建筑學結構設計與計算考試題姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.建筑結構設計的基本原則包括：

a.安全性

b.經濟性

c.美觀性

d.施工方便性

2.桁架結構的主要受力構件是：

a.桁桿

b.桁端

c.桁腹

d.桁脊

3.梁式結構的受力特點是什么？

a.受拉為主

b.受壓為主

c.受彎為主

d.受剪為主

4.柱式結構的穩(wěn)定性主要取決于：

a.材料強度

b.柱截面形狀

c.柱的尺寸

d.柱的連接方式

5.建筑結構設計中的荷載包括：

a.恒載

b.活載

c.風荷載

d.地震荷載

答案及解題思路：

1.答案：a,b,d

解題思路：建筑結構設計的基本原則首先保證安全性，其次考慮經濟性，以便在滿足安全的前提下降低成本，施工方便性也是設計中的一個考慮因素，但不是基本原則之一。美觀性雖然重要，但通常不是設計的主要原則。

2.答案：a

解題思路：桁架結構的主要受力構件是桁桿，因為桁桿主要承受軸向力，是整個桁架結構的主要承載部分。

3.答案：c

解題思路：梁式結構在受力時主要承受彎曲應力，因此其受力特點是以受彎為主。

4.答案：b,c

解題思路：柱式結構的穩(wěn)定性主要取決于柱截面形狀和柱的尺寸。適當的截面形狀可以增強柱的穩(wěn)定性，而柱的尺寸則直接影響到其承受荷載的能力。

5.答案：a,b,c,d

解題思路：建筑結構設計中的荷載包括恒載（如結構自重）、活載（如使用荷載）、風荷載和地震荷載，這些都是結構設計時必須考慮的荷載類型。二、填空題1.建筑結構設計的基本任務是在滿足______的前提下，進行______和______的設計。

答案：結構安全

解題思路：任何建筑結構設計都必須保證結構安全，即滿足結構在受力時不會發(fā)生破壞或失效。設計過程應包括功能滿足和經濟效益，即保證建筑結構能滿足使用功能的要求，并考慮設計的經濟性。

2.結構設計的主要內容包括______、______、______和______。

答案：結構選型、結構布置、結構計算和結構施工圖設計

解題思路：結構設計是一個系統(tǒng)的過程，包括選擇合適的結構形式、合理布置結構構件、進行結構受力計算以及繪制結構施工圖等步驟。

3.建筑結構設計中的荷載計算需要考慮______、______和______等因素。

答案：永久荷載、可變荷載和偶然荷載

解題思路：在結構設計時，需要綜合考慮所有可能作用在結構上的荷載，包括恒定的永久荷載（如自重）、隨時間變化的可變荷載（如樓面活荷載）和偶然發(fā)生的荷載（如地震作用）。

4.梁的截面慣性矩與其______和______有關。

答案：截面的幾何尺寸和材料性質

解題思路：截面慣性矩是衡量截面抵抗彎曲變形能力的重要參數，它取決于截面的幾何形狀和尺寸（如截面面積、截面的回轉半徑等）以及材料的性質。

5.柱的穩(wěn)定性主要取決于______和______。

答案：柱的長度和截面形狀

解題思路：柱的穩(wěn)定性與其長細比（柱的長度與截面慣性半徑的比值）密切相關，長細比越大，柱的穩(wěn)定性越差。截面的形狀也會影響柱的穩(wěn)定性，如I形截面比矩形截面具有更好的穩(wěn)定性。三、簡答題1.簡述建筑結構設計的基本原則。

