2025年土木工程師考試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)演練試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，并說(shuō)明提高混凝土強(qiáng)度的主要措施。二、根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010），說(shuō)明受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算中的“界限破壞”概念及其意義。影響界限破壞時(shí)相對(duì)受壓區(qū)高度β1的因素有哪些？三、簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)中螺栓連接的基本類型（按受力方式分）。普通螺栓連接有哪些主要構(gòu)造要求？高強(qiáng)度螺栓連接根據(jù)受力狀態(tài)可分為哪幾種摩擦型連接和承壓型連接？?jī)烧咴跇?gòu)造和性能上有哪些主要區(qū)別？四、某現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為8度（0.3g），設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場(chǎng)地類別為II類。試說(shuō)明進(jìn)行該結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮哪些地震作用？并簡(jiǎn)述抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的“三水準(zhǔn)、兩階段”抗震設(shè)計(jì)原則。五、什么是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載組合？簡(jiǎn)述永久荷載和可變荷載組合的基本原則。在什么情況下應(yīng)考慮荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)？六、簡(jiǎn)述影響鋼結(jié)構(gòu)梁整體穩(wěn)定性的主要因素。為提高鋼梁的整體穩(wěn)定性，可采用哪些構(gòu)造措施？七、試述混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋與混凝土共同工作的基本原理。說(shuō)明鋼筋保護(hù)層的作用及其最小厚度要求考慮的因素。八、簡(jiǎn)述柱的軸心受壓破壞形態(tài)。影響鋼筋混凝土柱正截面受壓承載力的主要因素有哪些？九、什么是結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足哪些極限狀態(tài)的要求？十、簡(jiǎn)述進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，如何確定結(jié)構(gòu)上的作用（荷載）及其組合？請(qǐng)列舉至少三種常見(jiàn)的荷載組合表達(dá)式。十一、解釋什么是結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)γ?？其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用是什么？十二、簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)中焊接連接的優(yōu)缺點(diǎn)。在進(jìn)行焊接連接設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮哪些主要問(wèn)題？十三、某鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，跨中受一個(gè)移動(dòng)集中荷載作用。試說(shuō)明在計(jì)算該梁跨中截面最大正彎矩和支座處最大剪力時(shí)，應(yīng)采用哪些荷載組合？并簡(jiǎn)述理由。十四、什么是組合結(jié)構(gòu)？簡(jiǎn)述組合結(jié)構(gòu)中混凝土部分和鋼部分共同工作的基本原理及其應(yīng)用場(chǎng)合。十五、根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011），簡(jiǎn)述框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施主要包括哪些方面？并說(shuō)明為什么要重視框架結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)？試卷答案一、影響混凝土強(qiáng)度的主要因素包括：水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)、水灰比、骨料種類和質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度）、齡期等。提高混凝土強(qiáng)度的主要措施包括：選用高強(qiáng)度等級(jí)水泥；嚴(yán)格控制水灰比；采用合理的外加劑（如減水劑、早強(qiáng)劑）；加強(qiáng)骨料質(zhì)量控制，選用優(yōu)質(zhì)骨料；保證充分的養(yǎng)護(hù)時(shí)間和適宜的養(yǎng)護(hù)溫度；合理?yè)郊臃勖夯业鹊V物摻合料。二、界限破壞是指受彎構(gòu)件正截面發(fā)生塑性破壞時(shí)，受壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到其極限壓應(yīng)變，而受拉區(qū)鋼筋同時(shí)達(dá)到其屈服強(qiáng)度的臨界狀態(tài)。其意義在于界限破壞時(shí)，截面既滿足承載能力極限狀態(tài)的要求，又屬于適筋破壞，具有足夠的變形能力。