建筑學結構力學與建筑設計知識點梳理姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規定的位置填寫您的答案。一、填空題1.建筑結構力學中，根據結構受力情況，可將結構分為靜定結構和超靜定結構。

2.建筑結構中的梁是承受豎向荷載的主要構件。

3.在平面體系力學中，若兩根直桿連接于一點，稱為鉸接點。

4.結構在受力過程中，當應力達到某一數值時，將產生塑性變形現象。

5.鋼筋混凝土結構的抗壓強度遠高于混凝土材料的抗壓強度。

答案及解題思路：

答案：

1.靜定結構超靜定結構

2.梁

3.鉸接點

4.塑性變形

5.混凝土材料的抗壓強度

解題思路：

1.在建筑結構力學中，靜定結構和超靜定結構的劃分依據是結構的約束條件和內力分布。靜定結構具有唯一確定的反力和內力，而超靜定結構在保持平衡的條件下，有多個未知反力和內力。

2.梁作為一種常見的建筑構件，主要承受豎向荷載，如樓面、屋頂的荷載，其結構特點是跨度大、支點距離小。

3.平面體系力學中的鉸接點是指兩個或多個桿件在一點連接，此點無轉動約束，因此稱為鉸接點。

4.結構在受力過程中，當應力達到材料的屈服點時，會產生塑性變形。這種現象說明結構在繼續加載的情況下，會永久變形。

5.鋼筋混凝土結構中，鋼筋的抗拉強度遠高于混凝土的抗拉強度，而混凝土的抗壓強度則高于其抗拉強度。因此，鋼筋混凝土結構主要依靠混凝土提供抗壓能力，鋼筋提供抗拉能力。二、選擇題1.在建筑結構力學中，以下哪種類型結構在受力過程中，不會發生內力傳遞？

A.簡支梁

B.鋼筋混凝土柱

C.桁架

D.懸臂梁

2.以下哪種構件屬于壓桿？

A.簡支梁

B.鋼筋混凝土柱

C.拱

D.墻體

3.下列哪種情況會導致結構失穩？

A.荷載增加

B.材料強度降低

C.結構剛度降低

D.以上都是

4.以下哪種材料在建筑結構中具有較高的彈性模量？

A.混凝土

B.鋼材

C.木材

D.砌體

5.以下哪種結構屬于平面體系？

A.三維框架

B.單層廠房

C.多層住宅

D.橋梁

答案及解題思路：

1.答案：D

解題思路：懸臂梁由于一端固定、一端自由，因此在受力過程中不會將內力傳遞給固定端，故選項D為正確答案。

2.答案：B

解題思路：壓桿是一種受到軸向壓力作用的主要構件，其特點是在壓力作用下會產生壓縮變形，因此鋼筋混凝土柱作為一種受壓構件，屬于壓桿。

3.答案：D

解題思路：結構失穩是指在正常受力情況下，由于材料強度或結構剛度降低等原因，導致結構發生過大變形或破壞的現象。因此，荷載增加、材料強度降低以及結構剛度降低均可能導致結構失穩，故選項D為正確答案。

4.答案：B

解題思路：彈性模量是衡量材料剛度的指標，不同材料具有不同的彈性模量。鋼材在建筑結構中具有較高的彈性模量，因此選項B為正確答案。

5.答案：B

解題思路：平面體系是指在二維空間內的結構體系，如單層廠房通常是由多個平面組成的。三維框架、多層住宅和橋梁都屬于三維空間結構，因此選項B為正確答案。三、判斷題1.建筑結構力學的研究目的是為了提高結構的安全性和經濟性。（√）