答案：

建筑結構設計的基本原則包括：

安全性原則：保證結構在各種作用力下不會發(fā)生破壞。

經濟性原則：在滿足安全性和功能要求的前提下，盡可能降低成本。

適用性原則：結構應適應使用功能和環(huán)境的需要。

耐久性原則：結構應具有長期抵抗各種自然因素的侵害的能力。

可行性原則：設計應在技術和材料上具有可實現性。

解題思路：

回答時應首先明確安全性、經濟性、適用性、耐久性和可行性五個基本原則的定義，并結合具體設計實例說明每個原則的應用。

2.簡述建筑結構設計的主要內容。

答案：

建筑結構設計的主要內容有：

結構方案選擇：根據建筑物的使用功能和環(huán)境條件選擇合適的結構類型。

結構布置：確定梁、板、柱等構件的平面和空間布置。

結構尺寸確定：根據受力分析和荷載情況確定構件的尺寸。

結構節(jié)點設計：保證節(jié)點處連接牢固、可靠。

構件的構造和施工設計：保證構件制作和施工的便利性。

解題思路：

針對每一項內容進行簡要描述，結合設計實例說明設計過程中的關鍵點和注意事項。

3.簡述荷載計算的基本方法。

答案：

荷載計算的基本方法包括：

恒載計算：計算建筑物自重和固定設備的重量。

活載計算：計算可移動設備、人員流動等引起的荷載。

風荷載計算：根據建筑物的形態(tài)和位置計算風力作用。

雪荷載計算：根據地域和氣候條件計算雪荷載。

地震荷載計算：根據地震烈度和建筑物特性計算地震作用。

解題思路：

分別描述不同類型荷載的計算方法，并舉例說明計算過程。

4.簡述梁的截面設計要點。

答案：

梁的截面設計要點包括：

滿足強度要求：保證梁在彎矩和剪力作用下的強度。

滿足剛度要求：保證梁的變形在允許范圍內。

考慮施工條件：設計便于構件的運輸、吊裝和施工。

考慮經濟性：在滿足要求的前提下，選擇經濟合理的截面形狀和尺寸。

解題思路：

逐一說明梁的截面設計要點，并強調每個要點的具體實施方法和目的。

5.簡述柱的穩(wěn)定性設計要點。

答案：

柱的穩(wěn)定性設計要點包括：

保證柱的穩(wěn)定性：防止柱在軸向力作用下失穩(wěn)。

優(yōu)化柱截面形狀：選擇合適的截面形狀以增強柱的穩(wěn)定性。

控制柱的長細比：通過合理的尺寸控制長細比，保證柱的穩(wěn)定性。

考慮支座條件：根據支座的約束條件進行設計，避免不合理的支座效應。

解題思路：

針對穩(wěn)定性設計要點進行詳細闡述，并結合具體設計實例說明穩(wěn)定性的重要性。四、計算題1.計算一簡支梁在均布荷載作用下的最大彎矩。

梁長\(L=6\)米，均布荷載\(q=10\)千牛頓每米。

2.計算一懸臂梁在集中荷載作用下的最大彎矩。

懸臂梁長度\(L=5\)米，集中荷載\(P=20\)千牛頓，荷載作用點距固定端\(2\)米。

3.計算一簡支梁在均布荷載作用下的最大剪力。

梁長\(L=8\)米，均布荷載\(q=15\)千牛頓每米。

4.計算一懸臂梁在集中荷載作用下的最大剪力。

懸臂梁長度\(L=4\)米，集中荷載\(P=25\)千牛頓，荷載作用點距固定端\(1\)米。

5.計算一柱在均布荷載作用下的最大彎矩。

柱高\(H=10\)米，均布荷載\(q=8\)千牛頓每米，柱截面為矩形，尺寸為\(b\timesh=0.3\times0.5\)米。

答案及解題思路：

1.計算一簡支梁在均布荷載作用下的最大彎矩。

解題思路：根據簡支梁均布荷載的最大彎矩計算公式\(M_{max}=\frac{ql^2}{8}\)，代入\(q=10\)千牛頓每米，\(l=L=6\)米。

解答：\(M_{max}=\frac{10\times6^2}{8}=\frac{360}{8}=45\)千牛頓·米。

2.計算一懸臂梁在集中荷載作用下的最大彎矩。

解題思路：根據懸臂梁集中荷載的最大彎矩計算公式\(M_{max}=\frac{Pl^2}{2}\)，代入\(P=20\)千牛頓，\(l=L=5\)米。