影響界限破壞時(shí)相對(duì)受壓區(qū)高度β1的因素主要有：混凝土強(qiáng)度等級(jí)（影響εcu）、鋼筋強(qiáng)度等級(jí)（影響εy）以及鋼筋的屈服應(yīng)變（εy）。三、鋼結(jié)構(gòu)中螺栓連接的基本類型（按受力方式分）有：抗剪螺栓連接、抗拉螺栓連接、同時(shí)承受剪力和拉力的螺栓連接。普通螺栓連接的主要構(gòu)造要求包括：螺栓的間距和邊距應(yīng)滿足規(guī)范要求，以防止鋼板滑移和應(yīng)力集中；螺栓頭和螺桿應(yīng)位于構(gòu)件傳力線路上；外露螺栓長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)，以便于外露螺紋的防銹和擰緊。高強(qiáng)度螺栓連接根據(jù)受力狀態(tài)可分為：摩擦型連接和承壓型連接。摩擦型連接依靠被連接構(gòu)件間的摩擦力傳遞外力，連接變形小，連接強(qiáng)度以抗滑移系數(shù)和摩擦面的抗剪承載力控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，連接性能好。承壓型連接允許連接螺栓在達(dá)到一定變形后通過(guò)螺栓與孔壁接觸承壓來(lái)傳遞外力，承載力高于摩擦型連接，但變形較大，抗震性能相對(duì)較差，且對(duì)連接件的加工精度要求較高。四、進(jìn)行該結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮水平地震作用和豎向地震作用。水平地震作用通常采用反應(yīng)譜法或時(shí)程分析法計(jì)算。豎向地震作用在8度抗震設(shè)防時(shí)需考慮?？拐鹪O(shè)計(jì)應(yīng)遵循的“三水準(zhǔn)、兩階段”抗震設(shè)計(jì)原則是指：第一水準(zhǔn)（小震不壞）對(duì)應(yīng)設(shè)防烈度，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受，經(jīng)修復(fù)后可繼續(xù)使用；第二水準(zhǔn)（中震可修）對(duì)應(yīng)基本烈度，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的抗震承載能力，不發(fā)生破壞；第三水準(zhǔn)（大震不倒）對(duì)應(yīng)罕遇地震，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的變形能力，不發(fā)生倒塌。兩階段設(shè)計(jì)是指：第一階段設(shè)計(jì)，針對(duì)第一水準(zhǔn)要求，進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞；第二階段設(shè)計(jì)，針對(duì)第二水準(zhǔn)要求，進(jìn)行變形極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)具有足夠的變形能力，滿足抗震設(shè)防目標(biāo)。五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的荷載組合是指將結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的各種荷載，按照一定的規(guī)則進(jìn)行組合，以計(jì)算其在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的效應(yīng)（如內(nèi)力、變形），作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的過(guò)程。永久荷載和可變荷載組合的基本原則是：根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用狀況、重要性、設(shè)計(jì)要求以及荷載出現(xiàn)的可能性，選擇合適的荷載組合值進(jìn)行設(shè)計(jì)。在考慮荷載效應(yīng)組合時(shí)，永久荷載通常取其標(biāo)準(zhǔn)值?？勺兒奢d根據(jù)其荷載組合類型，取其標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的組合值系數(shù)（如永久組合取γG，可變組合取γQ1、γQ2...等）。需要考慮荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)（ψf）和頻遇值系數(shù)（ψq）的情況通常是：當(dāng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形（如層間位移、撓度）時(shí)，采用荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)ψf；當(dāng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的舒適度（如振動(dòng)）時(shí)，采用荷載的頻遇值系數(shù)ψq。六、影響鋼結(jié)構(gòu)梁整體穩(wěn)定性的主要因素包括：梁的截面形式和尺寸（尤其是側(cè)向支撐的間距）、梁的荷載類型（均布荷載、集中荷載位置）、梁的支承條件、材料強(qiáng)度、翼緣的寬厚比、梁的翼緣和腹板尺寸等。為提高鋼梁的整體穩(wěn)定性，可采用以下構(gòu)造措施：減小受壓翼緣的自由長(zhǎng)度（如設(shè)置側(cè)向支撐、增加檁條間距）；增大受壓翼緣的寬度或厚度；在受壓翼緣上設(shè)置縱向加勁肋；采用箱形截面或工字形截面（H型鋼）等穩(wěn)定性較好的截面形式；改善梁的支承條件（如設(shè)置中間支座）。七、混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋與混凝土共同工作的基本原理是基于兩者之間存在良好的粘結(jié)力。這種粘結(jié)力是由混凝土硬化后與鋼筋表面的機(jī)械咬合作用以及水泥漿體對(duì)鋼筋的化學(xué)粘結(jié)作用共同形成的。