单项选择题 某多层框架结构顶层局部平面布置图如图所示,层高为3.6m。外围护墙采用MU5级单排孔混凝土小型空心砌块对孔砌筑、Mb5级砂浆砌筑。外围护墙厚度为190mm,内隔墙厚度为90mm,砌体的容重为12kN/m3(包含墙面粉刷)。砌体施工质量控制等级为B级;抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g。
1. 假定,外围护墙无洞口、风荷载沿楼层高度均布,γ
0=1.0。试问,每延米外围护墙上端能承受的风荷载设计值(kN/m
2),与下列何项数值最为接近?
提示:风荷载引起的弯矩,可按公式计算:
。
式中:w——沿楼层高均布荷载设计值(kN/m
2);H
i——层高(m)。
A B C D
C
[解析] 外围护墙上端仅受到风荷载引起的弯矩,风荷载引起的弯矩设计值为
根据《砌规》表3.2.2,MU5单排孔混凝土砌块、Mb5砂浆砌体沿通缝的弯曲抗拉强度为:f
tm=0.05MPa。
根据《砌规》第5.4.1条,
f
tmW=0.05×1000×190
2/6=300833Nmm/m=0.3kN·m/m
可承受的风荷载设计值为:w=
=12×300833/3000
2=0.40kN/m
2 本题主要考查砌体墙的受弯承载力计算。
1.外围护墙属于自承重构件,风荷载引起的弯矩,可按公式计算:
。
2.外围护墙的弯曲抗拉强度设计值f
tm,应按《砌体结构设计规范》GB 50003—2011表3.2.2,取沿通缝的弯曲抗拉强度设计值。
2. 假定,外围护墙无洞口、风荷载沿楼层高度均布,墙下端由风荷载引起的弯矩设计值为0.375kN·m/m,墙的计算高度H
0为3m。试问,每延米外围护墙下端的承载力设计值(kN/m),与下列何项数值最为接近?
A B C D
C
[解析] 外围护墙下端受到墙体自重压力和风荷载引起的弯矩的作用,承载力按压弯构件计算。
每延米墙体自重设计值为:N=1.2×12×0.19×3=8.21kN/m
根据《砌规》5.1.2条,混凝土空心砌块墙体的高厚比为:
偏心矩e=M/N=0.375/8.21=0.046m<0.6×0.19/2=0.057m
e/h=0.046/0.19=0.242
查《砌规》附录D,承载力影响系数φ=0.30
根据《砌规》表3.2.1-4,MU5单排孔混凝土砌块、Mb5砂浆砌体抗压强度为:
f=1.19MPa。
根据《砌规》5.1.1条,每延米墙体的承载力为:
φfA=0.30×1.19×1000×190=67.83kN/m
本题主要考查压弯构件的受压承载力计算。
压弯构件的受压承载力计算,应考虑偏心矩的影响、高厚比的影响等,并按《砌体结构设计规范》GB 50003—2011第5.1.1条计算即可。
3. 假定,外围护墙洞口如图c所示。试问,外围护墙修正后的允许高厚比μ
1μ
2[β],与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 根据《砌规》表6.1.1,墙的允许高厚比[β]=24。
根据《砌规》第6.1.3条,厚度为190mm的自承重墙,插值确定允许高厚比修正系数μ
1=1.3。
根据《砌规》第6.1.4条,有门窗洞口墙的允许高厚比修正系数为:
μ
2=1-0.4
=1-0.4×4/8=0.8>0.7
所以,μ
1μ
2[β]=1.3×0.8×24=24.96
本条主要考查有洞口外墙的高厚比验算。
1.有洞口外墙的高厚比验算,应考虑高厚比问题、有洞口墙的允许高厚比修正问题和自承重墙允许高厚比的修正问题等。
2.应按《砌体结构设计规范》GB 50003—2011表6.1.1正确选用墙的允许高厚比,注意,表中的“墙”专指有翼墙的墙(即翼墙设置有助于墙体稳定),而不是“独立墙”,对“独立墙”应取表中“柱”的允许高厚比限值。
4. 假定,内隔墙块体采用MU10级单排孔混凝土空心砌块。试问,若满足修正后的允许高厚比μ
1μ
2[β]要求,内隔墙砌筑砂浆的最低强度等级,与下列何项数值最为接近?
- A.Mb10
- B.Mb7.5
- C.Mb5
- D.Mb2.5
A B C D
B
[解析] 根据《砌规》表6.1.1,内隔墙的高厚比为:
β=
=3500/90=38.9
根据《砌规》第6.1.3条,厚度为90mm的自承重墙,允许高厚比修正系数μ
1=1.5。
根据《砌规》第6.1.1条,β≤μ
1μ
2[β]
查《砌规》表6.1.1,[β]≥25.9,对应的砂浆强度等级≥Mb7.5。
本题主要考查依据高厚比限值反求墙体强度。
本题依据已知的墙体高厚比限值,反求自承重墙体的砂浆强度等级。
6. 假定,内隔墙采用MU10级单排孔混凝土空心砌块、Mb10级砂浆砌筑。内隔墙砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数ζ
N取1.0。试问,每延米内隔墙抗震抗剪承载力设计值(kN/m),与下列何项数值最为接近?
