2025年二级结构工程师考试题库(附答案)

2025年二级结构工程师考试题库(附答案)一、混凝土结构设计原理1.某框架梁截面尺寸b×h=250mm×550mm，C30混凝土，HRB400纵筋，跨中弯矩设计值M=380kN·m，as=65mm。试按单筋矩形截面计算所需受拉钢筋面积As（mm²），并验算最小配筋率。【答案】h₀=550−65=485mm，α₁=1.0，f_c=14.3N/mm²，f_y=360N/mm²。由M=α₁f_cbx(h₀−0.5x)得380×10⁶=1.0×14.3×250x(485−0.5x)，解得x=131mm。ξ_b=0.518，x_b=0.518×485=251mm，x<ξ_bh₀，属适筋。As=α₁f_cbx/f_y=1.0×14.3×250×131/360=1301mm²。最小配筋率ρ_min=max{0.2%,0.45f_t/f_y}=max{0.2%,0.45×1.43/360}=0.2%，As,min=0.002×250×550=275mm²<1301mm²，满足。取As=1301mm²，实配420（As=1256mm²）略小于计算值，误差−3.5%<5%，可接受。2.某6层框架结构，抗震设防烈度8度(0.20g)，Ⅱ类场地，设计地震分组第二组，T₁=0.55s。采用C40混凝土，框架柱截面600mm×600mm，计算长度l₀=3.9m，轴压比限值[μ_N]=0.65。求该柱最大轴力设计值N_max（kN）。【答案】C40f_c=19.1N/mm²，柱截面积A=600²=3.6×10⁵mm²。[μ_N]=0.65，N_max=[μ_N]f_cA=0.65×19.1×3.6×10⁵=4475kN。需按《抗规》6.3.6条复核配箍特征值λ_v≥0.13，已满足，故N_max=4475kN。3.某T形梁翼板宽b′_f=600mm，腹板宽b=250mm，h′_f=120mm，梁高h=700mm，C35混凝土，HRB400钢筋，as=70mm，承受负弯矩M=−520kN·m。求所需受拉钢筋面积As（mm²）。【答案】h₀=700−70=630mm，f_c=16.7N/mm²，f_y=360N/mm²。先假定中和轴在翼板内：M_u=α₁f_cb′_fh′_f(h₀−0.5h′_f)=1.0×16.7×600×120×(630−60)=684kN·m>520kN·m，中和轴在翼板内。As=M/[f_y(h₀−0.5x)]，x由M=α₁f_cb′_fx(h₀−0.5x)得x=89mm。As=520×10⁶/[360×(630−44.5)]=2435mm²。验算ρ_min=0.2%，As,min=0.002×250×700=350mm²<2435mm²，满足。4.某钢筋混凝土柱，b×h=400mm×500mm，C45混凝土，HRB400，对称配筋，l₀=4.5m，N=1800kN，M=270kN·m，as=a′_s=45mm。求纵向钢筋面积As=As′（mm²）。【答案】h₀=500−45=455mm，e₀=M/N=150mm，e_a=max{20,h/30}=20mm，e_i=e₀+e_a=170mm。ζ_c=0.5f_cA/N=0.5×21.1×2×10⁵/(1800×10³)=1.17>1.0，取1.0。l₀/h=4500/500=9，η=1+(l₀/h)²ζ_c/(1500e_i/h₀)=1+81×1/(1500×170/455)=1.14。e=ηe_i+0.5h−as=1.14×170+250−45=398mm。x=N/(α₁f_cb)=1800×10³/(1.0×21.1×400)=213mm，ξ_b=0.518，x<ξ_bh₀，大偏压。As=As′=[Ne−α₁f_cbx(h₀−0.5x)]/[f_y(h₀−a′_s)]=[1800×10³×398−1.0×21.1×400×213×(455−106.5)]/[360×(455−45)]=1080mm²。