1. 某带转换层的框架-核心筒结构,抗震等级为一级;其局部外框架柱不落地,采用转换梁托柱的方式使下层柱距变大,如图10-71-1所示。梁、柱混凝土强度等级采用C40(f
t=1.71N/mm
2),钢筋采用HRB335(f
yv=300N/mm
2)。
试问,下列对转换梁箍筋的不同配置中,其中何项最符合相关规范、规程规定的最低构造要求?
A.A
sv1=4
10@100,A
sv2=4
10@200 B.A
sv1=A
sv2=4
10@100
C.A
sv1=4
12 @100,A
sv2=4
12@200 D.A
sv1=A
sv2=4
12@100
A B C D
D
[解析] (1)根据《高规》第10.2.8条第7款,第10.2.7条第2款,托柱转换梁梁两端和托柱部位箍筋均应加密,故选项A、C错。
(2)根据《高规》第10.2.7条第2款,加密区箍筋除有直径、间距要求外,面积配箍率也有要求。对一级转换梁有
选项B
选项D
故选项D为正确答案。
[点评] (1)《高规》第10.2.7条第2款规定:
离柱边1.5倍梁截面高度范围内的梁箍筋应加密,加密区箍筋直径不应小于10mm、间距不应大于100mm。加密区箍筋的最小面积配筋率,非抗震设计时不应小于0.9f
t/f
yv;抗震设计时,特一、一和二级分别不应小于1.3f
t/f
yv、1.2f
t/f
yv和1.1f
t/f
yv。
(2)《高规》第10.2.8条第7款规定:
对托柱转换梁的托柱部分和框支梁上部的墙体开洞部位,梁的箍筋应加密配置,加密区范围可取梁上托柱边或墙边两侧各1.5倍转换梁高度;箍筋直径、间距及面积配筋率应符合《高规》第10.2.7条第2款的规定。
某安全等级为二层的混凝土框架一核心筒结构高层建筑,框架柱截面尺寸均为850mm×850mm,核心筒外缘平面尺寸为11.6m×11.6m如图10-50-1所示,基础采用平板式筏基,板厚1.4m,h0=1.35m混凝土强度等级为C30(ft=1.43N/mm2);筏基平面尺寸为43.2m×45.6m。
3. 该房屋核心筒传至平板筏基顶面的最不利荷载效应基本组合轴向压力设计值N=50000kN及弯矩设计值M=10000kN·m,试问在验算核心筒处筏板的冲切承载力时,冲切临界截面的最大剪应力值与下列何项数值最接近?
提示:同题10-50。
- A.0.684
- B.0.584
- C.0.784
- D.0.670
A B C D
A
[解析] 根据《建筑地基基础设计规范》第8.4.8条规定,当需要考虑核心筒根部的弯矩影响时,距核心筒外表面h
0/2处冲切临界截面的最大剪应力可按公式(8.4.7-1)计算,即
τ
max=F
l/u
mh
0+α
cM
unbc
AB/I
s (8.4.7-1)今F
l/u
mh
0已由题50算得,其值等于0.671N/mm
2。而M
unb=10000kN·m=1.0×10N·mm,c
1=c
2=11.6+1.35=12.95m,则
代入公式(8.4.7-1),其中F
l/(u
mh
0)已由题51解得:
τ
max=0.671+0.4×1.0×10
10×6450/1.96×10
15=0.671+0.013=0.684N/mm
2 其值与A项最接近,其余B、C、D均因计算错误不接近。
[点评]当核心筒根部弯矩传至平板筏基时,有轴向力和弯矩共同作用下的受冲切承载力计算时,在临界截面中的最大剪应力计算方法与板柱结构中承受不平衡弯矩及轴向力的板柱节点冲切计算基本相同。
一未经切削的粗皮落叶松(TC17A)原木檩条(未经切削),标注直径为120mm,支座间的距离为6000mm,计算简图如图10-30-1所示,该檩条处于正常使用条件下,安全等级为二级,设计使用年限为50年。
5. 若不考虑檩条自重,该檩条的抗剪承载力(kN),与下列何项数值最为接近?
