1、房 屋 工 程 一 一、主观题 (共 11 道小题 ) 1. 谈谈屋架结构的布置如何确定。 参考答案： 屋架结构的布置，包括屋架结构的跨度、间距、标高等，主要考虑建筑外观造型及建筑使用功能方面的要求来决定。对于矩形的建筑平面，一般采用等跨度、等间距、等标高布置的同一种类的屋架，以简化结构构造、方便结构施工。 为了构造简单，制作方便，屋架的弦杆通常设计成等截面的。所以确定屋架的形式时应尽量使弦杆沿全长的内力分布基本相同。如果各节间的内力相差太大，容易造成材料的浪费。屋架的腹杆布置要合理，尽量避免非结点荷载。并尽量 使长腹杆受拉，短腹杆受压，腹杆数目宜少，使结点汇集的杆件少，构造简单。 结点构造要
2、简单合理。杆件的交角不宜太小，一般在 250 750之间。 2. 建筑结构体系是如何分类的？各部分作用如何 ? 参考答案： 建筑结构是由水平结构体系、竖向结构体系以及基础结构体系三部分组成（图 1-3）。 水平结构体系一般由板、梁、桁（网）架组成，如板一梁结构体系和桁（网）架体系。水平结构体系也称楼（屋）盖体系，其作用为： 在竖直方向，它通过构件的弯曲变形承受楼面或屋面的竖向荷载，并把它传递给竖向承重体系； 在水平方向，它起 隔板作用，并保持竖向结构的稳定。 竖向结构体系一般由柱、墙、筒体组成，如框架体系、墙体系和井筒体系等。其作用为： 在竖直方向，承受水平结构体系传来的全部荷载，并把它们传给
3、基础体系； 在水平方向，抵抗水平作用力，如风荷载、地震作用等，也把它们传给基础体系。 基础结构体系一般由独立基础、条形基础、交叉基础、片筏基础、箱形基础（一般为浅埋）以及桩、沉井（一般为深埋）组成。其作用为：（ 1）把上述两类结构体系传来的重力荷载全部传给地基；（ 2）承受地面以上的上部结构传来的水平作用力，并把它们传给地基；（ 3）限制整个 结构的沉降，避免不允许的不均匀沉降和结构的滑移。 3. 优秀的建筑结构应具有哪些特点 ? 参考答案： 优秀的建筑结构应具有以下特点： （ 1）在应用上，要满足空间和功能的需求； （ 2）在安全上，要符合承载和耐久的需要； （ 3）在技术上，要体现科技和工
4、程的新发展； （ 4）在造型上，要与建筑艺术融为一体； （ 5）在建造上，要合理用材并与施工实际相结合。 4. 建筑结构选型涉及到的问题有哪些？ 参考答案：结构选型是一个综合性的科学问题，不仅要考虑建筑上的使用功能，也要考虑结构上的安全合理，施工上的可能条 件，还应注意结构效益和艺术上的造型美观。选择一个最佳的结构形式，往往需要进行多方面的调查研究，结合具体建设条件作出多种方案进行综合分析，才能作出最终的选定。 5. 结构水平体系和竖向体系之间的基本矛盾什么 ?应如何处理 ? 参考答案：结构水平体系和竖向体系之间的基本矛盾是，竖向结构构件之间的距离愈大，水平结构构件所需要的材料用量愈多。 好的
5、结构概念设计应该寻求到一个最开阔、最灵活的可利用空间，满足人们使用的功能和美观的需求，而为此所付出的材料和施工消耗最少，而且能适合本地区的自然条件（气候、地质、水文、 地形等）。 6. 什么是混合结构墙体横墙承重布置方案 ?有何特点？适应何种建筑？ 参考答案：横墙承重方案 由横墙直接承受屋盖、楼盖传来的竖向荷载的结构布置方案称横墙承重方案，外纵墙主要起围护作用。 横墙承重方案特点： 横墙是主要承重墙，纵墙主要起围护、隔断和将横墙连成整体的作用。 与纵墙承重方案相比，横墙承重方案房屋的横向刚度大、整体性好，对抵抗风荷载、地震作用和调整地基不均匀沉降均更为有利。 横墙承重体系适用于房间开间尺寸较规
