辽宁省专升本2025年土木工程结构设计试卷（含答案）

辽宁省专升本2025年土木工程结构设计试卷（含答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每题2分，共20分。下列每小题的选项中，只有一项符合题意。）1.我国现行《混凝土结构设计规范》（GB50010）规定的混凝土强度标准值是指混凝土立方体抗压强度（边长为150mm）的（）。A.最大值B.最小值C.平均值D.历史平均值2.钢筋的屈服强度是结构设计时钢筋强度取值的依据，其主要原因是（）。A.钢筋屈服后强度能显著提高B.钢筋屈服后会发生较大塑性变形，结构可能不可接受C.钢筋屈服意味着材料破坏D.屈服强度是钢筋最经济的使用强度3.在进行混凝土结构构件正截面承载力计算时，受拉区钢筋的实际应力一般取（）。A.屈服强度标准值B.屈服强度设计值C.抗拉强度标准值D.抗拉强度设计值4.钢筋混凝土矩形截面简支梁，在考虑剪力影响时，通常需要配置箍筋。其主要作用是（）。A.提高梁的受弯承载力B.提高梁的受压承载力C.防止梁发生剪切破坏，并约束纵向钢筋D.减小梁的挠度5.对于承受动荷载的钢筋混凝土结构构件，宜优先选用（）。A.高强度钢筋B.低强度钢筋C.冷拔低碳钢丝D.钢丝网6.钢结构中，焊接连接相比螺栓连接的主要优点之一是（）。A.构造简单，成本较低B.易于拆卸和加固C.对构件的变形约束较小D.适用于安装场地狭窄的情况7.钢结构构件中，缀条通常用于连接（）。A.拼接板件B.工字钢或H型钢的翼缘和腹板C.格构式柱的四肢或分肢D.桁架的节点板8.当钢筋混凝土梁的受拉区出现裂缝后，其受弯承载力（）。A.立即丧失B.显著提高C.基本不变D.略有降低9.预应力混凝土构件相比普通钢筋混凝土构件，主要优点之一是（）。A.抗裂性能好，刚度较大B.施工方便，造价较低C.耐久性好，维护成本低D.适用于大型、重型结构10.在进行结构设计时，荷载分项系数的引入主要是为了考虑（）。A.荷载测量的不确定性B.结构构件尺寸的偏差C.结构可靠度要求D.材料性能的波动性二、填空题（每空1分，共20分。）1.混凝土结构设计采用以______理论为基础的极限状态设计方法。2.钢筋与混凝土能够有效共同工作的基本条件是两者之间具有足够的______和良好的______。3.钢筋混凝土轴心受压构件，当长细比过大时，其承载力主要降低是由于______。4.钢筋混凝土梁中，弯起钢筋的主要作用是______。5.钢结构中，钢材的冷弯性能是衡量其______的重要指标。6.普通螺栓连接按受力性能可分为______、______和______三级。7.格构式柱中，缀板和缀条分别属于______和______两种连接形式。8.结构构件按承载能力极限状态进行设计时，应考虑______和______两种极限状态。9.钢筋的强度等级用符号______表示，例如HRB400表示钢筋的屈服强度标准值不低于400N/mm²。10.在进行正常使用极限状态验算时，对于受弯构件的挠度，通常要求其挠度值不超过规范规定的______值。三、简答题（每题5分，共15分。）1.简述混凝土立方体抗压强度标准值与混凝土轴心抗压强度设计值之间的关系。2.简述影响钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力的主要因素。3.简述焊接连接在钢结构中常见的缺点。四、计算题（每题15分，共45分。）1.某钢筋混凝土简支梁，截面尺寸b×h=200mm×500mm，计算跨度l0=6000mm。承受均布恒荷载标准值qGk=25kN/m（含梁自重），均布活荷载标准值qQk=15kN/m。梁中配置纵向受拉钢筋4Φ20（As=1256mm²），混凝土强度等级C30，钢筋等级HRB400。试验算该梁按正截面承载力计算是否安全？（要求画出截面配筋示意图，并写明计算步骤）2.某轴心受压钢筋混凝土柱，截面尺寸b×h=300mm×400mm，柱净高Hn=4000mm。承受轴心压力设计值N=1500kN。采用混凝土强度等级C25，纵向受力钢筋4Φ25（As=982mm²），HRB400级钢筋。