一级建造师建筑结构与构造讲义.docx
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一级建造师建筑结构与构造讲义
1A410000 建设工程技术
本章各节分值盘点及预测
章节名称
2011年考试所占分值盘点
2012年预测
单选
多选
案例
小计
1A411000建设结构与构造
7
6
13
10
1A412000建筑工程材料
5
4
9
10
1A413000建筑工程施工技术
7
2
12
21
25
合计
19
12
12
43
45
1A411000 建筑结构与构造
【本节考试大纲】
1A411011 掌握房屋结构工程的安全性；
1A411012 熟悉建筑结构工程的适用性；
1A411013 熟悉房屋结构的耐久性要求；
1A411021 掌握结构平衡的条件；
1A411022 掌握防止结构倾覆的技术要求；
1A411023 熟悉结构抗震的构造要求；
1A411024 熟悉荷载对结构的影响；
1A411025 熟悉常见建筑结构体系和应用；
1A411031 掌握结构构造要求；
1A411032 掌握建筑构造要求；
1A411033 熟悉建筑装饰装修构造要求。
1A411010 建筑结构工程的可靠性（目）
1A411011 掌握建筑结构工程的安全性（条）
【考点内容小结】
一、房屋结构的可靠性
安全性、适用性和耐久性概括称为结构的可靠性
二、两种极限状态（归类题）
承载力极限状态，如强度破坏、倾覆、滑移、疲劳破坏等
正常使用极限状态，如过度变形、开裂、振幅等
我国的设计是基于极限状态的设计
三、临界力（影响因素、计算）
1.公式：
，L0为压杆的计算长度。
2.影响临界力的因素：
压杆的支承情况（L0）、材料（E）、截面形状（I）、长度（L）、支承。
3.支座的影响：
当柱的一端固定一端自由时，L0=2L，L为杆件的实际长度；两端固定时，L0=0.5L；一端固定一端铰支时，L0=0.7L；两端铰支时，L0=L
四、临界应力的计算公式
（其中长细比λ是影响临界应力的综合因素）
【典型考题】（2011年真题）某受压杆件，在支座不同、其他条件相同的情况下，其临界力最小的支座方式是（ ）。
A.两端铰支
B.一端固定一端铰支
C.两端固定
D.一端固定一端自由
[答疑编号5683101101]
『正确答案』D
『答案解析』考核的是不同支座情况下的临界力计算公式。
受压杆件稳定的临界力公式。
当柱的一端固定一端自由时，L0=2L，L为杆件的实际长度；两端固定时，L0=0.5L；一端固定一端铰支时，L0=0.7L；两端铰支时，L0=L。
参见教材P3。
【典型考题】（2007年真题）结构正常使用的极限状态包括控制（ ）。
A.变形
B.倾覆
C.振幅
D.裂缝
E.保温
[答疑编号5683101102]
『正确答案』ACD
『答案解析』结构正常使用状态包括构件在正常使用条件下产生过度变形，导致影响正常使用或建筑外观；构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽；在动力荷载作用下结构或构件产生过大的振幅等。
参见教材P2。
【典型考题】[2005年真题]受压构件，两端铰支，其临界力为50kN，若将构件改为两端固定，则其临界力为（ ）kN。
A.50
B.100
C.150
D.200
[答疑编号5683101103]
『正确答案』D
『答案解析』考核的是不同支座情况下的临界力计算公式。
受压杆件稳定的临界力公式
。
考生要重点掌握影响临界力大小的因素，如受压杆件的材料、截面形状、长度、支承情况等。
此处知识点的考核既可以出“文字题”，如：
同等情况的钢柱的临界力比木柱大，是因为（钢柱的弹性模量大）。
也可以出“计算题”，如：
受压杆件的惯性矩缩小1倍时，其临界力（缩小1倍）。
参见教材P3。
1A4110112熟悉建筑结构工程的适用性
【考点内容小结】
一、悬臂梁的最大位移（影响因素、计算）
1.公式：
2.影响因素：
跨度（L）、材料（E）、截面形状（I）、外部荷载（q）。
二、混凝土结构的裂缝控制（归类题）
