2025年土木工程师《结构设计》真题卷

2025年土木工程师《结构设计》真题卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（请将正确选项的代表字母填写在答题卡相应位置。每题1分，共20分）1.某受弯构件，其截面尺寸和材料确定，根据平截面假定，当受拉区钢筋屈服时，受压区边缘混凝土应变达到其极限压应变，该构件处于（）。A.弹性阶段B.弯曲屈服阶段C.破坏阶段D.蠕变阶段2.根据《混凝土结构设计规范》（GB50010），配置普通钢筋混凝土受弯构件时，为避免发生少筋破坏，其配筋率应（）。A.大于最小配筋率B.小于最小配筋率C.等于最小配筋率D.大于受拉钢筋屈服强度对应的配筋率3.钢筋混凝土矩形截面简支梁，计算受剪承载力时，当剪力设计值大于截面剪力设计值的某个限值时，通常需要（）。A.仅配置箍筋B.仅配置弯起钢筋C.同时配置箍筋和弯起钢筋D.不需要配置箍筋或弯起钢筋4.钢筋混凝土剪力墙，其墙肢厚度不宜小于（）。A.100mmB.150mmC.200mmD.250mm5.在进行钢筋混凝土结构抗震设计时，确定结构抗震等级的主要依据是（）。A.结构的高度B.场地类别C.地震烈度D.以上都是6.钢结构中，连接方式分为焊缝连接和螺栓连接。对于承受动荷载的连接，通常优先选用（）。A.焊缝连接B.螺栓连接C.焊缝或螺栓连接均可D.视具体情况而定7.根据钢结构设计规范，普通碳素结构钢应具有冲击韧性保证的最低质量等级是（）。A.Q235AB.Q235BC.Q235CD.Q235D8.钢结构梁柱节点设计中，为提高节点的承载力和延性，通常应避免采用（）。A.强制连接B.柔性连接C.焊接连接D.螺栓连接9.对于地基基础设计，当地基土质较差，上部结构荷载较大时，通常优先考虑采用（）。A.扩展基础B.桩基础C.条形基础D.筏板基础10.根据地基基础规范，地基承载力特征值的确定方法主要有（）。A.基于经验公式B.基于原位测试C.基于理论计算D.以上都是11.在进行建筑结构抗震设计时，结构抗震性能目标通常分为（）。A.三个B.四个C.五个D.六个12.对于钢结构构件，当板件较宽而厚度较薄时，容易发生（）。A.局部屈曲B.整体失稳C.材料破坏D.连接破坏13.混凝土强度等级C30表示其立方体抗压强度标准值不低于（）。A.25MPaB.30MPaC.35MPaD.40MPa14.钢筋混凝土结构中，受拉钢筋的混凝土保护层厚度主要目的是（）。A.提高构件承载力B.防止钢筋锈蚀C.增强构件延性D.改善受力性能15.砌体结构设计时，砌体抗压强度设计值通常取其抗压强度标准值的（）。A.0.7倍B.0.8倍C.1.0倍D.1.2倍16.在进行结构抗震设计时，概念设计主要强调的是（）。A.详细的计算分析B.结构整体性和规则性C.选用高级别材料D.增加结构刚度17.对于高层建筑，为减小结构侧移，通常需要（）。A.增大结构总高度B.减小结构刚度C.增大基础埋深D.采用轻质高强材料18.钢筋混凝土结构中，后浇带的主要作用是（）。A.提高构件承载力B.减少温度应力C.增强构件延性D.改善受力性能19.当地基土层软弱且不均匀时，可能引起建筑物产生（）。A.不均匀沉降B.倾斜C.振动D.以上都是20.根据钢结构设计规范，钢材的疲劳计算是基于（）。A.静力强度B.冲击韧性C.疲劳寿命D.弹性模量二、多项选择题（请将正确选项的代表字母填写在答题卡相应位置。每题2分，共10分）21.影响钢筋混凝土受弯构件正截面承载力的主要因素有（）。A.混凝土强度等级B.钢筋强度等级C.截面尺寸D.钢筋配筋率E.构件形状22.钢结构梁的腹板计算高度h0与厚度t0之比大于一定数值时，通常需要采取（）等措施以防止腹板屈曲。A.设置横向加劲肋B.设置纵向加劲肋C.改变梁的截面形式D.增加梁的翼缘宽度E.调整梁的荷载分布23.地基基础设计时，需要进行沉降验算的情况包括（）。A.所有建筑物B.高层建筑物C.软土地基上的建筑物D.对沉降敏感的建筑物E.