第 1 章重点思考题2、按所用建筑材料，建筑结构分为几类？它们各有哪些特点？参考答案（参阅 P2-8）按所用建筑材料，建筑结构分为混凝土结构、钢结构、钢-混凝土组合结构、砌体结构、木结构和混合结构等等。特点：混凝土结构优点：耐久性好，基本上不需要保养维修；耐火性好；可模性好；抗震性好；骨料可就地取材，另外也可以利用工业废料，有利于环境保护。缺点：自重大；抗裂性差；施工环节多，需要大量模板，施工工期长；拆除、改造难度大。钢结构优点：自重轻而承载力高轻质高强，强度和比强度高；材质均匀，性能好，结构可靠性高。钢材更接近于匀质等强体可直接使用材料力学的结论与公式。施工简便，工期短；特别是钢材具有可焊性，使结构制作与安装都很便利；塑性和韧性好，结构延性好，抗震能力强。易于改造与加固。钢结构的主要缺点是：耐腐蚀性能差；耐热性能好，但防火性能差；钢材价格相对较高。砌体结构主要优点：耐久性好；耐火性好；材料来源方便；施工工艺简便，造价低廉；隔热保温等热工性能较好。主要缺点：强度低、自重大、整体性差，容易开裂，抗震性能不好；手工砌筑，劳动强度高，砌筑质量变异性大；如使用粘土砖，烧制粘土砖与农业争地，污染环境，不利于保护环境和可持续发展。6、高层建筑结构设计的特点是什么？参考答案（参阅 P20）高层建筑的结构设计与多层结构有显著区别： 一是风荷载和地震作用等水平方向作用引起的内力和位移是结构设计的控制因素。二是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。第 2 章重点思考题1、永久荷载、可变荷载主要是指哪些荷载？参考答案（参阅 P29）永久荷载主要是指结构自重、土压力、水位不变时的水压力等，习惯上称为恒载。可变荷载主要指楼、屋面的使用荷载、风荷载、雪荷载等。习惯上成为活荷载或活载。3、理解荷载标准值，可变荷载组合值、准永久值的意义。参考答案（参阅 P30-31）荷载标准值是指在结构使用期间正常情况下可能出现的最大荷载值，包括永久荷载标准值(Gk 或 gk)和可变荷载标准值(Qk 或 qk)，也就是现行 建筑结构荷载规范（GB5000092001）规定的荷载基本代表值。 当结构上有两种或两种以上的可变荷载需要同时考虑时，所有可变荷载同时达到其单独出现时可能达到的最大值的概率极小，因此，除了主导荷载（第一种可变荷载，即产生最大效应的荷载）仍可以采用其标准值作为代表值之外，其他伴随荷载均应采用相应时段的最大荷载、即小于其标准值的某值作为代表值。按可变荷载参与组合后，在设计基准期内超越的总时间的不同分为组合值、频遇值、准永久值。使组合后的组合效应在设计基准期内的超越概率能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值，称为组合值（c Qk） 。在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期的一半的荷载值，称为准永久值（q Qk） 。7、建筑结构的基本构件有哪些？结构构件的受力状态有几种？试举例说明。参考答案（参阅 P41,P42）基本构件，分为板、梁、墙、柱、桁架、基础等类型。 构件可以分为受拉构件、受压构件、受弯构件、受扭构件和组合变形构件（如偏心受压构件） 。柱是偏心受压构件，梁是受弯构件，挑檐梁是受扭构件。第 3 章重点思考题2、材料最基本的强度指标有什么？材料的变化性能包括哪些？他们的意义是什么？参考答案（参阅 P46-48）材料的基本力学性能包括强度和变形性能两方面。抗拉强度和抗压强度是建筑材料的基本强度，变形性能主要是弹性模量和剪切弹性模量（切变模量） ，还包括横向变形系数（泊松比） 。意义：作为建筑材料，塑性性能也是一个重要指标。钢材的伸长率是钢材的主要塑性指标。冷弯性能可以反映钢材的可加工性能，也是反映塑性的一个指标。 焊接性能是钢材的重要工艺性能。焊接性能好是指焊接安全、可靠，不发生焊接裂缝，焊接接头和焊缝的冲击韧性以及热影响区域的塑性性能和强度都不应低于钢材。冲击韧性是判断钢材在承受动力荷载作用时是否出现脆性破坏的主要指标。