建筑结构考试题和答案

建筑结构考试题和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种结构体系属于竖向承重结构与水平承重结构分离的典型形式？A.砌体结构B.框架结构C.剪力墙结构D.筒体结构2.普通钢筋混凝土梁中，当剪跨比λ=1.5时，其斜截面破坏最可能的形态是？A.斜压破坏B.剪压破坏C.斜拉破坏D.弯曲破坏3.钢结构中，采用摩擦型高强螺栓连接时，其承载力极限状态取决于？A.螺栓杆被剪断B.连接板件被挤压破坏C.连接板件间的摩擦力被克服D.螺栓杆受弯破坏4.某6层办公楼采用现浇钢筋混凝土框架结构，设计使用年限为50年，其楼面活荷载标准值应取？A.2.0kN/m²B.2.5kN/m²C.3.0kN/m²D.3.5kN/m²5.关于砌体结构中构造柱的作用，下列描述错误的是？A.提高墙体的抗剪承载力B.增强结构的整体刚度C.约束墙体变形，提高延性D.替代承重柱承担竖向荷载6.钢筋混凝土轴心受压柱中，若采用C30混凝土（fc=14.3N/mm²）和HRB400钢筋（fy=360N/mm²），则柱中钢筋的强度设计值最多取？A.300N/mm²B.360N/mm²C.400N/mm²D.420N/mm²7.大跨屋盖结构中，下列哪种形式的受力特点为“以受拉为主，通过曲面形态将垂直荷载转化为膜面张力”？A.网架结构B.悬索结构C.薄壳结构D.管桁架结构8.某框架梁的跨中截面，在荷载作用下产生的弯矩设计值为200kN·m，采用C30混凝土（α1=1.0，fc=14.3N/mm²）、HRB400钢筋（fy=360N/mm²），截面尺寸b×h=250mm×500mm（as=40mm），则该截面的界限受压区高度ξb为？A.0.518B.0.550C.0.614D.0.6509.下列哪种荷载属于偶然荷载？A.风荷载B.雪荷载C.爆炸力D.楼面活荷载10.钢结构中，工字形截面梁的整体稳定性系数φb随下列哪项参数的增大而减小？A.梁的跨度B.梁的截面高度C.受压翼缘的宽度D.荷载作用点至梁截面形心的距离二、简答题（每题8分，共40分）1.简述钢筋混凝土梁中箍筋的主要作用，并说明其直径和间距的构造要求。2.比较钢结构中焊接连接与螺栓连接的优缺点（各列举3点）。3.砌体结构中，为何需要设置圈梁？其设置位置和构造要求有哪些？4.什么是框架结构的“强柱弱梁”设计原则？实现该原则的主要措施有哪些？5.大跨空间结构中，悬索结构与网壳结构的受力特性有何差异？分别适用于哪些工程场景？三、计算题（共30分）题目1（15分）：某钢筋混凝土简支梁，跨度L=6m，截面尺寸b×h=250mm×600mm（as=40mm），承受均布荷载设计值q=35kN/m（含自重）。采用C30混凝土（fc=14.3N/mm²，ft=1.43N/mm²）、HRB400钢筋（fy=360N/mm²）。要求：（1）计算跨中截面的最大弯矩设计值；（2）验算截面是否需要采用双筋截面（αs,max=0.384，γs,max=0.816）；（3）若采用单筋截面，计算所需受拉钢筋面积As（保留两位小数）。题目2（15分）：某多层框架结构底层中柱，截面尺寸b×h=400mm×400mm，计算长度l0=5m，承受轴心压力设计值N=3200kN。采用C35混凝土（fc=16.7N/mm²）、HRB400钢筋（fy'=360N/mm²）。要求：（1）计算柱的稳定系数φ（已知l0/b=12.5时，φ=0.9；l0/b=14时，φ=0.86）；（2）验算柱的轴压比是否满足限值（二级抗震等级，轴压比限值为0.85）；（3）计算所需纵向钢筋面积As'（按构造要求，最小配筋率为0.6%，最大配筋率为5%）。四、综合分析题（10分）某7度设防区（0.15g）的4层现浇钢筋混凝土框架结构办公楼，设计使用年限50年。施工完成后，业主拟在顶层增设一间健身房（增加荷载约3kN/m²），并在山墙处开设两个1.8m×2.1m的大窗（原设计为1.2m×1.8m的窗）。请从结构安全角度分析上述改动可能带来的影响，并提出相应的处理建议。建筑结构考试答案一、单项选择题1.B2.A3.C4.B5.D6.A7.B8.A9.C10.A二、简答题1.箍筋的作用：（1）承受部分剪力，与混凝土共同抗剪；（2）约束核心混凝土，提高受压区混凝土的延性；（3）固定纵向钢筋位置，形成钢筋骨架。构造要求：（1）直径：梁中箍筋最小直径为6mm（当梁高h≤800mm）或8mm（h>800mm）；（2）间距：最大间距不超过1.5h（梁高）且不超过400mm；抗震设计时需满足加密区间距要求（如一级抗震≤100mm）。