某地下水池采用钢筋混凝土结构,平面尺寸6m×12m,基坑支护采用直径600mm钻孔灌注桩结合一道钢筋混凝土内支撑联合挡土,地下结构平面、剖面及土层分布如下图(Z)所示,土的饱和重度按天然重度采用。
提示:不考虑主动土压力增大系数。
1. 假定,坑外地下水位稳定在地面以下1.5m,粉质黏土处于正常固结状态,勘察报告提供的粉质黏土抗剪强度指标见下表,地面超载q为20kPa。试问,基坑施工以较快的速度开挖至水池底部标高后,作用于围护桩底端的主动土压力强度(kPa),与下列何项数值最为接近?______
抗剪强度指标 | 三轴不固结不排水试验 | 土的有效自重应力下 预固结的三轴不 固结不排水试验 | 三轴固结不排水试验 |
c(kPa) | φ(°) | c(kPa) | φ(°) | c(kPa) | φ(°) |
粉质黏土 | 22 | 5 | 10 | 15 | 5 | 20 |
提示:①主动土压力按朗肯土压力理论计算,
,水土合算;
②按《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011作答。
A B C D
C
[考点] 1.我国城市化快速推进的同时,交通拥堵、停车难、雨季内涝等城市病也逐步显现,为解决这些问题,地下空间的开发利用力度持续加大,结构工程师需要具备地下结构及基坑支护设计的相关知识。
2.在基坑工程中,作用于支护结构的侧压力与地基土体的渗透性能、地面超载、基坑暴露时间、变形状态等多种因素相关,支护结构内力变形、基坑整体稳定、坑底土体抗隆起稳定、围护墙抗倾覆稳定等计算分析结果的可靠性在很大程度上取决于采用的地基土体抗剪强度指标取值是否合理。
3.本题主要考查围护桩主动土压力的有关概念和计算,有以下考点:
1)土的抗剪强度指标取值;
2)主动土压力系数计算;
3)某一深度主动土压力强度计算。
[解析] 根据《地规》第9.1.6条第2款及本题条件,选用土的有效自重应力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标,c=10kPa,φ=15°,由朗肯土压力理论,可得:
1.围护桩底端土体为正常固结的粉质黏土,且题目中已明确基坑施工以较快的速度开挖至坑底,土体排水条件差,没有条件固结,因此,土的抗剪强度指标应采用土的有效自重应力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标;这种试验所基于的条件与该项目较为一致;
2.由于粉质黏土的渗透性能差,因此侧压力计算采用水土合算;
3.题目中提示采用朗肯土压力理论计算,并给出了相应的计算公式,因此,综合考虑土体自重应力、地面超载等竖向应力,计算得到围护桩底端的主动土压力强度。
2. 假定,坑底以下淤泥质黏土的回弹模量为10MPa。试问,根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011,基坑开挖至底部后,坑底中心部位由淤泥质黏土层回弹产生的变形量s
c(mm),与下述何项数值最为接近?______
提示:①坑底以下的淤泥质黏土层按一层计算,计算时不考虑工程桩及周边围护桩的有利作用;
②回弹量计算的经验系数
取1.0。
A B C D
B
[考点] 1.软土地基上建筑物设置地下室时,基坑开挖深度越深、面积越大,开挖至坑底后,坑底土体的隆起变形越大;当基础施工完成后,随着上部结构荷载的逐步增大,地基产生回弹再压缩变形,设计缺少考虑时将低估地基基础变形;同时,坑底土体向上的隆起变形将对工程桩产生向上的摩阻力,桩身受拉,设计没有考虑该不利因素时,桩长过短或配筋偏小,将产生桩身上浮或断裂现象,形成工程安全隐患。结构工程师应具备坑底隆起变形的概念,并在设计中考虑隆起变形对地基基础的影响。
2.本题主要考查坑底土体回弹计算,有以下考点:
1)分层总和法的计算要点;
2)基坑底面以上土的自重压力;
3)计算结果应根据经验系数调整。
[解析] 根据《地规》第5.3.10条,
其中:
p
c=17×5.9-10×4.4=56.3kPa。
