2026年建筑师专业知识测验结构设计与计算题

2026年建筑师专业知识测验结构设计与计算题一、选择题（每题3分，共30分）（针对中国地震多发区域，结合现行《建筑抗震设计规范》GB50011—2010）1.在抗震设防烈度为8度的地区，某高层建筑框架-剪力墙结构，总高度80m，设计基本地震加速度为0.2g。以下哪种情况需要采用时程分析法进行多遇地震下的抗震验算？A.建筑高度超过100m的纯剪力墙结构B.建筑高度超过60m且楼层质量分布不均匀的框架-核心筒结构C.建筑高度50m，但场地土类别为Ⅰ类的纯框架结构D.建筑高度70m，但抗震等级为丙级的剪力墙结构2.某钢筋混凝土框架柱截面为400mm×400mm，轴压比为0.35，抗震等级为二级。按现行规范，其受剪承载力Vu（kN）最接近下列哪个数值？（已知混凝土强度等级为C30，箍筋采用HRB400级）A.600B.800C.1000D.12003.在寒冷地区（冬季气温低于-10℃）设计钢筋混凝土框架梁时，为防止受冻融破坏，以下哪种构造措施最为有效？A.提高混凝土抗冻等级至F150B.增加梁侧保护层厚度至50mmC.沿梁全长设置封闭箍筋D.采用掺加防冻剂的混凝土4.某单层工业厂房采用钢结构屋架，跨度24m，屋面坡度1:2。在恒载和雪荷载共同作用下，屋架下弦杆的轴力设计值最接近下列哪个数值？（已知恒载5kN/m²，雪荷载0.3kN/m²）A.120kNB.150kNC.180kND.210kN5.在沿海地区设计钢筋混凝土码头结构时，为抵抗浪溅区氯离子侵蚀，以下哪种做法最不合理？A.采用C40高强混凝土B.提高钢筋保护层厚度至80mmC.使用环氧涂层钢筋D.沿结构边缘设置绝缘层6.某桥梁主梁采用预应力混凝土连续梁，跨径40m，支座间距8m。为减少支座不均匀沉降对结构的影响，以下哪种支座形式最适用？A.普通固定支座B.滑动支座C.活动支座D.抗震支座7.在多雨地区设计钢筋混凝土水池时，为防止渗漏，以下哪种防水措施最可靠？A.外贴式卷材防水层B.内嵌式防水涂料C.双层钢筋网喷射混凝土D.采用膨胀水泥自流平砂浆8.某高层建筑采用核心筒-框架结构，标准层层高4m，核心筒截面尺寸12m×12m。为提高结构整体刚度，以下哪种做法最有效？A.增加框架柱截面尺寸B.提高核心筒混凝土强度等级C.减少框架梁跨径D.增加结构总高9.在地震多发区域设计钢结构厂房时，为提高结构的延性，以下哪种构件设计最为关键？A.柱脚的锚固长度B.框架梁与柱的连接节点C.屋架下弦杆的截面尺寸D.基础的抗震等级10.某大跨度公共建筑采用钢结构桁架屋盖，跨度60m，屋面坡度1:6。为控制温度变形，以下哪种措施最合理？A.沿屋脊方向设置伸缩缝B.采用预应力拉索调整屋盖形态C.增加桁架腹杆刚度D.使用低收缩性混凝土填充节点二、简答题（每题5分，共20分）（结合中国《钢结构设计标准》GB50017—2017及《建筑结构荷载规范》GB50009—2012）1.简述钢筋混凝土框架结构在抗震设计中的“强柱弱梁”原则及其构造要求。2.在炎热地区设计钢结构桥梁时，如何采取措施防止钢材脆性断裂？3.解释什么是“结构整体性验算”，并说明其在高层建筑设计中的重要性。4.针对软土地基上的高层建筑，简述基础设计时应考虑的主要问题。三、计算题（共50分）1.钢筋混凝土框架柱受压承载力计算（15分）某办公建筑框架柱，抗震等级为三级，截面400mm×500mm，净高4.5m，采用C30混凝土（fc=14.3MPa）和HRB400钢筋（fy=360MPa）。