2025年大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期末試卷2025年大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期末試卷

姓名：______班級(jí)：______學(xué)號(hào)：______得分：______

（考試時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）

1.**單項(xiàng)選擇題（共5題，每題2分，計(jì)10分）**

1.1混凝土的強(qiáng)度等級(jí)C30表示其立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為（）MPa。

A.30B.35C.40D.45

1.2鋼筋HRB400表示其屈服強(qiáng)度特征值為（）MPa。

A.400B.500C.600D.700

1.3梁的截面尺寸通常根據(jù)（）確定。

A.受彎承載力B.受剪承載力C.受扭承載力D.以上都是

1.4砌體結(jié)構(gòu)中的砂漿強(qiáng)度等級(jí)M10表示其抗壓強(qiáng)度等級(jí)為（）MPa。

A.10B.15C.20D.25

1.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，荷載的分項(xiàng)系數(shù)γG通常取（）對(duì)于永久荷載。

A.1.0B.1.2C.1.4D.1.6

2.**填空題（共5題，每題2分，計(jì)10分）**

2.1鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)是兩者的______相同。

2.2鋼筋保護(hù)層的作用是防止鋼筋______和銹蝕。

2.3預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力損失包括______和______兩部分。

2.4框架結(jié)構(gòu)的主要傳力路徑是______。

2.5砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)滿足______和______兩個(gè)方面的要求。

3.**簡(jiǎn)答題（共3題，每題5分，計(jì)15分）**

3.1簡(jiǎn)述影響混凝土強(qiáng)度的主要因素。

3.2簡(jiǎn)述鋼筋混凝土梁正截面受彎承載力計(jì)算的基本原理。

3.3簡(jiǎn)述框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的“強(qiáng)柱弱梁”原則及其意義。

4.**計(jì)算題（共3題，每題10分，計(jì)30分）**

4.1已知某簡(jiǎn)支梁跨徑L=6m，承受均布荷載q=20kN/m，梁截面尺寸b×h=200mm×500mm，采用C25混凝土，HRB400鋼筋，求梁跨中彎矩及所需受拉鋼筋面積。

4.2某軸心受壓柱截面尺寸b×h=400mm×400mm，采用C30混凝土，HRB400鋼筋，軸向力N=1500kN，求柱的承載力。

4.3已知某預(yù)應(yīng)力混凝土梁，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力σcon=0.75fyk，預(yù)應(yīng)力損失σl=200MPa，求梁的有效預(yù)應(yīng)力σpe。

5.**繪圖題（共1題，計(jì)15分）**

5.1畫出單跨簡(jiǎn)支梁在均布荷載作用下的剪力圖和彎矩圖，并標(biāo)注關(guān)鍵值。

6.**分析題（共2題，每題5分，計(jì)10分）**

6.1分析鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)在抗震性能方面的主要差異。

6.2分析砌體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的主要原因及防治措施。

7.**論述題（共1題，計(jì)20分）**

7.1論述現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可持續(xù)發(fā)展的理念及其在結(jié)構(gòu)選型中的應(yīng)用。

（以下為題型7—15的題目）

8.**單項(xiàng)選擇題（共2題，每題2分，計(jì)4分）**

8.1桁架結(jié)構(gòu)中，桿件主要承受（）作用。

A.拉力B.壓力C.剪力D.彎矩

8.2基礎(chǔ)埋深的主要影響因素是（）。

A.地震烈度B.地質(zhì)條件C.建筑高度D.風(fēng)荷載

9.**填空題（共2題，每題2分，計(jì)4分）**

9.1鋼結(jié)構(gòu)中，焊縫的質(zhì)量等級(jí)通常分為_(kāi)_____、______和______三級(jí)。

9.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，荷載組合通常分為_(kāi)_____和______兩種情況。

10.**簡(jiǎn)答題（共2題，每題5分，計(jì)10分）**

10.1簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的基本要求。

10.2簡(jiǎn)述基礎(chǔ)類型的選擇依據(jù)。

11.**計(jì)算題（共1題，計(jì)10分）**

11.1已知某桁架下弦桿承受拉力N=600kN，采用Q235B鋼材，求所需鋼筋截面面積。

12.**繪圖題（共1題，計(jì)10分）**

12.1畫出懸臂梁在集中荷載作用下的剪力圖和彎矩圖，并標(biāo)注關(guān)鍵值。

13.**分析題（共1題，計(jì)10分）**

13.1分析高層建筑結(jié)構(gòu)選型時(shí)，不同結(jié)構(gòu)體系（框架、剪力墻、框剪）的優(yōu)缺點(diǎn)。

14.**論述題（共1題，計(jì)10分）**

14.1論述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能與經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系。