6、则的住宅、宿舍、旅馆等。 7. 什么是混合结构墙体纵墙承重布置方案 ?有 何特点？适应何种建筑？ 参考答案：纵墙承重方案 由纵墙直接承受屋盖和楼盖竖向荷载的结构布置方案称纵墙承重方案。 纵墙承重方案特点： 纵墙是主要承重墙，横墙主要是为了满足房屋使用功能以及空间刚度和整体性要求而布置的，横墙的间距可以较大，以使室内形成较大空间，有利于使用上的灵活布置。 相对于横墙承重体系来说，纵向承重体系中屋盖、楼盖的用料较多，墙体用料较少，因横墙数量少，房屋的横向刚度较差。 纵墙承重体系适用于使用上要求有较大开间的房屋 ,如学校 ,图书馆等。 8. 什么是混合结构墙体纵横墙承重布置方案 ?有何 特点？适应何
7、种建筑？ 参考答案：纵横墙承重方案 根据房间的开间和进深要求，有时需要纵横墙同时承重，即为纵横墙承重方案。这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定，横墙间距比纵墙承重方案的小，所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。 纵横墙承重方案特点： 房屋的平面布置比横墙承重时灵活；房屋的整体性和空间刚度比纵墙承重时更好。 承重体系适用于旅馆、商店等。 9. 什么是混合结构墙体内框架承重布置方案 ?有何特点？适应何种建筑？ 参考答案：内框架承重方案 内框架承重体系是在房屋内部设置钢筋混凝土柱，与楼面 梁及承重墙（一般为房屋的外墙）组成。结构布置是楼板铺设在梁上，梁端支承在外墙，梁中间支承在柱上。 内框架承
8、重体系的特点为： （ 1）由于内纵墙由钢筋混凝土代替，仅设置横墙以保证建筑物的空间刚度；同时，由于增设柱后不增加梁的跨度，使得楼盖和屋盖的结构高度较小，因此在使用上可以取得较大的室内空间和净高，材料用量较少，结构也较经济。 （ 2）由于竖向承重构件材料性质的不同，外墙和内柱容易产生不同的压缩变形，基础也容易产生不均匀沉降。因此，如果设计处理不当，墙、柱之间容易产生不均匀的竖向变形，使构件 (主要是梁和柱）产生 较大的附加内力。另外，由于墙和柱采用的材料不同，也会对施工增加一定的复杂性。 （ 3）由于横墙较少，房屋的空间刚度较小，使得建筑物的抗震能力较差。 内框架承重体系适用于旅馆、商店和多层工
9、业建筑；在某些建筑物（例如底层商店住宅）的底层结构中也常加以采用。 10. 什么是混合结构墙体底部框架承重体系布置方案 ?有何特点？适应何种建筑？ 参考答案：底部框架承重体系 房屋有时由于底部需设置大空间，在底部则可用钢筋混凝土框架结构同时取代内外承重墙，成为底部框架承重方案。 框架与上部结构之间的楼层为结构转换层，其 竖向荷载的传递路线为 : “上部几层梁板荷载内外墙体结构转化层钢筋混凝土梁柱基础地基” 底部框架体系的特点是： （ 1）墙和柱都是主要承重构件。以柱代替内外墙体，在使用上可以取得较大的使用空间。 （ 2）由于底部结构形式的变化，房屋底层空旷。横墙间距较大，其抗侧刚度发生了明显的