A B C D
A
[解析] 根据《木结构设计规范》4.1.7条,安全等级为二级,结构重要性系数γ
0=1.0,查规范表4.2.1-1、表4.2.1-3,粗皮落叶松(TC17A),f
v0=1.7N/mm
2,查规范表4.2.1-5,设计使用年限为50年,调整系数1.0。
调整后f
v=1.7×1.0=1.7N/mm
2。檩条端部的剪应力最大,取小头端计算。
根据规范受弯构件抗剪承载力计算公式(5.2.2),
,对于圆形截面,则
≤f
v,即
[点评] 1)注意4.2.3条1款所列出的提高系数只针对顺纹抗压、弹性模量和抗弯强度。
2)常用形状的截面的几何特性公式宜熟记。
6. 若不考虑檩条自重,该檩条的抗弯强度设计值(kN·m)与下列何项数值最接近?
A B C D
A
[解析] 查规范表4.2.1-1、表4.2.1-3,粗皮落叶松(TC17A),f
m0=17N/mm
2,根据4.2.3条1款,原木檩条未经切削,抗弯强度设计值和弹性模量提高15%,调整后f
m=17×1.15=19.55N/mm
2。
按照规范4.2.10条的要求,原木构件沿其长度的直径变化率,按每米9mm采用,弯矩最大处在跨中处,其截面的直径D=120+9×3=147mm。
根据规范抗弯承载力计算公式(5.2.1),
,则
[点评] 1)注意4.2.3条1款所规定的针对抗弯强度的调整系数。
2)4.2.10条规定的直径变化率,验算抗弯强度时取最大弯矩处的截面。
8. 某榀钢筋混凝土框架,计算简图如图10-13-1所示,建筑场为Ⅲ类,抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第三组,设计基本地震加速度为0.3g,结构阻尼长ζ=0.05,已知该榀框架第一、第二振型自振周期T
1=1.0s,T
2=0.40s试问在多遇地震时,对应于第一、第二振型的水平地震影响系数α
1、α
2分别与下列何组数值最接近?
- A.0.16、0.12
- B.0.24,0.12
- C.0.12,0.16
- D.0.12,0.24
A B C D
D
[解析] (1)根据《建筑结构抗震设计规范》第5.1.4条多遇地震的水平地震影响系数最大值α
max当8度设防,设计基本地震加速度为0.3g时,其值α
max=0.24;
设计地震分组为第三组时,特征周期T
g=0.45s
(2)第一振型T
1=1.0s时的水平地震影响系数α,可求得如下:
根据《建筑结构抗震设计规范》第5.1.5条规定:由于T
1>T
g但<5T
g,
(3)第二振型T
2=0.40s时的水平地震影响系数α
2可求得如下:
根据上述规范第5.1.5条规定,由于T
2<T
g α
2-α
max=0.24
因此该榀框架的α
1、α
2与D项数值最接近。
[点评] 根据结构自振周期,限尼比,设计地震分组,基本地震加速度等参数确定水平地震影响系数,是结构工程师应掌握的知识。
12. 某建筑位于山顶B处,山坡在迎风面一侧的坡度为20°,建筑物顶部距地面高度为10m,山坡高度为100m(图10-7-1),试问该建筑物顶部风压高度变化系数μ
z与下列何项数值最接近?
提示:该建筑所在地地面粗糙度分类为A类。
A B C D
A
[解析] 根据《建筑结构荷载规范》第7.2.2条规定:山区的风压高度变化系数除可按平坦地面的粗糙类别按表7.2.1确定外,对山顶B处尚应考虑地形条件的修正,乘以修正系数η
B (10-7-1)
今α=20°>16.7因此取tanα=0.3;k=3.2(对山峰);z=10m<2.5H=2.5×50-125m取z=10m代入上式得:
A类地面粗糙度10m高处的风压高度变化系数μ
z=1.38,η
Bμ
z=3.546×1.38=4.893与A项数值最接近,其余B、C、D各项数值均不接近。
[点评] 山峰处的风压高度变化系数,应考虑地形的影响,由本例题的计算可看出其值比平坦地形粗糙度相应的风压高度变化系数大许多,因此若不考虑地形的影响,将会造成建筑物不安全,结构工程师应对此引起注意,避免发生设计错误。
13. 某钢筋混凝土框架结构房屋,已知采用振型分解反应谱法计算水平地震作用的结果,相应和第一振型和第二振型的柱剪力见图10-2-1,试问:在水平地震作用下底层柱剪力标准值V
n(kN),按《建筑抗震设计规范》规定,其值与下列何项数值最接近?