试验算该柱的正截面受压承载力是否满足要求？（柱的长细比λ=24，不考虑稳定系数影响，仅进行承载力计算）3.某钢结构简支梁，跨度l=6m，采用I32a型钢。梁上作用有均布荷载设计值q=30kN/m。试验算该梁的整体稳定（考虑侧向支撑的间距L0=3m）。（提示：可查I32a型钢参数，整体稳定系数φb可查表或按近似公式计算，强度验算时注意是否需要考虑截面塑性发展系数γx）---试卷答案一、单项选择题1.C2.B3.B4.C5.A6.A7.C8.D9.A10.C二、填空题1.极限状态2.粘结力；变形协调3.丧失稳定（或“侧向失稳”）4.承受剪力5.塑性变形能力6.A级；B级；C级7.焊接；螺栓8.承载能力极限状态；正常使用极限状态9.f10.允许值三、简答题1.混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准试验方法制作边长为150mm的立方体试件，在28d龄期养护下，达到规定保证率的抗压强度值。混凝土轴心抗压强度设计值是混凝土立方体抗压强度标准值乘以强度设计值系数得到的，用于结构计算。两者之间呈线性关系，且强度设计值低于强度标准值。2.影响钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力的主要因素包括：剪跨比；截面尺寸和形状；混凝土强度；箍筋的数量、直径、间距和形式；纵向钢筋配筋率等。3.焊接连接的缺点主要包括：焊接质量受操作技能影响较大，不易发现内部缺陷；焊接过程中会产生热量，可能引起结构变形或损伤；焊缝的疲劳强度通常低于母材；对于异种钢材或厚板焊接，技术要求更高。四、计算题1.解：*计算荷载设计值：q=1.2qGk+1.4qQk=1.2×25+1.4×15=57kN/m*支座弯矩：M_bl=ql0²/2=57×6²/2=2070kN·m*跨中弯矩：M_k=ql0²/8=57×6²/8=1035kN·m*取控制截面为支座，M=M_bl=2070kN·m=2070×10³N·mm*截面抵抗矩：W_0=bh²/6=200×500²/6=4.17×10⁷mm³*弯拉承载力计算：M_u≤f_cW_0+f_y'As'-α_1f_c(b'x-b)x+f_yAs由于未配置受压钢筋（As'=0），且需验算是否超筋，先按最小配筋率估算：As_min=ρ_minbh=0.0015×200×500=150mm²若按最小配筋率配筋，As=1256mm²>150mm²，满足最小配筋率要求。假设中和轴位于受拉区，x≤h₀-a's=500-35=465mm取α_1=1.0，a's=35mm（保护层厚度+12.5mm）M_u=f_cW_0+f_yAs=1.0×14.3×4.17×10⁷+360×1256M_u=598.11×10⁶+452.16×10³=603.53×10⁶N·mm=6035.3kN·mM_u(6035.3kN·m)>M(2070kN·m)，承载力满足要求。*配筋示意图（略）：底部配置4Φ20纵向受拉钢筋。2.解：*计算截面面积：A=bh=300×400=120000mm²*计算轴心受压承载力：N_u≤φf_cA+f_y'As由于λ=24<30，查表得稳定系数φ=0.95N_u≤0.95×14.3×120000+360×982N_u≤0.95×1.716×10⁷+353.92×10³N_u≤1.635×10⁷+353.92×10³=1.6709×10⁷N=1670.9kNN_u(1670.9kN)>N(1500kN)，正截面受压承载力满足要求。3.解：*查I32a型钢参数：Wx≈692.2×10³mm³,fy=215N/mm²,Fl=1570kN(整体稳定系数φb对应于L0/l=3/6=0.5时的值)*强度验算：σ=M/Wx≤γxfy考虑截面部分发展塑性，取γx=1.05（根据《钢结构设计原理》相关公式或规范，当梁受压翼缘自由长度与其宽度之比λx≤13时，可考虑部分发展塑性）σ=30×103×6/(1.05×692.2×10³)=262.2N/mm²σ(262.2N/mm²)<fy(215N/mm²)，