15.**附加題（共1題，計(jì)10分）**

15.1某多層砌體結(jié)構(gòu)，層數(shù)n=4層，樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=5kN/m2，墻體材料為MU10磚，M5砂漿，求底層墻體的承載力。

8.**單項(xiàng)選擇題（共2題，每題2分，計(jì)4分）**

8.1桁架結(jié)構(gòu)中，桿件主要承受（）作用。

A.拉力B.壓力C.剪力D.彎矩

8.2基礎(chǔ)埋深的主要影響因素是（）。

A.地震烈度B.地質(zhì)條件C.建筑高度D.風(fēng)荷載

9.**填空題（共2題，每題2分，計(jì)4分）**

9.1鋼結(jié)構(gòu)中，焊縫的質(zhì)量等級(jí)通常分為_(kāi)_____、______和______三級(jí)。

9.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，荷載組合通常分為_(kāi)_____和______兩種情況。

10.**簡(jiǎn)答題（共2題，每題5分，計(jì)10分）**

10.1簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的基本要求。

10.2簡(jiǎn)述基礎(chǔ)類型的選擇依據(jù)。

11.**計(jì)算題（共1題，計(jì)10分）**

11.1已知某桁架下弦桿承受拉力N=600kN，采用Q235B鋼材，求所需鋼筋截面面積。

12.**繪圖題（共1題，計(jì)10分）**

12.1畫出懸臂梁在集中荷載作用下的剪力圖和彎矩圖，并標(biāo)注關(guān)鍵值。

13.**分析題（共1題，計(jì)10分）**

13.1分析高層建筑結(jié)構(gòu)選型時(shí)，不同結(jié)構(gòu)體系（框架、剪力墻、框剪）的優(yōu)缺點(diǎn)。

14.**論述題（共1題，計(jì)10分）**

14.1論述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能與經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系。

15.**附加題（共1題，計(jì)10分）**

15.1某多層砌體結(jié)構(gòu)，層數(shù)n=4層，樓面荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=5kN/m2，墻體材料為MU10磚，M5砂漿，求底層墻體的承載力。

8.1答案：A

8.2答案：B

9.1答案：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)

9.2答案：標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合

10.1答案：鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的基本要求包括：確定防火等級(jí)、選擇合適的防火涂料或防火板材、進(jìn)行防火保護(hù)施工、確保防火保護(hù)層的厚度和完整性等。防火設(shè)計(jì)應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求，以保證結(jié)構(gòu)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠維持一定的承載能力和使用功能，保障人員安全疏散。

10.2答案：基礎(chǔ)類型的選擇依據(jù)主要包括：地質(zhì)條件（地基承載力、土層分布）、建筑高度和荷載大小、上部結(jié)構(gòu)形式、周邊環(huán)境（地下管線、相鄰建筑物）、施工條件（設(shè)備能力、工期要求）等。例如，軟弱地基上常采用樁基礎(chǔ)，而堅(jiān)硬地基上可采用淺基礎(chǔ)；高層建筑通常需要采用樁基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)，而低層建筑可采用條形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)。

11.1解：Q235B鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fy=215N/mm2，下弦桿所需截面面積A=N/fy=600000/215=2787.2mm2。若采用圓鋼，直徑d=√(4A/π)=√(4×2787.2/π)=26.0mm；若采用方鋼，邊長(zhǎng)b=√A=√2787.2=52.8mm。實(shí)際選用時(shí)需考慮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。

12.1繪圖：

（此處應(yīng)有圖形，描述如下）

剪力圖：從固定端開(kāi)始，剪力值等于集中荷載大小，呈水平線。

彎矩圖：從固定端開(kāi)始，彎矩值為集中荷載乘以力臂，呈斜直線，在荷載作用點(diǎn)彎矩值最大。標(biāo)注關(guān)鍵值：剪力最大值、彎矩最大值。

13.1答案：

框架結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是空間布置靈活，適用于高層建筑和大型公共建筑；缺點(diǎn)是側(cè)向剛度較小，抗震性能相對(duì)較差。

剪力墻結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是側(cè)向剛度大，抗震性能好；缺點(diǎn)是平面布置不靈活，適用于高層住宅和公寓。

框剪結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)合了框架和剪力墻的優(yōu)點(diǎn)，既有較好的空間布置靈活性，又有較大的側(cè)向剛度，適用于高層建筑；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)計(jì)算較為復(fù)雜。

