2026秋国家开放大学《房屋建筑混凝土结构设计》形考任务一至四作业及答案

国家开放大学《房屋建筑混凝土结构设计》（03594）形成性考核作业及答案答案说明①本册按2026年秋季学期形成性考核常规体例编排，共4次形考任务，每次100分，合计76题，题号1—76连续编号。②每次任务的分值结构为：单项选择题10题×4分＝40分；判断题5题×4分＝20分；简答题3题×8分＝24分；计算（案例）分析题1题×16分＝16分。③单项选择题给出A、B、C、D完整四个选项；判断题的A、B两项统一为"正确""错误"。所有题目均附【答案】，易错处附【解析】，计算题给出完整步骤与结果，可逐项复核。④编制依据：《混凝土结构设计标准》GB/T50010—2010（2024年版）、《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068—2018、《建筑结构荷载规范》GB50009—2012、《建筑抗震设计标准》GB/T50011—2010（2024年版）、《混凝土结构通用规范》GB55008—2021。计算中永久荷载分项系数取1.3、可变荷载分项系数取1.5。若平台判定与本文档不一致，以平台返回的标准答案为准。任务一结构设计概论与现浇单向板肋梁楼盖一、单项选择题（每题4分，共40分）1．房屋建筑混凝土结构设计一般按"结构方案—结构分析—构件设计"三个层次展开，其中承前启后、决定结构体系是否合理的是（）A．结构方案（选型与布置）B．内力计算C．截面配筋计算D．施工图绘制【答案】A【解析】结构方案确定结构形式、柱网与构件尺寸，一旦有误，后续计算再精确也无法弥补；它是"概念设计"的核心环节。2．四边支承的现浇板，按单向板设计的条件是（）A．长边与短边之比不小于2B．长边与短边之比不小于3C．长边与短边之比不大于2D．与长短边之比无关【答案】B【解析】规范规定：长短边之比不小于3时按单向板计算；介于2与3之间宜按双向板计算；不大于2时按双向板计算。3．现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度一般取（）A．50mmB．60mmC．80mmD．100mm【答案】B【解析】单向板最小厚度为60mm（双向板为80mm），工程上通常取80—120mm，并满足刚度与防火要求。4．现浇肋梁楼盖中，次梁的截面高度一般按其计算跨度的（）估算。A．1/4—1/6B．1/8—1/12C．1/12—1/18D．1/20—1/25【答案】C【解析】次梁h取l/12—l/18，主梁h取l/8—l/14；梁宽b一般取(1/2—1/3)h，且不小于200mm。5．按弹性理论计算连续梁、板内力时，计算跨度一般取（）A．净跨lnB．支座中心线之间的距离C．1.05倍净跨D．构件实际长度【答案】B【解析】弹性计算取支座中心线间距；考虑塑性内力重分布时取净跨ln；实际取值还应满足不大于1.05ln的限值。6．为考虑支座对梁、板转动的约束作用，计算中采用折算荷载，对连续板通常取（）A．g′＝g，q′＝qB．g′＝g＋q/2，q′＝q/2C．g′＝g＋q/4，q′＝3q/4D．g′＝g＋q，q′＝0【答案】B【解析】板与次梁整浇时取g′＝g＋q/2、q′＝q/2；次梁与主梁整浇时取g′＝g＋q/4、q′＝3q/4。7．求某跨跨中最大正弯矩时，活荷载的最不利布置方式是（）A．各跨均布置活荷载B．本跨布置，然后隔跨布置C．本跨及相邻两跨布置，然后隔跨布置D．只在本跨的相邻两跨布置【答案】B【解析】求某跨跨中最大正弯矩：本跨布置、隔跨布置；求某支座最大负弯矩或最大剪力：本跨及相邻两跨布置、隔跨布置。8．连续梁、板考虑塑性内力重分布进行弯矩调幅时，一般情况下调幅幅度不宜超过（）A．10%B．20%C．30%D．40%【答案】B【解析】调幅过大将导致裂缝过宽、变形过大，一般控制在20%以内（常取调幅系数0.8—0.9），且须满足承载力、正常使用与构造要求。9．单向板中垂直于受力钢筋方向布置的分布钢筋，其主要作用是（）A．承受板的主要弯矩B．固定受力钢筋位置、分散荷载、抵抗温度与收缩应力C．提高板的抗剪承载力D．代替板边的构造钢筋【答案】B【解析】分布筋截面面积不宜小于受力钢筋的15%，且不小于板截面面积的0.15%，间距不宜大于250mm。10．在主梁与次梁交接处，主梁内应设置的钢筋是（）A．附加箍筋或吊筋B．附加纵向受力钢筋C．腰筋D．