建筑结构期末考试题及答案

建筑结构期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列关于混凝土立方体抗压强度的说法中，正确的是（）。A.立方体试件尺寸越大，测得的强度越高B.标准试件为150mm×150mm×150mm，养护温度20±2℃，湿度≥95%C.立方体抗压强度标准值是具有90%保证率的抗压强度D.混凝土强度等级由轴心抗压强度标准值确定2.钢筋混凝土梁中，箍筋的主要作用是（）。A.提高正截面受弯承载力B.防止混凝土收缩裂缝C.提高斜截面受剪承载力D.增强梁的整体性3.以下哪种钢筋的强度等级最高？（）A.HPB300B.HRB400C.HRB500D.RRB4004.砌体结构中，烧结普通砖的强度等级用（）表示。A.MUB.MC.CD.Q5.钢结构中，普通螺栓连接受剪时，其破坏形式不包括（）。A.螺栓杆被剪断B.板件被挤压破坏C.板件被拉断D.螺栓杆受弯破坏6.钢筋混凝土轴心受压柱中，配置螺旋箍筋的主要目的是（）。A.提高柱的延性B.提高柱的抗压承载力C.方便施工D.减少钢筋用量7.关于单向板和双向板的划分，正确的是（）。A.长边与短边之比≤2时为单向板B.长边与短边之比>3时为双向板C.单向板仅在短边方向布置受力钢筋D.双向板在两个方向均需布置受力钢筋8.抗震设计中，“强柱弱梁”的原则是为了（）。A.避免柱先于梁破坏，保证结构形成梁铰机制B.提高柱的抗压能力C.减少梁的配筋量D.简化节点构造9.钢结构中，焊接残余应力对结构的影响是（）。A.降低结构的静力强度B.提高结构的刚度C.降低结构的稳定承载力D.不影响结构的疲劳性能10.下列关于混凝土徐变的说法中，错误的是（）。A.徐变会导致结构变形增大B.水灰比越大，徐变越小C.持续应力越大，徐变越大D.养护条件越好，徐变越小二、填空题（每空1分，共15分）1.混凝土的强度等级是根据__________标准值确定的，符号为__________。2.钢筋与混凝土共同工作的基础是__________、__________和__________。3.受弯构件正截面破坏形态有__________、__________和__________三种。4.砌体结构中，砂浆的强度等级用__________表示，常用等级有__________（列举3个）。5.钢结构连接方式主要有__________、__________和__________。6.抗震设计的三水准目标是__________、__________、__________。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述钢筋混凝土梁中弯起钢筋的作用及布置要求。2.比较轴心受压柱中普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的受力特点和适用范围。3.砌体结构的主要优缺点有哪些？4.钢结构中，为什么要限制梁的侧向计算长度？如何减小侧向计算长度？5.简述多层框架结构在水平地震作用下的内力计算方法（D值法）的基本思路。四、计算题（共35分）1.（12分）某钢筋混凝土简支梁，截面尺寸b×h=250mm×500mm，混凝土强度等级C30（f_c=14.3N/mm²，f_t=1.43N/mm²），纵向受拉钢筋采用HRB400级（f_y=360N/mm²），梁承受的跨中最大弯矩设计值M=150kN·m。环境类别为一类（梁的保护层厚度c=20mm），求所需纵向受拉钢筋面积A_s（α_s=0.191，γ_s=0.895，ξ_b=0.518）。2.（13分）某轴心受压砖柱，截面尺寸为370mm×490mm，采用MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑（f=1.5N/mm²），柱高H=4.5m（两端铰接，计算高度H_0=1.0H），施工质量控制等级为B级。试计算该柱的轴心受压承载力设计值（高厚比β=H_0/h，φ=1/(1+αβ²)，α=0.0015，h取截面较小边长）。3.（10分）某钢结构桁架节点，采用10.9级高强度螺栓（预拉力P=110kN）摩擦型连接，连接板厚度均为10mm，钢材为Q235（f_f^b=0.45）。螺栓直径d=20mm，孔径d_0=21.5mm，连接受剪力设计值V=200kN。试判断单排4个螺栓的连接是否安全（一个螺栓的抗剪承载力设计值N_v^b=0.9n_fμP，n_f=1，μ=0.45）。