明顯的破壞預兆，這種破壞稱為延性破壞。適筋梁的材料強度能得到充分發(fā)揮。超筋梁混凝土被壓碎時鋼筋的應力還未達到屈服強度；這種單純因混凝土被壓碎而引起的破壞，發(fā)生得非常突然，沒有明顯的預兆，屬于脆性破壞。實際工程中不應采用超筋梁。少筋梁一旦出現(xiàn)裂縫，鋼筋的應力就會迅速增大并超過屈服強度而進入強化階段，甚至被拉斷。在此過程中，裂縫迅速開展，構件嚴重向下?lián)锨?，最后因裂縫過寬，變形過大而喪失承載力，甚至被折斷。這種破壞也是突然的，沒有明顯預兆，屬于脆性破壞。實際工程中不應采用少筋梁。計算題：1.某鋼筋混凝土單筋矩形截面梁，截面尺寸為b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C25，鋼筋采用HRB400級，已經(jīng)配置有3根直徑為20mm的縱向受拉鋼筋，混凝土保護層厚度為25mm。該梁承受最大彎矩設計值M=120kN·m。需要復核該梁是否安全。2.某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，截面尺寸為b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C25，鋼筋采用HRB400級，箍筋采用HPB300級。其受彎矩設計值為M=260kN·m。需要求出所需的受拉鋼筋和受壓鋼筋面積As和As'。3.某矩形截面簡支梁，跨度l=6m，截面尺寸為b×h=200mm×500mm，采用C25砼，箍筋采用HPB300級，h=465mm，承受均布荷載設計值q=40kN/m。需要配置所需的箍筋。1．軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)為長柱承載力與短柱承載力的比值，在同等條件下（即截面相同、配筋相同和材料相同）。2．在軸心受壓構件的承載力計算中，當fy<400N/mm2時，取鋼筋的抗壓強度設計值fy'=(fy)；fy>400N/mm2時，取鋼筋的抗壓強度設計值fy'=(400N/mm2)。3．鋼筋混凝土大偏心受壓構件的破壞特征是受拉鋼筋先屈服，然后壓區(qū)混凝土被壓碎。4．混凝土受壓區(qū)高度或寬度的比值為大偏心受壓構件，反之為小偏心受壓構件。5．根據(jù)混凝土構件施加預應力方法的不同，分為第一批和第二批。6．混凝土施加預壓完成之前出現(xiàn)的預應力損失稱為初始損失，混凝土施加預壓完成后的損失，稱為長期損失。7．預應力混凝土對混凝土的性能要求有：強度高；收縮、徐變?。豢煊?、早強；彈性模量高。8．單層廠房中的主要受力構件是屋面梁或屋架、柱和基礎，按結構形式可分為排架結構和剛架結構。9．排架結構分無檁體系和有檁體系兩種。無檁體系由大型屋面板、屋面梁或屋架及屋蓋支撐組成，有檁體系是由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支撐組成。10．單層廠房的支撐包括屋蓋支撐和柱間支撐兩部分。選擇題：1．答案為D。配置縱筋的作用是幫助混凝土承受壓力，減少構件截面尺寸。2．答案為C。軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)主要與長細比有關。3．答案為B。鋼筋混凝土大、小偏心受壓構件破壞的根本區(qū)別在于，當截面破壞時，受拉鋼筋能否達到鋼筋的抗拉強度。4．答案為C。鋼筋混凝土偏心受壓構件界限破壞時，遠離軸向力一側的鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土壓碎同時發(fā)生。答：先張法的基本施工工序是先張拉鋼筋，待混凝土達到一定強度后，放松鋼筋。具體步驟包括：先張拉預應力鋼筋，將其固定；然后澆注混凝土；待混凝土達到一定強度后，放松鋼筋，使預應力作用于混凝土構件上。