将基底平面等分为四块,z=3.0m,b=3.0m,l=6.0m。
根据z/b=1,l/b=2,查《地规》附录表k.0.1-2,有
1.计算基坑底面以上土的自重压力,注意,地下水位以下应扣除浮力;
2.按分层总和法的计算回弹变形,本题仅需按1层土体计算分析;矩形面积上的荷载分成四块,采用角点法计算叠加;
3.本题为计算方便,经验系数取1.0;对实际工程而言,基坑面积越大、暴露时间越长,回弹变形量越大;
4.在电算普及的今天,结构设计人员仍应注意在实际工程中,通过简单的手算,建立并加强地基基础设计概念。
某多层办公楼拟建造于大面积填土地基上,采用钢筋混凝土筏形基础;填土厚度7.2m,采用强夯地基处理措施。建筑基础、土层分布及地下水位等如下图(Z)所示。该工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第三组。
(Z) 某框架结构柱下设置两桩承台,工程桩采用先张法预应力混凝土管桩,桩径500mm;桩基施工完成后,由于建筑加层,柱竖向力增加,设计采用锚杆静压桩基础加固方案。基础横剖面、场地土分层情况如下图(Z)所示。
(Z) 某框架结构柱基础,作用标准组合下,由上部结构传至该柱基竖向力F=6000kN,由风载控制的力矩Mx=My=1000kN·m。柱基础独立承台下采用400mm×400mm钢筋混凝土预制桩,桩的平面布置及承台尺寸如下图(Z)所示。承台底面埋深3.0m,柱截面尺寸为700mm×700mm,居承台中心位置。承台采用C40混凝土,as=65mm。承台及承台以上土的加权平均重度取20kN/m3。
(Z) 11. 试问,满足承载力要求的单桩承载力特征值最小值(kN),与下列何项数值最为接近?______
A B C D
C
[考点] 1.桩基础是工程中最常用的基础形式。结构工程师需要根据建筑物荷载、变形控制要求、工程和水文地质条件、环境和场地条件等合理进行桩基础设计,并根据具体条件分别进行下列承载力、变形和稳定性计算或验算:
1)桩基的竖向、水平向承载力计算,对竖向承压桩,当桩端平面以下存在软弱下卧层时,应进行软弱下卧层承载力验算。
2)桩身承载力计算;对于桩侧土不排水抗剪强度小于10kPa且长径比大于50的桩,应进行桩身压屈验算;对于预制桩,应进行吊装、运输和锤击等过程的强度和抗裂验算;对钢管桩,应进行局部压屈计算。
3)柱基沉降计算。
4)当环境保护要求高时,应对桩基施工和使用过程的环境影响进行验算。
5)承台结构承载力计算。
6)有特殊要求的桩身和承台抗裂或裂缝宽度验算。
7)对受水平荷载较大,或对水平位移有严格限制的桩基,应验算其水平变位。
8)对位于坡地、岸边的桩基,应进行整体稳定性验算;桩端持力层位于坡度较大的基岩,持力层以上以软土为主时,应进行桩端岩体稳定性验算。
9)对于抗浮、抗拔桩基,应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算。
10)对于抗震设防区的桩基,应进行抗震承载力验算。
2.本题主要考查根据上部结构的荷载条件确定单桩承载力特征值,有以下考点:
1)轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力;
2)偏心竖向力作用下任一单桩的竖向力。
[解析] 根据《地规》第8.5.4条,或根据《桩规》第5.1.1条,
又根据《地规》第8.5.5条,或根据《桩规》第5.2.1条,
,故取:R
a=820kN。
1.根据给出竖向力、桩数、承台尺寸及埋深,计算轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力,单桩承载力特征值应满足其要求;
2.根据给出的两个方向力矩及第1点涉及的条件,计算偏心力作用下桩的竖向力最大值,其数值不应超过单桩承载力特征值的1.2倍;
3.综合第1、2点的分析结果,取数值较大者为需要的单桩承载力特征值。
13. 验算角桩对承台的冲切时,试问,承台的抗冲切承载力设计值(kN),与下列何项数值最为接近?______
A B C D
D
