建筑结构与设计练习题

建筑结构与设计练习题姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.建筑结构的基本分类包括：

A.钢结构、木结构、混合结构

B.钢结构、钢筋混凝土结构、砖混结构

C.砌体结构、钢结构、木结构

D.砌体结构、木结构、钢结构

2.下列哪种材料不属于建筑结构中常用的非金属材料？

A.混凝土

B.砖

C.木材

D.钢

3.钢筋混凝土结构的优点不包括：

A.抗震功能好

B.抗裂功能好

C.抗火功能好

D.耐久性好

4.框架结构的主要承重构件是：

A.柱、梁、板

B.柱、墙、板

C.柱、梁、墙

D.柱、梁、地坪

5.建筑设计的基本原则不包括：

A.功能性原则

B.经济性原则

C.美观性原则

D.创新性原则

答案及解题思路：

1.答案：B

解题思路：建筑结构的基本分类通常包括按材料分和按结构体系分。按材料分，常见的有钢结构、钢筋混凝土结构、砖混结构等；按结构体系分，有框架结构、网架结构等。选项B列出了按材料分类的常见结构类型。

2.答案：D

解题思路：非金属材料在建筑结构中的应用非常广泛，如混凝土、砖、木材等都是非金属材料。钢作为一种金属材料，不属于非金属材料。

3.答案：B

解题思路：钢筋混凝土结构具有抗震功能好、抗火功能好、耐久性好等优点，但其抗裂功能相对较差，尤其是在受到温度变化和湿度变化的影响时。

4.答案：A

解题思路：框架结构是一种常见的建筑结构体系，主要由柱、梁、板等构件组成，这些构件共同承担建筑物的荷载。

5.答案：D

解题思路：建筑设计的基本原则包括功能性、经济性、美观性等，而创新性原则并不是建筑设计的基本原则之一。创新性是建筑设计中追求的一种理念，但不是基本原则。二、填空题1.建筑结构按材料可分为________结构、________结构和________结构。

答案：钢结构、钢筋混凝土结构、木结构

解题思路：根据建筑材料的不同，建筑结构可以分为使用钢作为主要承重材料的钢结构，使用钢筋混凝土作为主要承重材料的钢筋混凝土结构，以及使用木材作为主要承重材料的木结构。

2.建筑结构按结构体系可分为________结构、________结构、________结构和________结构。

答案：框架结构、排架结构、拱结构、网架结构

解题思路：根据建筑结构体系的不同，建筑结构可以分为框架结构，适用于高层建筑；排架结构，常见于工业厂房；拱结构，用于跨度较大的建筑；网架结构，适用于大跨度公共建筑。

3.建筑设计的基本程序包括：________、________、________、________和________。

答案：方案设计、初步设计、技术设计、施工图设计、施工图审查

解题思路：建筑设计的过程包括从概念性的方案设计开始，经过初步设计确定设计参数，进行技术设计以完善设计细节，最后制作施工图设计并经过审查以保证设计符合施工要求。

4.建筑设计的基本原则包括：________原则、________原则、________原则和________原则。

答案：适用性原则、安全性原则、耐久性原则、经济性原则

解题思路：建筑设计时需要遵循一系列基本原则，包括保证建筑的功能适用性、结构的安全性、长期使用的耐久性以及符合预算的经济性。三、判断题1.建筑结构设计的主要任务是满足建筑物的安全性、耐久性和适用性。（√）

解题思路：建筑结构设计旨在保证建筑物在使用过程中能够承受预期的荷载，同时具有足够的耐久性以抵抗自然环境和人为因素的侵蚀，并满足实际使用需求。因此，安全性、耐久性和适用性是建筑结构设计的三项基本任务。

2.建筑设计中的结构设计是由建筑师负责的。（×）

解题思路：在建筑设计过程中，结构设计通常由结构工程师负责。建筑师主要负责建筑的形态、功能布局以及美学设计，而结构工程师则负责保证建筑物的结构安全、稳定和经济。

3.钢筋混凝土结构具有良好的抗震功能。（√）

解题思路：钢筋混凝土结构因其材料本身的特性，能够有效地吸收和分散地震能量，从而提高建筑物的抗震能力。通过合理的配筋和构造，钢筋混凝土结构在地震中表现出的抗震功能通常较好。