地基土质较差的建筑物24.钢筋混凝土结构抗震设计时，提高结构延性的措施通常包括（）。A.选用高强钢筋B.轴压比控制C.采取耗能机制D.加强构造措施E.提高混凝土强度等级25.地基承载力确定的方法主要有（）。A.基于规范经验公式B.基于理论公式计算C.基于静载荷试验D.基于标准贯入试验E.基于触探试验三、简答题（请按题目要求作答。每题5分，共30分）26.简述钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形态分为哪几种，并说明少筋破坏和适筋破坏的主要区别。27.简述钢结构梁腹板设置加劲肋的目的。28.简述地基基础设计中，选择基础类型需要考虑的主要因素。29.简述钢筋混凝土结构抗震设计中的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”概念及其意义。30.简述影响混凝土强度的主要因素。31.简述钢结构构件连接方式（焊缝连接和螺栓连接）选择时需要考虑的主要因素。四、计算题（请按题目要求进行计算。每题10分，共50分）32.某矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=200mm×500mm，计算跨度l=4m。承受均布荷载设计值q=50kN/m（含自重）。混凝土强度等级C25，采用HRB400钢筋。试计算该梁所需受拉钢筋面积，并绘制配筋示意图（不必精确尺寸，示意即可）。（注：可假设仅配置单排受拉钢筋，并忽略受压钢筋影响）33.某钢筋混凝土剪力墙，截面尺寸b×h=3000mm×4000mm，承受轴力设计值N=5000kN，弯矩设计值M=2000kN·m（墙肢受拉），剪力设计值V=400kN。混凝土强度等级C30，采用HRB400钢筋。试计算该剪力墙所需纵向受拉钢筋和受压钢筋面积。（注：可按矩形截面偏心受压构件计算，并假设对称配筋）34.某简支钢梁，跨度l=6m，截面为工字型钢I20a，承受均布荷载设计值q=100kN/m。钢材采用Q235B。试计算该梁的最大正应力σ和最大剪应力τ。（注：可查表获得Iz和Wz值，并假设梁自重较小可忽略）35.某建筑地基土为粘土，标准贯入试验实测击数N=10，基础埋深d=1.5m，地表为均布荷载q=200kN/m²。根据地基基础规范，估算该地基土的承载力特征值fk。（注：可利用规范提供的经验公式进行估算）36.某钢筋混凝土框架结构，某层中柱，层高h=4m，承受轴力设计值N=6000kN，弯矩设计值M=1000kN·m（柱受压），剪力设计值V=500kN。柱截面尺寸b×h=400mm×400mm。混凝土强度等级C30，采用HRB400钢筋。试按《混凝土结构设计规范》验算该柱是否需要配置箍筋抗剪。（注：可按轴压构件考虑，并查规范确定是否需要箍筋及箍筋最小直径、间距要求）试卷答案一、单项选择题1.B2.A3.C4.B5.D6.B7.C8.A9.B10.D11.A12.A13.B14.B15.A16.B17.D18.B19.D20.C二、多项选择题21.ABCD22.ABC23.BCDE24.BCD25.ABCDE三、简答题26.钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形态分为少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏、界限破坏四种。少筋破坏特点：配筋率很小，一旦受拉区混凝土开裂，钢筋立即屈服，随后混凝土压碎而破坏。破坏突然，无预兆，属于脆性破坏。主要区别：适筋破坏是受拉区钢筋先屈服，然后受压区混凝土压碎，破坏过程有足够时间，属于延性破坏。答案：少筋、适筋、超筋、界限；少筋破坏为配筋率很小，开裂即屈服，脆性破坏；适筋破坏为受拉钢筋先屈服，后压区混凝土压碎，有预兆，延性破坏。27.钢结构梁腹板设置加劲肋的主要目的：1.防止腹板在剪力作用下发生局部屈曲。2.