建筑结构设计工程学考试要点题集

建筑结构设计工程学考试要点题集姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.建筑结构设计工程学的基本概念与原理

A.建筑结构设计工程学的主要研究对象是什么？

B.结构安全性的基本要求包括哪些方面？

C.结构可靠性分析的主要方法有哪些？

2.结构体系与结构形式

A.钢筋混凝土框架结构的主要优点是什么？

B.剪力墙结构在抗震设计中扮演什么角色？

C.桁架结构适用于哪些类型的建筑？

3.材料力学基本知识

A.材料的弹性模量E与泊松比ν的关系是什么？

B.材料的应力应变曲线通常分为哪几个阶段？

C.材料的疲劳极限是指什么？

4.钢筋混凝土结构设计原理

A.钢筋混凝土梁的弯矩曲率关系如何确定？

B.混凝土轴心受压构件的承载力计算公式是什么？

C.钢筋混凝土剪力墙的受力特点有哪些？

5.筋凝土结构设计原理

A.筋凝土结构设计中的“筋”指的是什么？

B.筋凝土梁的剪力分配原则是什么？

C.筋凝土板的配筋率是如何确定的？

6.钢结构设计原理

A.钢结构的连接方式有哪些？

B.钢结构的疲劳设计原则是什么？

C.钢结构的设计中，如何考虑温度应力的影响？

7.建筑抗震设计

A.抗震设计中，结构的基本抗震等级是什么？

B.钢筋混凝土框架结构在抗震设计中的耗能构件有哪些？

C.抗震设计中，如何进行抗震设防烈度的确定？

8.结构耐久性设计

A.结构耐久性设计的主要目标是什么？

B.影响结构耐久性的主要因素有哪些？

C.如何进行结构的耐久性评估？

9.结构分析及计算方法

A.结构分析中的“静力分析”和“动力分析”有何区别？

B.结构计算中，如何考虑材料非线性的影响？

C.结构分析中，如何进行结构的稳定性分析？

10.建筑结构设计规范及标准的层级输出

A.我国现行建筑结构设计规范的主要依据是什么？

B.钢筋混凝土结构设计规范中，如何确定构件的抗震等级？

C.建筑抗震设计规范中，对结构构件的抗震措施有哪些要求？

答案及解题思路：

1.A.建筑结构设计工程学的主要研究对象是建筑物结构的受力功能。

B.结构安全性的基本要求包括安全性、适用性和耐久性。

C.结构可靠性分析的主要方法有概率法、可靠性指标法等。

2.A.钢筋混凝土框架结构的主要优点是受力合理、施工方便。

B.剪力墙结构在抗震设计中扮演承重和抗震的双重角色。

C.桁架结构适用于大跨度、大空间建筑。

3.A.材料的弹性模量E与泊松比ν的关系是E=3ν(1ν)。

B.材料的应力应变曲线通常分为弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。

C.材料的疲劳极限是指材料在交变应力作用下，不发生疲劳破坏的最大应力。

4.A.钢筋混凝土梁的弯矩曲率关系通过弯矩曲率方程确定。

B.混凝土轴心受压构件的承载力计算公式为f_cA，其中f_c为混凝土轴心抗压强度，A为截面积。

C.钢筋混凝土剪力墙的受力特点包括剪切变形、弯曲变形和轴向变形。

5.A.筋凝土结构设计中的“筋”指的是钢筋或纤维增强材料。

B.筋凝土梁的剪力分配原则是剪力按各截面钢筋面积比例分配。

C.筋凝土板的配筋率是根据板的跨度、荷载和混凝土强度等因素确定的。

6.A.钢结构的连接方式有焊接、螺栓连接和铆接等。

B.钢结构的疲劳设计原则是避免产生疲劳裂纹和疲劳破坏。

C.钢结构的设计中，考虑温度应力的影响主要是在热变形和温度梯度下进行计算。

7.A.抗震设计中，结构的基本抗震等级是按抗震设防烈度划分的。

B.钢筋混凝土框架结构在抗震设计中的耗能构件有柱、梁、板等。

C.抗震设计中，抗震设防烈度的确定依据是《建筑抗震设计规范》。

8.A.结构耐久性设计的主要目标是保证结构在正常使用条件下具有足够的耐久性。

B.影响结构耐久性的主要因素有材料功能、环境因素、施工质量等。

C.结构耐久性评估主要通过检查结构损伤和功能退化情况来进行。

9.A.结构分析中的“静力分析”是分析结构在静力作用下的受力状态，“动力分析”是分析结构在动力作用下的响应。

B.结构计算中，考虑材料非线性的影响主要是通过非线性分析或简化计算方法。

C.结构分析中，稳定性分析主要通过临界荷载或屈曲分析来确定。

10.A.我国现行建筑结构设计规范的主要依据是《建筑结构设计规范》。

B.钢筋混凝土结构设计规范中，确定构件的抗震等级是根据抗震设防烈度和结构类型等因素。

C.建筑抗震设计规范中，对结构构件的抗震措施有明确的要求，如设置抗震构造措施、抗震设计计算等。二、填空题1.建筑结构设计的基本任务是（保证结构的可靠性、适用性和经济性，使建筑物能够安全、耐久地使用）。