[考点] 多桩基础承台厚度在满足柱对承台冲切作用的同时,也需满足角桩对承台的冲切作用。本题主要考查多桩承台,在角桩的竖向力冲切作用下,承台的抗冲切承载力设计值。
[解析] 根据《地规》第8.5.19条,或根据《桩规》第5.9.8条,
h
0=1100-a
s=1035mm
=0.467×(600+1050/2)×2×0.975×1.71×1035×10
-3=1813kN
答案选D。
1.计算角桩冲跨比;
2.根据角桩冲跨比计算角桩冲切系数;
3.根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011或《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008公式计算在角桩的竖向力冲切作用下,承台的抗冲切承载力设计值。值得注意的是,计算采用的角桩竖向力设计值为扣除承台及其上填土自重后的,角桩桩顶相当于作用的基本组合时的竖向力设计值。
某高层框架-核心筒结构办公用房,地上22层,大屋面高度96.8m,结构平面尺寸见下图(Z)。拟采用端承型桩基础,采用直径800mm混凝土灌注桩,桩端进入中风化片麻岩(frk=10MPa)。
(Z) 17. 假定,某6层新建钢筋混凝土框架结构,房屋高度36m,建成后拟由重载仓库(丙类)改变用途作为人流密集的大型商场,商场营业面积10000m
2,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,结构设计针对建筑功能的变化及抗震设计的要求提出了以下主体结构加固改造方案:
Ⅰ.按《抗规》性能3的要求进行抗震性能化设计,维持框架结构体系,框架构件承载力按8度抗震要求复核,对不满足的构件进行加固补强以提高承载力;
Ⅱ.在楼梯间等位置增设剪力墙,形成框架一剪力墙结构体系,框架部分不加固,剪力墙承担倾覆弯矩为结构总地震倾覆弯矩的40%;
Ⅲ.在结构中增加消能部件,提高结构抗震性能,使消能减震结构的地震影响系数为原结构地震影响系数的40%,同时对不满足的构件进行加固。
试问,针对以上结构方案的可行性,下列何项判断正确?______
- A.Ⅰ,Ⅱ可行,Ⅲ不可行
- B.Ⅰ,Ⅲ可行,Ⅱ不可行
- C.Ⅱ,Ⅲ可行,Ⅰ不可行
- D.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ均可行
A B C D
B
[考点] 本题为概念题,主要考查既有建筑结构加固改造方案的选择,主要内容有:
1.不同功能用途房屋建筑抗震设防类别的判别;
2.加固改造设计中抗震性能设计方法的应用;
3.加固改造设计中消能减震结构的应用。
[解析] 根据《建筑抗震设防分类标准》,大型商场为乙类,抗震措施应按提高一度即8度考虑,如常规设计,框架抗震措施应为一级。
《抗规》表M.1.1-3,当构件承载力高于多遇地震提高一度的要求,构造抗震等级可降低一度,即维持二级,方案工可行;
《高规》第8.1.3条第3款,框架承受倾覆弯矩大于50%时,框架部分抗震等级宜按框架确定,即应为一级,原结构抗震措施为二级,方案Ⅱ不可行;
《抗规》第12.3.8条及条文说明,当消能减震结构的地震影响系数小于原结构地震影响系数的50%时,构造抗震等级可降低一度,即维持二级,方案Ⅲ可行。
故选B。
1.结构加固改造设计是近年常见的结构设计工作,选择合适的加固改造设计方案是确保工程安全经济适用的关键。本题建筑物原抗震设防类别为丙类,框架抗震等级为二级,由于建筑功能的变更,改造后大型商场抗震设防类别为乙类,抗震措施应提高一度即按8度考虑,框架结构的框架抗震等级应为一级。考虑项目已建成,如保持采用框架结构并使抗震构造能满足一级要求,所需要加固的范围和工程量较大。为使结构改造方案经济合理,可采用改变结构体系、抗震性能化设计或应用消能减震技术等方法进行加固改造,从而使原框架抗震等级满足要求。
2.根据《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010附录M的抗震性能化设计方法,建筑物可通过提高构件承载力、适当降低延性要求的方法来进行设计;框架结构按设防烈度提高一度即8度的要求验算构件承载力,仅对不满足承载力的构件进行加固以满足8度地震作用下承载力要求,按中等延性构造要求,框架结构抗震措施仍按7度抗震设防要求确定。