参考答案一、单项选择题1.B2.C3.C4.A5.D6.B7.D8.A9.C10.B二、填空题1.立方体抗压强度；C2.粘结力；线膨胀系数相近；混凝土对钢筋的保护作用3.适筋破坏；超筋破坏；少筋破坏4.M；M2.5、M5、M7.5（或其他合理答案）5.焊接连接；螺栓连接；铆钉连接6.小震不坏；中震可修；大震不倒三、简答题1.弯起钢筋的作用：在梁的受剪区段内，弯起钢筋与箍筋共同承担剪力，提高斜截面受剪承载力；同时，弯起钢筋的弯起段可作为受拉钢筋的延伸，增强正截面受弯承载力。布置要求：弯起点应在该钢筋的充分利用点之外，且与相邻弯起钢筋的弯终点之间的间距不应大于箍筋的最大间距；弯起角度一般为45°（梁高h>800mm时为60°）；弯起钢筋的末端应留有足够的锚固长度。2.普通箍筋柱：箍筋主要起固定纵筋位置、防止纵筋压屈的作用，柱的承载力由混凝土和纵筋共同承担，破坏时混凝土被压碎，纵筋屈服，延性较差。适用于轴心受压荷载不大、柱截面尺寸较小的情况。螺旋箍筋柱：螺旋箍筋（或焊接环式箍筋）约束核心混凝土，使其处于三向受压状态，显著提高核心混凝土的抗压强度和变形能力，柱的承载力高于普通箍筋柱，且延性更好。适用于轴心受压荷载较大、要求减小柱截面尺寸或提高延性的场合（如高层建筑底层柱）。3.优点：材料来源广泛（砖、石、砌块），成本低；保温、隔热、耐火性能好；施工设备简单；具有一定的承重和围护功能。缺点：自重大，抗震性能差；强度低，截面尺寸大，占用空间多；砌筑劳动强度大，施工效率低；黏土砖消耗耕地，不利于环保。4.限制梁的侧向计算长度的原因：梁在弯矩作用下可能发生侧向弯扭失稳，侧向计算长度越长，梁的临界失稳弯矩越小，稳定性越差。因此需限制侧向计算长度以保证梁的整体稳定性。减小侧向计算长度的方法：设置侧向支撑（如隅撑、支撑体系）；增大梁的受压翼缘宽度；在受压翼缘上铺设刚性铺板并与梁可靠连接，使铺板起侧向支撑作用。5.D值法的基本思路：考虑框架节点转动对柱侧移刚度的影响（与反弯点法相比，反弯点法假设节点无转动），通过修正柱的侧移刚度（引入修正系数α）和反弯点高度（考虑楼层位置、梁柱线刚度比等因素），计算框架在水平地震作用下的内力。具体步骤：①计算各柱的侧移刚度D=α×12i_c/h²（i_c为柱的线刚度，h为柱高）；②根据楼层剪力和各柱的D值分配层间剪力到各柱；③确定各柱反弯点高度y；④计算柱端弯矩（M上=V×(h-y)，M下=V×y）；⑤通过节点平衡计算梁端弯矩。四、计算题1.解：（1）确定截面有效高度h_0：c=20mm，假设钢筋直径d=20mm（单排布置），则a_s=c+d/2=20+10=30mm，h_0=h-a_s=500-30=470mm。（2）计算α_s：α_s=M/(α_1f_cbh_0²)=150×10^6/(1.0×14.3×250×470²)=150×10^6/(1.0×14.3×250×220900)=150×10^6/(793,757,500)≈0.189（接近给定α_s=0.191，取给定值）。（3）计算γ_s=0.895，则A_s=M/(γ_sf_yh_0)=150×10^6/(0.895×360×470)=150×10^6/(152,274)≈985mm²。（4）验证是否超筋：ξ=1-√(1-2α_s)=1-√(1-2×0.191)=1-√0.618≈1-0.786=0.214<ξ_b=0.518，满足适筋条件。（5）选用3Φ20（A_s=942mm²）或2Φ25（A_s=982mm²），后者更接近计算值，故取2Φ25（实际面积982mm²）。2.解：（1）计算高厚比β=H_0/h=4500/370≈12.16（h取截面较小边长370mm）。（2）计算稳定系数φ=1/(1+αβ²)=1/(1+0.0015×12.16²)=1/(1+0.0015×147.86)=1/1.2218≈0.818。（3）柱截面面积A=0.37×0.49=0.1813m²>0.3m²？不，0.1813<0.3，需调整强度设计值γ_a=0.7+A=0.7+0.1813=0.8813（但规范规定当A<0.3m²时，γ_a=0.7+A，且不小于0.8；此处A=0.1813m²，γ_a=0.7+0.1813=0.8813≥0.8，有效）。（4）调整后f=γ_a×f=0.8813×1.5≈1.322N/mm²。（5）轴心受压承载力设计值N=φfA=0.81