裂缝控制主要针对混凝土梁（受弯构件）及受拉构件。
裂缝控制分为三个等级：
（1）构件不出现拉应力；
（2）构件虽有拉应力，但不超过混凝土的抗拉强度；
（3）允许出现裂缝，但裂缝宽度不超过允许值。
对
（1）、
（2）等级的混凝土构件，一般只有预应力构件才能达到。
【典型考题】[2009年真题]有一悬臂梁，受力如图所示，q=1KN/m，EI=2×1011N·mm2,L=2m,则梁端B最大位移f是（ ）㎜。
A.5
B.10
C.15
D.20
[答疑编号5683101104]
『正确答案』B
『答案解析』此题是计算题。
利用悬臂梁在均布荷载作用下的最大位移公式：
，即可得出结论。
参见教材P4。
【典型考题】[2006年真题]关于简支梁变形大小的影响因素，下列表述正确的是（ ）。
A.跨度越大，变形越大
B.截面的惯性矩越大，变形越大
C.截面积越大，变形越小
D.材料弹性模量越大，变形越大
E.外荷载越大，变形越大
[答疑编号5683101105]
『正确答案』ACE
『答案解析』影响梁变形（位移）的因素有跨度、材料、截面形状、外部荷载、支座情况等。
要求考生要掌握均布荷载作用下悬臂梁的最大变形公式（
）中各影响因素与变形的关系，如与梁变形（位移）成正比的因素有跨度、荷载，成反比的因素有惯性矩、弹性模量等，此处知识点可出多选题。
而所有因素中影响最大的是跨度（L），此处也可出计算式的单项选择题，如当梁的跨度增加1倍时，其变形增大到原来的多少倍（16倍）。
重要考点的多种题型变化在后面每章的同步训练中给出，考生可以边学边练用以检验学习效果。
1A4110113 熟悉建筑结构工程的耐久性
【考点内容小结】
一、结构设计使用年限分类
设计使用年限可分为四类，分别为：
1类为临时性结构,设计使用年限为5年；2类为易于替换的构件，设计使用年限为25年；3类为普通房屋和构筑物，设计使用年限为50年；4类为纪念性建筑和特别重要的建筑结构，设计使用年限为100年。
二、混凝土结构的环境类别
可分为一、二、三、四、五类，其中一类为一般环境。
三、混凝土结构环境作用等级
可分为A、B、C、D、E、F六级。
四、满足耐久性要求的混凝土最低强度等级
1.环境类别、作用等级为Ⅰ－A，设计使用年限为50年的建筑，其混凝土最低强度为C25。
2.预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于C40。
五、一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层厚度
1.一般环境中混凝土结构耐久性与混凝土最低强度等级、混凝土材料、钢筋最小保护层厚度、水胶比等因素有关。
2.大截面混凝土墩柱在加大钢筋混凝土保护层厚度的前提下，其混凝土强度等级可低于表lA411013-5的要求，但降低幅度不应超过两个强度等级，且设计使用年限为100年和50年的构件，其强度等级不应低于C25和C20。
【典型考题】[2011年真题]一般环境中，要提高混凝土结构的设计使用年限，对混凝土强度等级和水胶比的要求是（ ）。
A.提高强度等级，提高水胶比
B.提高强度等级，降低水胶比
C.降低强度等级，提高水胶比
D.降低强度等级，降低水胶比
[答疑编号5683101106]
『正确答案』B
『答案解析』根据教材表1A411013-5一般环境中混凝土材料与钢筋最小保护层厚度的要求，同一环境作用等级的混凝土构件随着设计年限的提高其混凝土强度提高而水胶比下降。
【典型题型】设计使用年限为50年的大截面混凝土墩柱，其混凝土强度等级不应低于（ ）。
A.C20
B.C25
C.C30
D.C35
[答疑编号5683101107]
『正确答案』A
『答案解析』设计使用年限为100年和50年的构件，其强度等级不应低于C25和C20。
参见教材P5。
1A411020建筑结构平衡的技术
1A411021掌握结构的平衡条件
【考点内容一】静定梁的受力分析
一、力的三要素
大小、方向、作用点
二、作用力与反作用力的关系
大小相等、方向相反、沿同一作用线相互作用
