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.在进行结构设计时，结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力称为结构的（）。A.安全性B.适用性C.耐久性D.可靠性2.对于钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算，其基本假定不包括（）。A.平截面假定B.不考虑混凝土的抗拉强度C.钢筋应力-应变关系为理想弹塑性模型D.混凝土极限压应变取为0.00333.在钢筋混凝土梁中，箍筋的主要作用不包括（）。A.承受剪力B.固定纵向钢筋位置C.防止混凝土压碎D.与纵向钢筋形成骨架4.当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态的是（）。A.影响正常使用的振动B.影响耐久性的局部损坏C.结构转变为机动体系D.影响外观的变形5.对于无明显屈服点的钢筋，其条件屈服点通常取（）。A.极限强度的0.8倍B.残余应变为0.2%时的应力C.极限强度的0.85倍D.应变为0.2%时的应力6.在双筋矩形截面受弯构件设计中，要求x≥A.防止发生超筋破坏B.保证受压钢筋在构件破坏时达到屈服强度C.保证受拉钢筋在构件破坏时达到屈服强度D.防止发生少筋破坏7.混凝土的弹性模量通常通过（）来确定。A.混凝土的立方体抗压强度B.混凝土的轴心抗压强度C.原点切线模量D.割线模量，取应力为0.4时的模量8.轴心受压构件中，纵向钢筋的作用不包括（）。A.协助混凝土承受压力B.承受可能存在的弯矩C.防止构件突然的脆性破坏D.主要承受剪力9.在钢筋混凝土受扭构件中，抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比ζ应在合理范围内，通常要求（）。A.0.6B.ζC.ζD.1.010.预应力混凝土结构的主要目的是（）。A.提高构件的承载力B.提高构件的刚度C.对混凝土结构施加预压应力，以抵消使用荷载产生的拉应力D.节省混凝土用量二、多项选择题（每题3分，共15分，全部选对得3分，选对但不全得1.5分，有选错得0分）1.下列荷载中，属于可变荷载（活荷载）的是（）。A.结构自重B.楼面活荷载C.风荷载D.雪荷载E.土压力2.关于混凝土的徐变，以下说法正确的有（）。A.加载时混凝土的龄期越早，徐变越大B.水泥用量越多，水灰比越大，徐变越小C.混凝土的养护条件好，徐变小D.构件的尺寸越大，徐变越大E.应力水平越高，徐变越大3.影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素有（）。A.剪跨比B.混凝土强度等级C.箍筋的配筋率和强度D.纵向钢筋的配筋率E.截面尺寸和形状4.钢筋混凝土偏心受压构件，其破坏形态分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏，两者的主要区别在于（）。A.破坏时受拉钢筋是否屈服B.破坏时受压钢筋是否屈服C.破坏时受压区混凝土是否被压碎D.破坏的触发原因是受拉钢筋屈服还是受压区混凝土压碎E.截面相对受压区高度ξ与界限相对受压区高度的关系5.提高钢筋混凝土构件抗裂能力的措施有（）。A.提高混凝土强度等级B.加大截面尺寸C.采用预应力技术D.增加纵向受拉钢筋面积E.在混凝土中掺加纤维三、判断题（每题1分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.结构的设计使用年限就是其实际使用寿命。（）2.混凝土的强度等级是根据其轴心抗压强度标准值划分的。（）3.对于适筋梁，其正截面受弯破坏属于延性破坏。（）4.在钢筋混凝土梁中，设置弯起钢筋是为了承受剪力。（）5.轴心受拉构件的裂缝宽度验算时，其纵向受拉钢筋应力应按荷载标准组合计算。（）6.钢筋混凝土构件在正常使用极限状态验算时，材料强度采用其设计值。（）7.在受弯构件挠度计算中，采用“最小刚度原则”会高估构件的实际挠度，偏于安全。（）8.螺旋箍筋柱的承载力比同等条件下的普通箍筋柱承载力高，主要是因为螺旋箍筋直接承受了更大的轴向压力。（）9.钢筋混凝土受扭构件中，抗扭纵筋应沿截面周边均匀对称布置。（）10.预应力损失会降低预应力混凝土构件的有效预压应力，因此预应力损失越小越好。