提示:按《砌体结构设计规范》GB 50003—2011作答。
A B C D
A
[解析] 根据《砌规》第10.3.1条,混凝土砌块砌体的抗震抗剪承载力的计算公式为:
根据《砌规》表3.2.2,MU10单排孔混凝土砌块、Mb10砂浆砌体抗剪强度为:
f
v=0.09MPa。
根据《砌规》表10.1.5,自承重墙受剪承载力抗震调整系数为1.0。
所以,每延米内隔墙的抗震抗剪承载力为:
=0.09×1000×90/1.0=8.1kN/m
本题主要考查填充墙的抗震抗剪承载力设计值。
1.砌体墙的抗震抗剪承载力设计值在《砌体结构设计规范》GB 50003—2011第10.3.1条中有明确规定,应注意墙体自重对墙体抗震抗剪强度的影响,按表10.3.1确定相应的正应力影响系数。
2.抗震承载力计算应特别注意承载力抗震调整系数。
8. 一木柱截面100mm×150mm,采用新疆落叶松制作,其计算简图如图所示,柱顶和柱底采取了限制侧移的措施。试问,柱轴心受压的稳定系数φ,与下列何值最为接近?
A B C D
A
[解析] 按《木规》第5.1.4、5.1.5条计算。
l
0=3m,I
min=150×100
3/12mm
4,A=100×150mm
2 i
min=
新疆落叶松树种强度等级为TC13,
λ=l
0/i
min=3000/28.9=103.8mm>91
φ=2800/λ
2=2800/103.8
2=0.26
本题主要考查铰接木柱的轴心受压稳定系数问题。
轴心受压木柱的稳定系数与构件材料、构件截面、构件的计算高度等因素有关,按《木结构设计规范》GB 50005—2003第5.1.4条和第5.1.5条作答,即可得正确答案。
某住宅为8层框架结构,各层层高均为3m,无地下室,原始地面标高为10.000m,室内外高差0.300m,结构荷载均匀对称,初步设计阶段,考虑采用人工处理地基上的筏板基础,筏板沿建筑物周边外挑1m,筏板基础总尺寸为16m×42m,相应于荷载效应标准组合时,基础底面处平均压力值pk=145kPa。场地土层分布如图所示,地下水位标高为9.000m。
10. 试问,当考虑采用天然地基基础方案,对下卧层承载力进行验算时,相应于荷载效应标准组合,③层淤泥质粉质黏土软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa),与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 根据《地规》5.2.7条
z/b=1/16<0.25,故扩散角θ=0°
基础底面处,土体自重压力值为:
p
c=18×1+(18.5-10)×1=26.5
相应于荷载标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值为:
p
z=
=p
k-p
c=145-26.5=118.5kPa
根据考试大纲要求,考生应掌握地基承载力的确定方法。当存在软弱下卧层时,必须正确计算软弱下卧层顶面的附加应力值,进行软弱下卧层的承载力验算。
1.软弱下卧层顶面处的附加应力,与基底附加应力p
z、压力扩散角θ、基础底面至软弱下卧层顶面的距离z和基础尺寸(长度l和宽度b)有关。
2.求解软弱下卧层顶面附加应力的关键是,正确确定地基压力扩散线与垂直线的夹角θ,θ与上下层土的压缩模量比值E
s1/E
s2及z/b相关,《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011所采用的θ是偏安全的,查表5.2.7确定θ后,即可按式(7.2.7-3)进行求解。
12. 条件同上题,假定,增强体单桩承载力特征值为200kN,单桩承载力发挥系数为1.0,受软弱下卧层影响,桩间土承载力发挥系数为0.35。试问,按《建筑地基处理技术规范》JGJ 79—2012,处理后基底的复合地基承载力特征值f
spk(kPa),与下列何项数值最为接近?
提示:处理后桩间土承载力特征值取未经修正的天然地基承载力特征值。
A B C D
D
[解析] 根据《地处规》7.1.5条第2款和式(7.1.5-2),
根据考试大纲要求,考生应掌握水泥土搅拌桩复合地基的设计方法及构造要求,本题主要考查根据增强体单桩竖向承载力特征值及地基土的天然地基承载力特征值,如何正确地计算复合地基的承载力特征值f
spk。
1.根据《建筑地基处理技术规范》JGJ 79—2012第7.1.5条第2款和式(7.1.5-2)进行计算。
2.关键是正确计算复合地基的面积置换率m。在不同的布桩形式下,尽管面积置换率m的含义相同,但d
e的计算表达式有所不同,部分考生忙中出错的情况时有发生。
某轴心受压砌体房屋内墙,γ0=1.0,采用墙下钢筋混凝土条形扩展基础,垫层混凝土强度等级C10,100mm厚,基础混凝土强度等级C25(ft=1.27N/mm2),基底标高为-1.800m,基础及其上土体的加权平均重度为20kN/m3。场地土层分布如图所示,地下水位标高为-1.800m。
14. 假定,相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面处的竖向荷载F
k=250kN/m,经深宽修正后的地基承载力特征值f
a=200kPa。试问,按地基承载力确定的基础宽度b最小值(m),与下列何项数值最为接近?