解答：\(M_{max}=\frac{20\times5^2}{2}=\frac{500}{2}=250\)千牛頓·米。

3.計算一簡支梁在均布荷載作用下的最大剪力。

解題思路：根據簡支梁均布荷載的最大剪力計算公式\(V_{max}=\frac{ql}{2}\)，代入\(q=15\)千牛頓每米，\(l=L=8\)米。

解答：\(V_{max}=\frac{15\times8}{2}=60\)千牛頓。

4.計算一懸臂梁在集中荷載作用下的最大剪力。

解題思路：根據懸臂梁集中荷載的最大剪力計算公式\(V_{max}=P\)，代入\(P=25\)千牛頓。

解答：\(V_{max}=25\)千牛頓。

5.計算一柱在均布荷載作用下的最大彎矩。

解題思路：根據柱在均布荷載作用下的最大彎矩計算公式\(M_{max}=\frac{qH^2}{24}\)，代入\(q=8\)千牛頓每米，\(H=10\)米。

解答：\(M_{max}=\frac{8\times10^2}{24}=\frac{800}{24}=33.\overline{3}\)千牛頓·米。五、論述題1.論述建筑結構設計中安全性的重要性。

在建筑結構設計中，安全性是首要考慮的因素。對安全性重要性的論述：

解題思路：首先概述安全性在建筑結構設計中的基礎地位，然后結合實際案例說明安全性的缺失可能導致的嚴重后果，最后從法規(guī)、標準、設計原則等方面論證安全性在設計中的重要性。

2.論述建筑結構設計中經濟性的重要性。

經濟性是建筑結構設計中的一個重要考量因素，對其重要性的論述：

解題思路：首先解釋經濟性在建筑結構設計中的意義，接著分析成本控制與建筑壽命、維護成本的關系，最后從可持續(xù)發(fā)展、經濟效益最大化等角度闡述經濟性的重要性。

3.論述建筑結構設計中美觀性的重要性。

建筑的美觀性不僅影響人們的生活質量，也是城市形象的重要組成部分。對美觀性重要性的論述：

解題思路：首先闡述美觀性在建筑結構設計中的美學價值，然后通過分析不同風格建筑對環(huán)境和社會的影響，最后從提升城市品味、滿足人們審美需求等方面論證美觀性的重要性。

4.論述建筑結構設計中施工方便性的重要性。

施工方便性直接關系到建筑項目的進度和質量，對其重要性的論述：

解題思路：首先解釋施工方便性在建筑結構設計中的實際作用，然后通過實際案例說明施工方便性對項目成本和工期的影響，最后從提高施工效率、降低施工難度等方面闡述施工方便性的重要性。

5.論述建筑結構設計中荷載計算的重要性。

荷載計算是建筑結構設計的基礎，對荷載計算重要性的論述：

解題思路：首先強調荷載計算在保證結構安全中的關鍵作用，然后結合實際案例說明荷載計算錯誤可能導致的嚴重后果，最后從設計規(guī)范、計算方法、實際應用等方面論述荷載計算的重要性。

答案及解題思路：

1.答案：建筑結構設計的核心目標是保證建筑物的安全性和耐久性。安全性是建筑物的生命線，任何結構設計都必須以安全為前提。歷史上因結構設計安全考慮不足而導致的建筑教訓深刻，如1989年美國舊金山地震中倒塌的圣路易斯橋。安全性體現在結構設計要符合國家相關法規(guī)和標準，采用合理的設計原則，進行詳盡的荷載分析和強度校核。

解題思路：結合實際案例說明安全性的重要性，引用法規(guī)和標準，強調設計原則和荷載分析的重要性。

2.答案：經濟性在建筑結構設計中的重要性體現在合理控制成本、提高投資效益和促進可持續(xù)發(fā)展。例如采用輕質高強材料、優(yōu)化結構設計、合理選擇施工方法等，都能在保證結構安全的前提下降低成本，提高經濟效益。

解題思路：分析成本控制與經濟效益的關系，結合實際案例說明經濟性的重要性。

3.答案：建筑的美觀性是城市文化和人們生活品質的體現。一個美觀的建筑不僅能夠提升城市形象，還能滿足人們的審美需求。例如上海東方明珠塔以其獨特的建筑造型和高度，成為上海的標志性建筑。