拉结筋【答案】A【解析】次梁传给主梁的集中荷载会使主梁斜裂缝集中出现，需在交接处设置附加箍筋或吊筋，其范围一般在集中荷载两侧各1—1.5倍梁高内。二、判断题（每题4分，共20分）11．板厚取得越大，结构就越安全、越经济。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】板厚增加会加大自重与地震作用、提高造价，同时减小有效高度带来的收益有限，应按刚度、裂缝与构造要求合理取值。12．考虑塑性内力重分布时，弯矩可以任意调幅，只要能满足承载力即可。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】调幅须有界限：一般不超过20%，且应满足正常使用极限状态、构造要求，并保证调幅后支座与跨中弯矩的协调。13．求某支座的最大负弯矩时，活荷载应布置在该支座两侧的相邻两跨及本跨，然后隔跨布置。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】相邻两跨布置活载会使该支座两侧产生最大转动趋势，从而形成最大负弯矩；此即"最不利布置"的基本规律。14．单向板中只有短跨方向需要配筋，长跨方向可以不设钢筋。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】长跨方向虽按构造配筋，但分布筋承担温度收缩应力、固定受力筋并分散局部荷载，不可或缺。15．按弹性理论计算主梁时，通常把次梁视为主梁的铰支座。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】次梁对主梁的转动约束较小，计算主梁时按次梁为不动铰支座（或考虑次梁刚度作一定修正），这是常用的简化假定。三、简答题（每题8分，共24分）16．简述单向板与双向板的判别方法及各自的受力特点。【答案】（1）判别：四边支承的矩形板，设长边l2、短边l1，当l2/l1≥3时，板主要在短跨方向弯曲受力，长跨方向弯矩很小，按单向板计算；当l2/l1≤2时，两个方向均产生不可忽略的弯矩，按双向板计算；2＜l2/l1＜3时宜按双向板计算（也可按单向板计算但长跨方向应满足构造配筋）。（2）受力特点：①单向板——荷载主要沿短跨方向传至两对边支座，短跨受弯为主，长跨方向仅需构造分布筋；②双向板——荷载沿两个方向传至四边支座，两个方向均需按计算配置受力钢筋，短跨方向弯矩大于长跨方向（弯矩分配与板的边长比及边界条件有关）；③双向板在两个方向都参与受力，刚度较大，板厚可相对减小，但配筋较复杂、构造要求高。17．简述考虑塑性内力重分布的意义、方法及适用条件。【答案】（1）意义：钢筋混凝土超静定结构在受拉区开裂和受拉钢筋屈服后，支座截面塑性铰的出现使刚度比发生变化，内力重新分配；利用这一性质可主动对支座负弯矩进行调幅（降低支座弯矩、增大跨中弯矩），使配筋更均衡、节省钢筋、方便施工，并更真实地反映结构实际受力。（2）方法：按弹性理论求得内力后，对支座负弯矩乘以调幅系数（一般0.8—0.9，即调幅不超过20%），跨中弯矩相应增大，并满足节点的静力平衡条件。（3）适用条件：①调幅后仍须满足承载能力极限状态与正常使用极限状态（裂缝宽度、挠度）要求；②截面相对受压区高度应满足ξ≤0.35的要求，保证塑性铰具有足够的转动能力；③不宜用于直接承受动力荷载的构件、要求不出现裂缝的构件以及处于严重侵蚀环境的构件；④弯矩调幅只用于竖向荷载作用下的内力，水平荷载作用下的内力不调幅。18．简述现浇单向板肋梁楼盖的主要构造要求。【答案】（1）板：①厚度满足刚度与最小厚度要求（单向板不小于60mm，工程常取80mm以上）；②受力钢筋直径6—12mm，间距70—200mm，支座负筋伸出支座边缘不小于ln/4；③分布筋不小于受力筋截面面积的15%且不小于板截面面积的0.15%，间距不大于250mm；④板边、洞口周边、屋面板角部应配置构造钢筋，板内钢筋应伸入梁内可靠锚固。（2）次梁：纵筋按计算配置，支座负筋伸出长度取ln/3—ln/4；箍筋沿梁长布置，端部加密；梁侧构造腰筋当腹板高度大于450mm时设置。（3）主梁：与次梁交接处设附加箍筋或吊筋；主梁支座处负弯矩较大，上部钢筋应避开柱的阻挡合理布置；梁柱节点处纵筋的锚固长度应满足要求。（4）其他：板与梁整浇时梁的截面按T形（板在受压区）计算；伸缩缝、后浇带按规范设置；施工图中应注明钢筋的保护层厚度、锚固与搭接长度。四、计算（案例）分析题（16分）19．