A B C D
C
[解析] 根据《地规》5.2.1条,基底地基承载力应满足p
k≤f
a,所需基础最小宽度为:
根据考试大纲要求,考生应掌握天然地基土上墙下扩展基础的设计方法及构造要求。正确确定基础宽度是地基基础设计的基本要求。
1.根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011第5.2.1条及式(5.2.1-1),即可计算所需条形基础宽度。
2.需注意,本题给出的是经深宽修正的天然地基承载力特征值;确定基础宽度时,应考虑基础自重和基础上土重产生的压力。
15. 假定,荷载效应由永久荷载控制,荷载效应标准组合时,基础底面的平均压力p
k=180kPa,基础宽度b=2m,砌体标准砖长度为240mm。试问,基础的最大弯矩设计值M(kN·m/m),与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 基础底面净反力为:
p
z=p
k-γd=180-20×1.8=144kPa
根据《地规》8.2.14条第2款,最大弯矩截面位置a
1=0.82+
=0.88m
荷载综合分项系数为1.35,则弯矩设计值为:M=1/2×1.35×144×0.88
2=75.3kNm/m
根据考试大纲要求,考生应掌握天然地基土上墙下扩展基础的设计方法及构造要求。正确计算条形基础翼缘板的设计弯矩是基础设计的重要内容之一。
1.根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011第8.2.14条第2款,最大弯矩截面的位置应按第2款第2项确定。该条规定,如为砖墙且放脚不大于1/4砖长时,取a
1=b
1+1/4砖长。
2.荷载效应由永久荷载控制,荷载分项系数应为1.35。
3.需注意,本题给出的是基础底面的平均压应力,只有基础底面的净反力才会在基础翼缘板内引起弯矩效应。
16. 假定,基础宽度b=2m,荷载效应由永久荷载控制,荷载效应标准组合时,作用于基础底面的净反力标准值为140kPa。试问,由受剪承载力确定的,墙与基础底板交接处的基础截面最小厚度(mm),与下列何项数值最为接近?
提示:基础钢筋的保护层厚度为40mm。
A B C D
B
[解析] 根据《地规》8.2.1条构造规定,基础边缘厚度不宜小于200mm。
由于题中所给四个选项答案的尺寸均小于800mm,故β
hs=1.0
根据《地规》8.2.9条,受剪承载力要求:
0.7f
tbh
0≥V
s V
s=1.35p
z(2-0.36)/2=1.35×140×0.82=154.98kN/m
故有
h=h
0+50=224.3mm
根据考试大纲要求,考生应掌握天然地基土上墙下扩展基础的设计方法及构造要求。通常情况下,基础承台板的最小厚度是根据抗剪承载力要求确定的,本题考查考生如何正确计算承台板所需最小厚度。
1.根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011第8.2.1条的构造规定,基础边缘最下厚度不宜小于200mm,可排除答案A。
2.题中所给承台板的厚度均小于800mm,故β
hs=1.0;荷载效应由永久荷载控制,荷载分项系数应取1.35。
3.基础承台板的厚度应为有效高度加上钢筋合力中心至承台底面边缘的距离,一般可取钢筋保护层厚度再加上10mm。
某单层独立地下车库,采用承台下桩基加构造防水底板的做法,柱A截面尺寸500mm×500mm,桩型采用长螺旋钻孔灌注桩,桩径d=400mm,桩身混凝土重度23kN/m3,强度等级为C30,承台厚度1000mm,有效高度h0取950mm,承台和柱的混凝土强度等级分别为C30(ft=1.43N/mm2)和C45(ft=1.80N/mm2)。使用期问的最高水位和最低水位标高分别为-0.300m和-7.000m,柱A下基础剖面及地质情况见图。
提示:根据《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008作答。
20. 试问,承台受柱A的冲切承载力设计值(kN),与下列何项数值最为接近?提示:根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011作答。
A B C D
A
[解析] 根据《地规》8.5.19条,
a
0x=a
0y=800-250-200×0.886=372.8mm>0.25h
0=0.25×950=237.5mm
且a
0x=a
0y<h
0 故λ
0x=λ
0y=a
0x/h
0=372.8/950=0.392
2[a
0x(b
c+a
0y)+a
0y(h
c+a
0x)]β
hpf
th
0=4×1.42×(500+372.8)×0.983×1.43×950
=6620278N=6620kN
根据考试大纲要求,考生应掌握各种常见桩基础的设计方法和构造要求。桩基承台的抗剪承载力计算是设计计算中的重要内容之一,本题主要考查考生如何正确计算钢筋混凝土等厚承台的抗剪承载力。
1.根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011第8.5.19条及式(8.5.19-1)~式(8.5.19-4)计算柱下桩基承台的受冲切承载力。
2.应将圆形基桩按“形心不变,毛截面积相等”的原则换算为方桩进行计算,冲跨长度计算至换算后的方桩内缘。
3.正确确定桩基承台在两个方向的冲跨比λ
0x和λ
0y是关键,当冲跨比小于0.25时,应取0.25;当冲跨比大于1.0时,应取1.0。
4.当承台高度h大于800mm时,应考虑受冲切承载力截面高度影响系数β
hp。
某10层钢筋混凝土框架结构,如图所示,质量和刚度沿竖向分布比较均匀,抗震设防类别为标准设防类,抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度0.10g,设计地震分组第一组,场地类别Ⅱ类。
27. 假定,房屋集中在楼盖和屋盖处的重力荷载代表值为:首层G
1=12000kN,G
2-9=11200kN,G
10=9250kN,结构考虑填充墙影响的基本自振周期T
1=1.24s,结构阻尼比ζ=0.05。试问,采用底部剪力法估算时,该结构总水平地震作用标准值F
Ek(kN),与下列何项数值最为接近?