解題思路：建筑結構力學的研究旨在通過理論分析和實驗驗證，保證建筑結構在承受各種荷載時能夠保持穩定，同時考慮成本控制，以達到既安全又經濟的目的。

2.在建筑結構中，剪力是垂直于桿件軸線方向的力。（×）

解題思路：剪力是指作用在桿件上的平行于桿件軸線方向的力，而非垂直。在建筑結構中，剪力通常與剪力墻、梁等構件的剪切變形有關。

3.建筑結構中的內力僅與外力有關，與材料性質無關。（×）

解題思路：建筑結構中的內力不僅與外力有關，還與材料的性質密切相關。材料強度、彈性模量等特性直接影響結構內力的分布和大小。

4.結構的剛度與結構的穩定性密切相關。（√）

解題思路：結構的剛度是指結構抵抗變形的能力，而結構的穩定性是指結構在受到外力作用時保持平衡的能力。剛度越大，結構越不易變形，從而提高穩定性。

5.在建筑結構中，梁、柱、墻等構件的受力特點相同。（×）

解題思路：在建筑結構中，梁、柱、墻等構件的受力特點各不相同。梁主要承受彎矩和剪力；柱主要承受軸向力和彎矩；墻則主要承受剪力和軸力。構件的受力特點取決于其幾何形狀和材料特性。四、簡答題1.簡述結構力學的研究內容。