某现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖，板支承于次梁上，次梁间距2.4m，板厚120mm。构造做法：20mm厚水泥砂浆面层（20kN/m³）；钢筋混凝土板自重（25kN/m³）；板底15mm厚混合砂浆抹灰（17kN/m³）。楼面活荷载标准值2.5kN/m²。混凝土C30（fc＝14.3N/mm²），板内受力钢筋采用HRB400（fy＝360N/mm²），一类环境，取as＝20mm。要求：（1）计算1m宽板带上的永久荷载标准值、永久荷载设计值与活荷载设计值；（2）按简支板计算跨中弯矩设计值；（3）计算所需受力钢筋面积并选配钢筋（需验算最小配筋率）。【答案】（1）荷载计算（取1m宽板带）：面层：0.02×20＝0.40kN/m²板自重：0.12×25＝3.00kN/m²板底抹灰：0.015×17＝0.26kN/m²永久荷载标准值gk＝0.40＋3.00＋0.26＝3.66kN/m²永久荷载设计值g＝1.3×3.66＝4.76kN/m活荷载设计值q＝1.5×2.5＝3.75kN/m合计p＝g＋q＝4.76＋3.75＝8.51kN/m（2）计算跨度取l0＝2.4m，按简支板：M＝pl0²/8＝8.51×2.4²/8＝8.51×5.76/8＝6.13kN·m（3）配筋计算：h0＝h－as＝120－20＝100mmαs＝M/(α1fcbh0²)＝6.13×10⁶/(1.0×14.3×1000×100²)＝0.0429ξ＝1－√(1－2αs)＝1－√(1－0.0858)＝0.0439＜ξb＝0.518，满足γs＝(1＋√(1－2αs))/2＝0.978As＝M/(fyγsh0)＝6.13×10⁶/(360×0.978×100)＝174mm²最小配筋率：45ft/fy＝45×1.43/360＝0.179%＜0.2%，取ρmin＝0.2%As,min＝0.2%×1000×120＝240mm²＞174mm²，故按构造控制，取As＝240mm²选配Φ8@200（As＝251mm²＞240mm²），分布筋选用Φ6@250，满足构造要求。任务二双向板楼盖、楼梯与悬挑构件一、单项选择题（每题4分，共40分）20．双向板在均布荷载作用下的受力特点是（）A．只沿短跨方向传力B．沿两个方向传力，短跨方向弯矩大于长跨方向C．沿两个方向传力，长跨方向弯矩大于短跨方向D．两个方向的弯矩完全相等【答案】B【解析】荷载向两个方向传递，短跨方向分担的荷载多、弯矩大；随着边长比接近1，两个方向弯矩逐渐接近。21．按塑性理论计算双向板承载力的常用方法是（）A．弯矩分配法B．塑性铰线法（极限平衡法）C．反弯点法D．分层法【答案】B【解析】塑性铰线法假定板在极限状态下形成若干条塑性铰线，按虚功原理建立外力功与内力功相等的方程求解极限荷载，概念清晰、计算简便。22．现浇钢筋混凝土双向板的最小厚度一般取（）A．50mmB．60mmC．80mmD．120mm【答案】C【解析】双向板最小厚度为80mm；单向板为60mm，这是常考的对照点。23．现浇板式楼梯的梯段板厚度，一般取梯段板斜向计算跨度的（）A．1/10—1/15B．1/25—1/30C．1/35—1/40D．1/50【答案】B【解析】板式楼梯梯段板厚常取l0/25—l0/30（l0为斜向计算跨度），跨中弯矩按M＝pl0²/10左右估算，两端支座负筋按构造配置。24．与板式楼梯相比，梁式楼梯的适用情况是（）A．跨度较小、荷载较轻B．跨度较大或荷载较大C．仅适用于室外楼梯D．仅适用于螺旋楼梯【答案】B【解析】梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台梁组成，斜梁承担踏步板传来的荷载，承载能力大、材料较省，适用于大跨度或重荷载；板式楼梯构造简单、施工方便，适用于一般跨度。25．住宅建筑楼梯的活荷载标准值一般取（）A．1.5kN/m²B．2.0kN/m²C．2.5kN/m²D．3.5kN/m²【答案】B【解析】住宅、宿舍等楼梯取2.0kN/m²；教学楼、办公楼等人员密集场所的楼梯取2.5kN/m²；消防疏散楼梯取3.5kN/m²。26．雨篷、阳台等悬挑构件除承载力计算外，还必须进行（）A．抗倾覆验算B．抗浮验算C．疲劳验算D．抗爆验算【答案】A【解析】悬挑构件依靠根部压重与锚固平衡倾覆力矩，须验算抗倾覆，其抗倾覆安全系数一般不小于1.5。27．