（）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述结构的功能要求主要包括哪几个方面？并简要解释。2.什么是混凝土的收缩？影响混凝土收缩的主要因素有哪些？3.简述钢筋混凝土受弯构件正截面三种破坏形态（适筋、超筋、少筋）的特征及其破坏性质（延性/脆性）。4.在钢筋混凝土偏心受压构件设计中，为什么要考虑附加偏心距？其取值与哪些因素有关？5.什么是预应力混凝土结构的张拉控制应力？规定其上限和下限值主要基于哪些考虑？五、计算题（共30分）1.（10分）已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=250mm×500mm，混凝土强度等级C30(=14.3N/m,=1.43N/2.（10分）某钢筋混凝土轴心受压柱，截面尺寸b×h=400mm×400mm，计算长度=4.5m，混凝土强度等级C35(=16.7N/m)，纵向钢筋采用HRB500级(3.（10分）某矩形截面钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸b×h=400mm×600mm，==40mm，混凝土强度等级C40(=19.1N/m)，纵向钢筋采用HRB400级(==360N/m,=0.518)。柱的计算长度=7.2m。承受轴向压力设计值答案与解析一、单项选择题1.D。解析：可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力，它包含了安全性、适用性和耐久性。2.D。解析：基本假定包括平截面假定、不考虑混凝土抗拉强度、钢筋理想弹塑性模型。混凝土极限压应变通常取0.0033，但这不是所有规范或计算中的唯一值，而前三项是核心基本假定。3.C。解析：箍筋主要作用是抗剪、固定纵筋、形成骨架。防止混凝土压碎主要是混凝土自身强度和约束（如螺旋箍筋）的作用，普通矩形箍筋此作用有限。4.C。解析：结构或构件丧失稳定、转变为机动体系、发生滑移倾覆等均属于承载能力极限状态。A、B、D属于超过正常使用极限状态。5.B。解析：对于无明显屈服点的钢筋（如预应力钢丝、钢绞线），其条件屈服点取残余应变为0.2%时所对应的应力。6.B。解析：该条件是为了保证当构件破坏时，受压钢筋的应变足够大，使其应力能达到屈服强度，否则其强度无法充分利用。7.D。解析：《混凝土结构设计规范》中，混凝土弹性模量是根据立方体抗压强度标准值确定的，其本质是取应力为0.4时的割线模量。8.D。解析：轴心受压构件中，纵向钢筋主要作用是协助混凝土承压、承受偶然弯矩、防止脆性破坏。剪力主要由混凝土和箍筋承受，纵筋不主要受剪。9.A。解析：规范规定，抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比ζ应满足0.6≤10.C。解析：预应力混凝土的核心原理是通过预先对混凝土施加压应力，以全部或部分抵消外荷载引起的拉应力，从而提高构件的抗裂性能和刚度。二、多项选择题1.B,C,D。解析：结构自重、土压力属于永久荷载（恒荷载）。楼面活荷载、风荷载、雪荷载属于可变荷载。2.A,C,E。解析：B错误，水泥用量多、水灰比大，则徐变大。D错误，构件尺寸越大，体表比越大，水分逸出困难，徐变小。3.A,B,C,D,E。解析：以上所有选项均为影响斜截面受剪承载力的主要因素。剪跨比反映了弯矩和剪力的相对大小；混凝土强度、箍筋配筋率和强度直接影响抗剪能力；纵筋配筋率对剪压区高度和骨料咬合力有影响；截面尺寸和形状是基本几何参数。4.A,D,E。解析：大偏心受压破坏时，受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土压碎，属于延性破坏，此时ξ≤。小偏心受压破坏时，离轴向力较远一侧的钢筋可能受拉或受压但不屈服，破坏由受压区混凝土压碎引起，属于脆性破坏，此时ξ5.A,B,C,E。解析：提高混凝土强度等级、加大截面尺寸（增大截面惯性矩和混凝土抗拉能力）、采用预应力技术（主动抵消拉应力）、掺加纤维（提高混凝土抗拉和阻裂能力）均可提高抗裂性。增加纵向受拉钢筋面积主要提高承载力，对提高抗裂性效果有限，甚至可能因钢筋面积增大导致裂缝宽度计算值增大。三、判断题1.×。解析：设计使用年限是设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，是设计基准期。