2025年木結(jié)構(gòu)工程試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共10分）

1.木材的含水率是指木材中水分的質(zhì)量與木材干物質(zhì)質(zhì)量的比值，當(dāng)含水率在纖維飽和點以下時，木材的強度會：

A.隨含水率增加而增加

B.隨含水率增加而減小

C.不受含水率影響

D.先增加后減小

2.木材的順紋抗壓強度通常比橫紋抗壓強度：

A.大約高3-5倍

B.大約高10-15倍

C.大約高20-25倍

D.相等

3.以下哪種木材防腐處理方法最環(huán)保？

A.鉻砷銅(CCA)處理

B.熱處理

C.硼酸鹽處理

D.煤焦油處理

4.木結(jié)構(gòu)中，梁的跨度與截面高度之比稱為：

A.長細(xì)比

B.寬厚比

C.高跨比

D.長寬比

5.在木結(jié)構(gòu)設(shè)計中，以下哪種連接方式通常具有最高的承載能力？

A.釘連接

B.螺栓連接

C.膠合連接

D.榫卯連接

6.木材的紋理方向?qū)δ静牧W(xué)性能影響最大的是：

A.順紋抗拉強度

B.順紋抗壓強度

C.橫紋抗壓強度

D.順紋抗剪強度

7.以下哪種木材最適合用于室外結(jié)構(gòu)？

A.松木

B.樺木

C.紅杉

D.椴木

8.木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計中，以下哪種方法最有效？

A.增加木材截面尺寸

B.使用防火涂料

C.使用阻燃劑處理

D.以上方法組合使用

9.膠合木結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點不包括：

A.可以制造大跨度構(gòu)件

B.可以消除木材缺陷

C.提高木材利用率

D.完全消除木材的各向異性

10.木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，以下哪種措施最有效？

A.增加結(jié)構(gòu)剛度

B.增加結(jié)構(gòu)阻尼

C.采用柔性連接

D.增加結(jié)構(gòu)重量

二、填空題（每題2分，共12分）

1.木材的纖維飽和點是指木材細(xì)胞腔內(nèi)水分已完全蒸發(fā)，而細(xì)胞壁內(nèi)水分達到飽和狀態(tài)時的含水率，通常為______。

2.木結(jié)構(gòu)中，梁的撓度計算公式為f=5ql?/384EI，其中q表示______，l表示______，E表示______，I表示______。

3.木結(jié)構(gòu)連接件中，釘連接的側(cè)向承載力主要取決于釘?shù)闹睆?、長度以及木材的______。

4.膠合木是將小尺寸木材通過膠合工藝組合成大尺寸構(gòu)件，其主要優(yōu)點是可以消除木材的______和______。

5.木結(jié)構(gòu)防腐處理中，ACQ是指______，是一種常用的環(huán)保型木材防腐劑。

6.木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計中，木構(gòu)件的耐火極限主要取決于木材的______和______。

三、判斷題（每題2分，共12分）

1.木材的強度隨著含水率的增加而增加，直到達到纖維飽和點。（）

2.木結(jié)構(gòu)中，螺栓連接的承載力主要取決于螺栓的直徑和木材的強度。（）

3.膠合木可以完全消除木材的各向異性，使其在各個方向上的力學(xué)性能相同。（）

4.木結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中會燃燒，但木材的炭化層可以保護內(nèi)部未燃燒的木材，延長結(jié)構(gòu)的耐火時間。（）

5.木結(jié)構(gòu)設(shè)計中，梁的截面高度越大，其抗彎能力越強，但同時也增加了自重。（）

6.木結(jié)構(gòu)在長期荷載作用下會發(fā)生蠕變現(xiàn)象，即隨時間增加的變形。（）

四、多項選擇題（每題2分，共4分）

1.以下哪些因素會影響木材的力學(xué)性能？（）

A.木材的密度

B.木材的含水率

C.木材的紋理方向

D.木材的溫度

E.木材的樹種

2.木結(jié)構(gòu)設(shè)計中，以下哪些措施可以提高結(jié)構(gòu)的抗震性能？（）

A.采用合理的結(jié)構(gòu)形式

B.增加結(jié)構(gòu)的剛度

C.采用柔性連接

D.設(shè)置耗能裝置

E.增加結(jié)構(gòu)重量

五、簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述木結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點和缺點。