悬臂板根部截面的最大弯矩为（）A．ql²/2B．ql²/8C．ql²/12D．ql²/24【答案】A【解析】均布荷载下悬臂构件固端弯矩为ql²/2，是简支板（ql²/8）的4倍，因此悬挑板根部受力不利、上部钢筋必须可靠锚固。28．关于悬挑构件上部受力钢筋的施工，正确的做法是（）A．可踩踏下移，浇筑时再复位B．必须设置钢筋支架固定，严禁踩踏下移C．可改用同直径的分布筋替代D．可减薄保护层以节省空间【答案】B【解析】悬挑板上部钢筋一旦下移，有效高度急剧减小，可能导致根部断裂，故须设马凳、严格控制位置，浇筑时设专人看护。29．无梁楼盖的主要特点是（）A．板直接支承于柱，板面平整、净空大，但板厚较大B．梁截面很小，可忽略不计C．只能用于单层厂房D．不需要设置柱帽【答案】A【解析】无梁楼盖省去梁、降低层高、改善采光，但板厚与配筋较大（最小厚度150mm），且抗侧刚度小，常用于仓库、商场等多层建筑，需设柱帽或暗梁提高冲切承载力。二、判断题（每题4分，共20分）30．双向板在两个受力方向都必须按计算配置受力钢筋。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】双向板两个方向的弯矩均不可忽略，均需按计算配筋，并满足相应的构造要求与锚固长度。31．板式楼梯的梯段板可按两端简支于平台梁的斜板计算，结果偏于安全。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】考虑平台梁对梯段板的弹性约束，实际弯矩小于简支计算值，故按简支计算偏安全；也可将跨中弯矩乘以0.8左右的折减系数。32．雨篷只要承载力满足要求，就不必验算抗倾覆。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】悬挑构件倾覆破坏属脆性破坏，后果严重，抗倾覆验算是必须的强制性要求。33．双向板的长跨方向配筋可以完全不设，只按构造放置少量钢筋即可。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】双向板长跨方向弯矩虽小于短跨，但仍需按计算配筋，仅配构造钢筋会导致该方向开裂甚至破坏。34．楼梯梯段板的分布钢筋宜布置在受力钢筋的内侧。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】分布筋位于受力筋内侧，可保证受力筋的有效高度与粘结，同时抵抗温度收缩应力并固定受力筋位置。三、简答题（每题8分，共24分）35．简述双向板的受力特点与配筋构造要求。【答案】（1）受力特点：①四边支承的双向板在均布荷载下沿两个方向弯曲，荷载向两个方向传递；②短跨方向承担的荷载比例大，跨中弯矩大于长跨方向；③板底裂缝首先出现在短跨方向的跨中附近，呈正交网格状；④四角存在翘曲趋势，角部板顶产生负弯矩与斜向裂缝；⑤支座负弯矩沿板边分布，四边嵌固程度越高，边带负弯矩越大。（2）构造要求：①板厚不小于80mm，一般取短跨的1/40—1/50；②两个方向均按计算配筋，短跨受力筋置于外层（下排），长跨筋置于内层；③支座负筋伸出支座边缘不小于l0/4，相邻板跨不等时按较大跨度确定；④角部设置附加放射形钢筋或钢筋网，抵抗翘曲应力；⑤板边、洞口周边设置构造钢筋；⑥配筋率满足最小配筋率要求，钢筋间距不宜大于200mm。36．简述现浇板式楼梯的组成、传力路径与计算要点。【答案】（1）组成：由梯段板（斜板）、平台板、平台梁组成，梯段板两端分别支承于楼层平台梁与中间平台梁上。（2）传力路径：踏步与人行荷载→梯段板→平台梁→墙体或框架梁柱→基础。（3）计算要点：①梯段板按两端简支于平台梁的斜板计算，取1m宽板带，计算跨度为斜向净跨；②荷载应沿斜向分布，竖向荷载需按cosα换算为垂直于斜板方向的分量，或直接按水平投影长度计算后修正；③板厚取斜向跨度的1/25—1/30，一般不小于100mm；④跨中弯矩按M＝pl0²/10左右取用（考虑支座约束的有利影响），支座负筋按跨中配筋的1/2左右配置并伸出l0/4；⑤平台梁按受弯构件计算，承受梯段板与平台板传来的荷载，尚应验算梁侧的构造与抗剪；⑥栏杆、预埋件与踏步阳角应做加强构造处理。37．简述悬挑构件（雨篷、阳台）的设计要点。