2.结构设计的基本依据包括（建筑使用功能、荷载情况、设计规范、地质条件、环境因素等）。

3.建筑结构设计的目的是（满足结构的安全性、适用性和耐久性，同时保证结构的可靠性、经济性和美观性）。

4.建筑结构设计应遵循的原则有（结构安全、适用性、耐久性、经济性、美观性和合理性等）。

5.建筑结构设计的常用材料有（钢筋、混凝土、木材、钢材、砖石、塑料等）。

6.结构计算简图的主要类型有（杆件模型、连续梁模型、框架模型、空间结构模型等）。

7.钢筋混凝土构件的受力特点有（抗弯、抗剪、抗压能力强，且具有一定的抗拉能力）。

8.结构分析的方法主要有（静力分析、动力分析、内力分析、变形分析、稳定性分析等）。

答案及解题思路：

1.解题思路：了解建筑结构设计的基本任务，保证结构设计能够满足使用功能，同时具备安全性和经济性。

2.解题思路：熟悉结构设计的基本依据，以便在设计过程中充分考虑建筑物的各项因素，如荷载、地质条件等。

3.解题思路：明确建筑结构设计的目的，保证结构在满足功能性的同时具有良好的安全功能和经济功能。

4.解题思路：掌握建筑结构设计应遵循的原则，以便在设计过程中综合考虑各个方面的要求。

5.解题思路：熟悉常用建筑材料的特点和功能，以便在设计中选择合适的材料。

6.解题思路：了解结构计算简图的主要类型，便于在分析过程中选用合适的模型。

7.解题思路：熟悉钢筋混凝土构件的受力特点，以便在设计中充分利用其力学功能。

8.解题思路：掌握结构分析的方法，能够对结构进行全面分析，保证结构设计的安全性、适用性和经济性。三、判断题1.建筑结构设计只需要考虑结构安全。

答案：错误

解题思路：建筑结构设计不仅要考虑结构安全，还需兼顾经济性、适用性、美观性以及与环境的协调性等多方面因素。

2.结构分析的计算精度越高越好。

答案：错误

解题思路：计算精度虽然重要，但过高的计算精度可能导致不必要的计算工作量，且在实际应用中，应根据工程需求确定合理的计算精度。

3.建筑结构设计只需要考虑静力荷载。

答案：错误

解题思路：建筑结构设计不仅要考虑静力荷载，还需考虑动力荷载、温度荷载、地震荷载等多种荷载作用。

4.结构体系的选择只与结构形式有关。

答案：错误

解题思路：结构体系的选择不仅与结构形式有关，还与材料特性、施工方法、经济性、功能需求等因素密切相关。

5.钢筋混凝土结构比钢结构耐久性好。

答案：错误

解题思路：钢筋混凝土结构和钢结构各有优缺点，耐久性取决于多种因素，如材料的质量、施工质量、维护保养等。

6.结构耐久性设计只需关注材料的耐久性。

答案：错误

解题思路：结构耐久性设计不仅需关注材料的耐久性，还需考虑结构整体设计、施工工艺、环境因素等。

7.结构抗震设计只关注水平方向的抗震。

答案：错误

解题思路：结构抗震设计不仅要关注水平方向的抗震，还需考虑竖向地震作用、扭转效应等因素。

8.结构计算应尽量采用手算。

答案：错误

解题思路：计算机技术的发展，结构计算已大量采用计算机软件进行，手算虽然能锻炼计算能力，但在实际工程中，计算机软件的使用更为高效和准确。四、简答题1.简述建筑结构设计工程学的任务与作用。

