建筑结构设计安全性能知识点解析

建筑结构设计安全功能知识点解析姓名_________________________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.建筑结构设计的基本要求包括哪些？

A.结构安全

B.使用功能

C.经济合理

D.美观适用

2.结构设计中，稳定性、可靠性和耐久性的含义分别是什么？

A.稳定性：结构在正常使用条件下保持稳定的能力

B.可靠性：结构在规定的使用年限内保持正常使用功能的能力

C.耐久性：结构在正常使用条件下保持其功能的能力

3.建筑结构中的荷载类型有哪些？

A.恒载

B.活载

C.雪载

D.地震作用

4.结构设计中，哪些因素会影响结构的抗震功能？

A.结构形式

B.材料功能

C.地基条件

D.施工质量

5.建筑结构中的变形分为哪两种？

A.荷载变形

B.自由变形

C.稳定变形

D.不稳定变形

6.钢筋混凝土结构中，影响钢筋应力大小的因素有哪些？

A.钢筋直径

B.钢筋间距

C.混凝土强度

D.混凝土保护层厚度

7.建筑结构设计中的荷载组合有哪些？

A.单独组合

B.累计组合

C.等效荷载组合

D.最不利荷载组合

8.结构设计中，安全系数的含义是什么？

A.结构设计时采用的系数，用以考虑结构实际承受荷载与设计荷载的差距

B.结构设计时采用的系数，用以考虑材料功能的不确定性

C.结构设计时采用的系数，用以考虑施工质量的不确定性

D.结构设计时采用的系数，用以考虑结构在地震作用下的安全储备

答案及解题思路：

1.A、B、C、D

解题思路：建筑结构设计的基本要求应包括结构安全、使用功能、经济合理以及美观适用等方面。

2.A、B、C

解题思路：稳定性、可靠性和耐久性是结构设计中的重要概念，分别对应结构保持稳定、正常使用以及功能保持的能力。

3.A、B、C、D

解题思路：建筑结构中的荷载类型主要包括恒载、活载、雪载以及地震作用等。

4.A、B、C、D

解题思路：结构设计的抗震功能受结构形式、材料功能、地基条件以及施工质量等因素影响。

5.A、B

解题思路：建筑结构中的变形分为荷载变形和自由变形，荷载变形是指在外力作用下产生的变形，自由变形是指由于温度、湿度等因素产生的变形。

6.A、B、C、D

解题思路：钢筋混凝土结构中，钢筋应力大小受钢筋直径、钢筋间距、混凝土强度以及混凝土保护层厚度等因素影响。

7.A、B、C、D

解题思路：建筑结构设计中的荷载组合包括单独组合、累计组合、等效荷载组合以及最不利荷载组合等。

8.A、B、C、D

解题思路：安全系数是结构设计中采用的系数，用以考虑荷载、材料功能、施工质量以及地震作用等因素的不确定性。二、填空题1.建筑结构设计中，安全等级分为五级，其中一级为最高安全等级。

2.结构设计中，荷载按其持续时间分为永久荷载和可变荷载。

3.建筑结构中的材料按其力学功能分为脆性材料和塑性材料。

4.结构设计中，结构的抗震等级分为一至八级。

5.建筑结构设计中的变形分为弹性变形和塑性变形。

6.建筑结构中的钢筋按其化学成分分为碳素钢和合金钢。

7.结构设计中，荷载组合系数的取值范围一般为0.6至1.0。

8.建筑结构设计中的安全系数一般取1.2至1.5。

答案及解题思路：

答案：

1.五

2.永久荷载可变荷载

3.脆性材料塑性材料

4.一至八

5.弹性变形塑性变形

6.碳素钢合金钢

7.0.6至1.0

8.1.2至1.5

解题思路：

1.安全等级的分级标准通常依据国家或地区的设计规范，一般分为五级，一级代表最高安全等级。

2.荷载的持续时间分类是根据荷载作用在结构上的时间长短来划分，永久荷载是指长期作用在结构上的荷载，如自重；可变荷载是指随时间变化而变化的荷载，如活荷载。

3.材料的力学功能分类是基于材料在受力过程中的行为特征，脆性材料在受力时变形较小，容易突然破坏；塑性材料则能够承受较大的变形而不破坏。

4.抗震等级是根据结构在地震作用下的抗震功能划分的，不同地区和不同类型的建筑有不同的抗震等级要求。

5.变形的分类是根据材料在受力后的恢复能力来划分，弹性变形是受力后可以恢复的变形，塑性变形则是受力后不能完全恢复的变形。

6.钢筋的分类是根据其化学成分和功能特点来划分，碳素钢和合金钢是常见的钢筋材料。

7.荷载组合系数的取值范围是根据不同荷载的组合效应来确定，以保证结构设计的安全性。

8.安全系数是考虑材料强度、构造措施、施工质量等因素后，为防止结构破坏而设定的系数，一般取值在1.2至1.5之间。三、判断题1.建筑结构设计中，安全等级越高，结构设计难度越大。（√）

