《建筑结构》试题及答案

《建筑结构》试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列结构体系中，侧向刚度最大的是（）A.框架结构B.框架-剪力墙结构C.剪力墙结构D.筒体结构2.混凝土立方体抗压强度标准值fcu,k是指按标准方法制作养护的边长为（）的立方体试件，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。A.100mmB.150mmC.200mmD.250mm3.以下荷载中，属于永久荷载的是（）A.楼面活荷载B.风荷载C.结构自重D.雪荷载4.钢筋混凝土梁中，箍筋的主要作用是（）A.提高正截面抗弯承载力B.提高斜截面抗剪承载力C.提高混凝土抗压强度D.防止梁发生整体失稳5.砌体结构中，普通烧结砖的强度等级用（）表示。A.MUB.MC.CD.Q6.某多层框架结构房屋，设计使用年限为50年，其安全等级为二级，则结构重要性系数γ0应取（）A.0.9B.1.0C.1.1D.1.27.受弯构件正截面承载力计算中，当ξ=ξb时，构件的破坏形态为（）A.少筋破坏B.适筋破坏C.超筋破坏D.界限破坏8.下列关于钢筋与混凝土粘结强度的说法，错误的是（）A.变形钢筋的粘结强度高于光圆钢筋B.混凝土强度等级越高，粘结强度越大C.钢筋表面有油污会降低粘结强度D.钢筋直径越大，粘结强度越大9.某轴心受压柱，截面尺寸为400mm×400mm，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm²），HRB400级钢筋（fy=360N/mm²），柱内配置4根直径20mm的纵向钢筋（As=1256mm²），则该柱的稳定系数φ=0.9时，其轴心受压承载力设计值为（）A.1430kNB.1860kNC.2120kND.2450kN10.地震作用属于（）A.永久荷载B.可变荷载C.偶然荷载D.静态荷载11.下列关于框架结构节点设计的要求，错误的是（）A.节点区混凝土强度等级应不低于柱混凝土强度等级B.节点内箍筋应加密C.梁的纵向钢筋应贯穿节点D.节点区可以不配置箍筋12.砌体结构中，设置圈梁的主要作用是（）A.提高墙体的抗压强度B.增强房屋的整体刚度和稳定性C.承担楼板传来的荷载D.减少墙体的温度裂缝13.受拉构件中，当轴向拉力作用在钢筋合力点与混凝土合力点之间时，构件属于（）A.大偏心受拉B.小偏心受拉C.轴心受拉D.弯剪扭复合受力14.下列关于预应力混凝土结构的说法，正确的是（）A.预应力混凝土可以提高构件的承载力B.预应力混凝土可以推迟裂缝的出现C.预应力混凝土只能用于受弯构件D.预应力混凝土不需要配置普通钢筋15.某简支梁跨度为6m，均布荷载设计值为20kN/m（包括自重），则跨中最大弯矩设计值为（）A.90kN·mB.120kN·mC.150kN·mD.180kN·m二、填空题（每空1分，共20分）1.建筑结构的功能要求包括安全性、适用性和__________。2.混凝土的徐变是指混凝土在长期__________作用下产生的变形。3.钢筋的主要力学性能指标包括屈服强度、__________和伸长率。4.框架结构的承重体系由梁、__________和基础组成。5.砌体结构中，砂浆的强度等级用__________表示。6.受弯构件的三种破坏形态为少筋破坏、适筋破坏和__________。7.地震烈度是指某一地区地面和建筑物遭受地震影响的__________。8.轴心受压构件的稳定系数φ主要与构件的__________有关。9.钢筋混凝土梁中，当剪跨比λ>3时，易发生__________破坏。10.预应力混凝土按施工方法分为先张法和__________。11.多层砌体房屋的抗震构造措施包括设置构造柱、__________和限制房屋高度与层数。12.结构设计时，荷载的代表值包括标准值、组合值、频遇值和__________。13.混凝土保护层的作用是防止钢筋锈蚀和保证钢筋与混凝土的__________。14.偏心受压构件的破坏形态分为大偏心受压破坏和__________。15.钢结构中，钢材的主要破坏形式有塑性破坏和__________。16.