A B C D
A
[解析] 由《抗规》5.2.1条,
G
eq=(12000+8×11200+9250)×0.85=110850×0.85=94223kN
由《抗规》5.1.5条,
ξ=0.05,γ=0.9,η
2=1.0,T
g=0.35,T
1=1.24s=
T
g=3.54T
g 地震影响系数曲线位于《抗规》图5.1.5曲线下降段,
F
Ek=0.0256×94223=2412kN,故选A。
本题主要考查考生对水平地震作用底部剪力法的理解和掌握。
1.底部剪力法是结构抗震分析计算最为基本的方法,是早期结构抗震分析计算中使用较多的简化计算方法,随着计算机的应用及普及,一般情况下,均可采用振型分解反应谱法进行计算,但是底部剪力法在结构概念设计和方案设计或初步设计阶段的估算中也往往被采用,作为结构设计师应熟练掌握。
2.底部剪力法的使用条件在《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第5.1.2条明确规定:高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,可采用底部剪力法等简化方法。本题题设条件符合上述要求,考生只要根据《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第5.2.1条,即可顺利解答本题。
28. 假定,该框架结构进行方案调整后,结构的基本自振周期T
1=1.10s,总水平地震作用标准值F
Ek=3750kN。试问,作用于该结构顶部附加水平地震作用ΔF
10(kN),与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 由《抗规》5.2.1条
ΔF
n=δ
n·F
Ek,T
1=1.1s=
T
g=3.14T
g>1.4T
g 由《抗规》表5.2.1
δ
n=0.08T
1+0.07=0.08×1.10+0.07=0.158
ΔF
10=3750×0.158=593kN,故选D。
本题主要考查考生对底部剪力法中顶部附加水平地震作用的理解和应用。
1.底部剪力法主要反应结构主振型的特性,因而计算的结构顶部剪力较小,也往往小于振型分解反应谱法的计算结果,尤其当房屋楼层较多、结构自振周期较长时误差会更大,因此,采用底部剪力法时结构顶部附加水平地震作用需要放大,这是底部剪力法的特点,应熟练掌握。
2.鉴于二级注册考试,本题比较简单,只要根据《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第5.2.1条相关条文即可顺利解答。
29. 假定,该结构楼层屈服强度系数沿高度分布均匀,底层屈服强度系数为0.45,且不小于上层该系数的0.8,底层柱的轴压比为0.60。试问,在罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移(mm),最大不超过下列何值时,才能满足结构弹塑性水平位移限值要求?