三、力的合成与分解
符合平行四边形法则
四、物体的平衡状态
物体相对于地球处于静止状态和匀速直线状态
五、二力平衡条件
两个力大小相等，方向相反，作用线重合
六、平面汇交力系的平衡条件
∑X=0，∑Y=0
七、一般平面力系的平衡条件
∑X=0，∑Y=0，∑M=0
八、利用平衡条件求未知力的步骤
取隔离体→画受力图→列平衡方程
九、静定梁的内力
包括剪力和弯矩
十、计算梁内力的一般步骤
1.去掉约束，画出杆件受力图
2.利用平衡方程，求出约束反力
3.用截面法计算出梁的内力（剪力、弯矩）
说明：
上述知识点是力的平衡方程和截面法在计算静定梁内力中的应用。
但考生应熟练掌握平面任意力系平衡方程（ΣX＝0，ΣY＝0，ΣMA＝0）的应用，此处知识点一般每年有1分的题。
学习方法：
首先明确各种支座的支座反力（详见图例说明）；然后利用平衡方程。
首先了解各种支座的支座反力，以下图为例。
一、P9图1A411021-7
悬臂梁中的B点，即固定端支座，其支座反力为：
二、P9图1A411021-8
简支梁中的左侧支座，即固定铰支座，其支座反力为：
简支梁中的右侧支座，即可动铰支座，其支座反力为：
P9页图1A411021-9的图为伸臂梁，A点处为固定铰支座，B点处为可动铰支座，B以右为伸臂部分
三、平衡方程
——ΣX＝0
——ΣY＝0
——ΣM＝0
四、梁的内力：
剪力（V）、弯矩（M）
【典型考题】有一简支梁受力与支承如下图，则梁中的弯矩为（ ）kN.m。
A.5
B.6
C.7.5
D.10
[答疑编号5683101201]
『正确答案』A
『答案解析』计算梁内力的一般步骤：
第一步，去掉约束，画出杆件受力图。
假设A点处有向上的力RAY，水平的力RAX。
第二步：
利用平衡方程，求出约束反力。
——ΣX＝0＝＞ RAX＝0
——ΣY＝0＝＞ RAY+RBY＝5
——ΣMＡ＝0＝＞ 5×2＝RBY×5＝＞ RBY＝2kN，RAY＝3kN
第三步：
如需计算梁的内力（剪力或弯矩）可用截面法，取B点至跨中的一段梁作为隔离体，此时应标注出跨中的内力V跨中、M跨中，然后再列平衡方程，可以得出：
跨中的弯矩=RBY*5/2=2×2.5=5KN.M
[2005年真题]有一伸臂梁受力及支承如图，则固端A的弯矩为（ ）kN.m。
A.2
B.3
C.6
D.9
[答疑编号5683101202]
『正确答案』C
『答案解析』计算梁内力的一般步骤：
第一步，去掉约束，画出杆件受力图；
第二步：
利用平衡方程，求出约束反力；
——ΣX＝0＝＞RAX＝0
——ΣY＝0＝＞RAY＝3kN
——ΣMA＝0＝＞mA＝3×2＝6kN·m
第三步：
用截面法计算出梁的内力。
如图所示，固端A的弯矩=3×2=6KN.M
【典型考题】[2011年真题]图示人字梯放置在光滑（忽略摩擦）地面上，顶端人体重量为P。
关于绳子拉力与梯子和地面的夹角α、绳子位置h的关系的说法，正确的是（ ）。
A.α、h越大，绳子拉力越大
B.α、h越小，绳子拉力越大
C.α越大、h越小，绳子拉力越大
D.α越小、h越大，绳子拉力越大
[答疑编号5683101203]
『正确答案』B
『答案解析』同上。
【考点内容二】静定桁架部分的受力分析
一、桁架的特点
1.桁架的节点是铰接
2.每个杆件的轴线是直线，并通过铰的中心
3.荷载及支座反力都作用在节点上
二、节点法计算内力的步骤
1.去掉约束，画出受力图
2.利用平衡方程，求出约束反力
3.用节点法求出杆件内力
三、杆件的内力（二力杆）
压杆、拉杆、零杆
四、截面法计算内力的步骤
1.去掉约束，画出受力图
2.利用平衡方程，求出约束反力
3.用截面法求出杆件内力
【典型考题】[[2004年真题]有一桁架，受力及支承如下图，则AC杆和AB杆的内力分别为（ ）。
拉力为正，压力为负。
A.-1kN,-1kN
B.0,-1kN
C.1kN,1kN
D.1kN,0
[答疑编号5683101204]
『正确答案』B
『答案解析』计算内力的思路为：
1.去掉约束，画出受力图
2.利用平衡方程，求出约束反力
——ΣX＝0＝＞ RCX＝-1kN