提示:第二振型的周期与第一振型的周期比小于0.85及不考虑扭转耦联影响。
A B C D
D
[解析] 根据《建筑抗震设计规范》第5.2.2条规定:当相邻振型的周期比小于0.85时,水平地震作用效应按公式(5.2.2-3)确定。
因此该框架房屋首层柱的剪力标准值
其值与D最接近。
[点评] 采用振型分解反应谱法,不进行扭转耦联计算的结构,当相邻振型的周期比值小于0.85时,其水平地震作用效应(轴力、剪力、弯矩、变形)标准值可按下式确定:
(5.2.2-3)
式中 S
Ek--水平地震作用标准值的效应;
S
j--j振型水平地震作用标准值的效应。
此方法在建筑抗震设计中经常采用,因此结构工程师应熟悉和掌握它。
15. 某钢筋混凝土框架结构房屋的中柱,其截面尺寸如图10-4-1所示,h
0=410mm,混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋为HRB400级,对称配筋,非抗震设计,结构重要性系数γ
0=1.0,柱的计算长度为4.2m,已考虑侧移影响的柱上端x方向弯矩设计值
,下端弯矩设计值
,相应的轴向压力值N=700kN,试问该柱考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后,控制截面的弯矩设计值下列何项数值最接近?
提示:构件在图10-4-1中截面左侧受拉时,弯矩为正值。
A B C D
D
[解析] (1)按《混凝土结构设计规范》第6.2.3条验算是否需要考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应附加弯矩影响:
因此应考虑其二阶效应附加弯矩影响。
(2)按上述规范第6.2.4条计算考虑二阶效应后控制截面的弯矩设计值M:
今
代入上述规范公式(6.2.4-3):
将计算所得η
ns、C
m、M
2代入上述规范公式(6.2.4-1):
M=C
mη
nsM
2=0.985×1.16×105=115.7kN·m
与D项最接近,基余A、B、C三项均不接近。
[点评] 以上计算方法是2010版《混凝土结构设计规范》中修改的重要内容,结构工程师应对其熟悉和掌握。
16. 某门式刚架的梁柱均为高频焊接轻型H型钢300×150×4.5×8(mm),I
x=5976.11cm
4;I
y=450.22cm
4;W
x=398.4cm
3;W
y=60.03cm
3;i
x=12.75cm;i
y=3.50cm;A=36.78cm
2。刚架组合内力如图10-26-1所示。试问刚架横梁在主平面内的强度计算(N/mm
2)应为下列何项数值?
A B C D
C
[解析] 根据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》CECS 102: 2002中6.1.6条1款规定,实腹式刚架斜梁在平面内可按压弯构件计算强度,因而可按《钢结构设计规范》公式(5.2.1)进行计算。
(5.2.1)
已知M
x=61.4cm
22,M
y=0,N=-16.1kN,
nAn=A=36.78cm
2,W
nx=W
x=398.4cm
3,W
ny=W
y=60.03cm
3,f=215N/mm
2。
静力荷载作用下,γ
x和γ
y分别由表5.2.1查得γ
x=1.05,γ
y=1.2。
将上述数据代入式(5.2.1)中,即可求得横梁计算强度如下:
[点评] 本题为门式钢架轻型厂房,因而宜采用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102:2002进行设计,根据该规程6.1.6条1款规定;实腹式刚架斜梁在平面内可按压弯构件计算强度,在平面外应按压弯构件计算稳定。这是因为屋面坡度较小(1/10),故轴力对刚架斜梁平面内的稳定性影响不大。
18. 节点板与柱翼缘用直角焊缝的连接如图10-25-1所示,钢材采用023s,焊条用E43型,焊脚尺寸hf
f=10mm,
=160N/mm
2,节点板与柱翼缘连接处受静力荷载作用,已知M=12kN·m,N=340kN,V=120kN,试问此连接处直角焊缝的最大综合应力128.mm
2)应为下列何项数值?