解題思路：闡述美觀性的美學價值，分析其對城市形象和人們生活的影響。

4.答案：施工方便性直接影響建筑項目的進度和質量。合理的結構設計應考慮施工的便捷性，減少施工難度，提高施工效率。例如采用模塊化設計、標準化構件等，都能提高施工方便性。

解題思路：解釋施工方便性的實際作用，結合實際案例說明其對項目成本和工期的影響。

5.答案：荷載計算是建筑結構設計的基礎，它直接關系到結構的安全性和可靠性。荷載計算不準確可能導致結構失效，造成嚴重后果。因此，荷載計算必須嚴格按照設計規(guī)范和計算方法進行。

解題思路：強調荷載計算在保證結構安全中的關鍵作用，結合實際案例說明荷載計算錯誤可能導致的嚴重后果。六、設計題1.設計一單層廠房的柱子截面。

題目描述：

請設計一單層廠房的柱子截面，該廠房主要承受豎向荷載，并考慮水平荷載的影響。廠房尺寸為長50m，寬20m，柱子間距為6m。廠房所在地區(qū)抗震設防烈度為7度，設計使用年限為50年。請根據以下要求進行設計：

（1）選擇合適的柱子截面形式；

（2）確定柱子材料的強度等級；

（3）計算柱子的軸向力和彎矩；

（4）進行柱子的強度和穩(wěn)定性校核；

（5）繪制柱子截面詳圖。

答案及解題思路：

（1）選擇合適的柱子截面形式：根據廠房的荷載特點和抗震要求，選擇矩形截面。

（2）確定柱子材料的強度等級：根據設計規(guī)范，選擇C30混凝土和HRB400鋼筋。

（3）計算柱子的軸向力和彎矩：根據廠房的荷載分布和結構計算，計算柱子的軸向力和彎矩。

（4）進行柱子的強度和穩(wěn)定性校核：根據柱子材料的強度等級和設計規(guī)范要求，進行柱子的強度和穩(wěn)定性校核。

（5）繪制柱子截面詳圖：根據設計結果，繪制柱子截面詳圖。

2.設計一多層住宅建筑的樓板結構。

題目描述：

請設計一多層住宅建筑的樓板結構，該建筑為6層住宅，每層層高3m，樓板厚度為120mm。建筑所在地區(qū)抗震設防烈度為7度，設計使用年限為50年。請根據以下要求進行設計：

（1）選擇合適的樓板形式；

（2）確定樓板材料的強度等級；

（3）計算樓板的荷載；

（4）進行樓板的強度和撓度校核；

（5）繪制樓板結構平面布置圖。

答案及解題思路：

（1）選擇合適的樓板形式：根據建筑的使用功能和荷載特點，選擇現澆鋼筋混凝土板。

（2）確定樓板材料的強度等級：根據設計規(guī)范，選擇C25混凝土和HPB300鋼筋。

（3）計算樓板的荷載：根據建筑的使用荷載和設計規(guī)范要求，計算樓板的荷載。

（4）進行樓板的強度和撓度校核：根據樓板材料的強度等級和設計規(guī)范要求，進行樓板的強度和撓度校核。

（5）繪制樓板結構平面布置圖：根據設計結果，繪制樓板結構平面布置圖。

3.設計一橋梁的梁式結構。

題目描述：

請設計一橋梁的梁式結構，該橋梁為單跨簡支梁，跨徑為30m，設計車速為60km/h。橋梁所在地區(qū)抗震設防烈度為7度，設計使用年限為100年。請根據以下要求進行設計：