14.1答案：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震性能與經(jīng)濟(jì)性之間存在著密切的關(guān)系，兩者相互制約、相互影響。提高結(jié)構(gòu)的抗震性能通常會(huì)增加結(jié)構(gòu)造價(jià)，例如采用更強(qiáng)的材料、加大構(gòu)件截面尺寸、增加耗能裝置等；而過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)性可能會(huì)降低結(jié)構(gòu)的抗震能力，導(dǎo)致在地震作用下出現(xiàn)破壞甚至倒塌，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要在滿足抗震要求的前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)選型、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、采用新材料新技術(shù)等措施，在保證安全的前提下，盡可能降低工程造價(jià)，實(shí)現(xiàn)抗震性能與經(jīng)濟(jì)性的平衡。

15.1解：MU10磚抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=1.5N/mm2，M5砂漿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=1.0N/mm2，墻體凈截面面積A=1×1=1m2=1000000mm2。底層墻體承受荷載包括自重、樓面荷載及上部墻體傳來(lái)的荷載。假設(shè)墻體高度h=3m，則墻體自重G=1.0×(3×1+0.24×3)=3.72kN/m2，4層樓面荷載Q=4×5=20kN/m2。墻體承載力N=1.2×(3.72+20)+1.4×30=1.2×23.72+1.4×30=28.464+42=70.464kN。實(shí)際承載力需考慮安全系數(shù)和施工質(zhì)量等因素。

**一、題型答案**

**1.單項(xiàng)選擇題（共5題，每題2分，計(jì)10分）**

1.1C1.2A1.3D1.4A1.5B

**2.填空題（共5題，每題2分，計(jì)10分）**

2.1彈性模量2.2銹蝕2.3張拉端應(yīng)力損失、錨固端應(yīng)力損失2.4水平力主要由梁柱節(jié)點(diǎn)傳遞2.5強(qiáng)度、變形

**3.簡(jiǎn)答題（共3題，每題5分，計(jì)15分）**

3.1影響混凝土強(qiáng)度的主要因素：水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比、骨料質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度）、齡期、摻合料和外加劑。

3.2鋼筋混凝土梁正截面受彎承載力計(jì)算的基本原理：基于平截面假定，將截面劃分為受壓區(qū)和受拉區(qū)，利用材料強(qiáng)度和截面幾何參數(shù)計(jì)算正截面承載力。計(jì)算方法包括：?jiǎn)谓罱孛?、雙筋截面、T形截面等。

3.3框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的“強(qiáng)柱弱梁”原則及其意義：“強(qiáng)柱弱梁”原則是指通過(guò)設(shè)計(jì)使梁的受彎承載力小于柱的受彎承載力，從而在地震作用下，梁先于柱發(fā)生破壞，形成延性破壞機(jī)制，保護(hù)柱子不發(fā)生脆性破壞，保證結(jié)構(gòu)有足夠的抗震性能和延性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。

**4.計(jì)算題（共3題，每題10分，計(jì)30分）**

4.1解：簡(jiǎn)支梁跨中彎矩M=0.5*q*L^2=0.5*20*6^2=360kN·m。所需受拉鋼筋面積A_s=M/(0.9*f_c*b*h_0^2)=360000000/(0.9*25*200*435^2)=1875mm^2。選用4Φ22鋼筋（A_s=1520mm^2）。

4.2解：軸心受壓柱承載力N=α*A_b*f_c+ρ*A_s*f_y=0.9*400*400*30+0.01*400*400*360=4320000+57600=4377600N=4377.6kN。實(shí)際承載力需考慮穩(wěn)定系數(shù)。

4.3解：有效預(yù)應(yīng)力σ_pe=σcon-σl=0.75*fyk-200=0.75*500-200=275MPa。

**5.繪圖題（共1題，計(jì)15分）**

5.1剪力圖：三角形，最大剪力在支座處，值為qL/2=20*6/2=60kN。彎矩圖：拋物線，最大彎矩在跨中，值為qL^2/8=20*6^2/8=90kN·m。

**6.分析題（共2題，每題5分，計(jì)10分）**

6.1鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)在抗震性能方面的主要差異：鋼結(jié)構(gòu)重量輕、延性好，但易失穩(wěn)；混凝土結(jié)構(gòu)重量大、剛度高，但延性相對(duì)較差。

6.2砌體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的主要原因及防治措施：主要原因包括溫度變化、地基不均勻沉降、材料收縮等；防治措施包括設(shè)置伸縮縫、沉降縫，采用輕質(zhì)高強(qiáng)材料，加強(qiáng)配筋等。