鋼筋埋置于混凝土中，能有效地約束混凝土的變形，而混凝土也能承擔(dān)壓應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)力的傳遞和共同受力。鋼筋保護(hù)層是指鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋外邊緣至構(gòu)件表面混凝土最外層之間的距離。其作用包括：保護(hù)鋼筋免受銹蝕（氯離子侵蝕、二氧化碳侵蝕等）和火災(zāi)損傷；提供鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力；在受彎構(gòu)件中，保護(hù)層厚度還與開(kāi)裂寬度計(jì)算有關(guān)。最小厚度要求考慮的因素包括：鋼筋直徑、環(huán)境類別（影響銹蝕風(fēng)險(xiǎn)）、保護(hù)層腐蝕電位、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、是否處于寒冷或干燥地區(qū)等。八、柱的軸心受壓破壞形態(tài)是指柱在僅承受軸向壓力作用下發(fā)生的破壞。當(dāng)柱的長(zhǎng)細(xì)比很小（短柱）時(shí)，材料先達(dá)到其強(qiáng)度極限而破壞，破壞形態(tài)為材料破壞。當(dāng)柱的長(zhǎng)細(xì)比較大（長(zhǎng)柱）時(shí)，由于側(cè)向屈曲失穩(wěn)，柱在達(dá)到材料強(qiáng)度前發(fā)生破壞，破壞形態(tài)為失穩(wěn)破壞。影響鋼筋混凝土柱正截面受壓承載力的主要因素包括：混凝土抗壓強(qiáng)度等級(jí)；縱向受力鋼筋的強(qiáng)度等級(jí)和配筋率；柱的長(zhǎng)細(xì)比（影響穩(wěn)定承載力）；鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能；配箍率（影響核心混凝土的約束效應(yīng)，對(duì)高強(qiáng)度混凝土柱尤為重要）。九、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到其設(shè)計(jì)使用功能或承載能力的臨界狀態(tài)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足兩類極限狀態(tài)的要求：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形的狀態(tài)，如構(gòu)件或連接因強(qiáng)度破壞、疲勞破壞、失穩(wěn)、過(guò)度變形、傾覆、與支座分離等。正常使用極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某一規(guī)定限值的狀態(tài)，如構(gòu)件或連接產(chǎn)生過(guò)度的變形、裂縫、振動(dòng)，或出現(xiàn)影響正常使用或耐久性的其他現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，承載能力極限狀態(tài)采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行計(jì)算，其可靠度水準(zhǔn)較高；正常使用極限狀態(tài)通常按標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，允許出現(xiàn)一定程度的變形和裂縫，可靠度要求相對(duì)較低。十、進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，確定結(jié)構(gòu)上的作用（荷載）及其組合的步驟通常包括：首先，根據(jù)建筑物類別、使用情況、所在地區(qū)以及相關(guān)規(guī)范，確定結(jié)構(gòu)上的各種荷載（永久荷載、可變荷載、偶然荷載），并確定其標(biāo)準(zhǔn)值。其次，根據(jù)結(jié)構(gòu)的功能要求、設(shè)計(jì)使用年限、荷載同時(shí)作用的可能性以及規(guī)范規(guī)定的組合規(guī)則，選擇合適的荷載組合表達(dá)式，將各種荷載進(jìn)行組合，得到設(shè)計(jì)值。常見(jiàn)的荷載組合表達(dá)式包括：永久荷載效應(yīng)組合、可變荷載效應(yīng)組合、以及永久荷載與可變荷載效應(yīng)的組合。組合時(shí)需考慮不同的荷載組合值系數(shù)（如γG、γQ1、γQ2、ψf、ψq等）。例如，對(duì)于承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，通常采用永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合值系數(shù)γG，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合值系數(shù)γQ和組合值系數(shù)ψf（或ψc）進(jìn)行組合。十一、結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)γ?是指結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用是反映結(jié)構(gòu)物的重要性，并作為結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)的基本參數(shù)之一。它用于調(diào)整結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)，從而根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞后可能造成的損失、影響以及社會(huì)后果的嚴(yán)重性，對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分級(jí)。重要性系數(shù)γ?