答案：

建筑结构设计工程学的任务与作用主要包括：

（1）保证建筑物的安全性，即结构在预期使用条件下能承受各种荷载，不会发生破坏。

（2）保证结构的适用性，使建筑物能够满足功能需求和使用者的舒适性。

（3）提高结构的耐久性，延长结构的使用寿命。

（4）优化结构的经济性，合理使用材料，降低工程造价。

（5）适应新技术和新材料的发展，推动建筑结构设计技术的创新。

解题思路：

首先阐述建筑结构设计工程学的定义，然后从安全性、适用性、耐久性、经济性和技术创新五个方面说明其任务与作用。

2.简述建筑结构设计的基本依据与要求。

答案：

建筑结构设计的基本依据与要求包括：

（1）设计规范：依据国家或地方的建筑设计规范和标准进行设计。

（2）结构荷载：考虑建筑物所承受的各种荷载，包括自重、使用荷载、环境荷载等。

（3）材料功能：选择合适的结构材料，并依据材料功能进行设计。

（4）施工工艺：考虑施工过程中的施工工艺和技术要求。

（5）美观与环保：追求建筑结构的美观性和环保性。

解题思路：

依次列举设计依据与要求的五个方面，并简要说明每个方面的具体内容。

3.简述结构分析的方法及特点。

答案：

结构分析方法及特点包括：

（1）静力分析法：以静力学原理为基础，分析结构的平衡状态，适用于小变形情况。

（2）动力分析法：考虑结构在动态荷载作用下的反应，如地震、风荷载等。

（3）有限元分析法：将结构离散为有限单元，通过求解单元的平衡方程来分析整个结构的受力状态。

特点：结构分析方法具有准确性高、适用范围广、计算速度快等特点。

解题思路：

列举三种结构分析方法，分别介绍其原理和特点，并总结其共同优点。

4.简述钢筋混凝土构件的受力特点与计算方法。

答案：

钢筋混凝土构件的受力特点与计算方法包括：

（1）受力特点：钢筋和混凝土共同工作，钢筋承受拉应力，混凝土承受压应力。

（2）计算方法：包括钢筋配筋计算、截面强度计算、裂缝宽度计算等。

解题思路：

首先介绍钢筋混凝土构件的受力特点，然后说明相应的计算方法。

5.简述建筑结构设计的步骤与内容。

答案：

建筑结构设计的步骤与内容包括：

（1）设计前调查：了解建筑物使用功能、地理位置、环境条件等。

（2）结构方案确定：根据建筑物的功能、造型、结构形式等，选择合适的结构方案。

（3）结构布置：确定梁、柱、板等构件的布置和连接方式。

（4）结构计算：依据结构荷载和材料功能，进行结构计算。

（5）施工图绘制：根据结构计算结果，绘制施工图。

解题思路：

依次列举建筑结构设计的五个步骤，并简要说明每个步骤的内容。

6.简述建筑抗震设计的原理与要求。

答案：

建筑抗震设计的原理与要求包括：

（1）抗震设计原理：利用结构的柔性和延性，减小地震作用对结构的影响。

（2）抗震设计要求：保证建筑物在地震作用下不发生破坏，满足使用功能。

解题思路：

首先介绍抗震设计原理，然后说明抗震设计的要求。

7.简述结构耐久性设计的原则与方法。

答案：

结构耐久性设计的原则与方法包括：

（1）原则：选用耐久性好的材料，合理设计结构形式，延长使用寿命。

（2）方法：包括优化结构尺寸、采用新型材料、合理选择施工工艺等。

解题思路：

先阐述结构耐久性设计的原则，然后说明具体实施方法。

8.简述结构设计中的计算精度问题。

答案：

结构设计中的计算精度问题包括：

（1）数值误差：计算过程中由于数值方法引起的误差。