結構力學主要研究結構在各種載荷作用下的內力、變形和穩定性。具體內容包括：

結構的靜力學分析：研究結構在外力作用下的平衡狀態，包括內力、位移、應力等。

結構的動力學分析：研究結構在動力載荷作用下的響應，包括自振頻率、振型、動力響應等。

結構的穩定性分析：研究結構在載荷作用下發生失穩的臨界條件和預防措施。

2.簡述結構受力分析方法。

結構受力分析方法包括：

手工計算法：利用結構力學基本理論，通過計算得到結構內力和位移。

計算機輔助設計法：利用結構分析軟件，進行結構受力分析，得到結構內力和位移。

3.簡述建筑結構設計的基本原則。

建筑結構設計應遵循以下基本原則：

安全性原則：保證結構在各種載荷作用下不發生破壞，保證結構的安全性。

適用性原則：滿足結構的功能要求，適應使用環境。

經濟性原則：在滿足安全性和適用性的前提下，盡量降低結構成本。

美觀性原則：結構形式美觀大方，與建筑風格協調。

4.簡述結構失穩的成因及預防措施。

結構失穩的成因包括：

材料功能劣化：材料強度降低，導致結構承載力不足。

結構設計不合理：結構形式、材料選擇等不合理，導致結構失穩。

施工質量不良：施工過程中出現缺陷，導致結構失穩。

預防措施包括：

優化結構設計：合理選擇結構形式、材料，保證結構穩定性。

嚴格控制施工質量：保證施工過程中的各項指標符合設計要求。

加強材料檢驗：保證材料質量滿足設計要求。

5.簡述結構設計中常用的材料及特點。

結構設計中常用的材料包括：

鋼材：具有良好的強度、韌性和可塑性，適用于大型、重型結構。

混凝土：具有較好的抗壓強度和耐久性，適用于一般建筑結構。

砌體：抗壓強度較低，適用于輕質結構。

木材：具有良好的可塑性和裝飾性，適用于室內裝飾和輕型結構。

答案及解題思路：

1.答案：結構力學研究內容包括結構的靜力學分析、動力學分析和穩定性分析。

解題思路：根據結構力學的基本內容，列舉其研究方向。

2.答案：結構受力分析方法包括手工計算法和計算機輔助設計法。

解題思路：根據結構力學分析方法，列舉其具體方法。

3.答案：建筑結構設計的基本原則包括安全性、適用性、經濟性和美觀性。

解題思路：根據建筑結構設計的基本要求，列舉其設計原則。

4.答案：結構失穩的成因包括材料功能劣化、結構設計不合理和施工質量不良。預防措施包括優化結構設計、嚴格控制施工質量和加強材料檢驗。

解題思路：根據結構失穩的成因和預防措施，分別列舉其內容和具體措施。

5.答案：結構設計中常用的材料包括鋼材、混凝土、砌體和木材，具有各自的強度、韌性和可塑性等特點。

解題思路：根據結構設計常用的材料，列舉其種類和特點。五、計算題1.某簡支梁受力如圖，求梁的最大彎矩及剪力。

梁的最大彎矩及剪力

2.某單層廠房的屋蓋采用鋼筋混凝土框架結構，已知屋蓋跨度為6m，求框架柱的軸力。

框架柱的軸力

3.某三層住宅建筑的樓面采用現澆鋼筋混凝土樓板，已知樓面荷載為3.0kN/m2，求樓板的厚度。

樓板的厚度

4.某鋼結構的支撐系統受力如圖，求支撐桿的內力。

支撐桿的內力

5.某拱橋結構受力如圖，求拱腳處的水平反力及豎向反力。

拱腳處的水平反力及豎向反力

答案及解題思路：

1.某簡支梁受力如圖，求梁的最大彎矩及剪力。

答案：最大彎矩為Mmax=20kN·m，最大剪力為Vmax=15kN。

解題思路：分析梁的受力情況，計算各段彎矩和剪力，然后通過比較各段彎矩和剪力的大小，確定最大彎矩和最大剪力。

2.某單層廠房的屋蓋采用鋼筋混凝土框架結構，已知屋蓋跨度為6m，求框架柱的軸力。

答案：框架柱的軸力為N=120kN。

解題思路：根據屋蓋的受力情況和框架結構的傳力過程，計算出柱子的受力，從而得到框架柱的軸力。

3.某三層住宅建筑的樓面采用現澆鋼筋混凝土樓板，已知樓面荷載為3.0kN/m2，求樓板的厚度。

答案：樓板厚度為h=150mm。

解題思路：根據樓面荷載、樓板材料的允許應力以及樓板的傳力要求，計算出樓板的厚度。

4.某鋼結構的支撐系統受力如圖，求支撐桿的內力。

答案：支撐桿的內力為F=50kN。

解題思路：根據支撐系統的受力情況和力的平衡條件，分析支撐桿的受力，計算出支撐桿的內力。

5.某拱橋結構受力如圖，求拱腳處的水平反力及豎向反力。

答案：拱腳處的水平反力為H=100kN，豎向反力為V=300kN。

解題思路：根據拱橋的受力情況和力的平衡條件，分析拱腳處的受力，計算出水平反力和豎向反力。六、論述題1.論述結構設計中材料選擇的重要性。

論述內容：

在建筑結構設計中，材料選擇是的環節。材料的選擇直接影響到結構的功能、耐久性、經濟性和安全性。對材料選擇重要性的詳細論述：

功能與耐久性：不同材料具有不同的物理和化學功能，如強度、剛度、耐腐蝕性等。選擇合適的材料可以保證結構在預期的使用年限內保持良好的功能。

經濟性：材料成本是建筑項目預算的重要組成部分。合理選擇材料可以在保證結構功能的前提下，降低成本。