后張法的基本施工工序是先澆注混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉鋼筋。具體步驟包括：先澆注混凝土，待混凝土達到一定強度后，張拉預應力鋼筋，將其固定。這種方法適用于構件的尺寸較大，難以在施工過程中進行先張拉的情況。3．簡述預應力混凝土構件的優(yōu)點和缺點。答：預應力混凝土構件的優(yōu)點包括：（1）具有較高的承載能力和穩(wěn)定性，能夠充分利用混凝土和鋼筋的材料特性；（2）具有較好的耐久性和抗裂性能，能夠抵抗外界環(huán)境和荷載的影響；（3）具有較高的經(jīng)濟效益，由于預應力混凝土構件的承載能力較高，可以減少構件的截面尺寸和材料使用量，從而降低施工成本。預應力混凝土構件的缺點包括：（1）施工難度較大，需要專業(yè)的施工技術和設備；（2）構件的預應力損失會影響其承載能力和穩(wěn)定性，需要進行合理的預應力設計和施工控制；（3）構件的維護和修復難度較大，一旦出現(xiàn)問題，需要進行較為復雜的維修和加固。1.某矩形截面柱，尺寸為b×h=400mm×500mm，承受軸向設計力N=2000kN，長度為l=4.5m，采用2C30砼和HRB400級受力鋼筋，已知fc=14.3N/mm2，fy=360N/mm2，As=35mm，縱向受力鋼筋面積為1256mm2。求截面的安全性。2.某矩形截面柱，尺寸為b×h=300mm×400mm，承受N=400kN和M=220kN·m，長度為l=4.8m，采用C30砼和HRB400級受力鋼筋，已知fc=14.3N/mm2，fy=360N/mm2，As=As'=40mm。求所需鋼筋面積As=As'。建筑結構作業(yè)3說明：本次作業(yè)涉及課程教材第7~9章的內容，請按教學進度完成。一、填空題（每小題2分，共20分）1.根據(jù)我國《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3-2010)，10層及以上或房屋高度超過28米的住宅建筑結構和房屋高度大于28米的其他高層民用建筑結構被定義為高層建筑，10層以下的建筑物為多層建筑。2.框架結構在水平荷載下表現(xiàn)出抗側移剛度小、水平位移大的特點，屬于柔性結構。隨著房屋層數(shù)的增加，水平荷載逐漸增大，因側移過大而不能滿足要求。因此，框架結構房屋一般不超過15層。3.框架結構的結構布置方案可根據(jù)承重框架布置方向的不同劃分為橫向框架承重、縱向框架承重及縱、橫向框架混合承重。4.墻、柱的高厚比是指計算高度與墻厚或柱邊長的比值。5.在確定無筋砌體受壓構件承載力的影響系數(shù)Φ時，應考慮的因素有：T值、高厚比和砂漿強度等級。6.影響砌體抗壓強度的主要因素有：塊材的強度等級和厚度、砂漿的物理、力學性能以及砌筑質量。7.帶壁柱墻的高厚比驗算分為整片墻的高厚比驗算和壁柱間墻的高厚比驗算兩步進行。8.鋼材的機械性能主要指屈服強度、抗拉強度、伸長率、冷彎性能及沖擊韌性等。9.碳是形成鋼材強度的主要成分。碳的含量提高，則鋼材強度提高，但同時鋼材的塑性、韌性、冷彎性能、可焊性及抗銹蝕能力下降。本題為文本改寫題，無計算題。全現(xiàn)澆式框架是指整個建筑物的梁、柱和樓板均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土；半現(xiàn)澆式框架是指梁、柱為現(xiàn)澆，樓板為預制，或柱為現(xiàn)澆，梁板為預制的結構；裝配式框架是指梁、柱、樓板均為預制，然后通過焊接拼裝連接成整體的框架結構。而裝配整體式框架則是將預制梁、柱和板在現(xiàn)場安裝就位后，在梁的上部及梁、柱節(jié)點處再后澆混凝土使之形成整體。