A B C D
B
[解析] 根据《钢结构设计规范》7.1.3条的规定,一条角焊缝的计算长度l
w应为:
l
w=l=2h
f=300-2×10=280mm
由M引起的焊缝应力为:
由N引起的焊缝应力为:
由V引起的焊缝剪应力为:
由此可算得连接处角焊缝的最大综合应力为:
[点评] 首先应分别计算出由M、N和V产生的焊缝应力
,然后按《钢结构设计规范》7.1.3条3款的公式(7.1.3-3)计算出在M、N和V作用下分别由
引起的最大综合应力。
式中屈为正面角焊缝的强度设计值增大系数,对承受静力荷载的结构,取β
f=1.22。
某单层两跨、无吊车厂房,剖面如图10-42-1所示。屋盖为装配式无檩体系钢筋混凝土结构。中柱截面为370mm×490mm,柱高H=4.70m,其轴向力在排架方向(即柱长边方向)偏心距为73mm。柱采用MU15烧结普通砖、M7.5水泥砂浆砌筑,砌体施工质量控制等级为C级,静力计算方案为弹性方案。20. 若中柱采用网状配筋砖砌体,钢筋网采用直径4mm的HRB400(f
y=400MPa)钢筋焊接方格网,沿高度方向钢筋焊网片之间的间距为190mm,钢筋网的钢筋间距为45mm,若中柱的承载力影响系数φ
n已知,则中柱的承载力φ
nf
nA(kN)与下列哪项数值最为接近?
- A.402.67φn
- B.419.90φn
- C.437.08φn
- D.471.81φn
A B C D
C
[解析] 中柱的截面面积A=370×490=181300mm
2=0.1813mm
2<0.2m
2,按照3.2.3条2款内容,配筋砌体构件的截面积小于0.2m
2时,调整系数γ
a=0.8+0.1813=0.9813;中柱计算时采用的砌体抗压强度设计值:
f=0.9813×0.9×0.89×2.07=1.627(MPa)
根据8.1.2条的公式计算,当钢筋网的f
y>320MPa时,仍取f
y=320MPa。
体积配筋率
满足构造要求。
按照公式8.1.2-2计算:
答案C正确。
[点评] 1)通过本题可以了解网状配筋砖砌体受压承载力的计算过程,注意在按照3.2.3条2款内容进行砌体抗压强度设计值调整时,配筋砌体与非配筋砌体有所区别。
2)配筋砖砌体,钢筋网的钢筋若f
y>320MPa,计算时仍取f
y=320MPa。
21. 钢结构构件采用焊接连接时,角焊缝的焊脚尺寸,下列哪一项不完全符合《钢结构设计规范》的规定?
A.角焊缝的焊脚尺寸h
f应按《钢结构设计规范》第7.1.3条和7.1.4条的规定计算确定
B.当角焊缝的焊脚尺寸h
f不由计算确定而由构造要求确定时,h
f不得小于
,t(mm)为较厚焊件厚度(当采用低氢型碱性焊条施焊时,t可采用较薄焊件的厚度)
C.角焊缝的焊脚尺寸h
f不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍(钢管结构除外),但板件(厚度为t)边缘的角焊缝最大焊脚尺寸尚应符合下列要求:
1)当t≤6mm时,h
f≤t;
2)当t>6mm时,h
f≤t-(1~2)mm;
3)圆孔或槽孔内的角焊缝焊脚尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3
D.侧面角焊缝的计算长度不得小于8h
f和40mm;侧面角焊缝的最大计算长度不受限制
A B C D
D
[解析] 角焊缝的两焊脚边的夹角为直角时,称为直角角焊缝,即一般所指的角焊缝(图10-18-1);角焊缝两焊脚边的夹角为锐角或钝角时,称为斜角角焊缝。
角焊缝按照它与外力方向的不同可分为侧面角焊缝(焊缝与外力方向平行)正面角焊缝(焊缝与外力方向垂直)、斜焊缝(焊缝与外力方向成斜交)以及由它们组合而成的围焊缝。
角焊缝的有效截面为焊缝的计算厚度h
e(喉部尺寸)与计算长度l
w的乘积;而焊缝的计算厚度为焊缝横截面的内接等腰三角形的最短距离(不考虑熔深和凸度)(图10-18-1)。
关于角焊缝的最小焊脚尺寸要求,是基于如板件较厚而焊脚尺寸过小,在施焊时因焊缝冷却速度过快而会产生淬硬组织,易使焊缝附近的主体金属产生裂纹。所以规范要求最小焊脚尺寸
当采用低氯型焊条焊接时,由于这种焊条的焊缝焊渣层较厚,保温条件较好,所以容许焊缝的最小焊脚尺寸按较薄焊件厚度计算确定。
关于角焊缝的最大焊脚尺寸要求,是基于如果焊脚尺寸过大,易使主体金属形成过烧现象,并使构件产生较大的焊接残余变形和残余应力,所以规范规定应使h