4.建筑结构设计应遵循“适用、经济、美观”的原则。（√）

解题思路：“适用、经济、美观”是建筑结构设计的基本原则。适用性保证建筑物的使用功能，经济性保证设计在成本控制范围内，美观性则提升建筑物的整体形象。

5.建筑设计的基本程序是先进行结构设计，再进行建筑设计。（×）

解题思路：建筑设计的基本程序通常是先进行建筑设计，然后再进行结构设计。建筑师首先确定建筑的基本形态和功能布局，之后结构工程师根据建筑设计的要求进行结构分析和设计，以保证结构安全和经济。先进行结构设计可能会导致建筑设计受到结构限制，不利于创造最佳的建筑效果。四、简答题1.简述建筑结构设计的任务和原则。

解题思路：

明确建筑结构设计的任务，然后阐述设计时应遵循的原则，并举例说明。

答案：

建筑结构设计的任务包括：保证建筑物的结构安全可靠；合理利用建筑材料，实现经济、实用的结构设计；满足建筑物的使用功能；与建筑物的整体设计相协调。

建筑结构设计应遵循以下原则：

安全性原则：保证建筑物在设计和施工过程中的安全。

经济性原则：在满足功能要求的前提下，降低结构成本。

实用性原则：使建筑物具有良好的使用功能。

耐久性原则：延长建筑物的使用寿命。

协调性原则：与建筑物的整体设计相协调。

2.简述框架结构的特点和适用范围。

解题思路：

首先概述框架结构的基本特点，然后根据特点分析其适用范围。

答案：

框架结构是一种常见的建筑结构形式，其特点

由梁、柱组成，通过节点连接成空间骨架；

节点刚度较大，具有较好的抗震功能；

可形成灵活的空间布局；

施工方便，适应性强。

框架结构适用于以下场合：

工业建筑：如厂房、仓库等；

居住建筑：如多层住宅、公寓等；

商业建筑：如商场、写字楼等。

3.简述建筑设计的基本程序。

解题思路：

概述建筑设计的基本步骤，并结合实际案例进行分析。

答案：

建筑设计的基本程序

1.项目策划：确定建筑设计任务和目标；

2.场地选址：选择合适的建筑场地；

3.初步设计：包括建筑设计方案、结构设计方案、设备设计方案等；

4.方案评审：对设计方案进行评审和优化；

5.施工图设计：包括建筑、结构、设备等施工图设计；

6.施工监理：对施工过程进行监督管理；

7.竣工验收：对建筑物进行验收，保证满足设计要求。

在实际案例中，建筑设计的基本程序需要根据项目的具体情况进行调整，以保证设计质量。五、论述题1.论述建筑结构设计在建筑设计中的重要性。

建筑结构设计是建筑设计的重要组成部分，其重要性体现在以下几个方面：

a.保证建筑物的安全性和稳定性：结构设计必须能够承受建筑物的自重和外部荷载，保证其在使用过程中的安全。

b.影响建筑物的使用寿命：合理的结构设计可以延长建筑物的使用寿命，降低维护成本。

c.决定建筑物的形式和风格：结构设计直接影响建筑物的外观和内部空间布局，是建筑美学的体现。

d.节约资源和降低能耗：结构设计的合理性可以优化建筑物的空间布局，提高能源利用效率。

2.论述建筑结构设计应遵循的原则及其在实践中的应用。

建筑结构设计应遵循以下原则：

a.安全性原则：保证结构在各种荷载作用下的安全可靠。

b.适用性原则：满足建筑物的使用功能，适应环境变化。

c.经济性原则：在保证安全、适用、美观的前提下，力求节约成本。

d.创新性原则：鼓励结构设计在满足基本要求的基础上，不断创新，提升建筑物的竞争力。

在实践中的应用：

a.安全性原则：在设计过程中，对各种荷载进行准确计算，采用合理的结构体系和构造措施。

b.适用性原则：结合建筑物的功能需求，选择合适的结构体系，如框架结构、剪力墙结构等。

c.经济性原则：通过优化设计，降低材料消耗，提高施工效率，降低建造成本。

d.创新性原则：在设计中融入新技术、新材料，提高建筑物的功能和竞争力。

答案及解题思路：

答案：

1.建筑结构设计在建筑设计中的重要性体现在保证建筑物的安全性和稳定性、影响建筑物的使用寿命、决定建筑物的形式和风格以及节约资源和降低能耗等方面。

2.建筑结构设计应遵循安全性原则、适用性原则、经济性原则和创新性原则。在实践中的应用包括保证结构安全可靠、选择合适的结构体系、优化设计和融入新技术新材料等。

解题思路：

1.针对建筑结构设计的重要性，可以从多个角度进行分析，如安全性、使用寿命、形式风格和资源能耗等。

2.在论述建筑结构设计应遵循的原则时，应结合具体原则进行解释，并举例说明其在实践中的应用。例如安全性原则可以通过荷载计算和结构措施来保证；适用性原则可以通过选择合适的结构体系来实现；经济性原则可以通过优化设计和降低成本来体现；创新性原则可以通过新技术新材料的应用来提升建筑物的竞争力。六、计算题1.计算一个矩形梁的跨中弯矩。

