2025年事業(yè)單位招聘考試綜合類專業(yè)能力測試試卷（建筑類）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽獲獎試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、試述影響建筑結(jié)構(gòu)選型的主要因素，并比較框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)和桁架結(jié)構(gòu)在受力特點、適用場合及優(yōu)缺點方面的差異。二、某單層工業(yè)廠房采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，跨度12m，柱頂標高5m。屋面采用預(yù)制鋼筋混凝土屋架，重約20kN/m（含屋面恒載和雪荷載等）。柱子基礎(chǔ)采用獨立基礎(chǔ)。請簡述進行該廠房排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的基本步驟，并說明在荷載計算中需要考慮哪些主要荷載及其組合方式。三、簡述鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計算原理（例如，基于平截面假定）。在設(shè)計中，如何通過配置縱向受拉鋼筋和受壓鋼筋來保證構(gòu)件的承載力？請解釋“配筋率”的概念及其對構(gòu)件性能的影響。四、解釋什么是結(jié)構(gòu)體系的延性。為什么在抗震設(shè)計中，通常希望主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)（如框架、剪力墻）具有較好的延性？簡述提高結(jié)構(gòu)延性的主要措施。五、某鋼筋混凝土簡支梁，截面尺寸b×h=200mm×500mm，計算跨度6m。承受均布恒載（包括梁自重）gk=25kN/m，均布活載qk=15kN/m。試根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，計算該梁跨中截面所需配置的縱向受拉鋼筋截面面積。請列出主要的計算步驟和關(guān)鍵公式（無需代入具體數(shù)值計算鋼筋面積）。六、設(shè)計一個簡支梁的端部支座連接（即梁柱節(jié)點連接）。假設(shè)梁采用鋼筋混凝土，柱采用型鋼（例如工字鋼）。請簡述該連接的設(shè)計需要考慮哪些主要問題（如力的傳遞方式、連接形式選擇、強度計算等），并說明選擇何種連接形式可能更合適，為什么？七、什么是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)？建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通常需要滿足哪兩種極限狀態(tài)的要求？請分別說明這兩種極限狀態(tài)的設(shè)計表達式及其含義。八、試分析地基基礎(chǔ)設(shè)計需要考慮哪些主要因素？如果某場地土質(zhì)較差，存在軟弱下臥層，在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，應(yīng)采取哪些常用的處理措施？請簡述這些措施的基本原理。九、某高層建筑采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。請說明該結(jié)構(gòu)體系的特點及其適用性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，如何協(xié)調(diào)框架和剪力墻之間的受力關(guān)系？需要采取哪些構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)的整體性和協(xié)同工作？十、閱讀以下關(guān)于某結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的部分描述：（此處假設(shè)一段描述，例如：“該方案采用新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架，樓板采用預(yù)制混凝土板。結(jié)構(gòu)體系規(guī)則，主要抗側(cè)力構(gòu)件均為鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用筏板基礎(chǔ)。設(shè)計考慮了基本風(fēng)壓和地震作用。”）請根據(jù)該描述，分析該結(jié)構(gòu)方案可能存在的優(yōu)缺點，并提出至少兩點你認為是該方案在設(shè)計中需要重點關(guān)注的問題。試卷答案一、影響建筑結(jié)構(gòu)選型的主要因素包括：建筑物的用途和功能、建筑高度和層數(shù)、建筑所處的地理位置（如地震烈度、風(fēng)壓）、地基條件、材料供應(yīng)情況、建筑經(jīng)濟性、工期要求、建筑美學(xué)要求以及結(jié)構(gòu)工程師的技術(shù)水平等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)：受力特點為梁柱節(jié)點主要承受彎矩、剪力。