柱端承受轴向力设计值N=1800kN，弯矩设计值M=150kN·m（反向）。验算该柱是否满足受压承载力要求。2.预应力混凝土梁抗裂验算（15分）某预应力混凝土简支梁，跨径6m，计算跨度5.76m，梁高600mm，翼缘宽度200mm，厚度100mm。承受均布恒载6kN/m²，均布活载4kN/m²。预应力筋采用低松弛钢绞线，张拉控制应力σcon=0.75fyk=0.75×1860=1395MPa，总张拉力600kN。验算梁在荷载作用下的抗裂度（要求验算正截面和斜截面抗裂）。3.钢结构桁架节点设计（20分）某钢结构桁架屋盖，跨径30m，采用三角形截面桁架，下弦节点承受集中荷载F=100kN。桁架下弦杆采用L100×8角钢（双角钢），钢材Q235B（fy=215MPa）。验算下弦节点连接焊缝的强度（假设采用角焊缝，焊脚尺寸hf=8mm）。4.桥梁支座反力计算（10分）某钢筋混凝土连续梁桥，跨径布置为20m+30m+20m，支座间距均为5m。桥面恒载（含车道板）均布荷载10kN/m²，车辆荷载按公路-Ⅰ级。计算中间支座B的竖向反力设计值。答案与解析一、选择题1.B（根据GB50011—2010第3.10.3条，高层框架-核心筒结构需进行时程分析）2.C（根据GB50011—2010第6.2.5条，二级框架柱Vu≈N(1-0.35)×0.9×fc×bh+1.25×fs×n×sv）3.A（抗冻等级F150能有效防止冻融破坏）4.B（屋架下弦轴力≈(5+0.3)×24×1.2=168.96kN，取150kN）5.D（绝缘层会阻碍结构排水，不合理）6.B（滑动支座可适应支座沉降）7.C（双层喷射混凝土防水效果最佳）8.B（核心筒混凝土强度对整体刚度影响最大）9.B（框架梁柱节点是抗震关键部位）10.A（伸缩缝可释放温度应力）二、简答题1.强柱弱梁原则：通过设计使柱的受压承载力大于梁的受弯承载力，确保地震时塑性铰出现在梁端而非柱端，避免柱的脆性破坏。构造要求包括：柱端加密箍筋、提高柱纵筋配筋率、限制梁端弯矩等。2.防止钢材脆断措施：选用韧性好的钢材（如Q345）、限制焊接接头数量、控制焊接残余应力、降低应力集中（如开孔补强）、避免低温环境施工等。3.结构整体性验算：检查结构各部分连接的可靠性，确保荷载能按预期传递，防止局部破坏引发整体垮塌。对高层建筑尤为重要，可避免地震中“头重脚轻”的失效模式。4.软土地基基础设计问题：需考虑地基承载力不足、沉降过大、不均匀沉降、液化风险等。常见解决方案包括桩基础、筏板基础、加筋土、预压地基等。三、计算题1.框架柱受压承载力验算-柱截面面积：bh=0.4×0.5=0.2m²-轴压比验算：ηc=0.8（三级抗震），N≤ηcψcfcA=0.8×0.85×14.3×0.2=194.68kN-实际N=1800kN>194.68kN，需验算弯矩影响（略，此处简化）结论：不满足受压承载力要求，需加大截面或提高混凝土强度。2.预应力混凝土梁抗裂验算-正截面抗裂：σck=(M/W0)+σpc-Mp/W0≈6.25MPa（需校核是否≤0.7fc）-斜截面抗裂：验算剪力V=0.5ql=0.5×10×6=30kN，需满足V≤0.7fbh0结论：满足抗裂要求（具体计算需补充细节）。3.钢结构桁架节点焊缝-角焊缝强度验算：Vu=hf×l×σf≈8×10×215=17