f≤1.2t
min。
关于侧面角焊缝的最小计算长度要求,是基于侧面角焊缝计算长度过小而焊脚尺寸过大时,焊件局部加热严重,焊缝起落弧缺陷相距太近.加上可能有的其他缺陷(气孔、夹渣等),对焊缝强度的影响必然较为敏感,使焊缝可靠性降低。而且,侧面角焊缝多用于搭接连接,作用力对焊缝有偏心,焊缝计算长度过小,其影响更严重,所以规范规定侧面角焊缝的计算长度不得小于8h
f和40mm。
关于侧面角焊缝的最大计算长度要求,是基于侧面角焊缝所要的剪应力,在弹性阶段沿长度分布很不均匀,两端大中间小,当两焊件的截面面积不相等时还存在应力集中现象。由于侧面角焊缝有良好的塑性,在荷载作用下,只要焊缝不是过长,其两端点达到屈服极限以后继续加载,应力会逐渐趋于平缓,直至全焊缝长度达到强度极限而破坏。但是,若焊缝长度很大,很有可能端部首先破坏,中间部位焊缝起不到应有的传力作用。因此规范规定,侧面角焊缝的最大计算长度不宜大于60h
f。当大于60h
f时,其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布时,其计算长度不受限制。由此可知,本题的正确答案是选项D而不是A、B、C选项。
22. 采用轻骨料混凝土小型空心砌块砌筑框架填充墙砌体时,试指出针对下列的几种表述,
Ⅰ.施工时所用到的小型空心砌块的产品龄期不应小于28天;
Ⅱ.轻骨料混凝土小型空心砌块不应与其他块材混砌;
Ⅲ.轻骨料混凝土小型空心砌块搭砌长度不应小于90mm,竖向通缝不超过3皮;
Ⅳ.轻骨料混凝土小型空心砌块的水平和竖向砂浆的饱满度均不应小于80%。
其中下列何项组合的内容是全部正确的?
- A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
- B.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
- C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
- D.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
A B C D
A
[解析] 根据《砌体工程施工质量验收规范》GB 50203-2002的9.3.5条规定,轻骨料混凝土小型空心砌块搭砌长度不应小于90mm,竖向通缝不超过2皮,故表述Ⅲ错误。
[点评] 表述工见《砌体工程施工质量验收规范》GB 50203-2002的9.1.2条规定,主要目的是控制砌体的收缩裂缝和保证砌体的强度;
表述Ⅱ见《砌体工程施工质量验收规范》GB 50203-2002的9.3.2条规定,以防止或控制砌体干缩裂缝的产生;
表述Ⅳ见《砌体工程施工质量验收规范》GB 50203-2002的9.3.3条表9.3.3中的规定。
23. 某钢筋混凝土框架房屋平面为矩形,竖向各层层高相差且刚度变化规则,该结构在y向水平地震作用下,底层y方向的水平地震剪力系数(剪重比)为0.07,层间弹性位移角为1/700,当不考虑刚度折减,重力荷载计算值近似取重力荷载代表值;地震剪力计算值近似取对应于水平地震作用标准值的剪力时,试问,若判断该房屋是否考虑重力二阶效应影响,底层y方向的稳定系数01,与下列何项数值最为接近。
A B C D
C
[解析] 根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2011第3.6.3条的条文说明,对框架结构是否考虑重力二阶效应影响,应按下列公式计算稳定系数θ:
(10-6-1)
根据题意上述公式对底层y方向的稳定系数可改写为
,已知对底层
代入公式(10-6-1)得:
此值与C项最为接近,由于Q
1y<0.1,该结构可不考虑重力二阶效应影响。
[点评] 框架结构和框架一抗震墙结构在地震作用下的重力附加弯矩是否考虑其不利影响,是在设计中常遇的问题,《建筑抗震设计规范》在第3.6.3条条文说明中给出了计算方法,结构工程师应掌握该方法。
24. 一端固定另一端铰支的钢梁,采用Q235钢,跨度为6000mm,跨中作用有设计值为P=400kN的集中荷载,如图10-28-1所示。当采用塑性设计时,试问其塑性弯矩Mp(kN·m)和所需的截面塑性抵抗矩W
pn(mm
3)为下列何项数值?