当腹板高厚比过大时，通过设置加劲肋减小计算高度，提高腹板的承载能力。3.为梁提供横向支撑点，增加梁的整体稳定性。答案：防止腹板局部屈曲；提高腹板承载能力（高厚比过大时）；提供横向支撑，增加整体稳定性。28.地基基础设计中，选择基础类型需要考虑的主要因素：1.上部结构荷载大小和性质。2.地基土质条件（承载力、均匀性、压缩性等）。3.基础埋深要求。4.施工条件（设备、技术水平等）。5.经济合理性。答案：荷载大小性质；地基土质条件；基础埋深；施工条件；经济性。29.钢筋混凝土结构抗震设计中的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”概念及其意义：“强柱弱梁”：指在框架结构抗震设计中，设计时使柱子的承载能力和变形能力大于梁子。目的在于地震作用下，塑性铰出现在梁端而非柱端或节点，避免柱子先于梁子发生破坏，保证结构的整体性和安全性。“强剪弱弯”：指在构件（如梁、柱）抗震设计中，设计时使其抗剪承载力大于其抗弯承载力所对应的剪力。目的在于弯曲破坏是延性破坏，而剪切破坏是脆性破坏。通过保证构件有足够抗剪能力，即使弯曲变形较大，也能避免发生突然的剪切脆性破坏，提高结构的延性。答案：“强柱弱梁”概念是柱承载力变形能力大于梁，目的使塑性铰在梁端，避免柱破坏；“强剪弱弯”概念是构件抗剪承载力大于抗弯承载力对应剪力，目的保证弯曲延性破坏，避免脆性剪切破坏。30.影响混凝土强度的主要因素：1.水泥品种和强度等级：是决定混凝土强度的主要因素。2.水灰比：水灰比越小，水泥石强度越高，混凝土强度越高（在一定范围内）。3.骨料质量：骨料的强度、级配、形状等影响混凝土强度。4.外加剂：如减水剂、早强剂等能改善混凝土性能，影响强度发展。5.养护条件：养护温度、湿度、时间等显著影响水泥水化程度，从而影响强度。6.试件尺寸和形状：试件尺寸越大，测得的强度越低。答案：水泥品种强度；水灰比；骨料质量；外加剂；养护条件；试件尺寸形状。31.钢结构构件连接方式（焊缝连接和螺栓连接）选择时需要考虑的主要因素：1.构件材质：钢材厚度、性能。2.安装条件：现场施工便利性、是否需要紧固。3.承受荷载性质：静力荷载、动力荷载。4.寿命要求：永久性结构、临时性结构。5.经济性：焊接成本、螺栓成本。6.抗震要求：抗震设防烈度、连接延性要求。答案：构件材质；安装条件；荷载性质；寿命要求；经济性；抗震要求。四、计算题32.解：1.计算支座弯矩：M=ql²/8=50*4²/8=100kN·m2.计算受拉钢筋面积：α₁=1.0,γₑ=1.0(取值依据C30,HRB400)As=γₑα₁fcsbhf'=(1.0*1.0*14.3*200*450)/(360*10^3)=715.0mm²3.选配钢筋：选用4Φ22，As=1520mm²>715.0mm²，满足要求。配筋示意图：（此处应绘制简支梁截面图，在受拉区绘制4根Φ22钢筋示意）33.解：1.偏心距：e₀=M/N=2000*10³/5000*10³=0.4m=400mmeᵢ=e₀+h/2=400+400/2=600mm>0.3h₀=120mm(满足大偏心条件)2.计算钢筋面积：l₀=0.9*h=0.9*400=360mmAs'=As=N(ε₁-εs)/(f'cbl₀)=5000*10³*(0.0033-0.002)/(30*300*360)=768.2mm²As=As'=768.2mm²3.选配钢筋：选用4Φ20，As=1256mm²>768.2mm²，满足要求。（注：计算中ε₁,εs取值依据规范）34.解：1.查型钢表，Iz≈2500cm⁴=2500*10⁶mm⁴,Wz≈237cm³=237*10³mm³2.计算最大正应力：σ=M/Wz=100*6²/(237*10³)=154.8N/mm²=154.8MPa3.计算最大剪应力：τ=V*Sx/(b*Iz)≈V*Sx/(b*Iz)(近似)Iy≈158cm⁴=158*10⁶mm⁴,tw=6.5mmτ=100*10³*(237*10³/2)/(6.5*2500*