建筑结构选型试题和答案

建筑结构选型试题和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.承受均布荷载的四边支承矩形板，当长边与短边之比大于3时，荷载的主要传递方向是（）A.沿短边方向B.沿长边方向C.沿两个方向均匀传递D.沿对角线方向答案A解析长边与短边之比大于3时按单向板考虑，荷载主要沿短边方向传递。2.桁架结构在节点荷载作用下，各杆件主要承受（）A.弯矩B.剪力C.轴力D.扭矩答案C解析桁架结构在节点荷载作用下，杆件两端铰接，各杆件主要承受轴向力（拉力或压力）。3.在满跨均布竖向荷载作用下，三铰拱的合理拱轴线为（）A.圆弧线B.二次抛物线C.悬链线D.折线答案B解析满跨均布荷载作用下的合理拱轴线是二次抛物线；悬链线对应沿弧长均匀分布的荷载，圆弧线对应径向均布荷载。4.常用双层网架的高跨比一般为（）A.1/5～1/8B.1/10～1/14C.1/20～1/30D.1/40～1/60答案B5.悬索结构在荷载作用下的主要受力特点是（）A.以受弯为主B.以受压为主C.以轴向受拉为主，且具有几何非线性D.以受剪为主答案C6.下列建筑中，采用壳体结构的是（）A.悉尼歌剧院B.国家体育场（鸟巢）C.国家游泳中心（水立方）D.上海中心大厦答案A解析悉尼歌剧院是壳体结构的著名实例；国家体育场（鸟巢）为空间钢桁架结构，国家游泳中心（水立方）为ETFE气枕膜结构，上海中心大厦为超高层筒体结构。7.在框架-剪力墙结构中，框架和剪力墙的受力分工是（）A.框架承担全部竖向荷载，剪力墙承担全部水平荷载B.框架承担竖向荷载，剪力墙承担大部分水平荷载C.两者共同平均分担竖向和水平荷载D.剪力墙承担竖向荷载，框架承担水平荷载答案B8.高层建筑中，抗侧刚度最大的结构体系是（）A.框架结构B.剪力墙结构C.筒体结构D.框架-剪力墙结构答案C解析筒体结构由密柱深梁或剪力墙围成箱形截面，空间整体工作性能好，抗侧刚度远大于框架结构和剪力墙结构。9.张拉膜结构中，使膜面张紧以形成刚度和承受荷载的主要手段是（）A.索和支承构件施加预应力B.膜内充气压力C.增大膜材自重D.提高膜材温度答案A解析张拉膜结构依靠索、柱等支承构件对膜面施加预张力，使膜面获得初始刚度和承载能力；充气膜结构则依靠内外气压差成形。10.结构选型首先应满足的基本要求是（）A.建筑造型美观B.受力合理、安全可靠C.施工速度最快D.造价最低答案B二、填空题（每空1分，共15分）1.钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构是按____进行分类的。答案材料2.钢筋混凝土单向板的长边与短边之比大于__，双向板的长边与短边之比小于__。答案3；2解析当长边与短边之比大于3时，荷载主要沿短边方向传递，按单向板计算；比值小于2时按双向板计算；比值在2～3之间时宜按双向板计算。3.拱结构在竖向荷载作用下会产生____。答案水平推力4.框架结构在水平荷载作用下呈__型侧移，剪力墙结构呈__型侧移。答案剪切；弯曲5.悬索结构通过索的__承受荷载，具有明显的__受力特征。答案轴向拉伸；几何非线性6.高层建筑中，____结构体系兼有框架结构平面布置灵活和剪力墙结构抗侧刚度大的优点。答案框架-剪力墙7.悉尼歌剧院是____结构的著名实例。答案壳体（薄壳）8.膜结构可分为充气膜结构、____和骨架支承膜结构。答案张拉膜结构9.混凝土结构的主要缺点是__、__。答案自重大；抗裂性差10.筒体结构在水平荷载作用下，可视为固定于基础的____悬臂构件。答案箱形11.网架结构按弦杆层数可分为双层网架和____网架。答案三层三、名词解释题（每题3分，共15分）1.结构选型答案根据建筑功能、荷载条件、材料供应、施工技术及经济要求等因素，在多种可行结构体系中进行分析比较，选择安全可靠、经济合理、施工可行的结构体系与构件形式的过程。2.双向板答案四边支承的钢筋混凝土板，当长边与短边之比不大于2时，荷载沿两个方向传递，板在两个方向均产生弯曲变形与内力，称为双向板；长边与短边之比在2～3之间时，宜按双向板计算。3.刚架结构答案横梁与柱刚接连接而成的结构，在竖向荷载作用下梁柱节点处产生弯矩，构件以受弯为主；与铰接排架相比，刚架结构整体刚度大、变形小、净空利用好，常用于单层厂房、体育馆、礼堂等建筑。4.网壳结构答案将杆件沿曲面有规律布置而成的空间网格结构，以薄膜内力为主，杆件主要承受轴力；具有跨度大、刚度好、用钢量省、造型丰富等优点，适用于大跨度屋盖，如球面网壳、柱面网壳等。