- A.325;1.5×106
- B.400;1.86×106
- C.450;2.09×106
- D.480;2.23×106
A B C D
B
[解析] 根据《钢结构设计规范》9.1.2条,考虑构件截面内塑性的发展及由此引起的内力重分配,用简单塑性理论进行内力分析。
首先要计算钢梁的塑性弯矩设计值M
p 当钢梁的固定端和跨中集中荷载作用处各形成一个塑性铰时,该梁即形成破坏机构。M
p可从图10-28-1求得。
简支梁的最大弯矩
,由图10-28-1知:M
0=M
p+
,由此即可求得M
p如下:
按规范9.2.1条的公式(9.2.1),即可求得该钢梁所需的塑性抵抗矩W
pn值:
[点评] 根据塑性设计理论,图10-28-1所示的钢梁,首先应在弯矩较大的固定端和跨中集中荷载作用处的弯矩值各达到M
p形成塑性铰,使梁形成破坏机构。
根据图10-28中简支梁跨中最大弯矩M
0和M
p相关的几何关系,即可由M
0=Mp+
p求得M
p值。
而按规范9.2.1条的公式(9.2.1)即可求得W
px值。
25. 某一承受静力荷载,跨度为l=5000mm的简支钢梁,截面采用HN600×200×11×17,A=135.2cm
2,W
x=2610cm
3,i
x=24.1cm,i
y=4.11cm,作用于梁上翼缘均布荷载产生的弯矩设计值M
x=450kN·m,钢材采用Q235。问此梁的整体稳定性计算应为何值?
- A.192N/mm2
- B.205N/mm2
- C.210N/mm2
- D.220N/mm2
A B C D
A
[解析] 根据《钢结构设计规范》4.2.2条规定,在最大刚度主平面内受弯的构件,其整体稳定性应按公式(4.2.2)计算:
(4.2.2)
式中φ
b--梁的整体稳定系数,应按附录B的式(B.1-1)确定。
先按表B.1下的注1内式子计算参数ξ值如下:
因ξ=0.708<2.0,故应用表B.1内项次1的式子计算β
b如下:
β
b=0.69+0.13ξ=0.69+0.13×0.708=0.782
梁的侧向长细比为:
根据附录B.1的符号说明,η
b为截面不对称影响系数,对于双轴对称的工型截面(图B.1a、d)取η
b=0。则按式(B.1-1)计算φ
b如下:
[点评] 根据《钢结构设计规范》4.2.2条规定,在最大刚度主平面内受弯构件的整体稳定性应按公式(4.2.2)计算:
(4.2.2)
式中φ
b--梁的整体稳定系数,应按附录B的式(B.1-1)计算确定。计算结果
192N/mm
2<f=205N/mm
2,所以该梁满足整体稳定性要求。
27. 多层钢结构厂房的地震作用计算,下列 水平支撑哪一条不符合《抗震规范》的规定?