【答案】（1）承载力计算：按悬臂板（或悬臂梁）计算根部最大弯矩M＝ql²/2，按单筋矩形截面计算上部受力钢筋，注意悬挑构件截面高度小、剪力大，须验算抗剪与挠度；（2）抗倾覆验算：倾覆力矩由悬挑部分荷载对转动点取矩，抗倾覆力矩由压重、上部墙体及锚固钢筋提供，抗倾覆安全系数不小于1.5；（3）裂缝控制：悬挑构件对裂缝较敏感，宜按裂缝宽度限值（一般0.2mm，严格时0.1mm）控制配筋；（4）构造：上部受力钢筋必须可靠锚固于梁或板内，锚固长度不小于la，且应伸至支承构件外侧并满足直锚或弯锚要求；根部应设置附加箍筋或抗扭构造；板端设置封边构造；（5）施工：设置钢筋支架（马凳）防止踩踏下移，混凝土浇筑时专人看护；拆模时间应满足强度要求，悬挑部位不得提前拆撑或堆载；（6）排水与防水：雨篷应做排水坡与滴水构造，防止积水增加荷载并引发渗漏。四、计算（案例）分析题（16分）38．某住宅现浇板式楼梯，梯段板水平投影净跨3.0m，斜向计算跨度l0＝3.3m，板厚120mm。经计算并折算至斜向单位长度后，梯段板的永久荷载标准值gk＝6.5kN/m²（已含踏步、面层与板底抹灰），楼梯活荷载标准值qk＝2.5kN/m²。混凝土C30（fc＝14.3N/mm²，ft＝1.43N/mm²），受力钢筋HRB400（fy＝360N/mm²），取as＝20mm，按两端简支斜板计算。要求：（1）计算荷载设计值；（2）计算跨中弯矩设计值；（3）计算并选配受力钢筋（验算最小配筋率）。【答案】（1）荷载（取1m宽板带，沿斜向分布）：永久荷载设计值g＝1.3×6.5＝8.45kN/m活荷载设计值q＝1.5×2.5＝3.75kN/m合计p＝g＋q＝12.20kN/m（2）跨中弯矩：M＝pl0²/8＝12.20×3.3²/8＝12.20×10.89/8＝16.61kN·m（若按考虑支座约束的折减系数0.8取用，则M＝13.29kN·m，配筋相应减小，工程上两种做法均有采用，本题按简支计算，偏于安全。）（3）配筋计算：h0＝120－20＝100mmαs＝M/(α1fcbh0²)＝16.61×10⁶/(1.0×14.3×1000×100²)＝0.1162ξ＝1－√(1－2αs)＝1－√(1－0.2324)＝0.1336＜ξb＝0.518，满足γs＝(1＋√(1－2αs))/2＝(1＋0.8761)/2＝0.938As＝M/(fyγsh0)＝16.61×10⁶/(360×0.938×100)＝492mm²最小配筋率：45ft/fy＝45×1.43/360＝0.179%＜0.2%，取ρmin＝0.2%As,min＝0.2%×1000×120＝240mm²＜492mm²，按计算配筋控制选配Φ10@150（As＝524mm²＞492mm²），沿梯段板宽均匀布置；支座负筋按跨中配筋的1/2配置，选用Φ8@200，伸出支座边缘l0/4＝825mm，分布筋选用Φ6@250。任务三单层厂房结构一、单项选择题（每题4分，共40分）39．单层厂房结构中，主要承受竖向荷载与吊车荷载并将其传至基础的是（）A．屋盖系统B．排架柱C．支撑系统D．围护墙体【答案】B【解析】排架柱是厂房的主要承重构件，屋架、吊车梁、墙体荷载均通过柱传至基础；支撑系统保证空间刚度与稳定。40．单层厂房的柱距一般采用（）A．3mB．6mC．9mD．12m【答案】B【解析】我国单层厂房基本柱距为6m，个别情况采用12m；跨度按3m进位，常用12、15、18、21、24、30m。41．单层厂房排架的计算简图中，柱与基础的连接通常假定为（）A．铰接B．固接C．滑动支座D．自由端【答案】B【解析】柱插入杯口基础并二次浇筑，整体性好、转动受约束，故假定为固接；柱顶与屋架的连接则假定为铰接。42．等高排架在水平荷载作用下的内力计算，最常用的方法是（）A．弯矩分配法B．剪力分配法C．分层法D．塑性铰线法【答案】B【解析】等高排架各柱柱顶侧移相等，按各柱的抗剪刚度（侧移刚度）比例分配总剪力，即为剪力分配法。43．吊车竖向荷载Dmax与Dmin的作用特点是（）A．同时作用于同一根柱上B．分别作用于同一跨两侧的柱上，同时产生C．只作用于中柱D．按静力荷载的一半取值【答案】B【解析】Dmax作用于吊车梁所支承的一侧柱，Dmin同时作用于另一侧柱，二者大小不等但必然同时出现，计算时应按最不利组合布置。44．吊车横向水平荷载Tmax的作用位置在（）A．基础顶面B．吊车梁顶面标高处C．柱顶D．屋架下弦【答案】B【解析】横向水平制动力通过吊车梁传给排架柱，作用于吊车梁顶面标高处，方向可向左或向右，计算时按两个方向分别考虑。45．单层厂房柱牛腿的主要作用是（）A．支承吊车梁、屋架等构件并传递竖向与水平力B．增强柱的抗震性能C．