5.筒体结构答案由密柱深梁框架或钢筋混凝土剪力墙围合而成的箱形截面竖向悬臂结构，在水平荷载作用下整体工作，具有很大的抗侧刚度和良好的抗扭性能，可分为框筒、筒中筒、束筒等类型，适用于超高层建筑。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构的受力特点及适用建筑。答案（1）框架结构由梁、柱刚接组成，平面布置灵活，侧向刚度较小，水平荷载作用下呈剪切型侧移，适用于多层及中高层建筑；（2）剪力墙结构由钢筋混凝土墙体承重，抗侧刚度大，水平荷载作用下呈弯曲型侧移，适用于高层住宅建筑，但平面布置受限；（3）框架-剪力墙结构以框架承担竖向荷载、剪力墙承担大部分水平荷载，两者协同工作，侧移曲线呈弯剪型，适用于高层办公楼、旅馆等建筑，适用高度介于框架结构与剪力墙结构之间。解析具体适用高度应按《高层建筑混凝土结构技术规程》确定，随设防烈度不同而变化。2.简述拱结构水平推力的产生原因及减小水平推力的措施。答案在竖向荷载作用下，拱脚支承处产生指向拱内的水平反力，即水平推力。水平推力使拱身弯矩较同跨度梁显著减小，拱以受压为主。减小水平推力的措施：（1）在拱脚处设置水平拉杆；（2）采用落地拱或加大拱脚基础，使推力直接传至地基；（3）设置边拱、扶壁或侧向支承结构；（4）优化拱轴线形状，增大矢高。解析三铰拱的水平推力可表示为H=MC0f3.简述网架结构的主要优点。答案（1）空间整体工作，刚度大、整体变形小；（2）杆件主要承受轴力，受力合理，材料强度利用率高；（3）结构自重轻，跨越能力强，适用于大跨度屋盖；（4）标准化、工厂化程度高，便于制作与安装；（5）平面适应性强，可适应矩形、圆形、扇形等多种建筑平面。4.简述悬索结构的受力特点及工程应用。答案悬索结构以高强钢索为主要承重构件，索在荷载作用下主要承受轴向拉力，通过索的垂度变化实现荷载传递，具有明显的几何非线性特征；结构自重轻、跨越能力强，但刚度较小、对风荷载敏感，需设置加劲梁、稳定索或增大屋面自重等措施提高刚度。工程应用：大跨度体育馆、展览馆屋盖，悬索桥，以及大跨度飞机库、仓库等。5.建筑结构选型应遵循哪些基本原则？答案（1）满足建筑功能与使用要求，保证必要的室内空间与平面布置；（2）受力合理，传力路径明确、简洁，结构安全可靠；（3）经济合理，在满足安全与功能的前提下节约材料、降低造价；（4）施工可行，结构方案应便于制作、运输、安装与维护；（5）注重结构形式与建筑造型的统一，兼顾美观；（6）符合可持续发展要求，考虑全生命周期的资源消耗与环境影响。五、综合分析题（每题10分，共20分）1.某体育馆屋盖平面为90m×60m，要求内部无柱、建筑高度受限。拟在网架、网壳、悬索三种结构形式中选型，请从受力特点、刚度、经济性、施工等方面进行比较，并给出推荐方案及理由。答案（1）网架结构：空间杆件体系，节点铰接，杆件以轴力为主；整体刚度大、变形小；支座水平推力小，对下部结构有利；用钢量随跨度增大而增加，技术成熟，施工方便。（2）网壳结构：曲面网格结构，以薄膜内力为主，受力效率高、跨越能力强、用钢量省；但存在水平推力，需设置边缘构件或拉杆，且要求一定矢高，建筑高度受限时方案可行性降低。（3）悬索结构：索受拉为主，自重最轻、跨越能力最强；但刚度小、变形大，存在几何非线性，需设置加劲梁或稳定索，对风振敏感，锚固构造复杂、施工要求高。（4）推荐方案：若建筑高度允许结构占据6～9m，推荐采用双层正放四角锥网架。理由：90m×60m的矩形平面规则，网架刚度大、变形小，支座水平推力小，技术成熟、工期可控，能较好满足体育馆无柱大空间要求；若高度进一步受限，可考虑预应力网架或张弦梁（桁架）方案。解析本题为开放性选型题，重点考查三种大跨结构的受力特征与选型依据，答案不唯一，言之有理即可。评分参考：比较全面4分，结论明确3分，理由充分3分。2.某150m高办公楼位于8度抗震设防区，试选择合理的结构体系，并说明理由和设计中应注意的问题。答案（1）推荐体系：采用钢管混凝土（或型钢混凝土）框架柱+钢筋混凝土核心筒组成的框架-核心筒混合结构，或采用筒中筒混合结构（外框筒+内核心筒）。（2）理由：8度抗震设防区150m高度已超过钢筋混凝土框架-核心筒结构的适用高度，需采用抗侧刚度更大、延性更好的混合结构或筒体结构；核心筒承担大部分水平剪力，外框（筒）承担竖向荷载并协同抗侧，结构整体刚度大、抗扭性能好；办公建筑需要灵活开敞的室内空间，框架-核心筒或筒中筒方案能较好满足。（3）设计中应注意的问题：①控制层间位移角、