3.通过增设结构构件改变结构体系或采用消能减震措施也是加固改造中常用的方法。本题建筑物由框架结构改造为框架-剪力墙结构,框架-剪力墙结构应根据剪力墙承受倾覆弯矩的比例确定抗震等级,根据《高规》第8.1.3条第3款,当剪力墙承担的倾覆弯矩超过结构总地震倾覆弯矩的50%时,本题建筑物框架抗震等级才可确定为二级,仅少量增加剪力墙的方案Ⅱ不可行。
4.加固改造中采用消能减震措施时,当消能减震结构的地震影响系数小于原结构地震影响系数的50%时,框架抗震等级也可确定为二级,采用消能减震措施的方案Ⅲ可行。
18. 下列四项观点:
Ⅰ.有端柱型钢混凝土剪力墙,其截面刚度可按端柱中混凝土截面面积加上型钢按弹性模量比折算的等效混凝土面积计算其抗弯刚度和轴向刚度;墙的抗剪刚度可不计入型钢影响;
Ⅱ.型钢混凝土框架-钢筋混凝土剪力墙结构,当楼盖梁采用型钢混凝土梁时,结构在多遇地震作用下的结构阻尼比可取为0.05;
Ⅲ.不考虑地震作用组合的型钢混凝土柱可采用埋入式柱脚,也可采用非埋入式柱脚;
Ⅳ.结构局部部位为钢板混凝土剪力墙的竖向规则剪力墙结构在7度区的最大适用高度为120m。
试问,依据《组合结构设计规范》JGJ 138—2016,针对上述观点准确性的判断,下列何项正确?______
- A.Ⅰ、Ⅳ准确
- B.Ⅱ、Ⅲ准确
- C.Ⅰ、Ⅱ准确
- D.Ⅲ、Ⅳ准确
A B C D
A
[考点] 本题为概念题,主要考查组合结构计算和构造等方面的概念及有关规定。
[解析] 根据《组合结构设计规范》4.3.4条,Ⅰ准确;
根据《组合结构设计规范》4.3.6条,Ⅱ不准确;
根据《组合结构设计规范》6.5.1条,Ⅲ不准确;
根据《组合结构设计规范》4.3.5条,Ⅳ准确。
故选A。
1.《组合结构设计规范》JGJ 138—2016对组合结构的定义为由组合结构构件组成的结构,以及由组合结构构件与钢构件、钢筋混凝土构件组成的结构。根据《组合结构设计规范》第4.3.6条的规定及条文说明,组合结构在多遇地震作用下的结构阻尼比可取为0.04,房屋高度超过200m的超高层建筑阻尼比宜适当降低为0.03。楼盖梁采用钢筋混凝土梁时,阻尼比可增加0.01,楼盖梁为型钢混凝土梁(组合结构构件)时,阻尼比不增加,观点Ⅱ的表述不正确。
2.在强震或强风作用下,超高层建筑的型钢混凝土柱出现偏心受拉的情况时,柱脚有可能在反复倾覆弯矩和水平剪力的作用下破坏,《组合结构设计规范》JGJ 138—2016第6.5.1条规定,偏心受拉柱应采用埋入式柱脚,观点Ⅲ的表述不正确。对于不考虑地震作用的偏心受压柱,可采用埋入式柱脚,也可采用非埋入式柱脚。
某31层普通办公楼,采用现浇钢筋混凝土框架一核心筒结构,标准层平面如下图(Z)所示,首层层高6m,其余各层层高3.8m,结构高度120m。基本风压w0=0.80kN/m2,地面粗糙度为C类。抗震设防烈度为8度(0.20g),标准设防类建筑,设计地震分组第一组,建筑场地类别为Ⅱ类,安全等级二级。
(Z) 20. 在初步设计阶段,发现需要采取措施才能满足规范对Y向层间位移角、层受剪承载力的要求。假定,增加墙厚后均能满足上述要求,如果W1、W2、W3、W4分别增加相同的厚度,不考虑钢筋变化的影响。试问,下列四组增加墙厚的组合方案,哪一组分别对减小层间位移角、增大层受剪承载力更有效?______
- A.W2,W1
- B.W3,W4
- C.W1,W4
- D.W1,W3
A B C D
D
[考点] 本题为高层建筑结构设计的概念题,主要考查以下内容:
1.对核心筒抗弯刚度概念的理解;
2.对楼层受剪承载力概念的理解。
[解析] 工字形或田字形截面的翼缘比腹板对抗弯刚度贡献更大,且越靠近外侧越有效,框架一核心筒的刚度主要由核心筒提供,核心筒主要是弯曲变形,对于增加Y向抗弯刚度,W1更加有效。
楼层受剪承载力与剪力墙受剪承载力相关,根据《高规》式(7.2.10-2)
增加W3更加有效。
答案选D。