减小柱的计算长度D．便于模板支设【答案】A【解析】牛腿是柱上的悬挑支承构件，承受吊车梁传来的竖向力与横向水平力，其设计需满足抗裂、抗剪与构造要求，并按"牛腿"专门公式计算。46．单层厂房设置变形缝时，沉降缝的设置原则是（）A．每隔60m设置一道B．在相邻部位荷载、高度、地基差别较大处设置，缝宽满足沉降差要求C．与伸缩缝合并设置，宽度取20mmD．仅在厂房两端设置【答案】B【解析】伸缩缝解决温度应力、沉降缝解决不均匀沉降、防震缝解决结构碰撞，三者设置依据不同，沉降缝必须从基础到屋顶全部断开。47．厂房支撑系统的主要作用是（）A．承担全部屋面荷载B．保证结构的空间刚度与稳定性，传递纵向水平力C．替代排架柱承重D．便于门窗安装【答案】B【解析】支撑（屋盖支撑、柱间支撑）把平面排架连成空间体系，保证安装与使用阶段的稳定，并将纵向风载、吊车纵向制动力传至基础。48．柱间支撑一般宜设置在（）A．厂房两端的第一柱间B．温度缝区段的中部C．每一柱间均设置D．仅在有吊车的一侧设置【答案】B【解析】柱间支撑宜布置在温度缝区段中部，使纵向水平力向中部传递、减小温度应力；当设两道以上时应沿厂房纵向均匀分布。二、判断题（每题4分，共20分）49．单层厂房排架计算中，柱顶与屋架的连接假定为刚接。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】屋架通过螺栓或焊接与柱顶连接，其转动约束很小，通常假定为铰接，故形成"柱底固接、柱顶铰接"的排架计算简图。50．Dmax与Dmin可以分别独立取值，不必同时考虑。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】两者由同一组吊车产生，必然同时出现且分别作用于两侧柱，计算中应按同时作用进行内力组合。51．吊车的横向水平制动力通过吊车梁传至排架柱。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】横向制动力作用于吊车梁顶面，由吊车梁传给柱，故计算时作用于吊车梁顶面标高处的柱截面。52．单层厂房可以不设支撑系统，仅靠排架柱即可保证纵向稳定。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】平面排架在纵向刚度很小，必须设置屋盖支撑与柱间支撑形成空间体系，否则在纵向风载与吊车制动力下会失稳。53．厂房柱的牛腿除满足承载力外，还应进行抗裂验算并满足构造配筋要求。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】牛腿属短悬臂构件，裂缝的出现会显著影响使用与耐久，规范要求按抗裂控制确定截面尺寸，并配置水平箍筋与弯起钢筋。三、简答题（每题8分，共24分）54．简述单层厂房的结构组成与荷载传力路径。【答案】（1）组成：①屋盖结构——屋面板、屋架（或屋面梁）、天窗架、托架；②吊车梁系统——吊车梁、制动梁（或制动板）、轨道；③柱——排架柱、抗风柱；④支撑系统——屋盖支撑、柱间支撑；⑤围护结构——外墙、圈梁、连系梁、过梁、基础梁；⑥基础——杯形基础或桩基。（2）传力路径：①竖向——屋面板→屋架→柱→基础→地基；吊车荷载→吊车梁→牛腿（柱）→基础；墙体自重→基础梁→基础。②横向水平——风载、吊车横向制动力→屋盖或吊车梁→排架柱→基础。③纵向水平——山墙风载、吊车纵向制动力→屋盖支撑与柱间支撑→纵向连系构件→基础。整个体系通过支撑把平面排架连成空间受力整体。55．简述单层厂房排架计算简图的基本假定及其依据。【答案】（1）柱下端与基础固接：柱插入杯口并二次浇筑细石混凝土，锚固可靠、转动受约束；（2）柱上端与屋架（屋面梁）铰接：连接构造仅传递水平与竖向力，转动约束很小；（3）横梁（屋架）刚度视为无穷大：屋架在本身平面内的刚度远大于柱，故同一列柱柱顶水平位移相等，横梁只传递水平力不产生弯曲变形；（4）不考虑厂房的空间作用：按平面排架计算，忽略相邻排架与屋盖的协同工作，结果偏于安全（对等高多跨可用空间作用分配系数修正）；（5）柱的计算长度按规范取用，考虑牛腿、吊车梁对柱的支撑作用与厂房纵向连系的影响。依据这些假定，排架成为一次超静定结构，可用剪力分配法或力法求解。56．简述单层厂房吊车荷载的种类及计算方法。【答案】（1）竖向荷载：吊车最大轮压Pmax与最小轮压Pmin通过吊车梁传给柱，按吊车梁支座反力影响线叠加：Dmax＝Pmax·Σyi，Dmin＝Pmin·Σyi，其中yi为各轮压对应的影响线竖标；Dmax与Dmin分别作用于同一跨两侧柱，且同时产生。