分層法計算框架結構內力的主要步驟包括以下幾個：首先將多層框架分層，以每層梁與上下柱組成的單層框架作為計算單元，柱遠端假定為固端；其次，使用力矩分配法分別計算各計算單元的內力；最后，分層計算所得的梁端彎矩即為最后彎矩。多層砌體房屋承重墻的布置方案主要有三種：橫墻承重體系、縱墻承重體系和縱、橫墻承重體系。作為剛性和剛彈性方案的橫墻，為了保證屋蓋水平梁的支座位移不致過大，需要符合以下要求：橫墻中開洞口時，洞口的水平截面積不應超過橫墻截面積的50％；橫墻的厚度不宜小于180；單層房屋的橫墻長度不宜小于其高度，多層房屋的橫墻長度不宜小于總高度。影響墻、柱允許高厚比的因素有很多，包括砂漿強度等級、砌體類型、橫墻間距、支承條件、砌體的截面形式、構件重要性和房屋使用情況等。鋼材在各種荷載作用下會發(fā)生兩種性質完全不同的破壞形式，即塑性破壞和脆性破壞。塑性破壞斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗，破壞前有較大的塑性變形和明顯的頸縮現(xiàn)象，且變形持續(xù)時間長，通常不會引起嚴重后果。而脆性破壞斷口平齊并呈有光澤的晶粒狀，由于脆性破壞前沒有明顯的征兆，不能及時覺察和補救，破壞后果嚴重。因此，在鋼結構的設計、施工和使用中，需要充分考慮各方面因素，避免一切發(fā)生脆性破壞的可能性。承重結構的鋼材選用應綜合考慮結構的重要性、荷載特征（靜力荷載、動力荷載）、結構形式、應力狀態(tài)（拉應力或壓應力）、連接方法（焊接或非焊接）、板件厚度和工作環(huán)境（溫度及腐蝕介質）等因素。2、承壓型連接：外力主要通過螺栓的拉力和構件的壓力來傳遞。其特點是連接緊密，承載能力強，適用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構、構件的連接。但是，由于受力方式的不同，承壓型連接容易產生局部壓應力過大的問題，需要進行適當?shù)挠嬎愫驮O計。2、承壓型連接最初依靠摩擦力傳遞力量，但后期變?yōu)槠胀菟ㄟB接，依靠桿和螺孔的抗剪和承壓來傳遞力量。相比于摩擦型連接，其連接承載力更高，且能夠節(jié)約鋼材。但是，一旦摩擦力被克服后，變形較大，因此僅適用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構和構件的連接。3.對于一般帶有翼板的組合工字形鋼梁，需要進行梁的強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定方面的計算。4.鋼屋架桿件的受力特點是：上弦桿一般為受壓桿件，當有節(jié)間荷載時為壓彎構件；下弦桿為受拉桿件，當有節(jié)間荷載時為拉彎構件；腹桿為軸心受拉桿件或軸心受壓桿件。5.抗震結構各構件之間的連接應符合以下要求：構件節(jié)點的破壞不應先于其連接的構件；預埋件的錨固破壞不應先于連接的構件；裝配式結構構件的連接應能保證結構的整體性。6.輕型門式剛架的特點包括：允許腹板失穩(wěn)，利用腹板屈曲后的強度；采用壓型鋼板輕型屋面和墻面，減小結構的實際位移；采用變截面，充分利用材料；側向剛度用隅撐保證，節(jié)省材料；結構構件可全部在工廠制作，工業(yè)化程度高；構件單元之間用端板連接，延性好；自重輕以及屋面蒙皮作用，對抗震有利。由于這些特點，輕型門式剛架在建筑市場上具有很強的競爭力。但需要注意，在風載較大或房屋較高時，必須特別注意風載作用下的連接設計與施工。計算題：1.該軸心受壓實腹式柱截面為焊接工字型，兩主軸方向均屬b類截面。已知N=1500kN，lx=10.8m，ly=3.6m，f=215N/mm。需要進行柱的整體穩(wěn)定性試驗計算。如圖所示的鋼材Q235通過手工焊接的方式，使用E43型焊條進行焊接。焊縫質量為三級，施焊時加引弧板。已知引弧板的拉伸強度為185N/mm，鋼材的抗壓強度為215N/mm?，F(xiàn)在需要求出這個連接能夠承受的最大承載力。為