建筑结构重点思考题

第一章重点思考题

2、按所用建筑材料，建筑结构分为几类？它们各有哪些特点？

〖参考答案〗（参阅P2-8）

按所用建筑材料，建筑结构分为混凝土结构、钢结构、钢-混凝土组合结构、砌体结构、木结构和混合结构等等。

特点：混凝土结构

优点：耐久性好，基本上不需要保养维修；耐火性好；可模性好；抗震性好；骨料可就地取材，另外也可以利用工业废料，有利于环境保护。

缺点：自重大；抗裂性差；施工环节多，需要大量模板，施工工期长；拆除、改造难度大。

钢结构

优点：自重轻而承载力高——轻质高强，强度和比强度高；材质均匀，性能好，结构可靠性高。钢材更接近于匀质等强体——可直接使用材料力学的结论与公式。施工简便，工期短；特别是钢材具有可焊性，使结构制作与安装都很便利；塑性和韧性好，结构延性好，抗震能力强。易于改造与加固。

钢结构的主要缺点是：耐腐蚀性能差；耐热性能好，但防火性能差；钢材价格相对较高。砌体结构

主要优点：耐久性好；耐火性好；材料来源方便；施工工艺简便，造价低廉；隔热保温等热工性能较好。

主要缺点：强度低、自重大、整体性差，容易开裂，抗震性能不好；手工砌筑，劳动强度高，砌筑质量变异性大；如使用粘土砖，烧制粘土砖与农业争地，污染环境，不利于保护环境和可持续发展。

6、高层建筑结构设计的特点是什么？

〖参考答案〗（参阅P20）

高层建筑的结构设计与多层结构有显著区别：一是风荷载和地震作用等水平方向作用引起的内力和位移是结构设计的控制因素。二是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。

第二章重点思考题

1、永久荷载、可变荷载主要是指哪些荷载？

〖参考答案〗（参阅P29）

永久荷载主要是指结构自重、土压力、水位不变时的水压力等，习惯上称为恒载。

可变荷载主要指楼、屋面的使用荷载、风荷载、雪荷载等。习惯上成为活荷载或活载。

3、理解荷载标准值，可变荷载组合值、准永久值的意义。

〖参考答案〗（参阅P30-31）

荷载标准值是指在结构使用期间正常情况下可能出现的最大荷载值，包括永久荷载标准值(Gk或gk)和可变荷载标准值(Qk或qk)，也就是现行《建筑结构荷载规范》（GB500009—2001）规定的荷载基本代表值。

当结构上有两种或两种以上的可变荷载需要同时考虑时，所有可变荷载同时达到其单独出现时可能达到的最大值的概率极小，因此，除了主导荷载（第一种可变荷载，即产生最大效应的荷载）仍可以采用其标准值作为代表值之外，其他伴随荷载均应采用相应时段的最大荷载、即小于其标准值的某值作为代表值。按可变荷载参与组合后，在设计基准期内超越的

总时间的不同分为组合值、频遇值、准永久值。

使组合后的组合效应在设计基准期内的超越概率能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值，称为组合值（ψc Qk）。

在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期的一半的荷载值，称为准永久值（ψq Qk）。

7、建筑结构的基本构件有哪些？结构构件的受力状态有几种？试举例说明。

〖参考答案〗（参阅P41,P42）

基本构件，分为板、梁、墙、柱、桁架、基础等类型。

构件可以分为受拉构件、受压构件、受弯构件、受扭构件和组合变形构件（如偏心受压构件）。柱是偏心受压构件，梁是受弯构件，挑檐梁是受扭构件。

第三章重点思考题

2、材料最基本的强度指标有什么？材料的变化性能包括哪些？他们的意义是什么？

〖参考答案〗（参阅P46-48）

材料的基本力学性能包括强度和变形性能两方面。抗拉强度和抗压强度是建筑材料的基本强度，变形性能主要是弹性模量和剪切弹性模量（切变模量），还包括横向变形系数（泊松比）。意义：作为建筑材料，塑性性能也是一个重要指标。钢材的伸长率是钢材的主要塑性指标。冷弯性能可以反映钢材的可加工性能，也是反映塑性的一个指标。焊接性能是钢材的重要工艺性能。焊接性能好是指焊接安全、可靠，不发生焊接裂缝，焊接接头和焊缝的冲击韧性以及热影响区域的塑性性能和强度都不应低于钢材。冲击韧性是判断钢材在承受动力荷载作用时是否出现脆性破坏的主要指标。