（2）横向水平荷载：由小车横向制动产生，每个轮子的制动力T＝α(Q＋g)/4（Q为额定起重量，g为小车自重，软钩吊车α取0.1），Tmax＝T·Σyi，作用于吊车梁顶面标高处，方向可左可右。（3）纵向水平荷载：由大车行驶制动产生，按作用在制动轮上的制动力计算，通过吊车梁与柱间支撑传至基础。（4）注意事项：多台吊车组合时应按规范乘以折减系数（如两台中级工作制吊车取0.9）；计算排架时吊车竖向荷载应乘以动力系数；吊车荷载属可变荷载，须与永久荷载、风载、雪载进行最不利组合。四、计算（案例）分析题（16分）57．某单层单跨厂房，柱距6m，设有两台20/5t中级工作制软钩吊车。经查吊车资料：最大轮压Pmax＝215kN，最小轮压Pmin＝45kN，小车自重g＝75kN，额定起重量Q＝200kN，横向制动力系数α＝0.10。由吊车梁支座反力影响线求得两台吊车四轮压对应的竖标之和Σy＝1.667。要求：（1）计算作用于柱上的Dmax与Dmin；（2）计算每个轮子的横向制动力T及作用于柱的Tmax；（3）说明Dmax、Dmin、Tmax的作用位置与组合原则。【答案】（1）竖向荷载：Dmax＝Pmax·Σy＝215×1.667＝358.4kNDmin＝Pmin·Σy＝45×1.667＝75.0kN即Dmax＝358.4kN作用于吊车梁所支承的一侧柱，Dmin＝75.0kN同时作用于另一侧柱。（2）横向水平荷载：每个轮子的制动力T＝α(Q＋g)/4＝0.10×(200＋75)/4＝0.10×275/4＝6.88kNTmax＝T·Σy＝6.88×1.667＝11.5kN（3）作用位置与组合原则：①Dmax、Dmin作用于柱牛腿顶面（吊车梁支座处），为竖向偏心荷载，尚应计算其对柱产生的偏心弯矩M＝D·e（e为吊车梁支座中心线至柱中心线的距离）；②Tmax作用于吊车梁顶面标高处，为水平集中力，方向可向左或向右，计算时应分别考虑；③Dmax可能作用于左柱，也可能作用于右柱，应取两种布置分别计算并取最不利内力；④吊车荷载为可变荷载，应与永久荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载按最不利原则组合，多台吊车组合时按规范乘以折减系数（两台中级工作制取0.9）；⑤计算排架时吊车竖向荷载需考虑动力系数，横向水平荷载不考虑。任务四多层框架结构一、单项选择题（每题4分，共40分）58．框架结构的主要承重体系是（）A．梁柱刚接形成的空间杆系B．剪力墙C．楼板直接传力给基础D．砌体墙【答案】A【解析】框架由梁与柱刚接形成，梁柱共同抵抗竖向与水平荷载；其抗侧刚度有限，适用于多层及小高层建筑。59．框架结构在竖向荷载作用下内力计算常用的简化方法是（）A．反弯点法B．分层法C．剪力分配法D．塑性铰线法【答案】B【解析】分层法假定每层梁上的竖向荷载只影响本层梁及上下相邻柱，把多层框架分解为若干单层框架分别计算后叠加，各柱远端按固定考虑，弯矩传递系数取1/3（底层取1/2）。60．反弯点法适用于（）的框架。A．梁柱线刚度比大于3、层数较少B．梁柱线刚度比小于1C．各层刚度变化很大D．高层建筑【答案】A【解析】反弯点法假定梁的线刚度无限大（实际要求ib/ic≥3），节点转角为零，柱内弯矩呈直线分布，反弯点位置可预先确定。61．按反弯点法计算时，底层柱的反弯点位置在（）A．距柱底1/2柱高处B．距柱底2/3柱高处C．距柱顶1/3柱高处D．柱顶处【答案】B【解析】底层柱下端固接、上端接近铰接，反弯点偏上，取距柱底2/3柱高；上部各层柱反弯点近似取柱中点。62．D值法（改进反弯点法）相对于反弯点法的主要改进是（）A．考虑了梁柱线刚度比对节点转动的影响，并对反弯点位置进行修正B．不需要计算柱的侧移刚度C．适用于单层厂房D．只用于竖向荷载【答案】A【解析】D值法用修正后的柱侧移刚度D代替12ic/h²，并按上下层梁线刚度比、层高变化等修正反弯点高度，精度明显提高，适用于高层框架。63．框架梁进行内力组合时，梁端最大负弯矩通常由（）组合控制。A．永久荷载＋活荷载（满布）B．永久荷载＋活荷载（最不利布置）＋水平荷载C．永久荷载＋风荷载D．仅永久荷载【答案】B【解析】支座负弯矩由竖向荷载与水平荷载共同作用叠加，须按最不利布置组合；同时还应考虑梁端弯矩调幅与抗震组合（含地震作用）。64．