解题思路：安全等级越高，设计标准要求更严格，需考虑更多的安全因素，因此设计难度通常会增加。

2.结构设计中，荷载按其持续时间分为永久荷载和可变荷载。（√）

解题思路：根据荷载作用时间的长短，可分为永久荷载（如自重）和可变荷载（如活荷载、风荷载等）。

3.建筑结构中的材料按其力学功能分为脆性材料和韧性材料。（√）

解题思路：脆性材料（如混凝土、玻璃等）在受到应力时容易断裂，而韧性材料（如某些钢材）可以吸收较大能量而不断裂。

4.结构设计中，结构的抗震等级分为一至八级。（×）

解题思路：实际上，根据最新抗震设计规范，结构的抗震等级通常分为一至十级。

5.建筑结构设计中的变形分为弹性变形和塑性变形。（√）

解题思路：弹性变形是材料在卸载后能够恢复原状的变形，而塑性变形则是卸载后不能恢复的变形。

6.建筑结构中的钢筋按其化学成分分为碳素钢和合金钢。（√）

解题思路：钢筋的化学成分主要包括铁和碳，按其含碳量可分为碳素钢和合金钢。

7.结构设计中，荷载组合系数的取值范围一般为0.7至0.8。（×）

解题思路：荷载组合系数的取值范围因具体情况而异，但一般会大于0.7，小于1.0。

8.建筑结构设计中的安全系数一般取1.2至1.5。（√）

解题思路：安全系数是为了保证结构在极限状态下的安全性，一般取1.2至1.5之间。四、名词解释1.结构设计

结构设计是指依据工程需求，综合运用力学、材料、计算和实验等方法，对结构构件和整体结构进行规划、布置、选择材料、计算尺寸和构造设计的过程。

2.荷载

荷载是指作用于结构上的外力，包括活荷载（如设备、人群等）、静荷载（如结构自重）和地震荷载等。荷载是影响结构安全功能的重要因素。

3.抗震功能

抗震功能是指结构在地震作用下抵抗破坏和保持稳定的能力。良好的抗震功能可以保证在地震发生时结构的安全性和功能性。

4.安全系数

安全系数是结构设计和施工中，为保证结构在各种荷载作用下不破坏而设定的系数。它是结构设计中的重要参数，用于评价结构的安全性。

5.结构变形

结构变形是指在外力作用下，结构形状和尺寸发生的改变。结构变形是结构设计和评估的重要指标，需要控制在合理范围内以保证结构的安全性。

6.钢筋

钢筋是一种用于增强混凝土结构的材料，通过在其内部埋设钢筋，可以提高混凝土结构的承载能力和抗裂功能。

7.材料力学功能

材料力学功能是指材料在外力作用下的功能表现，包括强度、弹性模量、屈服极限、延伸率等。材料力学功能直接影响结构的承载能力和变形特性。

8.荷载组合

荷载组合是指在不同时间段和空间位置同时作用的多个荷载的合成。在结构设计和分析中，考虑荷载组合有助于更准确地评估结构的实际受力情况。

答案及解题思路：

1.结构设计：答案：结构设计是根据工程需求，通过力学、材料、计算和实验等方法对结构进行规划、布置和计算尺寸的过程。解题思路：根据工程需求，了解设计规范，应用力学原理和计算方法，进行结构构件和整体结构的设计。

2.荷载：答案：荷载是作用于结构上的外力，包括活荷载、静荷载和地震荷载等。解题思路：识别结构上可能作用的荷载类型，计算荷载的大小和分布，考虑荷载的随机性和变化性。

3.抗震功能：答案：抗震功能是指结构在地震作用下抵抗破坏和保持稳定的能力。解题思路：了解地震作用机理，分析结构的受力情况和动力特性，评估结构的抗震功能，提出相应的抗震设计措施。