安全性：材料的選擇直接關系到結構的安全性。例如在地震多發區，應選擇具有良好抗震功能的材料。

環境影響：材料的生產和使用對環境有一定的影響。選擇環保材料有助于減少建筑對環境的負面影響。

解題思路：

闡述材料選擇對結構功能、耐久性、經濟性和安全性的影響。結合實際案例，如某大型橋梁或高層建筑，說明材料選擇的重要性。提出材料選擇時應考慮的因素和建議。

2.論述建筑結構穩定性在工程設計中的重要性。

論述內容：

建筑結構的穩定性是工程設計中的核心問題之一。對結構穩定性重要性的詳細論述：

安全性：結構穩定性直接關系到建筑物的安全性，包括抵抗自然災害（如地震、臺風）和人為破壞的能力。

功能性：穩定的結構可以保證建筑物的正常使用，避免因結構變形或破壞導致的結構失效。

耐久性：穩定的結構可以延長建筑物的使用壽命，減少維修和更換成本。

解題思路：

闡述結構穩定性對安全、功能和耐久性的影響。結合實際案例，如某高層建筑或大跨度橋梁，說明結構穩定性在工程設計中的重要性。提出保證結構穩定性的設計原則和方法。

3.論述建筑結構設計中，結構布置的合理性。

論述內容：

結構布置的合理性是建筑結構設計的關鍵。對結構布置合理性的詳細論述：

功能需求：結構布置應滿足建筑物的功能需求，如空間布局、荷載分布等。

經濟性：合理的結構布置可以降低材料消耗和施工難度，從而降低成本。

安全性：結構布置應保證結構在受到荷載作用時，能夠均勻傳遞并抵抗變形。

解題思路：

闡述結構布置對功能、經濟性和安全性的影響。結合實際案例，如某住宅樓或辦公樓，說明結構布置的合理性。提出結構布置時應考慮的因素和建議。

4.論述建筑結構設計中，結構計算方法的選擇。

論述內容：

結構計算方法的選擇對建筑結構設計的準確性。對結構計算方法選擇重要性的詳細論述：

準確性：不同的計算方法適用于不同的結構類型和荷載條件，選擇合適的計算方法可以保證結構設計的準確性。

效率：合理的計算方法可以提高設計效率，縮短設計周期。

經濟性：計算方法的選擇也會影響設計成本。

解題思路：

闡述結構計算方法對準確性、效率和成本的影響。結合實際案例，如某工業廠房或體育場館，說明結構計算方法選擇的重要性。提出選擇結構計算方法時應考慮的因素和建議。

5.論述建筑結構設計中，施工工藝與結構設計的協調性。

論述內容：

施工工藝與結構設計的協調性是保證建筑項目順利進行的關鍵。對施工工藝與結構設計協調性重要性的詳細論述：

施工質量：協調性好的施工工藝可以保證施工質量，避免因施工不當導致的結構問題。

施工進度：合理的施工工藝可以加快施工進度，保證項目按時完成。

成本控制：協調性好的施工工藝可以降低施工成本。

解題思路：

闡述施工工藝與結構設計協調性對施工質量、進度和成本的影響。結合實際案例，如某住宅小區或商業綜合體，說明施工工藝與結構設計協調性的重要性。提出提高施工工藝與結構設計協調性的措施和建議。

答案及解題思路：

答案：

解題思路：

每個論述題的解題思路已在論述內容中詳細闡述，包括闡述影響、結合實際案例和提出建議等方面。七、應用題1.某建筑高度為60m，要求計算該建筑的抗側力系數。

解題步驟：

1.確定建筑高度H=60m。

2.根據建筑高度和設計規范確定適用的抗側力系數計算公式。

3.假設建筑物為框架結構，使用公式K=γH/L，其中γ為高度系數，L為建筑物的長邊。

4.查閱規范獲取高度系數γ的值。

5.代入數據計算抗側力系數K。

解題思路：

該題主要考查學生對建筑結構抗側力系數計算的理解和應用。通過了解建筑物高度和結構類型，結合規范中的相關公式，計算抗側力系數。

2.某建筑物的屋頂采用鋼結構，已知屋頂面積為800m2，要求計算屋面梁的截面尺寸。

解題步驟：

1.確定屋頂面積A=800m2。

2.根據屋頂荷載和規范要求，計算屋面梁的彎矩M。

3.假設屋面梁為簡支梁，使用公式M=ql2/8，其中q為均布荷載，l為梁的跨度。

4.選擇合適的梁截面尺寸，保證梁截面承載力滿足設計要求。

5.根據所選截面尺寸，計算梁的抗彎截面模量W。

解題思路：

本題主要考查學生對鋼結構設計的基本概念和梁的截面尺寸計算。通過確定屋頂荷載和計算彎矩，選擇合適的梁截面尺寸，保證梁在受力時的安全性和可靠性。

3.某住宅建筑的墻體采用磚混結構，已知墻體厚度為370mm，要求計算墻體的抗側力系數。

解題步驟：

1.確定墻體厚度t=370mm。

2.根據墻體材料和規范要求，確定墻體的抗壓強度f_c。

3.使用公式K=f_ct，計算墻體的抗側力系數K。

解題思路：

該題主要考查學生對墻體結構設計的基本概念和抗側力系數的計算方法。通過了解墻體材料強度和厚度，根據公式計算抗側力系數。

4.某橋梁的跨度為30m，要求計算該橋梁的主梁截面尺寸。

解題步驟：

1.確定橋梁跨度L=30m。

2.根據橋梁荷載和規范要求，計算主梁的彎矩M。

3.假設主梁為簡