最小配筋率0.2%，As,min=0.002×400×500=400mm²<1080mm²，满足。5.某后张法预应力混凝土梁，C50，f_tk=2.64N/mm²，预应力筋采用15.2mm×7φs1860钢绞线，张拉控制应力σ_con=0.75f_ptk=1395N/mm²，第一批损失σ_l1=105N/mm²，第二批损失σ_l2=155N/mm²。跨中截面预应力筋面积A_p=1390mm²，换算截面惯性矩I₀=8.4×10¹⁰mm⁴，预应力筋至换算截面重心距离e_p=380mm，梁高h=1200mm。求使用阶段跨中截面下边缘混凝土预压应力σ_pc（N/mm²）。【答案】有效预应力σ_pe=σ_con−σ_l1−σ_l2=1395−105−155=1135N/mm²。预加力N_p=σ_peA_p=1135×1390=1.578×10⁶N。σ_pc=N_p/A₀+N_pe_p/W₀，A₀=换算面积=5.2×10⁵mm²，W₀=I₀/y₀=8.4×10¹⁰/600=1.4×10⁸mm³。σ_pc=1.578×10⁶/5.2×10⁵+1.578×10⁶×380/1.4×10⁸=3.03+4.28=7.31N/mm²（压）。二、钢结构设计原理1.某Q355B钢焊接H形截面柱，翼缘2−16×300，腹板1−10×500，计算长度l₀x=6.0m，l₀y=3.0m，轴心压力设计值N=2800kN。试验算其整体稳定性。【答案】A=2×16×300+10×500=14600mm²，I_x=2×300×16×258²+10×500³/12=1.28×10⁸mm⁴，i_x=√(I_x/A)=93.6mm，λ_x=6000/93.6=64.1，I_y=2×16×300³/12=7.2×10⁷mm⁴，i_y=70.2mm，λ_y=3000/70.2=42.7。Q355Bf_y=355N/mm²，b类截面，查GB50017表得φ_x=0.801，φ_y=0.887。N/(φ_minA)=2800×10³/(0.801×14600)=239N/mm²<355/1.125=315N/mm²，满足。2.某Q235B钢简支梁，跨度L=7.5m，均布荷载q=45kN/m（含自重），采用HN400×200×8×13，W_x=1.19×10⁶mm³，I_x=2.37×10⁸mm⁴，S_x=6.7×10⁵mm³，t_w=8mm。验算其抗弯、抗剪强度及挠度。【答案】M_max=qL²/8=45×7.5²/8=316kN·m，σ=M/W=316×10⁶/1.19×10⁶=265N/mm²<235/1.087=216N/mm²？不满足！发现错误：Q235Bf=215N/mm²，265>215，需改用Q355。改用Q355Bf=305N/mm²，265<305，满足。V_max=qL/2=169kN，τ=VS/(It_w)=169×10³×6.7×10⁵/(2.37×10⁸×8)=59.6N/mm²<180N/mm²，满足。f_max=5qL⁴/(384EI)=5×45×7500⁴/(384×2.06×10⁵×2.37×10⁸)=15.4mm<L/250=30mm，满足。3.某高强度螺栓摩擦型连接，Q355B钢板，M2010.9S螺栓，喷砂处理μ=0.45，预拉力P=155kN，双剪，求单个螺栓抗剪承载力设计值N_v^b（kN）。【答案】N_v^b=0.9n_fμP=0.9×2×0.45×155=125.6kN。4.某钢柱脚底板Q235B，混凝土C30，轴力N=3200kN，设锚栓M304.6S，试确定底板厚度t（mm）。【答案】假定底板正方形B=400mm，混凝土f_c=14.3N/mm²，A_c=N/f_c=3200×10³/14.3=2.24×10⁵mm²，边长a=473mm，取500mm。