10、变化，成为上部刚度较大，底部刚度较小的上刚下柔多层房屋，房屋结构沿竖向抗侧刚度在底层和第二层之间发生突变，对抗震不利。因此建筑结构抗震规范对房屋上、下层抗侧移刚度的比值做了规定。 11. 请谈一谈混合结构的优点和应用范围。 参考答案：混合结构是我国有史以来使用时间最长、应用最普遍的结构体系。在多层建筑结构体系中，多层砖房约占 85%，它广泛应用于住宅、学校、办公楼、医院等建筑，究其原因主要有以下几个优点： （ 1）主要承重结构（墙体）是用砖砌，取材方便； （ 2）造价低廉、施工简单，有很好的经济指标； （ 3）保温隔热效果较好。 但混合结构也有它一定的缺点。由于砖砌体强度较低，故利用砖墙承重时
11、，房屋层数受到限制；同时，由于抗震性能较差，它在地震区使用限制更加严格。另外，混合结构墙体主要靠手工砌筑，工程进度慢。砖材料取土可能破坏农田 耕地，且消耗大量能源。因此，砖混结构在未来发展中将会逐步受到限制。 房 屋 工 程 二 一、主观题 (共 11 道小题 ) 1. 谈谈拱结构的类型及其受力特点。 参考答案：拱的类型很多，按结构组成和支承方式，拱可分为三铰拱、两铰拱、和无铰拱三种。 三铰拱为静定结构，两铰拱和无铰拱为超静定结构。拱结构的传力路线较短，因此拱是较经济的结构型式。 与刚架相仿，只有在地基良好或两侧拱脚处有稳固边跨结构时，才采用无铰拱。一般，无铰拱有用于桥梁的，却很少用于房屋建筑
12、。 双铰拱应用较多。跨度小者拱重不 大，可整体预制。跨度大者，可沿拱轴线分段预制，现场地面拼装好后，再整体吊装就位。双铰拱乃一次超静定结构，对支座沉降差，温度差及拱拉杆变形等都较敏感。 为适应软弱地基上支座沉降差及拱拉杆变形，最好采用静定结构的三铰拱。在跨中央设永久性铰后也便于分段制作，对大跨度拱更为有利。 2. 谈谈在竖向荷载作用下，拱脚支座内的水平推力特点。 参考答案：（ 1）在竖向荷载作用下，拱脚支座内将产生水平推力。拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所产生的在相应于顶铰 C 截面上的弯矩 M0C除以拱的矢高 f。 （ 2）当结构跨度与荷载条件一定时， M0C 为定
13、值，拱脚水平推力 H 与拱的矢高 f成反比。 3. 谈谈如何确定拱轴的合理轴线。 参考答案：在一定的荷载作用下，使拱截面内仅有轴力没有弯矩，满足这一条件的拱轴线称为合理拱轴线。了解合理拱轴线这个概念，有助于我们选择拱的合理形式。对于不同的结构型式（三铰拱、两铰拱和无铰拱），在不同的荷载作用下，拱的合理轴线是不同的。对于三饺拱，在沿水平方向均布的竖向荷载作用下，合理拱轴线为一抛物线。 在垂直于拱轴的均布压力作用下，合理拱轴线为圆弧线。 在房 屋建筑中拱结构的轴线一般采用抛物线，其方程为： y= 4f l 2 x( lx ) 4. 谈一谈平衡拱脚水平推力的结构处理手法。 参考答案：拱是有推力结构，
14、因此拱脚支座必须能够可靠地承受传递水平推力，否则拱式结构的受力性能无法保证。 一般，抗推力结构的处理方案有下列四种。 1. 水平推力由拉杆直接承担 这是最安全可靠的方案，能确保拱在任何情况下正常工作。另一优点是，其支承结构（墙、柱、刚架等）顶部无水平推力 H 作用，只承担竖向力，故支承结构的用料最省、最经济。 带拉 杆（尤其预应力拉杆较粗）拱的主要缺点，是其室内空间（净高与内景）欠佳，故其应用受到限制，多用于食堂、礼堂、仓库、车间等建筑。 2. 推力由水平结构承担 本方案的目标是尽量少设拉杆，让水平推力由拱脚标高平面内的水平结构（圈梁、挑檐板、边跨现浇钢筋混凝土楼屋盖等）承担，使拱脚以下的墙、