1.对于弯曲变形为主的框架一核心筒结构而言,提高核心筒的抗弯刚度,对减小层间位移角有明显的作用。本题建筑核心筒布置形式为矩形筒体并带内部墙肢,墙肢截面离中性轴越远对增加简体惯性矩的作用越大,所以增加翼缘墙肢的厚度对核心筒的抗弯刚度效率更高。对于Y向的层间位移角,增加W1的厚度,比增加W2、W3、W4的厚度都更有效。
2.《高规》JGJ 3—2010对高层建筑上下楼层的抗侧力结构的层间受剪承载力比值提出控制要求,楼层抗侧力结构的层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。框架一核心筒结构的楼层抗侧力结构的受剪承载力在不考虑钢筋变化影响时,主要由核心筒的剪力墙提供,根据《高规》JGJ 3—2010公式(7.2.10-2)可以看出,剪力墙的受剪承载力主要由核心筒腹板墙肢承担,即Y向主要由W3、W4承担,W4开洞明显较多,且W4所承担的竖向荷载很小,所以增加W3厚度比W4更有效。
21. 假定,结构按连梁刚度不折减计算时,某层连梁LL1在8度(0.20g)水平地震作用下梁端负弯矩标准值M
Ehk=-660kN·m,在7度(0.10g)水平地震作用下梁端负弯矩标准值M
Ehk=-330kN·m,风荷载作用下梁端负弯矩标准值M
wk=-400kN·m。试问,对弹性计算的连梁弯矩M进行调幅后,连梁的弯矩设计值M'(kN·m),不应小于下列何项数值?______
提示:忽略重力荷载及竖向地震作用产生的梁端弯矩。
A B C D
B
[考点] 本题主要考查以下内容:
1.连梁“超限”后,对内力调幅处理方法的理解;
2.短暂设计状况和地震设计状况下的内力取值包络。
[解析] 根据《高规》第5.6.3及5.6.4条,
根据《高规》第7.2.26条条文说明,8度时调幅系数取0.5,且不小于设防烈度低一度组合弯矩及风荷载作用下弯矩,调幅后8度地震及风组合下
M'=(-1.3×660-0.2×1.4×400)×0.5=-485kN·m,
7度地震组合下M=-1.3×330-0.2×1.4×400=-541kN·m,
仅风荷载作用下M=-1.4×400=-560kN·m,
比较后控制弯矩为560kN·m。
故选B。
1.高烈度地区连核心筒梁“超限”问题比较普遍,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.2.1条和第7.2.26条给出了三种处理方法:
1)第一种方法是减小连梁截面高度或采取其他减小连梁刚度的措施(如设置双连梁等);
2)第二种是考虑连梁的塑性调幅,就是内力计算后,将连梁弯矩和剪力组合值乘以折减系数;
3)第三种是当连梁的破坏对承受竖向荷载无明显影响时,假定连梁在大震下剪切破坏,按独立墙肢进行第二次多遇地震下的结构内力分析,墙肢按两次计算的较大值配筋设计(应注意:采用本方法时结构设计的经济性较差,更多问题可查阅相关资料)。
本题考查的是第二种方法。
2.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第7.2.26条条文说明,连梁调幅后的弯矩、剪力设计值不低于比设防烈度低一度的地震作用组合所得的弯矩、剪力设计值,其目的是避免在正常使用条件下或较小的地震作用下在连梁上出现裂缝。调幅后的连梁弯矩也不能小于风荷载作用下的连梁弯矩。
3.本题是超过60m的高层建筑,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第5.6.3条和第5.6.4条规定,地震设计状况下,应考虑风荷载的组合作用。本题忽略重力荷载作用产生的内力,根据第5.6.1条规定,可变荷载(风荷载)效应其控制作用时,组合值系数应取1.0。应对比短暂设计状况和地震设计状况下的内力值,取控制作用的内力。
22. 假定,某层连梁LL1截面350mm×750mm,混凝土强度等级C45,钢筋为HRB400,对称配筋,a
s=a
's=60mm,净跨l
n=3000mm。试问,下列连梁LL1的纵向受力钢筋及箍筋配置,何项满足规范构造要求且最经济?______
A.