2.解釋木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的基本原理和方法。

參考答案及解析

一、單項選擇題

1.答案：B

解析：當(dāng)木材含水率在纖維飽和點以下時，隨著含水率的增加，木材細(xì)胞壁中的水分增多，導(dǎo)致木材軟化，強度降低。當(dāng)含水率超過纖維飽和點后，木材強度基本不再變化。

2.答案：A

解析：木材的順紋抗壓強度通常比橫紋抗壓強度高3-5倍。這是因為木材細(xì)胞壁主要沿縱向排列，縱向承載能力遠大于橫向。

3.答案：C

解析：硼酸鹽處理是一種環(huán)保型木材防腐處理方法，不含重金屬，對環(huán)境友好。鉻砷銅(CCA)處理含有重金屬，對環(huán)境不友好；熱處理主要改善木材尺寸穩(wěn)定性而非防腐；煤焦油處理含有有害物質(zhì)，不環(huán)保。

4.答案：C

解析：木結(jié)構(gòu)中，梁的跨度與截面高度之比稱為高跨比，是衡量梁受力性能的重要參數(shù)，影響梁的撓度和承載能力。

5.答案：C

解析：膠合連接通過膠合劑將木材表面緊密結(jié)合，形成整體，具有最高的承載能力。釘連接和螺栓連接依賴于機械力，承載能力相對較低；榫卯連接雖然傳統(tǒng)，但在現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)中承載能力不如膠合連接。

6.答案：A

解析：木材的紋理方向?qū)樇y抗拉強度影響最大，因為木材細(xì)胞壁主要沿縱向排列，縱向抗拉能力遠高于其他方向。

7.答案：C

解析：紅杉含有天然防腐物質(zhì)，耐腐性強，適合用于室外結(jié)構(gòu)。松木雖然常用，但耐腐性較差；樺木和椴木主要用于室內(nèi)，不適合室外使用。

8.答案：D

解析：單一防火方法效果有限，組合使用多種方法（如增加截面尺寸、使用防火涂料和阻燃劑處理）可以顯著提高木結(jié)構(gòu)的防火性能。

9.答案：D

解析：膠合木可以制造大跨度構(gòu)件、消除木材缺陷、提高木材利用率，但無法完全消除木材的各向異性，因為木材本身的性質(zhì)決定了其在不同方向上的性能差異。

10.答案：C

解析：木結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，采用柔性連接可以吸收和耗散地震能量，減少結(jié)構(gòu)破壞。增加結(jié)構(gòu)剛度和重量會增大地震作用，不利于抗震；增加結(jié)構(gòu)阻尼有一定效果，但不如柔性連接直接有效。

二、填空題

1.答案：25%-30%

解析：木材的纖維飽和點通常為25%-30%，是木材物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的臨界點。在此含水率以下，木材強度隨含水率變化而變化；在此含水率以上，木材強度基本保持不變。

2.答案：均布荷載、跨度、彈性模量、截面慣性矩

解析：梁的撓度計算公式f=5ql?/384EI中，q表示均布荷載，l表示跨度，E表示彈性模量，I表示截面慣性矩。這個公式適用于簡支梁在均布荷載作用下的最大撓度計算。

3.答案：密度和強度

解析：釘連接的側(cè)向承載力主要取決于釘?shù)闹睆?、長度以及木材的密度和強度。木材密度越大、強度越高，釘連接的承載力越大。

4.答案：缺陷、各向異性

解析：膠合木可以將小尺寸木材通過膠合工藝組合成大尺寸構(gòu)件，其主要優(yōu)點是可以消除木材的缺陷（如節(jié)疤、裂紋等）和各向異性（不同方向上的性能差異），提高木材的利用率和性能。