3、在结构设计中，为什么通常把屈服强度作为确定钢材设计强度的依据?无明显流幅钢材的屈服强度如何定义？参考答案（参阅 P47）依据:若应力超过屈服强度，钢材进入屈服阶段，应变发展较快，将使构件伴随产生很大的变形而不能满足正常的使用要求。 高碳钢的应力应变曲线中没有明显的屈服台阶，称为无明显流幅钢材，对于这类钢材，往往取 0.85b(b 为钢筋归家标准规定的极限抗拉强度）作为条件屈服强度。第 4 章重点思考题1、结构的功能要求包括哪些？参考答案（参阅 P53）结构的功能要求包括：安全性、适用性、耐久性三个方面。2、什么是结构的极限状态？有哪两类？参考答案（参阅 P54-55）在使用中，整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计的某一功能要求，此特定状态为结构工作状态的“可靠”和“失效”的临界状态，称为该功能的极限状态。极限状态是区分结构工作状态的可靠和失效的标志。分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。5、控制截面的意义是什么？参考答案（参阅 P60）按承载力计算时，需要对构件的所有截面进行设计，只要计算某几个对构件的截面尺寸、配筋量等起控制作用的截面就可以了。这样的截面称为控制截面，它是构件中内力最不利的界面、尺寸改变处的截面以及材料用量改变处的截面。加强有利组合。7、建筑结构设计的一般过程是怎样的？参考答案（参阅 P65-66）三阶段设计：初步设计、技术设计、施工图设计。 二阶段设计；扩大初步设计、施工图设计。 结构选型、结构布置、确定材料和构件尺寸、荷载计算、内力分析及组合、结构构件设计、构造措施设计。第五章重点思考题1、热轧钢筋的级别是根据什么划分的？用什么符号表示？哪些是光园钢筋？哪些是带肋钢筋？参考答案（参阅 P69-73）热轧钢筋的级别是根据钢材的屈服强度标准值划分的。规范将热轧钢筋分为以下级别，分别用 HPB300 级、HRB335 级、HRBF335 级、HRB400 级、HRBF400 级、RRB400 级、HRB500 级和 HRBF500 级表示；其中：HPB300 级为光圆钢筋，其余均为带肋钢筋。4、混凝土立方抗压强度标准值如何确定？用什么符号表示？混凝土的强度等级如何确定？如何表示？参考答案（参阅 P74-75）混凝土立方抗压强度标准值是指按照标准方法制作养护边长为 150mm 的立方试件，在 28d 龄期用标准试验方法测得的具有 95%保证率的抗压强度，用符号 fcu,k 表示。混凝土强度等级按立方抗压强度标准值确定。7、普通混凝土和高强度混凝土的 曲线有什么不同？参考答案（参阅 P78）普通混凝土和高强度混凝土的 曲线参见教材 P78 图 5.1.10。由图可见，随着混凝土强度的提高，应变峰值 0 变化不大，上升段的形状相似，但下降段曲线的形状相差很大。混凝土强度越高，下降段的斜率越大，且残余应力较低，说明高强度混凝土的变形性能较差，显示出显著的脆性。8、什么是混凝土的徐变和收缩？对结构有什么影响？参考答案（参阅 P80）在不变荷载的长期作用下材料应变随时间而增长的现象称为徐变。混凝土的徐变将增大构件的裂缝宽度和变形，例如受弯构件的挠度因此而增大 23 倍甚至更多。在预应力混凝土构件中由徐变引起的预应力损失，是预应力损失中的主要部分。混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。收缩与荷载无关，当混凝土的这种变形受到外部（支座）或内部（钢筋）的约束时，混凝土中将产生拉应力，甚至开裂。另外，混凝土的收缩会引起预应力混凝土中钢筋预应力的损失。9、钢筋与混凝土材料共同工作的前提是什么？影响钢筋与混凝土粘结作用的因素有哪些？参考答案（参阅 P3、P81-83）钢筋与混凝土是两种力学性质完全不同的材料，能够共同工作的前提是：1)、混凝土硬化后，在钢筋和砼之间产生了良好的粘结力，将二者可靠的粘结在一起，从而保证构件受力时，钢筋与砼共同变形而不致产生相对滑动；2)、钢筋与混凝土这两种材料的温度线膨胀系数大致相等。