——ΣY＝0＝＞ RCY+RDY＝0
——ΣMC＝0＝＞ 1×a＝RDY×a＝＞ RDY＝1
RCY＝-1kN
3.用节点法求出杆件内力
节点法
NAB＝1kN
体现在AB杆上即为压杆。
NAB＝-1kN
1A411022掌握防止结构倾覆的技术要求
【考点内容】
一、力矩的概念及平衡
力使物体绕某点转动的效果要用力矩来度量；
物体绕某点没有转动的条件是，对该点的顺时针力矩之和等于逆时针力矩之和
二、力偶的特性
两个大小相等，方向相反，作用线平行的特殊力系
三、力的平移法则
作用在物体某一点的力可以平移到另一点，但必须同时附加一个力偶，使其作用效果相同
四、防止构件倾覆的技术要求
对于悬挑构件（如阳台、雨篷、探头板等）、挡土墙、起重机械防止倾覆的基本要求是：
引起倾覆的力矩应小于抵抗倾覆力矩，为了安全，可取M（抗）≥（1.2～1.5）M（倾）。
【典型考题】为了安全，对于悬挑阳台防止其倾覆的抵抗倾覆的力矩（Ｍ抗）可取其引起倾覆的力矩（Ｍ倾）的（ ）倍。
A.0.5～1.0
B.1.0～1.2
C.1.2～1.5
D.1.5～2.0
[答疑编号5683101301]
『正确答案』C
『答案解析』对于悬挑构件（如阳台、雨篷、探头板等）、挡土墙、起重机械防止倾覆的基本要求是：
引起倾覆的力矩应小于抵抗倾覆力矩，为了安全，可取M抗≥（1.2～1.5）M倾。
所以正确选项为C。
参见教材P10。
1A411023熟悉结构抗震的构造要求
【考点内容小结】
一、地震的成因、现行抗震设计规范及相关专业术语
1.地震的成因主要有三种：
构造地震、火山地震、陷落地震。
2.适用于抗震设防烈火度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。
3.震级、地震烈度、抗震等级的概念。
二、概念设计主要考虑的因素
1.选择对抗震有利的场地，避开不利的场地。
开阔平坦密实均匀中场地。
不利场地一般是指软弱土、易液化土、山嘴孤丘、陡坡河岸、采空的场地。
2.建筑物形状力求简单、规则，平面上的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以地震时发生扭转和应力集中而形成薄弱部位。
3.选择技术先进又经济合理的抗震结构体系，地震力的传递路线合理明确，并有多道抗震防线。
4.保证结构的整体性，并使结构和连接部位具有较好的延性。
5.选择抗震性能比较好的建筑材料。
6.非结构构件应与承重结构有可靠的连接以满足抗震要求。
三、多层砌体房屋的抗震构造措施
1.设置钢筋混凝土圈梁
2.楼盖及屋盖构件应有足够的支度和可连接
3.墙体有可靠的连接
4.加强楼梯间的整体性
四、框架结构的抗震构造措施
把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则，构造上采取受力钢筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。
【典型考题】[2010年真题]关于非抗震设计的框架结构，不同部位震害程度的说法，正确的有（ ）。
A.柱的震害轻于梁
B.柱顶震害轻于柱底
C.角柱的震害重于内柱
D.短柱的震害重于一般柱
E.填充墙处是震害发生的严重部位之一
[答疑编号5683101302]
『正确答案』CDE
『答案解析』震害调查表明，框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处；一般是柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。
为此采取了一系列措施，把框架设计成延性框架，遵守强柱、强节点、强锚固，避免短柱、加强角柱，框架沿高度不宜突变，避免出现薄弱层，控制最小配筋率，限制配筋最小直径等原则。
构造上采取受力筋锚固适当加长，节点处箍筋适当加密等措施。
参见教材P13。
【典型考题】[2006年真题]我国现行<<建筑抗震设计规范>>（GB50011-2001）,适用于抗震设防烈度为（ ）度地区建筑工程的抗震设计.