5.答案：氨化銅季銨鹽

解析：ACQ是AmmoniacalCopperQuaternary的縮寫，中文名為氨化銅季銨鹽，是一種常用的環(huán)保型木材防腐劑，不含砷和鉻等重金屬，對環(huán)境友好。

6.答案：截面尺寸、防火處理

解析：木構(gòu)件的耐火極限主要取決于木材的截面尺寸（大截面木材炭化速度慢）和防火處理（如防火涂料、阻燃劑處理等）。截面越大，耐火時間越長；防火處理可以顯著提高木材的耐火性能。

三、判斷題

1.答案：×

解析：木材的強度隨著含水率的增加而減小，直到達到纖維飽和點。這是因為含水率增加導(dǎo)致木材細(xì)胞壁軟化，強度降低。超過纖維飽和點后，強度基本不再變化。

2.答案：√

解析：螺栓連接的承載力主要取決于螺栓的直徑和木材的強度。螺栓直徑越大，承載力越高；木材強度越高，承載力也越高。

3.答案：×

解析：膠合木可以顯著改善木材的各向異性，但無法完全消除。膠合木仍然保留了木材的基本性質(zhì)，在不同方向上的性能仍有差異，只是差異減小了。

4.答案：√

解析：木材在火災(zāi)中會燃燒，但形成的炭化層導(dǎo)熱性差，可以保護內(nèi)部未燃燒的木材，延長結(jié)構(gòu)的耐火時間。這是木結(jié)構(gòu)防火的重要特性之一。

5.答案：√

解析：梁的截面高度越大，其截面慣性矩越大，抗彎能力越強。但同時，截面高度增加也會導(dǎo)致梁的自重增加，需要綜合考慮。

6.答案：√

解析：木結(jié)構(gòu)在長期荷載作用下會發(fā)生蠕變現(xiàn)象，即隨時間增加的變形。這是因為木材具有粘彈性，在長期荷載下會發(fā)生緩慢的塑性變形。

四、多項選擇題

1.答案：ABCDE

解析：木材的力學(xué)性能受多種因素影響：密度（密度大的木材通常強度高）、含水率（含水率影響木材強度）、紋理方向（木材在不同方向上的性能不同）、溫度（溫度升高會降低木材強度）以及樹種（不同樹種的木材性能差異很大）。

2.答案：ACD

解析：提高木結(jié)構(gòu)抗震性能的措施包括：采用合理的結(jié)構(gòu)形式（如框架結(jié)構(gòu)）、采用柔性連接（允許結(jié)構(gòu)在地震中變形）和設(shè)置耗能裝置（吸收地震能量）。增加結(jié)構(gòu)剛度和重量會增大地震作用，不利于抗震。

五、簡答題

1.答案：

木結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點：

-環(huán)?？稍偕耗静氖强稍偕Y源，生產(chǎn)能耗低，碳足跡小

-輕質(zhì)高強：木材重量輕但強度較高，有利于減小結(jié)構(gòu)自重

-施工便捷：木結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以工廠預(yù)制，現(xiàn)場安裝快速

-美觀舒適：木材具有自然美感，調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，居住舒適

-預(yù)制化程度高：適合工業(yè)化生產(chǎn)，提高施工效率

木結(jié)構(gòu)的主要缺點：

-易燃：木材可燃，需要專門的防火設(shè)計

-易腐：木材易受生物侵害，需要防腐處理

-各向異性：木材在不同方向上的性能差異大，設(shè)計復(fù)雜

-變形較大：木材在溫濕度變化下容易變形，影響結(jié)構(gòu)性能

-耐久性相對較低：相比混凝土和鋼結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)的使用壽命相對較短

2.答案：

木結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的基本原理是利用木材的炭化特性，通過控制炭化速度和炭化層厚度，保證結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的穩(wěn)定性。具體方法包括：

-截面尺寸控