梁的斜截面抗剪承载力计算公式中，Vcs表示混凝土和__________共同承担的剪力。17.砌体的抗压强度__________（填“高于”或“低于”）块体的抗压强度。18.框架-剪力墙结构中，剪力墙主要承担__________荷载。19.受弯构件正截面承载力计算的基本假定包括平截面假定和__________。20.结构的可靠度是指结构在规定的时间内、规定的条件下完成__________的概率。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述钢筋与混凝土能够共同工作的主要原因。2.说明砌体结构的优缺点（各列举3点）。3.什么是“强柱弱梁”设计原则？在框架结构设计中如何实现这一原则？4.简述混凝土梁裂缝控制的三个等级及其要求。5.抗震概念设计包括哪些主要内容？四、计算题（共40分）1.（15分）某钢筋混凝土简支梁，跨度l=5m，截面尺寸b×h=250mm×500mm（h0=465mm），承受均布荷载设计值q=30kN/m（包括自重）。采用C30混凝土（fc=14.3N/mm²，ft=1.43N/mm²），HRB400级钢筋（fy=360N/mm²，ξb=0.518）。（1）计算跨中最大弯矩设计值；（2）验算该梁是否为适筋梁（αs=M/(α1fcbh0²)，γs=(1+√(1-2αs))/2，As=M/(γsfyh0)）。2.（15分）某轴心受压柱，截面尺寸b×h=400mm×400mm，计算长度l0=5m，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm²），HRB400级钢筋（fy'=360N/mm²），柱内配置8根直径20mm的纵向钢筋（As'=2513mm²）。（1）计算柱的长细比λ；（2）查表得稳定系数φ=0.85，计算该柱的轴心受压承载力设计值（公式：N≤0.9φ(fcA+fy'As')）。3.（10分）某钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸b×h=300mm×500mm（h0=465mm），轴向压力设计值N=300kN，弯矩设计值M=150kN·m，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm²），HRB400级钢筋（fy=fy'=360N/mm²，ξb=0.518），a=a'=40mm。（1）计算初始偏心距e0；（2）判断偏心受压类型（ηe_i>0.3h0为大偏心，反之为小偏心）。五、综合分析题（共30分）1.（15分）某7层普通砖砌体住宅，层高3m，总高度21m，位于8度（0.2g）抗震设防区，场地类别为II类。试分析该房屋可能存在的抗震薄弱环节，并提出3条针对性的加强措施。2.（15分）某钢筋混凝土框架结构办公楼，设计使用年限50年，安全等级二级。施工过程中发现部分框架柱混凝土强度等级未达到设计要求（实际强度为C25，设计为C30）。假设其他参数符合设计要求，分析混凝土强度不足对框架柱承载力的影响，并提出2种可能的处理方案。参考答案一、单项选择题1.D2.B3.C4.B5.A6.B7.D8.D9.B10.C11.D12.B13.A14.B15.A二、填空题1.耐久性2.应力3.极限抗拉强度4.柱5.M6.超筋破坏7.强烈程度8.长细比9.斜拉10.后张法11.圈梁12.准永久值13.粘结力14.小偏心受压破坏15.脆性破坏16.箍筋17.低于18.水平19.不考虑受拉区混凝土的抗拉强度20.预定功能三、简答题1.主要原因：（1）钢筋与混凝土之间有良好的粘结力，可传递应力；（2）两者的温度线膨胀系数相近（钢筋约1.2×10⁻⁵/℃，混凝土约1.0×10⁻⁵~1.5×10⁻⁵/℃），温度变化时变形协调；（3）混凝土包裹钢筋，保护钢筋避免锈蚀，提高结构耐久性。2.优点：（1）材料来源广（砖、石、砌块），成本低；（2）保温、隔热、隔声性能好；（3）施工简单，无需大型设备。缺点：（1）自重大，抗震性能差；（2）强度低，构件截面大，空间利用率低；（3）砌筑劳动强度大，施工效率低。3.