A.4、5、6和7
B.5、6、7和8
C.6、7、8和9
D.7、8、9和10
[答疑编号5683101303]
『正确答案』C
『答案解析』现行抗震设计规范适用于抗震设防烈火度为6、7、8、9度地区建筑工程的抗震设计、隔震、消能减震设计。
抗震设防是以现有的科技水平和经济条件为前提的。
以北京地区为例，抗震设防烈度为8度，超越8度的概率为10%左右。
参见教材P12。
【典型考题】[2007年真题]我国房屋抗震设计的规定程度，采用的是（ ）个等级划分的制度表。
A.6
B.8
C.10
D.12
[答疑编号5683101304]
『正确答案』D
『答案解析』地震是用震级来表示其能量的大小。
世界上通常用地震烈度来描述地震的宏观现象，多数国家使用的基本上是12等级划分的烈度表。
参见教材P11。
【典型考题】抗震结构的概念设计要考虑（ ）。
A.选择对抗震有利的场地
B.建筑物形状应高耸
C.保证结构的整体性
D.选择抗震性能好的材料
E.选择技术先进经济合理的抗震结构体系
[答疑编号5683101305]
『正确答案』ACDE
『答案解析』参见教材P12。
1A411024熟悉荷载对结构的影响
【考点内容小结】
一、荷载的分类
1.按随时间的变异分类：
永久荷载、可变荷载、偶然荷载
2.按结构的反映分类：
静力作用、动力作用
3.按荷载的作用面大小分：
均布面荷载、线荷载、集中荷载
4.按荷载的作用方向分：
垂直荷载、水平荷载
二、荷载对结构的影响
1.永久荷载对结构的影响（预应力）
2.可变荷载对结构的影响（考虑最不利组合）
3.偶然荷载对结构的影响（考虑地震荷载与台风荷载）
4.地面的大面积超载对结构的影响（引起下沉）
5.装修对结构的影响（设计、超载、开洞、变形缝等）
三、永久荷载对结构的影响
它的特点是对结构的永久作用，在设计基准期内，荷载值的大小及其作用位置不随时间的变化而变化，并且作用时间长。
它会引起结构的俆变，致使结构构件的变形和裂缝加大，引起结构的内力重分布。
在预应力混凝土结构中，由于混凝土的徐变，钢筋的预应力会有相应的损失。
只有全面并正确计算预应力损失值，才会在混凝土中建立相应的有效预应力。
四、可变荷载对结构的影响
可变荷载的特点是，在设计基准期内，其荷载值的大小和作用位置等经常变化，对结构构件的作用时有时无。
荷载对构件作用位置的变化，可能引起结构各部分产生不同影响，甚至产生完全相反的效应。
所以在连续梁的内力计算中，在框架结构的框架内力计算中；在单层排架的内力计算中都要考虑活荷载作用位置的不利组合，找出构件各部分最大内力值，以求构件的安全。
五、偶然荷载对结构的影响
地震荷载与台风荷载也有不同的特点。
地震力是地震时，地面运动加速度引起的建筑质量的惯性力。
地震力的大小与建筑质量的大小成正比。
所以抗震建筑的材料最好选用轻质高强的材料。
这样不仅可以降低地震力，结构的抗震能力还强。
在非地震区，风荷载是建筑结构的主要水平力。
建筑体型直接影响风的方向和流速，改变着风压的大小。
实验证明，平面为圆形的建筑比方形或矩形建筑，其风压可减小近40%。
所以在高层建筑中，常看到圆形建筑。
它不仅风压小，而且各向的刚度比较接近，有利于抵抗水平力的作用。
六、装修对结构的影响及对策
1.装修时不能自行改变原来的建筑使用功能。
如若必要改变时，应该取得原设计单位的许可。
2.在进行楼面和屋面装修时，新的装修构造做法产生的荷载值不能超过原有建筑装修构造做法荷载值。
如若超过，应对楼盖和屋盖结构的承载能力进行分析计算，控制在允许的范围内。
3.在装修施工中，不允许在原有承重结构构件上开洞凿孔，降低结构构件的承载能力。
如果实在需要，应该经原设计单位的书面有效文件许可，方可施工。
4.装修时，不得自行拆除任何承重构件，或改变结构的承重体系；更不能自行做夹层或增加楼层。
如果必须增加面积，使用方应委托原设计单位或有相应资质的设计单位进行设计。
改建结构的施工也必须有相应的施工资质。
5.装修施工时，不允许在建筑内楼面上堆放大量建筑材料，如水泥、砂石等，以免引起结构的破坏。
【典型考题】[2011年真题]在非地震区，最有利于抵抗风荷载作用的高层建筑平面形状是（ ）。
A.圆形
B.正方形
C.十字形
D.菱形
[答疑编号5683101306]
『正确答案』A
『答案解析』在非地震区，风荷载是建筑结构的主要水平力。
建筑体型直接影响风的方向和流速，改变着风压的大小。
实验证明，平面为圆形的建筑比方形或矩形建筑，其风压可减小近40%。
所以在高层建筑中，常看到圆形建筑。
它不仅风压小，而且各向的刚度比较接近，有利于抵抗水平力的作用。
参见教材P15。
【典型考题】某建筑物，地上二层作为临时仓库，房间内按统一高度堆满水泥，按荷载作用面分类，该建筑物二层楼面上分布的荷载是（ ）。
A.均布面荷载
B.线荷载
C.集中荷载
D.分散荷载
[答疑编号5683101307]
『正确答案』A
『答案解析』参见教材P14。
1A411025熟悉常见各种建筑结构体系和应用
【考点内容小结】
一、混合结构的特点及适用范围
因为砌体的
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