4.安全系数：答案：安全系数是为保证结构在荷载作用下不破坏而设定的系数。解题思路：根据结构设计和材料功能，确定安全系数的大小，评估结构的安全性。

5.结构变形：答案：结构变形是外力作用下结构形状和尺寸的改变。解题思路：计算结构在荷载作用下的变形量，分析变形的影响因素，控制变形在合理范围内。

6.钢筋：答案：钢筋是用于增强混凝土结构的材料，通过在其内部埋设钢筋，可以提高结构的承载能力和抗裂功能。解题思路：选择合适的钢筋种类和尺寸，保证钢筋布置合理，与混凝土共同工作。

7.材料力学功能：答案：材料力学功能是指材料在外力作用下的功能表现，包括强度、弹性模量、屈服极限、延伸率等。解题思路：根据材料特性，确定结构的承载能力和变形特性。

8.荷载组合：答案：荷载组合是不同时间段和空间位置同时作用的多个荷载的合成。解题思路：识别并计算结构上可能出现的荷载组合，评估结构在多种荷载作用下的功能。五、简答题1.简述建筑结构设计的基本要求。

建筑结构设计的基本要求包括：

结构的可靠性：保证结构在正常使用和极限状态下均能安全可靠地工作。

结构的适用性：满足使用功能的要求，如空间、尺寸、刚度等。

结构的经济性：在满足安全性和适用性的前提下，尽量降低结构成本。

结构的耐久性：保证结构在预期的使用年限内保持良好的功能。

结构的施工可行性：考虑施工过程中的可操作性和施工安全。

2.简述结构设计中的荷载类型。

结构设计中的荷载类型主要包括：

恒载：如结构自重、固定设备重量等，其大小和分布基本不变。

活载：如人员、家具、设备等，其大小和分布可能变化。

风荷载：由风力引起的荷载，其大小和方向随时间和环境变化。

地震荷载：由地震引起的荷载，其大小和分布具有随机性。

温度荷载：由温度变化引起的荷载，如热胀冷缩等。

3.简述影响结构抗震功能的因素。

影响结构抗震功能的因素包括：

结构体系：如框架、剪力墙、框架剪力墙等。

材料功能：如钢筋、混凝土的强度、延性等。

结构布置：如结构的对称性、刚度和质量分布等。

施工质量：如施工过程中的误差和缺陷等。

地震特性：如地震的震级、震中距离、地震波特性等。

4.简述建筑结构设计中的变形分类。

建筑结构设计中的变形分类包括：

线性变形：结构在荷载作用下产生的变形与荷载成正比。

非线性变形：结构在荷载作用下产生的变形与荷载不成正比。

蠕变变形：长期荷载作用下，材料或结构产生的持续变形。

疲劳变形：在重复荷载作用下，材料或结构产生的累积变形。

5.简述钢筋混凝土结构中，影响钢筋应力大小的因素。

影响钢筋混凝土结构中钢筋应力大小的因素包括：

钢筋的直径和间距：直径越大，间距越小，钢筋应力越大。

混凝土的强度：混凝土强度越高，钢筋应力越小。

荷载的大小和类型：荷载越大，类型越复杂，钢筋应力越大。

钢筋的锚固长度：锚固长度越长，钢筋应力越小。

6.简述建筑结构设计中的荷载组合。

建筑结构设计中的荷载组合包括：

单一荷载组合：只考虑一种荷载作用下的结构响应。

双重荷载组合：考虑两种不同荷载同时作用下的结构响应。

多重荷载组合：考虑三种或三种以上不同荷载同时作用下的结构响应。

7.简述建筑结构设计中的安全系数。

建筑结构设计中的安全系数是指结构承载能力与实际荷载之间的比值，其目的是保证结构在正常使用和极限状态下均能安全可靠地工作。安全系数的计算通常基于以下因素：

材料的强度和功能：材料强度越高，安全系数越大。

结构的可靠度：结构可靠度越高，安全系数越大。

荷载的不确定性：荷载的不确定性越大，安全系数越大。

答案及解题思路：

1.答案：见上述解答。

解题思路：理解并记忆建筑结构设计的基本要求，结合实际案例进行分析。

2.答案：见上述解答。

解题思路：了解不同荷载类型的特点和影响，结合实际工程案例进行分析。

3.答案：见上述解答。

解题思路：掌握影响结构抗震功能的关键因素，结合地震工程案例进行分析。

4.答案：见上述解答。