適用于多層和高層建筑、大跨度建筑、以及有較大空間開間的建筑。優(yōu)點是平面布置靈活，空間較大，可形成較大的開間和柱網(wǎng)尺寸。缺點是側(cè)向剛度相對較小，自重較大，抗震性能相對較差。剪力墻結(jié)構(gòu)：受力特點為墻體主要承受彎矩，水平力主要由剪力墻承擔(dān)。適用于高層建筑、住宅樓、醫(yī)院等需要較大空間且側(cè)向剛度要求較高的建筑。優(yōu)點是側(cè)向剛度大，變形小，抗震性能好。缺點是墻體間距受限制，建筑平面布置不夠靈活，自重較大。桁架結(jié)構(gòu)：受力特點為節(jié)點主要承受剪力，桿件主要承受軸向力（拉力或壓力）。適用于大跨度建筑，如體育館、飛機庫、橋梁等。優(yōu)點是材料利用率高，自重輕，跨越能力大。缺點是節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜，整體性相對較差，建筑空間受桁架形狀限制。二、進行排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析的基本步驟：1.收集和計算各種荷載（恒載、活載、風(fēng)荷載、地震作用等）。2.根據(jù)荷載和結(jié)構(gòu)形式，確定計算簡圖。3.計算結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)和力學(xué)特性。4.采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法（如力法、位移法、彎矩分配法或計算機軟件）計算各桿件的內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。5.繪制內(nèi)力圖（彎矩圖、剪力圖、軸力圖）。6.根據(jù)內(nèi)力圖進行構(gòu)件的截面設(shè)計和強度驗算。荷載計算中需要考慮的主要荷載及其組合方式：主要荷載：恒載（結(jié)構(gòu)自重、圍護結(jié)構(gòu)重、固定設(shè)備重等）、活載（樓面活載、屋面活載、雪荷載、冰荷載等）、水平荷載（風(fēng)荷載、地震作用）、溫度作用、地基不均勻沉降等。組合方式：根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計階段（如承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)）和荷載性質(zhì)，按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定進行組合。承載能力極限狀態(tài)通常考慮荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合；正常使用極限狀態(tài)通常考慮荷載效應(yīng)的標準組合或準永久組合。三、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計算原理基于平截面假定，即假定在受彎過程中，截面應(yīng)變沿垂直于中性軸方向呈線性分布，且截面在受彎后仍保持平面。1.縱向受拉鋼筋：承擔(dān)截面受拉區(qū)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，彌補混凝土抗拉能力不足的問題。其應(yīng)力達到屈服強度。2.縱向受壓鋼筋：承擔(dān)截面受壓區(qū)混凝土退出工作后的一部分壓應(yīng)力，提高構(gòu)件的承載能力和延性，減少受壓區(qū)高度，防止構(gòu)件突然脆性破壞。其應(yīng)力一般達不到屈服強度。配筋率的概念：指構(gòu)件中受拉鋼筋的截面面積與構(gòu)件截面有效面積的比值（對于梁板，通常指下部縱向受拉鋼筋）。配筋率對構(gòu)件性能的影響：1.適筋構(gòu)件：配筋率適中，破壞時受拉鋼筋先達到屈服強度，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎，破壞過程有明顯預(yù)兆，屬于延性破壞，是安全可靠的破壞形式。2.少筋構(gòu)件：配筋率過低，一旦受拉區(qū)混凝土開裂，受拉鋼筋很快達到屈服甚至被拉斷，破壞突然發(fā)生，屬于脆性破壞，安全性差，應(yīng)予以避免。3.超筋構(gòu)件：配筋率過高，受壓區(qū)混凝土先被壓碎，而受拉鋼筋尚未達到屈服強度，破壞也屬于脆性破壞，且材料不能被充分利用，經(jīng)濟不合理，也應(yīng)予以避免。四、結(jié)構(gòu)體系的延性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在承受超過彈性極限的荷載后，仍能繼續(xù)承受增加的荷載，并具有較大的變形能力，最終或修復(fù)或完整破壞的能力。在抗震設(shè)計中，通常希望主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)具有較好的延性，因為：1.