**7.論述題（共1題，計(jì)20分）**

7.1現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可持續(xù)發(fā)展的理念及其在結(jié)構(gòu)選型中的應(yīng)用：可持續(xù)發(fā)展理念強(qiáng)調(diào)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、降低能耗。在結(jié)構(gòu)選型中，可應(yīng)用高性能材料、再生材料、節(jié)能設(shè)計(jì)等，例如采用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)減少現(xiàn)場(chǎng)施工能耗，采用綠色建材減少環(huán)境污染。

**8.單項(xiàng)選擇題（共2題，每題2分，計(jì)4分）**

8.1A8.2B

**9.填空題（共2題，每題2分，計(jì)4分）**

9.1一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)9.2標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合

**10.簡(jiǎn)答題（共2題，每題5分，計(jì)10分）**

10.1鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)的基本要求：確定防火等級(jí)，選擇合適的防火保護(hù)措施（涂料、板材等），確保保護(hù)層厚度，滿足規(guī)范要求。

10.2基礎(chǔ)類型的選擇依據(jù)：地質(zhì)條件、建筑高度和荷載、上部結(jié)構(gòu)形式、周邊環(huán)境、施工條件。

**11.計(jì)算題（共1題，計(jì)10分）**

11.1解：所需截面面積A=N/fy=600000/215=2787.2mm^2。選用圓鋼直徑d=√(4A/π)=√(4×2787.2/π)=26.0mm。

**12.繪圖題（共1題，計(jì)10分）**

12.1剪力圖：水平線，值為集中荷載大小。彎矩圖：斜直線，在固定端彎矩最大，值為集中荷載乘以力臂。

**13.分析題（共1題，計(jì)10分）**

13.1高層建筑結(jié)構(gòu)選型時(shí)，不同結(jié)構(gòu)體系（框架、剪力墻、框剪）的優(yōu)缺點(diǎn)：框架結(jié)構(gòu)空間靈活，但側(cè)向剛度??；剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大，但空間受限；框剪結(jié)構(gòu)綜合兩者優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。

**14.論述題（共1題，計(jì)10分）**

14.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震性能與經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系：提高抗震性能通常增加造價(jià)，過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)性可能降低抗震能力。需要在滿足抗震要求前提下，通過(guò)合理設(shè)計(jì)、新材料等實(shí)現(xiàn)平衡。

**15.附加題（共1題，計(jì)10分）**

15.1解：底層墻體承載力N=1.2*(3.72+20)+1.4*30=1.2*23.72+1.4*30=28.464+42=70.464kN。

**二、知識(shí)點(diǎn)分類和總結(jié)**

1.**材料力學(xué)性能**：混凝土強(qiáng)度等級(jí)、鋼筋種類及強(qiáng)度、彈性模量、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延性、脆性。

2.**結(jié)構(gòu)力學(xué)**：荷載類型（恒載、活載、風(fēng)荷載、地震作用）、內(nèi)力計(jì)算（剪力、彎矩、軸力）、結(jié)構(gòu)體系（框架、剪力墻、桁架、拱結(jié)構(gòu)）、支座類型（固定、鉸接、滑動(dòng)）。

3.**結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理**：承載力計(jì)算（受彎、受剪、受壓、受拉）、構(gòu)造要求（鋼筋保護(hù)層、錨固長(zhǎng)度、搭接長(zhǎng)度）、延性設(shè)計(jì)、抗震設(shè)計(jì)原則（強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎）。

4.**地基基礎(chǔ)**：地基承載力、基礎(chǔ)類型（淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)）、基礎(chǔ)埋深、地基處理。

5.**鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)**：鋼材種類及性能、焊縫質(zhì)量等級(jí)、連接方式（焊縫、螺栓）、防火設(shè)計(jì)、失穩(wěn)問(wèn)題。

6.**砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)**：砌體強(qiáng)度等級(jí)、砂漿強(qiáng)度等級(jí)、墻體承載力計(jì)算、裂縫控制、抗震設(shè)計(jì)。

**三、各題型所考察學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)詳解及示例**

**1.單項(xiàng)選擇題**：主要考察學(xué)生對(duì)基本概念、材料性能、設(shè)計(jì)原則的掌握程度。例如，題目考察混凝土強(qiáng)度等級(jí)的含義，學(xué)生需要知道C30表示立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為30MPa。

**2.填空題**：主要考察學(xué)生對(duì)重要名詞、公式、規(guī)范術(shù)語(yǔ)的記憶能力。例如，題目要求填寫鋼筋保護(hù)層的作用，學(xué)生應(yīng)填寫防止鋼筋銹蝕和保證鋼筋與混凝土共同工作。

**3.簡(jiǎn)答題**：主要考察學(xué)生對(duì)基本原理、設(shè)計(jì)方法的理解