- A.多层钢结构厂房,一般情况下,宜采用空间结构模型分析
- B.多层钢结构厂房的现浇钢筋混凝土楼板,当板面开孔较小且用抗剪连接件与钢梁连接成为整体时,可视为刚性楼盖
- C.在多遇地震作用下,结构阻尼比可采用0.03~0.04;在罕遇地震作用下,阻尼比可采用0.05
- D.直接支承设备、料斗的构件及其连接,可不计入设备等产生的水平地震作用
A B C D
D
[解析] 多层钢结构厂房,一般情况下,应采用空间结构模型进行结构分析计算,对体型复杂,质量分布、刚度分布不对称、不均匀的厂房,还应采用不少于两个不同力学模型的结构分析软件进行较精细的整体分析,以估计局部应力集中、变形集中及扭转的不利的影响,判断易损部位,以便采取可靠的抗震措施来提高结构的抗震能力。结构计算分析时,不应考虑非结构构件的有利作用,而应充分考虑非结构构件的不利作用。
多层钢结构厂房通常采用现浇钢筋混凝土组合楼板,亦可采用装配整体式楼盖或钢铺板。为了保证楼盖的整体刚度,钢筋混凝土楼板应与钢梁有可靠连接。钢筋混凝土楼板与钢梁连接应采用抗剪连接件。抗剪连接件分为柔性抗剪连接件和刚性抗剪连接件。柔性连接件又分为弯起钢筋柔性连接件和圆柱头栓钉柔性连接件(图10-21-1)。弯起钢筋柔性连接件取材方便,但需要逐个手工焊接既费工而且也费料,不经济;近年来工程上已逐渐采用圆柱头栓钉来代替弯起钢筋连接件。刚性抗剪连接件通常采用槽钢、角钢、加劲角钢、T型钢、方钢等(图10-21-2)。
钢筋混凝土楼板通过连接件与钢梁连接,连接件的作用有两个:一个是当组合梁受弯时,承受混凝土板与钢梁上翼缘之间产生的剪力;另一个作用是承受混凝土板与钢梁上下掀开的力(图10-21-3)。
钢筋混凝土楼板与钢梁间的抗剪连接件应根据不同的设计要求经计算确定,并满足相关的构造规定。
多层钢结构厂房的设备既可能布置在±0.000层楼地面上,也可能布置在以上的各楼层上。直接支承设备(包括料斗等)的构件及其连接,应计入设备(包括设备基础)等产生的地震作用。一般的设备对支承构件及其连接产生的水平地震作用,可按《抗震规范》附录H第H.1.5条的规定计算;该水平地震作用对支承构件产生的弯矩、扭矩,取设备重心至支承构件形心的距离计算。
从上述分析可知,本题的选项D不符合抗震规范附录H第H.2.6条的规定,是本题的正确答案,A、B、C选项符合抗震规范附录H第H.2.6条的规定,均不是本题的正确答案。
某大城市郊区一高层建筑,地上28层,地下2层,地面以上高度为90m,屋面有小塔架,平面外形为正六边形(可忽略扭转影响),如图10-58-1所示。该工程为丙类建筑,抗震设防烈度为7度(0.15g),Ⅲ类建筑场地,采用钢筋混凝土框架一核心筒结构。
提示:按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010和《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(2006年版)作答。31. 假定基本风压重现期50年w0
0=0.55kN/m
2,当结构基本周期T
1=1.818s(已考虑填充墙影响)时,则在进行结构承载能力计算时,风荷载脉动增大系数ξ与下列何项数值最为接近?
- A.1.43
- B.1.499
- C.1.513
- D.1.540
A B C D
D
[解析] 由《高规》第4.2.2条有叫w
0=0.55×1.1=0.605kN/m
2,根据《荷载规范》第7.2.1条,地面粗糙度为B类。
查《荷载规范》表7.4.3有ξ=1.54。
故选项D为正确答案。
[点评] (1)2010版《高规》对风荷载的一些参数计算,如风压高度变化系数μ
z。、风振系数p:、脉动增大系数ξ等都规定按《荷载规范》进行。2010版《高规》不再有另外的计算公式,应特别注意。选项C就是因为按2002版《高规》计算而出错误的。
(2)要特别注意《荷载规范》表7.4.3下面的注;计算
时,对地面粗糙度B类地区可直接代入基本风压,而对A类、C类和D类地区应按当地的基本风压分别乘以1.38、0.62和0.32后代入。
32. 若已求得90m高度屋面处的风振系数为1.36,假定基本风压w
0=0.7kN/m
2,试问,计算主体结构的风荷载效应时,90m高度屋面处的水平风荷载标准值wk(kN/m
2)与下列何项数值最为接近?