2.焊接连接与螺栓连接的比较：焊接连接优点：（1）构造简单，节省钢材；（2）整体性好，刚度大；（3）密闭性好，适用于要求密封的结构。焊接连接缺点：（1）热影响区可能产生残余应力和变形；（2）对材质要求高，易产生焊接缺陷；（3）修复困难，破坏时可能脆性断裂。螺栓连接优点：（1）施工方便，便于拆卸；（2）应力传递明确，质量易检查；（3）对材质影响小，适用于需要频繁拆装的结构。螺栓连接缺点：（1）需要额外的连接板件，用钢量较大；（2）节点刚度较低；（3）摩擦型螺栓对接触面处理要求高。3.圈梁的作用：增强砌体结构的整体刚度，防止因地基不均匀沉降或较大振动荷载引起的墙体开裂；与构造柱协同工作，约束墙体变形，提高结构抗震性能。设置位置：（1）多层砌体房屋的檐口、基础顶面必须设置；（2）中间层宜每层设置；（3）地震区需沿所有外墙、内纵墙和主要内横墙设置。构造要求：（1）截面高度≥120mm，宽度与墙厚相同；（2）配筋≥4Φ12，箍筋间距≤250mm；（3）需闭合设置，遇洞口时应上下搭接。4.“强柱弱梁”原则：指在地震作用下，框架结构应优先保证梁端出现塑性铰，而柱端不出现或晚出现塑性铰，避免柱先于梁破坏导致结构整体倒塌。实现措施：（1）调整梁柱的抗弯承载力设计值，使柱端弯矩设计值大于梁端弯矩设计值之和（考虑强柱系数ηc）；（2）控制柱的轴压比，避免小偏压破坏；（3）加强柱的箍筋加密，提高柱的延性；（4）限制梁的跨高比，避免短梁受剪破坏。5.悬索与网壳的受力差异及适用场景：受力特性：（1）悬索结构：以受拉为主，通过曲面形态将垂直荷载转化为索的拉力，需施加预应力保证刚度；（2）网壳结构：以受压或受弯为主，通过曲面壳体的薄膜效应传递荷载，整体刚度大。适用场景：（1）悬索结构：适用于大跨度（≥60m）、轻屋面（如膜材）的建筑，如体育馆、机场航站楼；（2）网壳结构：适用于跨度中等（30-80m）、需要刚性屋面（如混凝土板）的建筑，如展览中心、车站大厅。三、计算题题目1解答：（1）跨中最大弯矩设计值：M=qL²/8=35×6²/8=35×36/8=157.5kN·m（注意单位转换：1kN·m=10⁶N·mm）。（2）验算是否需双筋截面：h0=h-as=600-40=560mm；αs=M/(α1fcbh0²)=157.5×10⁶/(1.0×14.3×250×560²)=157500000/(1.0×14.3×250×313600)=157500000/(1.0×14.3×78400000)=157500000/1121120000≈0.1405；αs=0.1405＜αs,max=0.384，故可采用单筋截面。（3）计算受拉钢筋面积As：γs=√(1-2αs)=√(1-2×0.1405)=√(0.719)=0.848；As=M/(γsfyh0)=157.5×10⁶/(0.848×360×560)=157500000/(0.848×201600)=157500000/171004.8≈921.0mm²。题目2解答：（1）稳定系数φ计算：l0/b=5000/400=12.5，根据已知条件，l0/b=12.5时φ=0.9。（2）轴压比验算：轴压比μ=N/(fcA)=3200×10³/(16.7×400×400)=3200000/(16.7×160000)=3200000/2672000≈1.198；二级抗震轴压比限值为0.85，1.198＞0.85，不满足要求。（3）纵向钢筋面积As'计算：按轴心受压柱公式：N≤0.9φ(fcA+fy'As')；As'=(N/(0.9φ)-fcA)/fy'=(3200×10³/(0.9×0.9)-16.7×400×400)/360=(3200000/0.81-2672000)/360=(3950617.28-2672000)/360=1278617.28/360≈3551.72mm²；验算配筋率：ρ'=As'/(b×h)=3551.72/(400×400)=3551.72/160000≈2.22%，介于0.6%~5%之间，满足构造要求。四、综合分析题影响分析：（1）顶层增设健身房：楼面活荷载由原设计值（如2.5kN/m²）增加至5.5kN/m²（原2.5+新增3），可能导致顶层梁板弯矩、剪力增大，超出原设计承载力；同时，结构总重量增加，地震作用（水平力）增大，可能导致框架柱、节点剪力超限。（2）山墙开大窗：原设计山墙为承重或抗侧力构件，开大窗后墙体截面削弱，抗剪承载力降低；窗间墙宽度减小，可能引发局部受压破坏；结构整体刚度（尤其是横向刚度）下降，水平位移增大，影响