题目描述：

一个矩形截面梁，尺寸为b=200mm，h=300mm，长度L=4m，一端固定，另一端自由。在跨中施加一集中力F=30kN。请计算该矩形梁的跨中弯矩。

2.计算一个圆形柱的轴心压力。

题目描述：

一个圆形柱，直径D=300mm，材料为Q345钢，屈服强度f_y=345MPa。柱子受到轴向压力N=500kN。请计算该圆形柱的轴心压力引起的应力。

3.计算一个悬臂梁的支座反力。

题目描述：

一个悬臂梁，长度L=3m，一端固定，另一端承受集中力F=20kN。梁的截面为矩形，尺寸为b=150mm，h=300mm。请计算梁固定端的支座反力。

4.计算一个平面刚架结构的内力。

题目描述：

一个平面刚架结构，由两根梁组成，梁的截面均为圆形，直径D=200mm，材料为C30混凝土。结构受到一个集中力F=30kN，作用在中间节点。请计算结构中各梁的内力。

5.计算一个空间结构的稳定性。

题目描述：

一个空间桁架结构，由三角形桁架单元组成，每个单元的截面为圆形，直径D=150mm，材料为Q235钢。桁架受到均匀荷载q=5kN/m²。请计算该结构的稳定性，并给出相应的安全系数。

答案及解题思路：

1.矩形梁的跨中弯矩：

答案：M=(FL)/4=(30kN4m)/4=30kNm

解题思路：跨中弯矩的计算公式为M=(FL)/4，其中F为集中力，L为梁的长度。

2.圆形柱的轴心压力应力：

答案：σ=N/(π(D/2)²)=500kN/(π(0.3m)²)≈214.9MPa

解题思路：轴心压力应力的计算公式为σ=N/(π(D/2)²)，其中N为轴向压力，D为柱子的直径。

3.悬臂梁的支座反力：

答案：支座反力R=F=20kN

解题思路：对于悬臂梁，支座反力等于作用在梁上的集中力。

4.平面刚架结构的内力：

答案：需要根据具体结构计算，通常使用节点法或截面法求解。

解题思路：利用节点法或截面法分别计算每个节点或截面的内力。

5.空间结构的稳定性：

答案：需要根据具体结构计算，通常使用欧拉公式或相关稳定理论。

解题思路：利用欧拉公式或稳定理论计算结构的临界荷载，并与实际荷载比较，计算安全系数。七、问答题1.请简述建筑结构设计中常见的几种非金属材料及其特性。

答案：

玻璃：具有良好的透光性、耐热性、耐化学腐蚀性，但强度较低，易碎。

木材：天然、可再生，具有较好的弹性和韧性，但易受虫蛀和腐蚀。

陶瓷：耐高温、耐腐蚀，但脆性较大，抗拉强度低。

塑料：轻质、耐腐蚀、易加工，但耐热性较差。

金属复合材料：如玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）等，具有高强度、轻质、耐腐蚀等特点。

解题思路：

列举常见非金属材料。

描述每种材料的特性，如物理性质、化学性质等。

2.请简述建筑结构设计中常见的几种钢制材料及其特性。

答案：

热轧钢：强度高、塑性好，易于焊接，但表面易生锈。

冷轧钢：表面光滑、尺寸精度高，但强度和塑性好于热轧钢。

碳素钢：成本低，强度适中，但耐腐蚀性较差。

不锈钢：耐腐蚀性强，适用于潮湿环境，但成本较高。

镀锌钢：表面镀锌层提高耐腐蚀性，适用于室外建筑。

解题思路：

列举常见钢制材料。

描述每种材料的特性，如力学功能、耐腐蚀性、加工功能等。

3.请简述建筑结构设计中常见的几种木制材料及其特性。

答案：

桦木：质地坚硬，耐腐蚀，适用于地板、门窗等。

松木：纹理美观，轻质，适用于家具、装饰等。

雕刻木：纹理清晰，适用于雕刻工艺，装饰性强。

硬木：质地坚硬，耐磨，适用于高档家具、地板等。

解题思路：

列举常见木制材料。

描述每种材料的特性，如硬度、纹理、耐腐蚀性等。

4.请简述建筑结构设计中常见的几种砌体材料及其特性。

答案：

砖：抗压