土木工程硕士考试结构设计试题及真题

土木工程硕士考试结构设计试题及真题考试时长：120分钟满分：100分考核对象：土木工程硕士研究生题型分值分布-判断题（总共10题，每题2分）总分20分-单选题（总共10题，每题2分）总分20分-多选题（总共10题，每题2分）总分20分-案例分析（总共3题，每题6分）总分18分-论述题（总共2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.混凝土的强度等级越高，其延性越好。2.钢筋混凝土结构中的受拉钢筋必须采用HRB400级钢筋。3.框架结构抗震设计时，梁端塑性铰应出现在柱端塑性铰之前。4.砌体结构中的砂浆强度等级对砌体抗压强度无显著影响。5.预应力混凝土构件的预应力损失仅包括混凝土收缩和徐变引起的损失。6.钢结构中的焊接连接比螺栓连接的刚度更高。7.荷载作用下的结构变形仅包括弹性变形。8.基础设计时，地基承载力特征值应取标准值。9.结构抗震设计时，周期延长会降低结构的地震作用效应。10.混凝土保护层厚度主要影响钢筋的耐久性。二、单选题（每题2分，共20分）1.下列哪种钢筋不适合用于预应力混凝土结构？A.HRB500B.消除应力钢丝C.冷轧带肋钢筋D.钢绞线2.框架结构抗震设计时，框架柱的轴压比限值主要考虑以下哪项因素？A.剪切破坏B.轴心受压破坏C.弯曲破坏D.纵筋压屈3.预应力混凝土构件中，张拉控制应力σcon不宜超过钢材屈服强度的多少？A.0.75B.0.85C.0.95D.1.054.钢结构中，Q345钢材属于哪种强度等级？A.高强度钢B.超高强度钢C.普通强度钢D.特殊性能钢5.砌体结构中，MU10砖砌体的抗压强度标准值约为多少？A.3.5MPaB.5.0MPaC.7.5MPaD.10.0MPa6.桥梁结构设计时，汽车荷载的冲击系数μ通常取值为？A.0.05B.0.10C.0.15D.0.207.基础设计时，地基承载力特征值fk与标准值fs的关系为？A.fk=fsB.fk=0.9fsC.fk=1.1fsD.fk=1.2fs8.结构抗震设计时，周期延长对地震作用效应的影响是？A.增大B.减小C.不变D.视具体情况而定9.钢筋混凝土梁中，受拉钢筋的搭接长度与钢筋直径的关系是？A.直径越大，搭接长度越长B.直径越小，搭接长度越长C.与直径无关D.取决于混凝土强度10.砌体结构中，砌筑砂浆的强度等级对砌体抗剪强度的影响是？A.显著提高B.无显著影响C.显著降低D.取决于砌体类型三、多选题（每题2分，共20分）1.预应力混凝土构件的预应力损失包括哪些？A.混凝土收缩和徐变B.钢筋松弛C.混凝土弹性压缩D.温度变化2.钢结构中，焊接连接的缺点包括？A.质量不易控制B.刚度较高C.易产生焊接变形D.适用于动荷载结构3.框架结构抗震设计时，需要考虑哪些性能目标？A.延性B.刚度C.强度D.敏感性4.基础设计时，影响地基承载力的因素包括？A.地基土类型B.基础埋深C.基础宽度D.地下水位5.钢筋混凝土梁中，受弯构件正截面承载力计算时，需要考虑哪些因素？A.截面尺寸B.钢筋强度C.混凝土强度D.荷载类型6.砌体结构中，砌筑砂浆的作用包括？A.粘结块材B.传递荷载C.提高砌体强度D.防水7.结构抗震设计时，需要考虑哪些地震作用效应？A.基底剪力B.层间位移C.周期延长D.地震加速度8.钢结构中，螺栓连接的优缺点包括？A.安装方便B.质量易控制C.适用于动荷载结构D.刚度较低9.桥梁结构设计时，需要考虑哪些荷载类型？A.汽车荷载B.风荷载C.温度变化D.地震作用10.预应力混凝土构件中，张拉控制应力的确定需要考虑哪些因素？A.钢材强度B.混凝土强度C.