其中钢筋与混凝土粘结作用是两种材料共同工作的基本前提。影响粘结作用的因素有：1）钢筋表面形状；2）混凝土抗拉强度（大体上成正比） ；3）钢筋周围混凝土的密实性；4）钢筋净距和混凝土保护层厚度；5）横向箍筋能够约束混凝土很想变形、控制纵向裂缝，因此也能够加强钢筋与混凝土之间的粘结作用。10、钢筋与混凝土的粘结作用由那些部分组成？光面钢筋及带肋钢筋与混凝土的粘结作用原理有何不同？为了保证钢筋与混凝土的粘结强度，在工程实践中常常采取哪些措施？参考答案（参阅 P81-83）钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成：一是混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力，二是钢筋与混凝土接触面上的摩擦力，三是由于钢筋表面粗糙不平与混凝土的机械咬合作用。光面钢筋、带肋钢筋与混凝土的粘结作用机理有所不同。光面钢筋的粘结作用主要取决于钢筋的表面状况，所以比较低。带肋钢筋与混凝土的粘结作用主要依靠钢筋肋纹与混凝土的机械咬合作用，粘结作用显著改善。为了保证钢筋与混凝土的粘结强度，在工程实践中常常采取以下措施：1）确保钢筋在支座内是有足够的锚固长度；2）采取端部弯钩和其他机械锚固措施；3）确保钢筋净距和保护层厚度满足要求等。11、充分利用受拉强度时，钢筋的锚固长度如何计算？充分利用抗压强度时，钢筋的锚固长度如何确定？参考答案（参阅 P82）当充分利用受拉强度时，钢筋的锚固长度 la 按 P82 公式（5.1.11）计算确定；当充分利用抗压强度时，钢筋的锚固长度不应小于 0.7la。12、梁、板中一般配置哪些钢筋？各有哪些作用？参考答案（参阅 P85-86）梁内钢筋：纵向受拉钢筋，承受弯矩产生的拉应力；纵向受压钢筋，帮助受压区混凝土承受弯矩产生的压应力；箍筋，形成骨架、承受剪力；弯起钢筋，斜段承受剪力产生的拉应力；两侧纵向构造钢筋，防止混凝土收缩引起的裂缝。板内钢筋：纵向受力钢筋，承受弯矩产生的拉应力；分布钢筋，固定受力钢筋位置、分散板内荷载、承受温度变化、混凝土收缩等原因引起的应力。13、受弯构件的设计计算包括哪些内容？参考答案（参阅 P84-85）受弯构件设计应包括三方面内容：（1）正截面受弯承载力设计：按控制截面的弯矩确定截面尺寸和纵向受力钢筋的数量。控制截面即弯矩最大的截面，梁的控制截面一般是跨中截面和支座截面。（2）斜截面受剪承载力设计：按构件的最大剪力复核截面尺寸，确定抗剪所需要的箍筋和弯起钢筋的数量。（3）斜截面抗弯承载力设计：按构件的弯矩图、剪力图以及保证钢筋的粘结锚固作用等需要确定配筋构造。14、受弯构件正截面的破坏形态有哪几类？它们的破坏特点和破坏性质怎样？参考答案（参阅 P86-87）受弯构件正截面的破坏形态有适筋梁、超筋梁和少筋梁三类，它们的破坏特点和破坏性质如下：1）适筋梁：配筋率适当。破坏特点：受拉区钢筋首先屈服，裂缝开展，受压区砼后压碎。破坏前有较大裂缝开展过程，属塑性破坏。2）超筋梁：配筋率过高。破坏特点：受拉区钢筋截面积过大，拉应力较小，直至受压区砼压应力达到极限强度而首先压碎，钢筋应力仍未达到屈服极限。破坏前无明显裂缝开展过程，属脆性破坏。3）少筋梁：配筋率过低。破坏特点：在第 I 阶段末至第 II 阶段的转变过程中，由于受拉区砼突然开裂，原来由砼承担的拉应力突然转由钢筋承担，钢筋应力突然增大以至于瞬间即达到钢筋的屈服极限，裂缝在很短时间内突然增大至使梁不能继续使用，甚至是梁突然断裂。此时梁所承担的弯矩与素砼梁比较无显著差异。破坏前无明显裂缝开展过程，属脆性破坏。我们设计梁时，应控制配筋率，使其在适筋梁的范围内。15、适筋梁的工作分为哪几个阶段？各阶段中梁的挠度、受拉钢筋应变、中和轴位置等是如何变化的？参考答案（参阅 P87-90）随截面上的弯矩的增加，适筋梁的正截面受力过程经历了三个阶段：第 I 阶段裂缝出现前阶段：弯矩很小。梁的变形（挠度）很小。受拉钢筋应变与应力呈正比且与受拉区混凝土拉应变一致；中性轴