解题思路：区分不同类型的变形，理解其在结构设计中的作用。

5.答案：见上述解答。

解题思路：分析影响钢筋应力的因素，结合钢筋混凝土结构设计案例进行分析。

6.答案：见上述解答。

解题思路：理解荷载组合的概念，结合实际工程案例进行分析。

7.答案：见上述解答。

解题思路：掌握安全系数的计算方法和应用，结合实际工程案例进行分析。六、论述题1.论述建筑结构设计中，如何提高结构的抗震功能。

提高结构的抗震功能是建筑结构设计中的重要环节。一些提高抗震功能的方法：

采用合理的结构体系，如框架结构、剪力墙结构等，以分散和吸收地震能量。

加强结构的整体性，保证各部分之间的连接牢固，减少因连接不牢固导致的破坏。

优化结构的布置，使结构重心低、刚度大，以减少地震作用下的倾覆风险。

采用高强度、高延性的材料，如高功能混凝土和高强度钢材，以提高结构的抗变形能力。

设计合理的抗震构造措施，如设置抗震缝、设置阻尼器等，以减少地震作用下的反应。

2.论述建筑结构设计中的荷载组合系数的取值原则。

荷载组合系数的取值原则是保证结构在多种荷载作用下都能安全可靠地工作。一些取值原则：

考虑荷载的随机性和不确定性，采用概率统计方法确定荷载组合系数。

根据荷载的性质和作用时间，选择合适的荷载组合系数，如永久荷载和可变荷载的组合。

考虑荷载的相互影响，如温度荷载、地震荷载等，合理调整荷载组合系数。

遵循相关设计规范和标准，保证荷载组合系数符合规范要求。

3.论述建筑结构设计中的安全系数的作用。

安全系数在建筑结构设计中起着的作用，其作用概述：

安全系数是衡量结构安全性的重要指标，它反映了结构在正常使用和极端情况下抵抗破坏的能力。

通过设置安全系数，可以保证结构在承受设计荷载时不会发生破坏，从而保障结构的安全使用。

安全系数的设置考虑了材料功能的不确定性、施工误差、环境因素等，提高了结构设计的可靠性。

安全系数的合理取值可以平衡结构的经济性和安全性，避免过度保守的设计导致资源浪费。

答案及解题思路：

答案：

1.提高结构的抗震功能的方法包括采用合理的结构体系、加强结构的整体性、优化结构的布置、采用高强度高延性材料、设计合理的抗震构造措施等。

2.荷载组合系数的取值原则包括考虑荷载的随机性和不确定性、根据荷载性质和作用时间选择合适的荷载组合系数、考虑荷载的相互影响、遵循相关设计规范和标准等。

3.安全系数的作用包括衡量结构安全性、保证结构在承受设计荷载时不会发生破坏、考虑材料功能的不确定性、施工误差、环境因素等，提高结构设计的可靠性。

解题思路：

1.针对提高抗震功能的方法，结合实际案例，分析不同措施在具体结构设计中的应用效果。

2.在论述荷载组合系数的取值原则时，结合实际工程案例，说明不同荷载组合系数对结构安全性的影响。

3.阐述安全系数在建筑结构设计中的重要性，结合实际工程案例，说明安全系数对结构可靠性的保障作用。七、设计题1.设计一座单层厂房的框架结构，要求满足抗震等级要求。

设计要求：

厂房占地面积：1000平方米

建筑高度：12米

抗震设防烈度：7度

框架结构体系选择

框架截面尺寸及配筋设计

桥梁连接节点设计

防震缝及伸缩缝设计

钢筋混凝土构件的计算及配筋设计

钢结构构件的计算及配筋设计

2.设计一座五层住宅楼的抗震框架结构，要求满足抗震等级要求。

设计要求：

住宅楼占地面积：800平方米

建筑高度：15米

抗震设防烈度：7度

框架结构体系选择

框架截面尺寸及配筋设计

楼板体系设计

楼梯及电梯井道设计

防震缝及伸缩缝设计

钢筋混凝土构件的计算及配筋设计

钢结构构件的计算及配筋设计

3.设计一座商场建筑的钢结构，要求满足抗震等级要求。

设计要求：

商场占地面积：3000平方米

建筑高度：25米

抗震设防烈度：8度

钢结构体系选择

钢柱、钢梁设计

钢节点设计

钢连接设计

抗震支座设计

钢结构防火及防腐设计

钢结构施