提示:不考虑重力二阶效应;可考虑柱子箍筋构造措施的提高。
A B C D
B
[解析] 根据《高规》3.7.5条,框架结构[θ
p]=1/50。
对本结构而言,轴压比大于0.4,可采用柱子全高的箍筋构造比规程中框架柱箍筋最小配箍特征值大30%,从而层间弹塑性位移角限值可提高20%。
薄弱层底层:
Δu
p≤[θ
p]h=
×1.2=108mm
根据《高规》5.5.3条
ξ
y=0.45,查表5.5.3,η
p=1.9
故选B。
本题主要考查考生对高层建筑结构薄弱层(部位)弹塑性变形简化计算方法的理解。根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.5.2条,对不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构可采用简化计算方法,即:Δu
p=η
pΔu
g,通过对该式的变换,本题重点考核符合条件的罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移Δu
e的简单计算。
1.对于层数不多且侧向刚度无突变的框架结构,可以采用简化计算方法估算罕遇地震作用下结构的弹塑性层间位移Δu
p。而应用该简化计算方法需要符合相应的规定,如薄弱部位,对楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构,可取底层。本题题设条件已明确底层为薄弱部位,这是解答本题的基础,如果薄弱层选为其他层将无法得出正确选项。对于二级考试,该条件已近乎给出。
2.明确了底层为薄弱层后,尚需根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第3.7.5条确定本题框架结构的层间弹塑性位移角限值[θ
p]=1/50,但是,若仅以1/50代入前述相关公式,本题也不能解答正确。
3.需要指出的是,考生须正确理解《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第3.7.5条,框架结构的弹塑性层间位移角限值与所采取的结构措施有关,轴压比不大时层间位移角限值可适当放宽,加大框架柱的配箍率也可以适当放宽框架结构的弹塑性位移角限值。这是本题的重要考点,考生若对该条文熟悉并理解正确,实际工程中也注意过相应的问题,则根据题设条件就能够顺利解答本题。
30. 假定,该结构第1层永久荷载标准值为11500kN,第2~9层永久荷载标准值均为11000kN,第10层永久荷载标准值为9000kN,第1~9层可变荷载标准值均为800kN,第10层可变荷载标准值为600kN。试问,进行弹性计算分析且不考虑重力二阶效应的不利影响时,该结构所需的首层弹性等效侧向刚度最小值(kN/m),与下列何项数值最为接近?
- A.631200
- B.731200
- C.831200
- D.931200
A B C D
C
[解析] 根据《高规》5.4.1条,对于框架结构满足:
弹性计算分析时可不考虑重力二阶效应的不利影响。
各层重力荷载设计值分别为:G
1=1.2×11500+1.4×800=14920kN
G
2~G
9=1.2×11000+1.4×800=14320kN
G
10=1.2×9000+1.4×600=11640kN
D
1≥20×(14920/4.5+8×14320/3.3+11640/3.3)=831160kN/m
故选C。
本题主要考查考生对高层框架结构重力二阶效应(P—Δ效应)上限要求的理解和应用,即对《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.4.1条的理解和应用。
1.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.4.1条的规定,是对结构重力二阶效应(P—Δ效应)的上限要求,即对重力二阶效应可忽略不计时的刚重比要求。当结构刚重比满足该条规定要求时,结构的二阶效应影响相对较小,结构按弹性分析的二阶效应对结构内力位移的增量控制在5%以内,在考虑实际刚度折减50%的情况下,结构内力增量可控制在10%以内,重力二阶效应(P—Δ效应)可以忽略不计。
2.本题主要是针对框架结构,因此,依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010公式(5.4.1-2),即可顺利解答。需要注意的是,式中所用的是楼层重力荷载设计值G
i,而不是地震作用计算时所用重力荷载代表值G
E。
31. 假定,该框架结构抗震等级为二级,其中某柱截面尺寸为600mm×600mm,混凝土强度等级为C35(f
c=16.7N/mm
2),剪跨比为2.3,节点核心区上柱轴压比0.60,下柱轴压比0.70,柱纵筋采用HRB400(f
y=360N/mm
2),直径为25mm,箍筋采用HRB335(f
y=300N/mm
2),箍筋保护层厚度为20mm,节点核心区的箍筋配置如图所示。试问,满足规程构造要求的节点核心区箍筋体积配箍百分率ρ
v最小值,与下列何项数值最为接近?
提示:①按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010作答;
②不计入箍筋重叠部分。
- A.0.50%
- B.0.55%
- C.0.75%
- D.0.95%
A B C D
C
[解析] 根据《高规》表6.4.3-2,抗震等级二级时,箍筋最小直径为8mm,最大间距为100mm,
根据《高规》第6.4.10条,节点核心区要求配箍特征值≥0.10,且要求体积配箍率≥0.5%。
根据《高规》式(6.4.7),
故选C。
本题主要考查考生对规范关于高层框架节点核心区设置水平箍筋的有关规定的理解与应用,以及对柱体积配箍率概念的理解和计算。
1.本题需要解答二级框架结构的框架柱,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010构造要求的节点核心区箍筋体积配箍百分率ρ