延性結(jié)構(gòu)在遭受地震作用時，能夠通過構(gòu)件的變形耗散地震能量，降低結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)（如層間位移）。2.延性破壞是具有明顯預(yù)兆的破壞，為人員逃生和結(jié)構(gòu)采取減震措施提供了時間。3.延性結(jié)構(gòu)能夠承受較大的變形，不易發(fā)生倒塌，有利于保護生命財產(chǎn)安全和結(jié)構(gòu)的可修復(fù)性。提高結(jié)構(gòu)延性的主要措施：1.選用延性材料，如鋼筋混凝土、鋼等。2.采用延性結(jié)構(gòu)體系，如框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)等，避免采用純剪力墻結(jié)構(gòu)。3.進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證關(guān)鍵構(gòu)件（如梁、柱）具有足夠的延性。例如，梁端采用塑性鉸區(qū)，保證其有足夠的配筋率和配箍率；柱子避免出現(xiàn)超筋或少筋破壞，保證其有足夠的截面尺寸和配筋。4.采用耗能機制，如設(shè)置耗能梁段、阻尼器等。5.加強節(jié)點連接的延性，保證節(jié)點連接能力不低于相連構(gòu)件。五、根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，計算簡支梁跨中截面所需配置的縱向受拉鋼筋截面面積的主要計算步驟和關(guān)鍵公式如下：1.計算跨中彎矩設(shè)計值M：M=(1.2×gk+1.4×qk)×(l0/2)^2（其中，M為彎矩設(shè)計值，gk為恒載標準值，qk為活載標準值，l0為計算跨度）2.根據(jù)受彎承載力計算公式計算受拉鋼筋截面面積As：α1×fck×b×h0^2+fyk×As=M（其中，α1為混凝土矩形應(yīng)力圖形系數(shù)，fck為混凝土軸心抗壓強度標準值，b為梁寬，h0為截面有效高度，fyk為鋼筋抗拉強度標準值，As為受拉鋼筋截面面積）3.解出As：As=[M-α1×fck×b×h0^2]/fyk六、設(shè)計鋼筋混凝土簡支梁端部支座連接（梁柱節(jié)點連接）需要考慮的主要問題：1.力的傳遞方式：確保梁端彎矩、剪力、軸力能夠可靠地傳遞給柱子。2.連接形式選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)體系、荷載大小、材料特性、施工條件等因素選擇合適的連接形式（如剛性連接、半剛性連接、鉸接）。3.強度計算：驗算連接部位的承載力，包括梁端、柱端以及連接件（如螺栓、焊縫）的強度。4.變形協(xié)調(diào)：考慮連接部位的變形對結(jié)構(gòu)整體性能的影響。5.耐久性與防火：保證連接部位在使用年限內(nèi)具有足夠的耐久性，并滿足防火要求。選擇何種連接形式可能更合適取決于具體情況。對于裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架，由于梁柱通常采用螺栓或焊接連接，且結(jié)構(gòu)體系本身可能對節(jié)點剛度有一定要求以傳遞部分彎矩，因此采用半剛性連接或部分剛性連接可能更合適。這種連接形式既能傳遞一定的彎矩，又能提供一定的轉(zhuǎn)動能力，有利于吸收和耗散地震能量，提高結(jié)構(gòu)的延性。相對于完全鉸接，它能更好地保證結(jié)構(gòu)的整體性和剛度；相對于完全剛性連接，它能提供一定的靈活性，避免梁柱連接處產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中和變形。七、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到其設(shè)計使用功能或承載能力的臨界狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通常需要滿足兩種極限狀態(tài)的要求：1.承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應(yīng)認為超過了承載能力極限狀態(tài)：*整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件作為剛體失去平衡（如傾覆）。*結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞（如強度破壞、疲勞破壞）。*結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因過度變形而不適于繼續(xù)承載（如構(gòu)件撓度過大、支座發(fā)生過大的位移）。*結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系（如塑性鉸連續(xù)出現(xiàn)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系）。設(shè)計表達式通常為：S≤R，其中S為荷載效應(yīng)組合，R為抗力。2.