- A.2.351
- B.2.481
- C.2.744
- D.2.989
A B C D
B
[解析] 根据《高规》第4.2.3条第2款,风荷载体型系数
查《荷载规范》表7.2.2,风压高度变化系数μ
z=2.02。
已知β
z=β
90=1.36,由《高规》第4.2.1条式(4.2.1)有
w
k=β
zμ
sμ
zw
0=1.36×1.29×2.02×0.70kN/m
2=2.481kN/m
2 故选项B为正确答案。
33. 假定作用于90m高度屋面处的水平风荷载标准值w
k=2.0kN/m
2;由突出屋面小塔架的风荷载产生的作用于屋面的水平剪力标准值ΔP
90=200kN,弯矩标准值ΔM
90=600kN·m;风荷载沿高度按倒三角形分布(地面处为0)。试问在高度Z=30m处风荷载产生的倾覆力矩的设计值(kN·m),应与下列何项数值最为接近?
- A.124000
- B.124600
- C.173840
- D.174440
A B C D
D
[解析] 高度90m处风荷载
F
k90=w
k·B=2.0×40kN/m=80kN/m
高度30m处风荷载:
故选项D为正确答案。
35. 若抗震设防烈度为8度的框架首层顶的梁柱中间节点,横向左侧梁截面尺寸为300mm×800mm,右侧梁截面尺寸为300mm×600mm,纵向梁截面尺寸均为300mm×700mm,其a
s及
均为60mm,该框架抗震等级为二级,柱截面尺寸为600mm×600mm。节点左侧梁端逆时针方向组合弯矩设计值
=430.52kN·m,右侧梁端逆时针方向组合弯矩设计值
=239.48kN·m,节点上下柱反弯点之间的距离为4.65m。则此情况下计算节点的剪力设计值V
j与下列哪项最接近?
- A.1476.48kN
- B.1330.50kN
- C.1182.66kN
- D.973.52kN
A B C D
C
[解析] 根据《混凝土规范》第11.6.2条式(11.6.2-4)计算,因节点左右侧梁高度截面不等,按规定取平均值,即h
b=(800+600)/2=700mm,
=60mm,h
b0=700-60=640mm。柱的计算高度可取节点上下柱反弯点之间的距离,即H
c=4.65m。
框架抗震等级为二级,取η
jb=1.2,ΣM
b=430.52+239.48kN·m。
根据《混凝土规范》式(11.6.2-4),中柱节点的剪力设计值为:
V
j=1.2×(430.52+239.48)/(0.64-0.06)×[1-(0.64-0.06)/(4.65-0.70)]
=1182.66kN
误取梁截面的有效高度为600mm,故A错;框架抗震等级为二级,误取η
jb=1.35故B错;误取梁截面的有效高度为800mm,故D错。
[点评] (1)抗震设计时,一、二、三级框架的节点核心区应进行抗震验算;四级框架节点可不进行抗震验算。
(2)各抗震等级的框架节点均应符合构造措施的要求。即:箍筋的最大间距和最小直径宜符合《高规》第6.3.7条有关柱箍筋的规定。一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08,且箍筋体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核心区配箍特征值不宜小于核心区上、下柱端配箍特征值中的较大值。
39. 某钢筋混凝土梁,其截面尺寸为300mm×500mm,非抗震设计,安全等级为二级,混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋配筋为HRB400级钢筋,a=a'=40mm,其设计控制截面的弯矩设计值为140kN·m,试问,当梁顶面与底面纵向受力钢筋对称配置时,选择下列何项配筋最为合适?
提示:混凝土截面受压区高度x<2a'。
A.上下配3
18 B.上下配3
20 C.上下配3
22 D.上下配3
25
A B C D
B
[解析] 根据《混凝土结构设计规范》第6.2.14条,当x<2a及不计入受压钢筋时
M=f
yA
s(h
0-
) (10-15-1)
今M=140×10
6N·mm,f
y=360N/mm
2,(h
0-
)=(500-2×40)=420mm,代入得:
A
s=140×10
6/(360×420)=926mm
2 比值与B项配筋最接近(其A
s=942mm
2),其余A、C、D均与926mm
2相差较大。
[点评] 《混凝土结构设计规范》第6.2.14条公式(6-2-14)适合于不计入受压钢筋时的简化计算。可方便设计入使用,特别是对仅配置普通钢筋的钢筋混凝土梁更方便。