v最小值。关于框架柱节点核心区箍筋的设置要求,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010、《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010以及《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010均有类似规定,本题依据上述三本任一规范均能顺利解答,为方便答题,提示要求根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010进行解答。此外,为了方便计算和保证计算结果的唯一性,提示又给出在进行柱箍筋体积配箍率计算时可不计入箍筋重叠部分。
2.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第6.4.10条第2款,二级框架节点核心区的体积配箍率不宜小于0.5%,若考生以此作为选项答案将导致错误结果。实际上《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010还指出,框架节点核心区箍筋的构造要求宜符合第6.4.3条有关柱箍筋的规定,这是本题的考点,考生只要理解箍筋体积配箍率的概念,本题不难解答。
3.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010表6.4.3-2,抗震等级二级时,箍筋最小直径为8mm,最大间距为100mm,ρ
vmin=
×100%=0.75%。
而根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010式(6.4.7),柱箍筋加密区箍筋的体积配箍率尚应符合:
,从而答案选项A、B均不正确,故选C。
32. 假定,框架中间层边框架节点如图所示。梁端A处由重力荷载代表值产生的弯矩标准值MG=-135kN·m,水平地震作用产生的弯矩标准值M
E=±130kN·m,风荷载产生的弯矩标准值M
W=±80kN·m。试问,框架梁端(A—A处)在考虑弯矩调幅后(调幅系数0.85),地震设计状况下梁顶最不利组合弯矩设计值M
A(kN·m),与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 根据《高规》第5.2.3条,对重力荷载代表值的梁端弯矩进行调幅:
=0.85×135=115kN·m
《高规》表5.6.4,建筑高度小于60m,不考虑风荷载,组合弯矩设计值为:
M
B=1.2×
+1.3×M
E=1.2×115+1.3×130=307kN·m,故选B。
本题比较简单,主要考查考生对地震设计状况下,梁顶最不利组合弯矩设计值的简单计算,以及对《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.6.3、5.6.4条以及5.2.3条的理解与应用。
1.高层建筑结构在地震作用状况下,荷载和地震作用基本组合效应设计值的组合项包括:重力荷载代表值效应、水平地震作用标准值的效应、竖向地震作用标准值的效应以及风荷载效应标准值,全部考虑比较复杂,为降低试题难度本题通过题设条件简化其他组合项,因房屋高度小于60m,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.6.4条可不考虑风荷载组合项,因此,相对简单,容易解答。
2.需要注意的是,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.2.3条,框架梁的弯矩组合要求是先调幅竖向荷载作用下的弯矩,后组合水平作用下的弯矩,这也算本题的考点。考生若对此理解,将不难得出正确解答。
3.实际工程中电算程序应用较多,考生应对照规范规定,注意对程序技术条件理解和核查,注重对电算结果的判断。
33. 某高层钢筋混凝土框架—剪力墙结构,平面尺寸为22m×60m,为满足使用要求其长度方向未设温度缝,仅设一条上下贯通的后浇带。建筑物使用期间结构最高平均温度T
max=30℃,最低平均温度T
min=10℃,设计考虑后浇带的封闭温度为15~25℃。假定,对该结构进行均匀温度作用分析。试问,该结构最大温升工况的均匀温度作用标准值
(℃)和最大降温工况的均匀温度作用标准值
(℃),与下列何项数值最为接近?
提示:①不考虑混凝土收缩、徐变的影响;
②按《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012作答。
A.
B.
C.
D.
A B C D
A
[解析] 根据《荷规》第9.3.1条~第9.3.3条,
对结构最大温升工况,均匀温度作用标准值为:
=30-15=15℃
对结构最大降温工况,均匀温度作用标准值为:
=T
s,min-T
0,max 降温工况:
=10-25=-15℃,故选A。
本题主要考查考生对《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012中均匀温度作用的理解,及常规条件下对均匀温度作用标准值的确定。
1.温度作用对结构的影响很大,也是结构设计时常常需要考虑的因素之一,其中均匀温度作用的取值方法相对比较简单,也较为成熟,应熟练掌握。
2.以结构的初始温度(合拢温度)为基准,结构的温度作用效应要考虑温升和温降两种工况。温升工况会使结构构件产生膨胀,而温降工况则会使构件产生收缩,一般情况两者都应该校核。因此,本题考查最大温升工况和温降工况的均匀温度作用标准值,为了降低试题难度,题设和提示对一些情况进行了限定,根据《建筑结构荷载规范》GB50009—2012第9.3.1条~第9.3.3条很容易进行解答。
某12层现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构,房屋高度45m,抗震设防烈度8度(0.20g),丙类建筑,设计地震分组为第一组,建筑场地类别为Ⅱ类,建筑物平、立面示意如图所示,梁、板混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2);框架柱和剪力墙为C40(fc=19.1N/mm2,ft=1.71N/mm2)。
35. 假定,该结构第10层带边框剪力墙墙厚250mm,该楼面处墙内设置宽度同墙厚的暗梁,剪力墙(包括暗梁)主筋采用HRB400 (f
y=360N/mm
2)。试问,暗梁截面顶面纵向钢筋采用下列何项配置时,才最接近且又满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010中的最低构造要求?