的取值越高，表示結(jié)構(gòu)的重要性越高，要求的可靠度水平也越高，設(shè)計(jì)荷載或材料強(qiáng)度取值可能需要相應(yīng)調(diào)整（具體調(diào)整方式依據(jù)規(guī)范），以保證結(jié)構(gòu)具有更高的安全性和耐久性。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50153），結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ?的取值一般為1.0、1.1、1.2，分別對(duì)應(yīng)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)（或重要程度為很高、高、中等）的結(jié)構(gòu)。十二、鋼結(jié)構(gòu)中焊接連接的優(yōu)點(diǎn)包括：連接強(qiáng)度高，可形成連續(xù)焊縫，剛度大；密封性好，可用于承受壓力的容器或管道；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，生產(chǎn)效率高；成本相對(duì)較低（對(duì)于大型構(gòu)件連接）。缺點(diǎn)包括：焊接殘余應(yīng)力和殘余變形可能對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生不利影響；焊接熱影響區(qū)使焊縫附近鋼材性能發(fā)生變化（可能降低塑性和韌性）；對(duì)焊接質(zhì)量和鋼材性能要求較高；焊接過(guò)程需要專門(mén)的設(shè)備和防護(hù)措施；可能對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱變形。在進(jìn)行焊接連接設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的主要問(wèn)題包括：焊接方法的選擇；焊縫尺寸和形式的確定；焊接殘余應(yīng)力和變形的控制；焊接熱影響區(qū)性能的影響；焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)定；焊工的資質(zhì)要求；連接部位的構(gòu)造措施（如坡口設(shè)計(jì)）等。十三、對(duì)于該鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，在計(jì)算跨中截面最大正彎矩時(shí)，應(yīng)考慮使彎矩最大的荷載組合。對(duì)于單個(gè)集中荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，跨中最大彎矩M=Pl/4，其中P為集中荷載，l為梁跨。當(dāng)考慮荷載組合時(shí)，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009），在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于永久荷載和可變荷載，跨中最大正彎矩通常采用組合形式：M=γG*M_Gk+γQ*M_Qk或M=γG*M_Gk+ψf*γQ*M_Qk，其中γG、γQ分別為永久荷載和可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，M_Gk、M_Qk分別為永久荷載和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的彎矩，ψf為可變荷載的組合值系數(shù)。選擇哪種組合形式取決于荷載類型和規(guī)范要求。支座處最大剪力發(fā)生在靠近支座的截面，通?？紤]永久荷載和一個(gè)或多個(gè)可變荷載同時(shí)作用的情況，采用相應(yīng)的荷載組合：V=γG*V_Gk+γQ*V_Qk或V=γG*V_Gk+ψf*γQ*V_Qk，其中V_Gk、V_Qk分別為永久荷載和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的剪力。選擇組合原則是基于荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性以及可能產(chǎn)生的最大內(nèi)力效應(yīng)。簡(jiǎn)述理由：跨中彎矩是控制梁正截面承載能力的關(guān)鍵內(nèi)力，必須考慮可能出現(xiàn)的最大彎矩組合。支座剪力是控制梁斜截面承載能力的關(guān)鍵內(nèi)力，必須考慮可能出現(xiàn)的最大剪力組合。十四、組合結(jié)構(gòu)是指由不同材料（主要是混凝土和鋼材）組成的共同承受荷載的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)述組合結(jié)構(gòu)中混凝土部分和鋼部分共同工作的基本原理是：利用混凝土的抗壓性能和鋼材的抗拉性能，通過(guò)合理的構(gòu)造措施（如鋼筋連接、焊接、螺栓連接等），使混凝土和鋼材在受力過(guò)程中能夠有效地協(xié)同工作，共同承擔(dān)荷載，從而提高結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和經(jīng)濟(jì)性。共同工作的實(shí)現(xiàn)依賴于兩者之間的可靠粘結(jié)和傳遞力的機(jī)制。組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用場(chǎng)合主要包括：大跨度鋼結(jié)構(gòu)梁（鋼梁與混凝土板組合形成鋼-混凝土組合梁）、鋼管混凝土柱（混凝土填入鋼管內(nèi)部形成柱）、鋼-混凝土組合樓蓋、橋梁中的鋼-混凝土組合梁橋等。十五、根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011），框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施主要包括：抗震構(gòu)造措施，如梁、柱、節(jié)點(diǎn)（梁柱連接）的抗震構(gòu)造要求（如最小截面尺寸、軸壓比限制、配筋構(gòu)造、箍筋配置、搭接和錨固長(zhǎng)