“强柱弱梁”指在地震作用下，框架结构的塑性铰应优先出现在梁端，而非柱端，以避免柱破坏导致结构整体倒塌。实现方法：（1）控制柱的抗弯承载力大于梁的抗弯承载力（通过调整梁柱配筋量）；（2）提高柱的混凝土强度等级或增大柱截面尺寸；（3）对柱端箍筋加密，增强柱的延性和抗剪能力。4.裂缝控制等级：一级（严格要求不出现裂缝）：构件在荷载标准组合下，受拉边缘不出现拉应力；二级（一般要求不出现裂缝）：构件在荷载标准组合下，受拉边缘拉应力不超过混凝土轴心抗拉强度标准值；三级（允许出现裂缝）：构件在荷载准永久组合下，最大裂缝宽度不超过允许值（如0.3mm或0.2mm）。5.主要内容：（1）选择对抗震有利的场地和地基；（2）采用合理的建筑平、立面布置（规则、对称、质量和刚度均匀分布）；（3）选择适宜的结构体系（如框架-剪力墙比纯框架更优）；（4）控制结构的高宽比、层间位移等限值；（5）加强构件之间的连接（如节点、填充墙与主体结构的连接）；（6）设置多道抗震防线（如框架-剪力墙结构中剪力墙为第一道防线）。四、计算题1.（1）跨中最大弯矩M=ql²/8=30×5²/8=93.75kN·m=93.75×10⁶N·mm（2）αs=M/(α1fcbh0²)=93.75×10⁶/(1.0×14.3×250×465²)=93.75×10⁶/(1.0×14.3×250×216225)=93.75×10⁶/(774,731,250)≈0.121γs=(1+√(1-2×0.121))/2=(1+√0.758)/2≈(1+0.871)/2≈0.935As=M/(γsfyh0)=93.75×10⁶/(0.935×360×465)=93.75×10⁶/(156,351)≈600mm²ξ=1-√(1-2αs)=1-√(1-0.242)=1-√0.758≈1-0.871=0.129<ξb=0.518，故为适筋梁。2.（1）长细比λ=l0/b=5000/400=12.5（当l0/h=5000/400=12.5，取λ=12.5）（2）截面面积A=400×400=160,000mm²承载力N=0.9φ(fcA+fy'As')=0.9×0.85×(14.3×160000+360×2513)=0.765×(2,288,000+904,680)=0.765×3,192,680≈2,442,000N=2442kN3.（1）初始偏心距e0=M/N=150×10⁶/300×10³=500mm（2）附加偏心距ea=max(20mm,h/30)=max(20mm,500/30≈16.7mm)=20mm初始偏心距ei=e0+ea=500+20=520mmη=1+(l0/h)²ζ/(1400e_i/h0)（假设l0=1.0h=500mm，ζ=0.5fcA/N=0.5×14.3×300×500/(300×10³)=0.5×14.3×150,000/300,000=0.5×7.15=3.575>1，取ζ=1）η=1+(500/500)²×1/(1400×520/465)=1+1/(1400×1.118)≈1+1/1565≈1.0006≈1.0ηei=1.0×520=520mm，0.3h0=0.3×465=139.5mm，520>139.5，故为大偏心受压。五、综合分析题1.抗震薄弱环节：（1）7层砖砌体房屋高度21m，8度区限值为21m（根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，普通砖砌体8度0.2g时，高度限值为21m），虽未超限但接近上限，整体性差；（2）楼梯间墙体易因平台梁约束形成短柱，发生剪切破坏；（3）顶层和底层墙体因地震惯性力分布，层间位移较大，易出现水平裂缝；（4）纵横墙交接处连接薄弱，易发生错位或倒塌。加强措施：（1）提高构造柱设置密度（如所有纵横墙交接处均设构造柱），并增大构造柱截面（如240mm×240mm）；（2）增强圈梁设置（每层设置现浇钢筋混凝土圈梁，截面高度≥120mm，纵筋≥4Φ12）；（3）楼梯间墙体水平配筋率提高（如在休息平台标高处增设水平钢筋网片）；（4）采用配筋砌体（如在水平灰缝内配置φ4@300的钢筋网）。2.影响分析：混凝土强度降低（C25的fc=11.9N/mm²，C30的fc=14.3N/mm²）