15、柱、刚架等竖向结构顶部不承受水平推力。 3. 推力由竖向结构承担 竖向结构应有极大刚度，极小变形。其基础应扩大，使地基应力尽量趋于均匀，其最大与最小应力相差不能过大，不致使竖向结构倾斜，以保证拱脚水 平位移极小，避免拱内弯矩变化过大。这是对竖向结构的总要求。 抗推力竖向结构有下列几种型式： 1.斜柱墩 跨度较大、拱脚推力较大时，采用斜柱墩方案 ,既传力直接，用料经济合理，又造型轻巧新颖。 2.边跨结构 当拱跨较大，且其旁侧有边建筑（如走廊、办公室、休息小厅、大厅等）时，就可让拱脚推力传给边跨结构、靠它把推力均匀传布开去。 3.推力直接传给基础一一落地拱 对于落地拱，当地质条件较好或拱脚水平推力
16、较小时，拱的水平推力可直接作用在基础上。 5. 谈一 谈平板式空间网架的结构型式。 参考答案：平板网架都是双层的，按杆件的构成形式又分为交叉桁架体系和角锥体系两种。交叉桁架体系网架由两向交叉或三向交叉的桁架组成；角锥体系网架，由三角锥、四角锥或六角锥等组成。后者刚度更大，受力性能更好。 6. 谈一谈平板网架的支承方式。 参考答案：常用的平板网架支承方式有两类： 1.周边支承 周边支承可以由网架直接支承在边柱上，网架的支座位于柱顶，也可以在圈梁上做成网架支承，圈梁再支承在若干个边柱上。这里的圈梁，即支承网架的托梁。周边支承的网架相当于四 边简支双向板。 2.四点或多点支承 四点或多点支承。当采用
17、四点或多点支承时，也可将网架沿周边挑出，形成伸臂结构，挑出长度以 1/4柱距为宜。四点或多点支承的网架相当于四角支承双向板或无梁楼盖的平板。 7. 谈一谈平板网架的腹杆布置应如何确定。 参考答案：腹杆布置应尽量使受压杆件短，受拉杆件长，减少压杆的长细比，充分发挥杆件截面的强度，使网架受力合理。对交叉桁架体系网架，腹杆倾角一般在 400 500 之间。对角锥网架，斜腹杆的倾角宜采用 600，这样可以使杆件标准化。 对于大跨度网架 ，因网格尺寸较大，为了减小上弦长度，宜采用再分式腹杆。这样可以避免上弦的局部弯曲，并减少其长细比，使受力更为合理。 8. 谈一谈平板网架的网架的起拱应如何确定。 参考答
18、案：平板网架的网架的起拱 跨度较大者宜起拱 l/40。双向正放桁架宜双坡起拱，双向斜放桁架及三向桁架宜四坡起拱。起拱后屋面坡度不宜超过 5，需要较大排水坡度者，应在网架上弦节点上按坡度要求架设屋面支托 (即短竖杆 )。起拱后的网架，杆件长度复杂化了，只有保持上、下弦平行才能求得较好的效果。 9. 谈一谈薄壁空间结构的特点及适用范 围。 参考答案：薄壁空间结构，由于它主要承受曲面内的轴力作用，所以材料强度得到充分利用；同时由于它的空间工作，所以具有很高的强度及很大的刚度。薄壳空间结构内力比较均匀，是一种强度高、刚度大、材料省、既经济又合理的结构型式。 薄壁空间结构常用于中、大跨度结构，如展览大厅
19、，飞机库、工业厂房、仓库等。在一般的民用建筑中也常采用薄壳结构。 薄壁空间结构在应用中也存在一些问题，由于它体形复杂，一般采用现浇结构，所以费模板、费工时，往往因此而影响它的推广。同时在设计方面，薄壁空间结构的计算过于复杂。 10. 谈一谈薄壳结构的内力特点。 参考答案：对于一般的壳体结构，中曲面单位长度上的内力一共有 8对，它们是轴向力 Nx、 Ny；顺剪力 Sxy=Syx;横剪力 Vx、 Vy；弯矩 Mx、 My以及扭矩 Mxy=Myx。 上述内力可以分为两类，作用于中曲面内的薄膜内力和作用于中曲面外的弯曲内力。理想的薄膜在荷载作用下只能产生轴向力 Nx、 Ny和顺剪力 Sxy=Syx。因