提示:暗梁的抗震等级同剪力墙。
A.2
22
B.2
20
C.2
18
D.2
16
A B C D
C
[解析] 根据题意及《高规》第3.9.3条,本工程剪力墙抗震等级一级,框架抗震等级二级。
根据《高规》第8.2.2-3条及表6.3.2-1,
支座最小配筋率:
=0.38%<0.4%
A
s支座=0.40%×250×(2×250)=500mm
2 经验算取2
18(A
s=509mm
2)
故选C。
本题主要考查考生对《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010关于带边框剪力墙墙顶暗梁的构造要求的理解。
1.框架—剪力墙是工程实际中应用最为广泛的结构体系之一,而带边框剪力墙在实际工程中经常遇到,因此《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第8.2.2条对带边框的剪力墙的构造给予了规定。
2.边框属于剪力墙的一部分,其边框与嵌入的剪力墙共同受力。边框柱是剪力墙的端柱,只不过形状像柱,但边框柱不是柱,是墙。同样,墙顶的暗梁也是剪力墙的一部分,因此,其抗震等级应随墙,这是本题考查的关键。对于二级考生,为避免理解有误而导致解答错误,用提示的方式给出了暗梁抗震等级随墙的说明。
3.关于剪力墙抗震等级的判定及框架梁的构造要求的掌握,是注册结构工程师的基本技能,只要熟悉规范相关条文不难得出正确解答。
36. 该结构沿地震作用方向的某剪力墙1~6层连梁LL1如图所示,截面尺寸为350mm×450mm(h
0=410mm),假定,该连梁抗震等级为一级,纵筋采用上下各4
22,箍筋采用构造配筋即可满足要求。试问,下列关于该连梁端部加密区及非加密区箍筋的构造配箍,哪一组满足规范、规程的最低要求?
A.
8@100(4);
8@100(4)
B.
10@100(4);
10@100(4)
C.
10@100(4);
10@150(4)
D.
10@100(4);
10@200(4)
A B C D
D
[解析] 根据《高规》第7.1.3条,
LL1宜按框架梁进行设计。
梁纵筋配筋率
根据《高规》表6.3.2-2加密区配
10@100,
非加密区,根据《高规》第6.3.5条
ρ
sv≥0.30f
t/f
yv=0.3×1.71/360=0.143%
采用
10时,4肢箍间距s=
=627mm
根据《高规》第6.3.5-5,取2×100=200mm。
故选D。
本题主要考查考生对规范关于连梁抗剪箍筋的相关构造要求的理解和应用。
1.连梁是影响剪力墙抗震性能的重要构件,规范根据震害经验和相关试验成果对之进行了比较严格的规定,如截面尺寸的规定、承载力的验算要求、剪力设计值的规定以及抗剪箍筋的构造要求等,本题仅考核对构造规定的理解和应用。
2.研究表明,跨高比较小的连梁对剪切变形十分敏感,容易出现剪切裂缝,而当连梁的跨高比较大时,连梁呈现框架梁的特性。因此解答本题首先要进行连梁跨高比的判定,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第7.1.3条,l
n/h
b=3.0/0.45=6.7>5,则该连梁宜按框架梁进行设计(连梁的抗震等级同剪力墙)。其次,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第6.3.2条关于框架梁的相关规定,即可顺利解答本题。
3.有关连梁的跨高比《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第7.2.24条有明确规定,跨高比按l/h
b计算。对跨高比计算中的连梁跨度,规范未具体规定,实际工程中一般偏安全地取连梁的净跨l
n进行计算。
37. 某12层钢筋混凝土框架结构,需进行弹性动力时程分析补充计算。已知,振型分解反应谱法求得的底部剪力为12000kN,现有4组实际地震记录加速度时程曲线P
1~P
4和1组人工模拟加速度时程曲线RP
1。各条时程曲线计算所得的结构底部剪力见表。实际记录地震波及人工波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符。试问,进行弹性动力时程分析时,选用下列哪一组地震波(包括人工波)最为合理?
- A.P1;P2;P3
- B.P1;P2;RP1
- C.P2;P3;RP1
- D.P2;P4;RP1
A B C D
C
[解析] 根据《高规》4.3.5条,每条时程曲线计算所得的结构底部剪力最小值为:
12000×65%=7800kN
P
1地震波不能选用,A和B不满足规程要求。
多条时程曲线计算所得的剪力的平均值为:12000×80%=9600kN
(10000+9600+9500)×
=9700kN>9600kN,C满足规程要求
(10000+9100+9500)×
=9533kN<9600kN,D不满足规程要求
故选C。
本题主要考查考生进行结构时程分析时,对相关规范关于选波原则有关规定的理解与简单判断。
1.时程分析方法是解决复杂工程问题的有效方法之一,可以作为振型分解反应谱方法的有效补充。进行时程分析时,鉴于不同地震波输入进行时程分析的结果的不同,现行规范规定可以根据小样本容量下的计算结果来估计地震效应值,因此对选择输入的地震加速度时程曲线提出了满足地震动三要素的要求,同时要求弹性时程的分析结果应与振型分解反应谱法相近。本题仅考核考生对后者的理解和应用。