（2）舍入误差：四舍五入等计算过程中的误差。

（3）近似计算：实际计算中无法完全精确求解，采用近似方法求解引起的误差。

解题思路：

列举三种计算精度问题，并简要说明其产生原因。五、计算题1.某梁，计算跨度l0=5m，简支梁，集中荷载P=10kN，计算最大弯矩和最大剪力。

解答：

最大弯矩\(M_{\text{max}}\)发生在荷载作用点，计算公式为：

\[M_{\text{max}}=\frac{P\timesl_0}{4}\]

代入数值：

\[M_{\text{max}}=\frac{10\times5}{4}=12.5\text{kN·m}\]

最大剪力\(V_{\text{max}}\)也发生在荷载作用点，计算公式为：

\[V_{\text{max}}=\frac{P}{2}\]

代入数值：

\[V_{\text{max}}=\frac{10}{2}=5\text{kN}\]

2.某矩形截面梁，计算跨度l0=6m，简支梁，均布荷载q=2kN/m，计算最大弯矩和最大剪力。

解答：

最大弯矩\(M_{\text{max}}\)发生在跨中，计算公式为：

\[M_{\text{max}}=\frac{q\timesl_0^3}{12}\]

代入数值：

\[M_{\text{max}}=\frac{2\times6^3}{12}=36\text{kN·m}\]

最大剪力\(V_{\text{max}}\)同样发生在跨中，计算公式为：

\[V_{\text{max}}=q\timesl_0\]

代入数值：

\[V_{\text{max}}=2\times6=12\text{kN}\]

3.某悬臂梁，计算跨度l0=3m，集中荷载P=20kN，计算最大弯矩和最大剪力。

解答：

最大弯矩\(M_{\text{max}}\)发生在悬臂端部，计算公式为：

\[M_{\text{max}}=P\timesl_0\]

代入数值：

\[M_{\text{max}}=20\times3=60\text{kN·m}\]

最大剪力\(V_{\text{max}}\)发生在支座处，计算公式为：

\[V_{\text{max}}=P\]

代入数值：

\[V_{\text{max}}=20\text{kN}\]

4.某连续梁，计算跨度l0=8m，集中荷载P=15kN，计算最大弯矩和最大剪力。

解答：

最大弯矩\(M_{\text{max}}\)发生在跨中，计算公式为：

\[M_{\text{max}}=\frac{P\timesl_0}{4}\]

代入数值：

\[M_{\text{max}}=\frac{15\times8}{4}=30\text{kN·m}\]

最大剪力\(V_{\text{max}}\)发生在支座处，计算公式为：

\[V_{\text{max}}=\frac{P}{2}\]

代入数值：

\[V_{\text{max}}=\frac{15}{2}=7.5\text{kN}\]

5.某圆形截面柱，计算轴压N=500kN，计算截面应力及轴心抗压强度。

解答：

圆形截面柱的截面应力\(\sigma\)计算公式为：

\[\sigma=\frac{N}{A}\]

其中\(A\)为截面面积，对于圆形截面，\(A=\pi\timesr^2\)，其中\(r\)为半径。

假设半径\(r\)为\(R\)，则：

\[\sigma=\frac{500}{\pi\timesR^2}\]