预应力损失D.构件类型四、案例分析（每题6分，共18分）案例1某单层工业厂房采用钢筋混凝土框架结构，柱截面尺寸为400mm×400mm，采用C30混凝土，纵向受力钢筋为HRB400级钢筋。柱承受轴心压力N=2000kN，弯矩M=150kN·m（单向偏心）。试计算该柱的配筋是否满足承载力要求（取安全系数γRE=0.75）。案例2某简支梁跨度L=6m，截面尺寸b×h=200mm×500mm，采用C25混凝土，受拉钢筋为HRB500级钢筋。梁承受均布荷载q=30kN/m（包括自重），试计算该梁的跨中正截面承载力（取γRE=0.75）。案例3某预应力混凝土轴心受拉构件，截面尺寸为200mm×400mm，采用C40混凝土，预应力钢筋为消除应力钢丝，抗拉强度标准值fyk=1860MPa，张拉控制应力σcon=0.75fyk。试计算该构件的预应力损失及最终预应力值（假设预应力损失为总张拉力的10%）。五、论述题（每题11分，共22分）1.试论述钢筋混凝土框架结构抗震设计中的“强柱弱梁”原则及其工程意义。2.试比较预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构在性能上的主要差异及其应用场景。---标准答案及解析一、判断题1.√2.×（可选用HRB400或更高强度钢筋）3.√4.×（砂浆强度对砌体抗压强度有显著影响）5.×（还包括锚固损失等）6.×（螺栓连接刚度较低）7.×（还包括塑性变形）8.√9.√10.√解析-第4题：砂浆强度直接影响砌体抗压强度，强度越高，强度越高。-第5题：预应力损失包括锚固损失、摩擦损失、温差损失、松弛损失等。-第6题：螺栓连接刚度较低，适用于动荷载结构。二、单选题1.C2.B3.B4.C5.A6.B7.B8.B9.A10.A解析-第1题：冷轧带肋钢筋延性较差，不适合预应力结构。-第2题：轴压比限值主要控制轴心受压破坏。-第10题：砂浆强度显著影响砌体抗剪强度。三、多选题1.ABCD2.AC3.ABC4.ABCD5.ABCD6.ABC7.ABCD8.AB9.ABCD10.ABCD解析-第3题：“强柱弱梁”需要考虑延性、刚度、强度等性能目标。-第8题：螺栓连接安装方便但刚度较低。四、案例分析案例1计算过程1.轴心压力承载力：Nu=γRE·fc·A+γRE·fy·As=0.75×14.3×0.4×0.4+0.75×360×As=86.64+270As2.弯矩承载力：Mnu=γRE·fy·As·(h/2-a/2)=0.75×360×As×(0.5-0.05)=108As3.取Nmin=0.9N=1800kN，Mmin=0.9M=135kN·m86.64+270As≥1800108As≥135解得As≥6.67mm²，As≥1.25mm²取As=6.67mm²，选用4Φ16（As=804mm²）案例2计算过程1.跨中弯矩：M=qL²/8=30×6²/8=135kN·m2.正截面承载力：Mnu=γRE·fy·As·(h/2-a/2)=0.75×500×As×(0.5-0.05)=168.75As3.取Mmin=0.9M=121.5kN·m168.75As≥121.5解得As≥721mm²，选用4Φ25（As=982mm²）案例3计算过程1.张拉控制应力：σcon=0.75×1860=1395MPa2.预应力损失：σl=0.1σcon=139.5MPa3.最终预应力：σp=σcon-σl=1255.5MPa五、论述题1.钢筋混凝土框架结构抗震设计中的“强柱弱梁”原则“强柱弱梁”原则是指在抗震设计中，通过控制柱的承载能力高于梁的承载能力，使结构在地震作用下塑性铰出现在梁端而非柱端。