2.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第4.3.5条,弹性时程分析时,每条时程曲线计算所得的结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所得的结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80%。《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第5.1.2条有类似规定,根据上述任一规范均能得出正确解答。
3.本题每条时程曲线计算所得的结构底部剪力最小值为:12000×65%=7800kN,从而P
1地震波不能选用,选项A和B不符合要求,再根据多条时程曲线计算所得的剪力的平均值为:12000×80%=9600kN的要求,排除选项D,只有选项C符合题意要求,故选C。
某钢筋混凝土圆形烟囱,如图所示,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类,基本自振周期T1=1.25s,50年一遇的基本风压w0=0.45kN/m2,地面粗糙度为B类,安全等级为二级。已知该烟囱基础顶面以上各节(共分6节,每节竖向高度10m)重力荷载代表值如下表所示。 节号 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
每节底截面以上该节的 重力荷载代表值GiE(kN) | 950 | 1050 | 1200 | 1450 | 1630 | 2050 |
提示:按《烟囱设计规范》GB 50051—2013作答。
39. 试问,烟囱最大竖向地震作用标准值(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 根据《烟囱规范》第5.5.5条及条文说明,烟囱最大竖向地震作用标准值发生在烟囱的中下部,数值为: F
Evkmax=(1+C)κ
vG
E 其中,C为结构材料的弹性恢复系数,对钢筋混凝土烟囱取C=0.7;κ
v为竖向地震系数,按现行《抗规》规定的设计基本地震加速度与重力加速度比值的65%采用,对8度设防烈度取κ
v=0.13,已知总重力荷载代表值G
E=950+1050+1200+1450+1630+2050=8330kN,则
F
Evkmax=(1+0.7)×0.13×8330=1841kN
故选D。
本题主要考查考生对现行《烟囱设计规范》GB 50051—2013关于烟囱最大竖向地震作用标准值相关规定的理解和应用。
1.现行《烟囱设计规范》GB 50051—2013给出的烟囱在竖向地震作用下的计算方法,是根据冲量原理推导出来的,是与现行《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010有所区别的地方,需要引起注意。利用《烟囱设计规范》GB 50051—2013给出的竖向地震作用计算公式(5.5.5-2)和公式(5.5.5-3)计算的竖向地震作用的绝对值沿高度的分布规律为:在烟囱上部和下部相对较小,而在烟囱中下部h/3附近(在烟囱质量重心处)竖向地震作用最大。这与地震震害及地震时在高层建筑上实测结果是相符的。这是《烟囱设计规范》GB 50051—2013关于竖向地震作用的特殊性所在,应予以重视。
2.解答本题,根据《烟囱设计规范》GB 50051—2013第5.5.5条及条文说明,烟囱最大竖向地震作用标准值发生在烟囱的中下部,数值为:F
Evkmax=(1+C)κ
vG
E,相对简单,即
F
Evkmax=(1+0.7)×0.13×8330=1841kN。
本题亦可根据《烟囱设计规范》GB 50051—2013第5.5.5-2条求解烟囱各节底部各截面竖向地震作用标准值进行解答:
同理,
根据《烟囱设计规范》GB 50054—2013第5.5.5条文说明,烟囱最大竖向地震作用发生在距烟囱根部h/3处,因此,F
Ev2k=1816kN亦接近最大竖向地震作用,同样可得正确选项D。
40. 假定,仅考虑第一振型的情况下,对烟囱进行横风向风振验算。试问,下列何项判断符合规范要求?
提示:①烟囱坡度为2%;
②烟囱顶部风压高度变化系数为μ
H=1.71;
③该烟囱第1振型的临界风速v
cr,1=15.5m/s。
- A.可不计算亚临界横风向共振荷载
- B.应验算横风向共振响应
- C.可不计算横风向共振荷载
- D.以上均不正确
A B C D
B
[解析] 根据《烟囱规范》第5.2.4条,对于圆形钢筋混凝土烟囱,当其坡度小于或等于2%时,应根据雷诺数的不同情况进行横向风振验算。
本工程烟囱坡度为
×100%=2%,
其雷诺数为:Re=69000vd,v=v
cr,1=15.5m/s
2/3高度处的烟囱外径为6-(6-3.6)×2/3=4.4m
烟囱顶部H处风速为:
又Re=69000×15.5×4.4=4.71×10
6>3.5×10
6 根据《烟囱规范》第5.2.4-3条,应验算其共振响应,故选B。
本题主要考查考生,对《烟囱设计规范》GB 50051—2013关于圆形钢筋混凝土烟囱进行横向风振验算相关规定的理解和应用。
1.对于圆形钢筋混凝土烟囱,当其坡度小于或等于2%时,考虑横向风振是必要的,因此《烟囱设计规范》GB 50051—2013给出了根据雷诺数的不同情况进行横向风振验算的相关规定。
2.本题烟囱坡度为
×100%=2%。为简化计算降低试题难度,提示给出了①烟囱坡度为2%;②烟囱顶部风压高度变化系数为μ
H=1.71;③该烟囱第1振型的临界风速v
cr,1=15.5m/s。只需要考生计算本题烟囱2/3高度处的烟囱外径,即
6-(6-3.6)×2/3=4.4m
从而烟囱顶部H处风速为:
其雷诺数为:Re=69000vd=69000×15.5×4.4=4.71×10
6>3.5×10
6,则
根据《烟囱设计规范》GB 50051—2013第5.2.4-3条,应验算其共振响应。故选B。