轴心抗压强度\(f_{\text{c}}\)取为材料强度标准值，例如\(f_{\text{c}}=300\text{MPa}\)。

6.某矩形截面柱，计算轴压N=400kN，计算截面应力及轴心抗压强度。

解答：

矩形截面柱的截面应力\(\sigma\)计算公式为：

\[\sigma=\frac{N}{A}\]

其中\(A\)为截面面积，对于矩形截面，\(A=b\timesh\)，其中\(b\)和\(h\)分别为矩形截面的宽度和高度。

假设\(b=B\)和\(h=H\)，则：

\[\sigma=\frac{400}{B\timesH}\]

轴心抗压强度\(f_{\text{c}}\)取为材料强度标准值，例如\(f_{\text{c}}=300\text{MPa}\)。

7.某矩形截面剪力墙，计算剪力V=200kN，计算墙身配筋。

解答：

墙身配筋的计算需要考虑多种因素，包括剪力、墙身厚度、材料强度等。一个简化的计算步骤：

\[A_{\text{steel}}=\frac{V}{\phi\timesf_{\text{y}}}\]

其中\(A_{\text{steel}}\)为钢筋面积，\(\phi\)为配筋率，\(f_{\text{y}}\)为钢筋屈服强度。

根据设计规范，确定\(\phi\)和\(f_{\text{y}}\)，然后代入公式计算\(A_{\text{steel}}\)。

8.某钢筋混凝土梁，计算跨度l0=4m，集中荷载P=8kN，计算钢筋面积及混凝土配筋。

解答：

钢筋面积\(A_{\text{steel}}\)和混凝土配筋的计算同样需要考虑多种因素，包括弯矩、材料强度等。一个简化的计算步骤：

首先计算最大弯矩\(M_{\text{max}}\)：

\[M_{\text{max}}=\frac{P\timesl_0}{4}\]

然后根据最大弯矩和混凝土的强度，计算所需的钢筋面积和混凝土配筋。具体计算公式为：

\[A_{\text{steel}}=\frac{M_{\text{max}}}{0.9\timesf_{\text{c}}\timesd}\]

其中\(d\)为混凝土保护层厚度。

根据设计规范，确定\(f_{\text{c}}\)和\(d\)，然后代入公式计算\(A_{\text{steel}}\)。六、设计题1.某办公楼，层高3.5m，跨度10m，设计一混凝土梁。

设计要求：

梁截面尺寸及配筋

梁端支承构造

梁的受力计算，包括正截面承载力、斜截面受剪承载力、裂缝宽度控制等

梁的施工要求

2.某住宅楼，层高3.0m，跨度8m，设计一钢筋混凝土板。

设计要求：

板的厚度及配筋

板的支承构造

板的受力计算，包括正截面承载力、裂缝宽度控制等

板的构造要求，如防水、保温等

3.某工业厂房，层高5.5m，跨度15m，设计一钢梁。

设计要求：

钢梁的截面选择及截面尺寸

钢梁的连接构造

钢梁的受力计算，包括正截面承载力、斜截面受剪承载力、稳定性等

钢梁的防火和防腐措施

4.某教学楼，层高3.5m，跨度8m，设计一钢结构。

设计要求：

钢结构的柱、梁、板等构件的设计

钢结构的连接方式

钢结构的受力计算，包括柱的稳定性、梁的承载力等

钢结构的防腐和防火措施

5.某商场，层高4.5m，跨度12m，设计一钢结构屋面。

设计要求：

屋面结构的选型及设计

屋面梁、檩条、屋面板的设计

屋面结构的受力计算，包括屋面荷载分布、结构稳定性等

屋面防水和保温设计

6.某图书馆，层高6.0m，跨度20m，设计一钢筋混凝土楼板。

设计要求：

楼板的厚度及配筋

楼板的支承构造

楼板的受力计算，包括正截面承载力、裂缝宽度控制等

楼板的防火和隔声设计

7.某医院，层高4.0m，跨度16m，设计一钢结构。

设计要求：

钢结构的柱、梁、板等构件的设计

钢结构的连接方式

钢结构的受力计算，包括柱的稳定性、梁的承载力等

钢结构的防腐