20、此，这三对内力通称为薄膜内力。 弯曲内力是由于中曲面的曲率和扭率的改变而产生的，它包括有横剪力 Vx、Vy；弯矩 Mx、 My以及扭矩 Mxy=Myx。理论分析表明：当曲面结构的壁厚 t于其最小主曲率半径 R 的二十分之一并能满足下列条件时，薄膜内力是壳体结构中的主要内力：（ 1）壳体具有均匀连续变化的曲面；（ 2）壳体上的荷载是均匀连续分布的；（ 3）壳体的各边界能够沿着曲面的法线方向自由移动，支座只产生阻止曲面切线方向位移的反力。 11. 谈一谈筒壳的分类及受力特点。 参考答案：筒壳的空间工作是由壳板、侧边构件和横隔三者共同完成的。筒壳在横向的作用与拱相似，在壳身内产生环向的压力，而在纵向
21、则同时发挥着梁的作用，把上部竖向荷载通过纵向梁的作用传给横隔。因 此，筒壳结构是横向拱的作用与纵向梁的作用的综合。在实际设计中，由于建筑布置的不同，使跨长与波长有着大小不同的比例，跨长与波长的比值不同时，筒壳的受力状态也不一样。 当跨长与波长的比值增加到一定程度时，筒壳就会像弧形截面梁一样受力；当跨长与波长的比值减小时，筒壳的空间工作性能（拱的作用）就愈来愈明显，这主要反映了横隔对空间工作的影响。 因此，工程中按跨度与波长的比值将筒壳分为三类： 1.长筒壳 当跨长 l1 与波长 l2 的比值 l1/l2 3时，称为长筒壳。 2.短筒壳 当跨长 l1 与波长 l2 的比值 l1/l2 1/2时，
22、称为短筒壳。壳体内力主要是薄膜内力，故可按照薄膜理论来计算。 3.中长筒壳 当跨长 l1 与波长 l2 的比值 1/2 l1/l2 3时，称为中长筒壳。对于中长筒壳，壳体的薄膜内力及弯曲内力都应该考虑，用薄壳有弯矩理论来分析它的全部内力。 房 屋 工 程 三 一、主观题 (共 10道小题 ) 1. 谈一谈圆顶结构型式与特点。 参考答案：按壳面的构造不同，圆顶结构可以分 为平滑圆顶、肋形圆顶和多面圆顶三种。 在实际工程中，平滑圆顶应用较多。当建筑平面不完全是圆形，或由于采光要求需要将圆顶表面分成独立区格时，可采用肋形圆顶。肋形圆顶是由径向肋系、环向肋系与壳板组成，与壳板整体连接。多面圆顶结构是由
23、数个拱形薄壳相交而成。有时为了建筑造型上的要求，也可将多面圆顶稍作修改。多面圆顶结构与圆形圆顶结构相比，其优点主要是支座距离可以较大，同时建筑外形活泼。多面圆顶结构比肋形圆顶结构经济， 自重较轻。 2. 谈一谈圆顶的受力特点。 参考答案：一股情况下壳面的径向和环向弯矩较小可以忽略，壳面内可按无弯矩理论计算。在轴向（旋转轴）对称荷载作用下，圆顶径向受压，环向上部受压，下部可能受压也可能受拉，这是圆顶壳面中的主内力 , 从此可以看出，圆顶结构可以充分利用材料的强度。 支座对圆顶壳面起箍的作用，所以支座环承受壳面边缘传来的推力，其截面内力主要为拉力。由于支座对壳面边缘变形的约束作用，壳面的边缘附近产生径向的局部弯矩。为此，壳 面在支座环附近可以适当增厚，并且配置双层钢筋，以承受局部弯矩。对于大跨度结构，支座环宜采用预应力钢筋混凝土。 3. 谈一谈圆顶壳板的主要尺寸及构造要求。 参考答案：古代厚实的砖石圆顶，跨度可达 30 40m。现代球壳经济跨度可达100m，是壳体结构中跨度最大者。目前世界上最大球壳跨度为 207m。球壳矢高一般取 f=（ 1/5 1/2） L。 球壳因内力不大，壳厚一般由构造要求与稳定确定。壳厚很薄，一般取曲率半径的 1/600,但最薄 50mm，通常为 50 150mm。 因壳底边缘与支座两者变形不 协调而产生干扰，使壳边缘产生径向弯距，其