（1）選擇合適的梁式結構；

（2）確定梁的材料和截面尺寸；

（3）計算梁的彎矩和剪力；

（4）進行梁的強度和穩(wěn)定性校核；

（5）繪制梁式結構示意圖。

答案及解題思路：

（1）選擇合適的梁式結構：根據橋梁的跨徑和設計車速，選擇預應力混凝土連續(xù)梁。

（2）確定梁的材料和截面尺寸：根據設計規(guī)范，選擇C50混凝土和HRB400鋼筋，并確定梁的截面尺寸。

（3）計算梁的彎矩和剪力：根據橋梁的荷載和結構計算，計算梁的彎矩和剪力。

（4）進行梁的強度和穩(wěn)定性校核：根據梁的材料和設計規(guī)范要求，進行梁的強度和穩(wěn)定性校核。

（5）繪制梁式結構示意圖：根據設計結果，繪制梁式結構示意圖。

4.設計一高層建筑的框架結構。

題目描述：

請設計一高層建筑的框架結構，該建筑為30層住宅樓，每層層高3m。建筑所在地區(qū)抗震設防烈度為7度，設計使用年限為50年。請根據以下要求進行設計：

（1）選擇合適的框架結構體系；

（2）確定柱網布置和柱截面尺寸；

（3）計算框架結構的內力和位移；

（4）進行框架結構的強度、穩(wěn)定性和剛度校核；

（5）繪制框架結構平面布置圖。

答案及解題思路：

（1）選擇合適的框架結構體系：根據建筑的高度和抗震要求，選擇鋼筋混凝土框架核心筒結構。

（2）確定柱網布置和柱截面尺寸：根據設計規(guī)范和結構計算，確定柱網布置和柱截面尺寸。

（3）計算框架結構的內力和位移：根據建筑荷載和結構計算，計算框架結構的內力和位移。

（4）進行框架結構的強度、穩(wěn)定性和剛度校核：根據框架結構的材料強度和設計規(guī)范要求，進行強度、穩(wěn)定性和剛度校核。

（5）繪制框架結構平面布置圖：根據設計結果，繪制框架結構平面布置圖。

5.設計一地下室的地下連續(xù)墻結構。

題目描述：

請設計一地下室的地下連續(xù)墻結構，該地下室為2層，地下一層為地下車庫，地上為商業(yè)建筑。地下室深度為5m，地下連續(xù)墻的墻體厚度為400mm。建筑所在地區(qū)抗震設防烈度為7度，設計使用年限為50年。請根據以下要求進行設計：

（1）選擇合適的地下連續(xù)墻結構形式；

（2）確定地下連續(xù)墻的材料和截面尺寸；

（3）計算地下連續(xù)墻的承載力和穩(wěn)定性；

（4）進行地下連續(xù)墻的防水和抗?jié)B設計；

（5）繪制地下連續(xù)墻結構平面布置圖。

答案及解題思路：

（1）選擇合適的地下連續(xù)墻結構形式：根據地下室的深度和防水要求，選擇現澆鋼筋混凝土地下連續(xù)墻。

（2）確定地下連續(xù)墻的材料和截面尺寸：根據設計規(guī)范和結構計算，確定地下連續(xù)墻的材料和截面尺寸。

（3）計算地下連續(xù)墻的承載力和穩(wěn)定性：根據地下連續(xù)墻的荷載和結構計算，計算承載力和穩(wěn)定性。

（4）進行地下連續(xù)墻的防水和抗?jié)B設計：根據地下連續(xù)墻的材料和設計規(guī)范要求，進行防水和抗?jié)B設計。

（5）繪制地下連續(xù)墻結構平面布置圖：根據設計結果，繪制地下連續(xù)墻結構平面布置圖。七、案例分析題1.分析一建筑結構設計中出現的問題及原因。

案例描述：

某高層住宅樓，地上20層，地下1層，采用鋼筋混凝土框架剪力墻結構體系。在施工過程中，發(fā)覺部分樓板出現裂縫。

問題分析：

問題：樓板出現裂縫。

原因分析：

設計原因：樓板配筋不足，未能有效抵抗荷載。

施工原因：混凝土澆筑過程中振搗不均勻，養(yǎng)護不當。

材料原因：混凝土強度等級不符合設計要求。

2.分析一建筑結構設計中的創(chuàng)新點及優(yōu)點。

案例描述：

某大型商業(yè)綜合體，地下3層，地上5層，采用鋼結構框架支撐體系。

創(chuàng)