正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到適用性或耐久性要求的狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應(yīng)認為超過了正常使用極限狀態(tài)：*影響正常使用功能的外觀缺陷（如裂縫過大、變形過大）。*影響正常使用功能的性能問題（如構(gòu)件過早產(chǎn)生振動、舒適度差）。*影響耐久性的局部破壞（如鋼筋銹蝕導(dǎo)致混凝土保護層開裂）。設(shè)計表達式通常為：S≤C，其中S為荷載效應(yīng)組合，C為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的變形、裂縫、應(yīng)力等的限值。八、設(shè)計地基基礎(chǔ)需要考慮的主要因素：1.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件：包括地基土的類型、分布、物理力學(xué)性質(zhì)（承載力、壓縮性、變形模量等）、地下水位、是否存在不良地質(zhì)現(xiàn)象等。2.建筑物的類型、結(jié)構(gòu)形式、荷載大小及性質(zhì)：不同類型的建筑對地基的要求不同，荷載大小和性質(zhì)直接影響基礎(chǔ)選型和設(shè)計。3.建筑物的用途和對不均勻沉降的敏感性：不同用途的建筑對沉降的限制不同。4.基礎(chǔ)周圍的環(huán)境條件：如相鄰建筑物、地下管線、施工條件等。5.經(jīng)濟性和工期要求。如果某場地土質(zhì)較差，存在軟弱下臥層，在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，常用的處理措施及其基本原理：1.換填：將軟弱土層挖除，換填強度較高的材料（如中粗砂、碎石、素混凝土等），然后在其上建造基礎(chǔ)。原理是提高地基的承載力，減少軟弱土層的壓縮變形。2.基礎(chǔ)托換：對既有建筑物或重要建（構(gòu)）筑物，采用加固技術(shù)（如加大截面法、外包鋼法、碳纖維加固等）對原有基礎(chǔ)進行加固，或采用新的基礎(chǔ)體系承擔(dān)上部荷載。原理是提高基礎(chǔ)的承載能力或改變基礎(chǔ)的受力狀態(tài)。3.樁基礎(chǔ)：采用各種樁型（如預(yù)制樁、灌注樁）將上部荷載傳遞到深部堅硬土層或持力層上。原理是利用深部土層的較高承載力，避開軟弱土層。4.加載預(yù)壓：在建筑物地基表面堆載，使地基土預(yù)先固結(jié)，提高地基承載力，減少最終沉降量。原理是利用土體的側(cè)向變形和固結(jié)特性，使地基土得到壓密。5.樁-土共同作用基礎(chǔ)：如復(fù)合地基，通過樁體和樁間土共同承擔(dān)荷載，提高地基的整體承載力。原理是發(fā)揮樁體和土體的共同作用，提高地基的承載力和變形模量。6.調(diào)整基礎(chǔ)布置或結(jié)構(gòu)形式：如采用筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)等擴大基礎(chǔ)底面積，降低地基附加應(yīng)力；或調(diào)整結(jié)構(gòu)布置，使荷載分布更均勻。九、某高層建筑采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系的特點及其適用性：特點：1.兼具框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。2.框架部分提供較大的室內(nèi)空間，平面布置靈活。3.剪力墻部分提供足夠的側(cè)向剛度，滿足抗震和抗風(fēng)要求。4.整體結(jié)構(gòu)剛度和承載力較高，變形較小。5.相對于純剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震性能更好（延性更好）。適用性：適用于層數(shù)較多（通常7-15層以上）、平面形狀規(guī)則、高度中等的高層建筑，尤其適用于需要較大開間、靈活布置內(nèi)部空間的建筑，如辦公樓、酒店、醫(yī)院等。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，如何協(xié)調(diào)框架和剪力墻之間的受力關(guān)系：1.荷載分配：在進行結(jié)構(gòu)分析時，需要合理地將水平荷載（風(fēng)荷載、地震作用）分配給框架和剪力墻。通常根據(jù)結(jié)構(gòu)剛度比例進行分配，剛度較大的剪力墻承擔(dān)更多的水平力。2.變形協(xié)調(diào)：框架和剪力墻的剛度不同，在水平荷載作用下會產(chǎn)生不同的變形。需要通過結(jié)構(gòu)設(shè)計（如調(diào)整剛度、設(shè)置適當(dāng)?shù)倪B接）使兩者變形協(xié)調(diào)，避免產(chǎn)生過大的內(nèi)力和應(yīng)力。3.傳力路徑：確保水平力能夠有效從樓層傳到基礎(chǔ)，并合理地傳遞給框架和剪力墻。需要采取的構(gòu)造措施來保證結(jié)構(gòu)的整體性和協(xié)同工