悬臂长度c=(500−0.95×400)/2=60mm，M_plate=σc²/2=(N/A)c²/2=(3200×10³/500²)×60²/2=23kN·mm/mm，t=√(6M_plate/f)=√(6×23/205)=8.2mm，取t=20mm（构造及锚栓要求）。5.某钢桁架节点板厚t=12mm，Q235B，受斜向拉力N=650kN，板宽b=220mm，验算其净截面强度。【答案】A_n=(220−2×22)×12=2112mm²，σ=N/A_n=650×10³/2112=308N/mm²>215N/mm²，不满足。改板宽至300mm，A_n=(300−44)×12=3072mm²，σ=212N/mm²<215N/mm²，满足。三、砌体结构与木结构1.某MU15烧结普通砖、M7.5水泥砂浆砌筑的轴心受压柱，截面490mm×490mm，计算高度H₀=4.2m，施工质量控制等级B级。求其轴心抗压承载力设计值N_u（kN）。【答案】A=490²=2.4×10⁵mm²，f=2.07N/mm²（MU15，M7.5），β=H₀/h=4200/490=8.57，φ=0.91（查GB50003表D.0.11），N_u=φfA=0.91×2.07×2.4×10⁵=452kN。2.某木桁架下弦杆，采用东北落叶松TC17B，截面150mm×200mm，长度3.0m，恒载+活载轴心拉力N=185kN，恒载占比60%。验算其强度及净截面。【答案】TC17Bf_t=11.5N/mm²，A_n=150×200=3×10⁴mm²，σ=N/A_n=185×10³/3×10⁴=6.17N/mm²<11.5，满足。恒载比例0.6，调整系数0.8，设计强度0.8×11.5=9.2N/mm²>6.17，满足。四、地基与基础1.某独立基础埋深1.8m，地下水位1.2m，地基土γ=18kN/m³，γ_sat=20kN/m³，fak=180kPa，宽度b=2.5m，求经深宽修正后的地基承载力特征值f_a（kPa）。【答案】η_b=0.3，η_d=1.6，γ_m=(18×1.2+10×0.6)/1.8=15.3kN/m³，f_a=fak+η_bγ(b−3)+η_dγ_m(d−0.5)=180+0.3×10×(2.5−3)+1.6×15.3×1.3=180−1.5+31.8=210kPa。2.某桩基工程，钻孔灌注桩d=800mm，桩长18m，土层分布：0−8m粉质黏土q_sik=35kPa；8−16m中砂q_sik=55kPa，q_pk=2200kPa；16−20m卵石q_sik=80kPa，q_pk=4500kPa。求单桩竖向承载力特征值R_a（kN）。【答案】R_a=uΣq_sikl_i+q_pkA_p=3.14×0.8×(35×8+55×8+80×2)+4500×3.14×0.4²=3.14×0.8×(280+440+160)+4500×0.5024=2205+2261=4466kN，取R_a=4466/2=2233kN（按JGJ94取安全系数2）。五、高层与抗震1.某框架−剪力墙结构，高度68m，8度(0.20g)，Ⅱ类场地，T₁=1.25s，结构总重力G_E=85000kN。求多遇地震下底部剪力标准值F_Ek（kN）。【答案】α_max=0.16，T_g=0.40s，T₁=1.25s>T_g，α₁=(T_g/T₁)^0.9α_max=(0.40/1.25)^0.9×0.16=0.056，F_Ek=α₁G_E=0.056×85000=4760kN。2.某剪力墙底部加强区，墙厚250mm，C45，HRB400，轴压比限值0.5，求最大轴力设计值N_max（kN/m）。【答案】f_c=21.1N/mm²，A=250×1000=2.5×10⁵mm²，N_max=0.5f_cA=0.5×21.1×2.5×10⁵=2638kN/m。六、桥梁结构1.某简支T梁桥，计算跨径L=19.5m，公路−Ⅰ级，单梁荷载横向分布系数m=0.52，冲击系数μ=0.25，求跨中截面最大弯矩设计值M_max（kN·m）。【答案】公路