实际使用寿命受设计、施工、使用、维护等多种因素影响，可能大于或小于设计使用年限。2.×。解析：混凝土强度等级是根据其立方体抗压强度标准值（）划分的。3.√。解析：适筋梁破坏始于受拉钢筋屈服，然后受压区混凝土压碎，破坏前有明显预兆（裂缝、挠度剧增），属于延性破坏。4.√。解析：弯起钢筋是由纵向受拉钢筋弯起而成，其主要作用是在弯起段承受剪力。5.√。解析：正常使用极限状态验算（如裂缝、挠度）应采用荷载标准组合或准永久组合，材料强度取标准值。6.×。解析：正常使用极限状态验算时，材料强度采用其标准值，而不是设计值。设计值用于承载能力极限状态计算。7.√。解析：“最小刚度原则”指在同号弯矩区段内采用最大弯矩处截面的最小刚度（即最大曲率）来计算挠度，这会使计算挠度值偏大，设计结果偏于安全。8.×。解析：螺旋箍筋（或焊接环式箍筋）通过约束核心混凝土的横向变形，使其处于三向受压状态，从而间接提高了核心混凝土的轴心抗压强度，而不是箍筋本身直接承受了更大的轴向压力。9.√。解析：为保证抗扭纵筋能充分发挥作用，应沿截面周边均匀对称布置，且截面四角必须设置。10.×。解析：虽然预应力损失会降低有效预压应力，但张拉控制应力并非越高越好，过高的可能导致钢筋应力松弛损失增大，甚至引起施工阶段预应力筋拉断或混凝土局部压坏。因此，需要合理控制张拉控制应力及预应力损失。四、简答题1.结构的功能要求主要包括三个方面：（1）安全性：指结构在正常施工和正常使用时能承受可能出现的各种作用，在设计规定的偶然事件发生时和发生后，能保持必要的整体稳定性，不发生倒塌。（2）适用性：指结构在正常使用时具有良好的工作性能，不出现过大的变形、裂缝或振动等影响正常使用的问题。（3）耐久性：指结构在正常维护条件下，能够在使用年限内保持其应有的安全性和适用性，材料性能的劣化（如锈蚀、风化）不会影响预定功能。这三者统称为结构的可靠性。2.混凝土在空气中硬化时体积减小的现象称为收缩。收缩是混凝土固有的物理化学特性，与荷载无关。影响混凝土收缩的主要因素包括：（1）内在因素：水泥品种和用量（用量多、收缩大）、水灰比（水灰比大、收缩大）、骨料性质（弹性模量高、收缩小）、配合比等。（2）环境因素：养护条件（温湿度高、收缩小）、使用环境的温湿度（干燥、收缩大）。（3）构件特征：构件体表比（尺寸大、收缩慢且最终收缩量小）。3.（1）适筋破坏：受拉钢筋先屈服，应力保持不变而应变急剧增大，裂缝迅速扩展，受压区高度减小，最后受压区混凝土达到极限压应变而被压碎。破坏前有明显预兆（裂缝宽、挠度大），属于延性破坏。（2）超筋破坏：受压区混凝土先被压碎，而受拉钢筋尚未屈服。破坏突然，没有明显预兆，属于脆性破坏。钢筋强度未充分利用。（3）少筋破坏：一旦受拉区混凝土开裂，裂缝处钢筋应力迅速达到并超过屈服强度，可能被拉断，导致构件断裂。破坏非常突然，属于脆性破坏。4.考虑附加偏心距主要是由于工程中实际存在的荷载作用位置的不确定性、混凝土质量的不均匀性以及施工偏差等因素，这些因素会导致轴向力的实际偏心距与理论计算值存在差异。为了考虑这种不利影响，在计算初始偏心距时，需要在轴向力对截面重心的偏心距上增加一个附加偏心距。的取值主要与构件截面尺寸有关，规范规定取20mm和h/30两者中的较大值，其中h5.张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值，一般为张拉设备（如千斤顶油压表）所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积得到的应力值。规定其上限值主要考虑：防止过高，导致预应力钢筋在施工阶段就接近或进入屈服阶段，产生过大塑性变形；减少钢筋应力松弛损失；避免混凝土局部承压破坏或产生过大的非线性徐变。规定其下限值主要是为了保证预应力混凝土构件中建立的有效预压应力能够满足抗裂或裂缝控制的要求，充分发挥预应力的优势。五、计算题1.解：已知：b（1）求截面抵抗矩系数=（2）求相对受压区高度ξξ（3）求内力臂系数=（4）计算受拉钢筋面积方法一：=方法二：=取=（5）验算最小配筋率==故所需纵向受拉钢筋截面面积为。2.解：已知：b（1）计算柱截面面积A（2）验算配筋率=全部纵向钢筋配筋率在0.55%~5%之间，满足要求。（3）计算柱的承载力设计值=先计算括号内：16.7求和：267