3、在结构设计中，为什么通常把屈服强度作为确定钢材设计强度的依据?无明显流幅钢材的屈服强度如何定义？

〖参考答案〗（参阅P47）

依据:若应力超过屈服强度，钢材进入屈服阶段，应变发展较快，将使构件伴随产生很大的变形而不能满足正常的使用要求。高碳钢的应力应变曲线中没有明显的屈服台阶，称为无明显流幅钢材，对于这类钢材，往往取0.85σb(σb为钢筋归家标准规定的极限抗拉强度）作为条件屈服强度。

第四章重点思考题

1、结构的功能要求包括哪些？

〖参考答案〗（参阅P53）

结构的功能要求包括：安全性、适用性、耐久性三个方面。

2、什么是结构的极限状态？有哪两类？

〖参考答案〗（参阅P54-55）

在使用中，整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计的某一功能要求，此特定状态为结构工作状态的“可靠”和“失效”的临界状态，称为该功能的极限状态。极限状态是区分结构工作状态的可靠和失效的标志。

分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。

5、控制截面的意义是什么？

〖参考答案〗（参阅P60）

按承载力计算时，需要对构件的所有截面进行设计，只要计算某几个对构件的截面尺寸、

配筋量等起控制作用的截面就可以了。这样的截面称为控制截面，它是构件中内力最不利的界面、尺寸改变处的截面以及材料用量改变处的截面。加强有利组合。

7、建筑结构设计的一般过程是怎样的？

〖参考答案〗（参阅P65-66）

三阶段设计：初步设计、技术设计、施工图设计。

二阶段设计；扩大初步设计、施工图设计。

结构选型、结构布置、确定材料和构件尺寸、荷载计算、内力分析及组合、结构构件设计、构造措施设计。

第五章重点思考题

1、热轧钢筋的级别是根据什么划分的？用什么符号表示？哪些是光园钢筋？哪些是带肋钢筋？

〖参考答案〗（参阅P69-73）

热轧钢筋的级别是根据钢材的屈服强度标准值划分的。

规范将热轧钢筋分为以下级别，分别用HPB300级、HRB335级、HRBF335级、HRB400级、HRBF400级、RRB400级、HRB500级和HRBF500级表示；其中：HPB300级为光圆钢筋，其余均为带肋钢筋。

4、混凝土立方抗压强度标准值如何确定？用什么符号表示？混凝土的强度等级如何确定？如何表示？

〖参考答案〗（参阅P74-75）

混凝土立方抗压强度标准值是指按照标准方法制作养护边长为150mm的立方试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度，用符号f cu,k表示。混凝土强度等级按立方抗压强度标准值确定。

7、普通混凝土和高强度混凝土的σ—ε曲线有什么不同？

〖参考答案〗（参阅P78）

普通混凝土和高强度混凝土的σ—ε曲线参见教材P78图5.1.10。

由图可见，随着混凝土强度的提高，应变峰值0变化不大，上升段的形状相似，但下降段曲线的形状相差很大。混凝土强度越高，下降段的斜率越大，且残余应力较低，说明高强度混凝土的变形性能较差，显示出显著的脆性。

8、什么是混凝土的徐变和收缩？对结构有什么影响？

〖参考答案〗（参阅P80）

在不变荷载的长期作用下材料应变随时间而增长的现象称为徐变。混凝土的徐变将增大构件的裂缝宽度和变形，例如受弯构件的挠度因此而增大2~3倍甚至更多。在预应力混凝土构件中由徐变引起的预应力损失，是预应力损失中的主要部分。

混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。收缩与荷载无关，当混凝土的这种变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，混凝土中将产生拉应力，甚至开裂。另外，混凝土的收缩会引起预应力混凝土中钢筋预应力的损失。

9、钢筋与混凝土材料共同工作的前提是什么？影响钢筋与混凝土粘结作用的因素有哪些？