川大《建筑结构设计（Ⅰ）1412》模拟题一

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《建筑结构设计》模拟考试题（一）



1. （10分）简述单向板肋梁楼盖的设计步骤。

2. （10分）影响作用于建筑物上的风荷载大小的因素有哪些？

3. （10分）简述分层法的基本假定和计算要点。

4. （10分） 确定单层厂房排架计算简图作了哪些基本假定？请画出排架结构的计算简图。

5. （10分）什么是塑性铰？和理想铰有何区别？

6. （10分）何谓“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”？



7. （20）已知：某6 层钢筋混凝土框架，其轴线尺寸及风荷载设计值如图所示，梁截面尺寸为250×800mm；柱截面为600×600mm。梁柱混凝土强度等级采用C20。底层柱的反弯点距柱脚0.8h1（边柱）及0.65h1（中柱）。要求：假定楼板在自身平面内的刚度无穷大，用D值法计算并绘出风荷载作用下底层框架柱的弯矩图。

提示： ；刚度修正系数 ， 对于边柱 ，对于中柱 ；钢筋混凝土的弹性模量为E，惯性矩 ，梁柱线刚度 （对于横梁 为相邻柱轴线之间的距离，对于柱 为层高）。


8. （20分）已知某金工车间的排架计算简图如图所示，A柱和B柱形状和尺寸等均相同。已知上柱的截面惯性矩 mm4，下柱的截面惯性矩 mm4。 ， 。

求：在Mmax＝103kNm和Mmin＝35.9kNm联合作用下按剪力分配法计算柱子的剪力。



《建筑结构设计》模拟考试题（一）

参考资料

1．简述单向板肋梁楼盖的设计步骤。
答：（1）根据建筑工程要求进行结构平面布置

（2）确定单向板、次梁、主梁的计算简图

（3）按考虑塑性内力重分布的方法计算单向板和次梁的内力，按弹性方法计算主梁的内力

（4）对板、次梁、主梁进行截面设计和配筋构造

（5）绘制楼盖的结构平面布置图、板配筋图、次梁配筋图和主梁配筋图

2.影响作用于建筑物上的风荷载大小的因素有哪些？
答：（1）风本身的性质：风速、风向

（2）建筑所在地的地貌

（3）建筑的表面形状

（4）建筑物的高度

3.简述分层法的基本假定和计算要点。
答： 基本假定：

（1）在竖向荷载作用下，刚架的侧移忽略不计

（2）每层梁上的荷载对其它层梁内力的影响忽略不计

计算要点：

（1）除底层柱以外，其他层柱的线刚度要乘0.9的折减系数

（2）除底层柱以外，柱子的传递系数取1/3

（3）柱中弯矩为上下两层算得弯矩的叠加

4.确定单层厂房排架计算简图作了哪些基本假定？请画出排架结构的计算简图。
答：

（1）柱下端固接于基础顶面，上端与屋面梁或屋架铰接

（2）屋面梁或屋架没有轴向变形


5.什么是塑性铰？和理想铰有何区别？
答：钢筋混凝土构件正截面受弯过程中，钢筋屈服后，在弯矩基本维持不变的情况下，截面曲率激增，形成截面受弯“屈服”现象。上述截面“屈服”并不仅限于受拉钢筋首先屈服的那个截面，实际上钢筋会在一定长度上屈服，受压区混凝土的塑性变形也在一定区域内发展。这些非弹性变形的集中发展，使结构的挠度和转角迅速增大。将这一非弹性变形集中产生的区域理想化为集中于一个截面上的塑性铰。塑性铰形成于截面应力状态的第Ⅱ阶段末，转动终止于第Ⅲ阶段。

塑性铰与结构力学中的理想铰有以下三点主要区别：①理想铰不能承受任何弯矩，塑性铰则能承受定值的弯矩 ；②理想铰在两个方向都可产生无限的转动，而塑性铰却是单向铰，只能沿弯矩 作用方向作有限的转动；③理想铰集中于一点，塑性铰则是有一定长度的。

6.何谓“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固”？
塑性铰应尽可能地出现在梁两端，设计成强柱弱梁框架。因为塑性铰出现在梁端，不易形成破坏机构，可能出现的塑性铰数量多，耗能部位分散。如塑性铰出现在柱上，很容易形成机构。柱通常都承受较大的轴力，在高轴压比下，钢筋混凝土柱很难具有高延性性能，而梁是受弯构件，较易实现高延性比要求。此外，柱是主要的承重构件，出现较大的塑性变形后难以修复，柱子破坏可能引起整个结构的倒塌。

避免梁柱过早剪坏，在可能出现塑性铰的区段内，应设计成强剪弱弯。梁柱的剪切破坏是脆性的，或延性很小。对于抗震设计的延性框架，不仅要求框架梁柱在塑性铰出现之前不会剪坏，而且还要求在塑性铰出现之后也不要过早剪坏。为此，要求延性框架梁柱的抗剪承载力大于其抗弯承载力。

避免出现节点区破坏及钢筋的锚固破坏，要设计成强节点、强锚固。如果节点区破坏或变形过大，梁、柱构件就不再能形成有抗侧力的框架结构了。

7．解：
设钢筋混凝土的弹性模量为E

（1）    几何参数

柱：                 mm4


梁：                 mm4

                        
（2）    底层柱子的侧移刚度D

边柱：

        

中柱：

      

（3）    剪力分配


底层柱所受总的水平荷载： =12kN

kN

kN

（4）    柱端弯矩

kN.m

kN.m

kN.m

kN.m

（5）    弯矩图




8. 解：

（1）计算参数n 和


（2）在柱顶虚加不动铰支座

在A柱和B柱的柱顶分别虚加不动铰支座，如下图所示。


查教材中附录的附图得 ，不动铰支座反力为：



A柱和B柱的柱顶剪力为：



（3）撤销附加的不动铰支座

为了达到撤销不动铰支座的目的，在排架柱顶施加水平集中力 和 。由于A柱和B柱相同，故剪力分配系数 。此时，各柱分配到的柱顶剪力为：


（4）叠加（2）和（3）两种情况的柱顶剪力，恢复到结构原有的受力情况，即可求得A柱和B柱的剪力分别为：

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