框架结构抗震设计"强柱弱梁"的含义是（）A．柱的配筋比梁多B．使塑性铰首先出现在梁端而非柱端，避免结构形成楼层机制倒塌C．柱的截面比梁大即可D．柱的箍筋比梁密【答案】B【解析】"强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件"是框架延性设计的基本原则，通过调整内力设计值（柱端弯矩增大系数等）实现。65．框架梁端箍筋加密区的长度，一般取（）A．1.0倍梁高与400mm的较大值B．1.5倍梁高与500mm的较大值C．2.0倍梁高D．梁净跨的1/4【答案】B【解析】一级抗震框架梁端加密区长度取2倍梁高与500mm的较大值，二至四级取1.5倍梁高与500mm的较大值；加密区箍筋间距与直径也有专门要求。66．现浇框架结构的伸缩缝最大间距一般为（）A．30mB．45mC．55mD．75m【答案】C【解析】现浇框架结构伸缩缝最大间距为55m（装配式75m），超过时可设后浇带或采取其他减小温度应力的措施。67．框架柱轴压比限值的实质是（）A．控制柱的配筋率B．控制柱的延性，防止小偏心受压脆性破坏C．控制柱的裂缝宽度D．控制柱的截面尺寸下限【答案】B【解析】轴压比越大，柱的延性越差，易发生脆性压溃；抗震规范按结构类型与抗震等级规定轴压比限值，超限时须加大截面或提高混凝土强度等级。二、判断题（每题4分，共20分）68．框架结构在水平荷载作用下的侧移由梁柱弯曲变形和柱的轴向变形两部分组成。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】前者为"剪切型"侧移（下大上小），后者为"弯曲型"侧移；层数不多时以梁柱弯曲变形为主。69．分层法计算竖向荷载内力时，假定每层梁上的荷载对其他层梁的内力没有影响。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】这是分层法的核心假定，其误差在梁柱线刚度比不太小时可以接受；计算后柱弯矩应叠加相邻两层的结果。70．反弯点法假定框架梁的线刚度无限大，节点转角为零。（）A．正确B．错误【答案】A【解析】由此柱内弯矩图为直线，反弯点位置可先确定，再由剪力分配求柱端弯矩，计算大为简化。71．框架梁柱节点核心区不需配置箍筋，只要梁柱纵筋锚固可靠即可。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】节点核心区受剪状态复杂，须配置足够箍筋并保证纵筋锚固，否则会发生节点剪切破坏，违背"强节点弱构件"原则。72．框架中的填充墙只起分隔作用，对结构刚度与抗震性能没有影响。（）A．正确B．错误【答案】B【解析】填充墙参与受力、增大刚度并改变刚度分布，可能引起短柱效应、扭转与薄弱层，须采取拉结、构造柱、圈梁等连接与柔性连接措施。三、简答题（每题8分，共24分）73．简述多层框架结构在竖向荷载与水平荷载作用下的内力计算方法。【答案】（1）竖向荷载：①分层法——假定每层梁上的荷载只影响本层梁及上下相邻柱，将框架分解为若干单层无侧移框架，柱远端按固定考虑，弯矩传递系数取1/3（底层1/2）、柱线刚度乘以0.9的折减系数，分层计算后同层柱弯矩叠加；②弯矩二次分配法——对多层多跨框架作两轮分配与传递，精度满足工程要求，计算更简便；③迭代法——适用于各种不规则框架。（2）水平荷载：①反弯点法——适用于梁柱线刚度比大于3的规则框架，按柱侧移刚度分配层剪力，反弯点位置预先假定（底层2/3柱高，其余各层柱中点）；②D值法——用修正后的侧移刚度D分配剪力，并按梁柱刚度比、上下层层高变化修正反弯点高度，适用于高层与不规则框架；③门架法、矩阵位移法（电算）——用于精确分析。（3）计算后应进行内力组合：梁端按竖向荷载最不利布置＋水平荷载组合，柱按轴力与弯矩的对应关系组合，并考虑抗震组合。74．简述框架结构抗震设计的基本概念与"三强"原则。【答案】（1）基本概念：①多道防线——框架结构应通过合理的结构布置形成赘余度，避免因个别构件破坏导致整体倒塌；②延性设计——通过控制轴压比、配箍率与纵筋配置，使构件具有足够的变形能力，实现"延性破坏"而非脆性破坏；③能力设计法——按"强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件"调整内力设计值，人为设定构件屈服的先后顺序；④规则性——平面、竖向宜规则对称，避免扭转、薄弱层与刚度突变。（2）"三强"原则：①