B.
C.
D.
A B C D
B
[考点] 本题主要考查框架一核心筒结构核心筒连梁的构造要求。
[解析] 结构高度120m,查《高规》表3.9.4筒体特一级,连梁特一级,根据第3.10.5条第5款,连梁的要求同一级,l
n/h
b=3000/750=4>2.5,连梁纵筋按框架梁的要求配置,
根据《高规》6.3.3条,最大配筋率
ρ
max≤2.5%,A
smax≤ρ
max·bh
0=2.5%×350×(750-60)=6038mm
2,
选项A~D均满足要求;
根据《高规》6.3.2条第2款,
ρ
min≥max{0.4%,(80f
t/f
y)%=[(80×1.8)/360]%=0.4%}
配
,ρ=2281/(350×750)=0.87%>0.4%,
选项A~D均满足要求;
根据7.2.27条及表6.3.2-2,箍筋
满足要求,(B)选项满足要求且最经济。
故选B。
1.跨高比不大于2.5时,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第7.2.25条规定了连梁纵向钢筋的最大配筋率限值,本题的跨高比4,大于2.5,所以可以按框架梁纵向钢筋的最大配筋率限值。第7.2.24条规定,跨高比大于1.5的连梁,其纵向钢筋的最小配筋率可按框架梁的要求采用。
2.连梁跨度较小,纵向钢筋一般是通长配筋,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010表6.3.2-1,一级框架梁纵向钢筋最小配筋率取max{0.40%,(80f
t/f
y)%}=0.4%,所以取最小配筋率为0.4%。
3.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010表6.3.2-2,箍筋最大间距取min{h
b/4,6d,100}=100mm,箍筋最小直径10mm。
某11层住宅,采用现浇钢筋混凝土异形柱框架一剪力墙结构,房屋高度33m,剖面如下(Z)所示,抗震设防烈度7度(0.10g),场地类别Ⅱ类,异形柱混凝土强度等级C35,纵筋、箍筋采用HRB400。框架梁截面均为200mm×500mm。框架部分承受的地震倾覆力矩为结构总地震倾覆力矩的20%。
(Z) 24. 异形柱K22截面如下图24所示,截面面积2.2×10
5mm
2,该柱三层轴压比为0.4,箍筋为
。假定,Y方向该柱的剪跨比λ为2.2,h
c0=565mm。试问,该柱Y方向斜截面有地震作用组合的受剪承载力(kN),与下列何项数值最为接近?______
A B C D
A
[考点] 本题主要考查以下内容:
1.对Z形柱验算方向的柱肢截面有效高度的理解;
2.对异形柱斜截面受剪承载力的理解。
[解析] 根据《异柱规》公式(5.2.1-2),
根据《异柱规》公式(5.2.2-2),
其中N>0.3f
cA=0.3×16.7×220000=1102200N,
故选A。
1.根据适当提高框架柱受剪可靠度的原则,各种截面形式的异形柱斜截面受剪承载力计算均采用与《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010相同的计算公式,Z形柱验算斜截面受剪承载力时,不考虑另一正交方向柱肢(即翼缘)的作用。
2.通过配置箍筋,《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149—2017第5.2.2条给出了受剪承载力的计算公式,计算应注意,当N>0.3f
cA时,取N=0.3f
cA,此处的A是Z形柱的全截面面积。通过第5.2.1条和第5.2.2条计算得出的结果,两者取较小值。
3.受剪截面限制条件的目的首先是防止构件截面发生斜压破坏,其次是限制在使用阶段可能发生的斜裂缝宽度,同时也是构件斜截面受剪破坏的最大配箍率条件,即不管配多少箍筋,受剪承载力不能突破《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149—2017第5.2.1条规定的限值。本题异形柱截面受剪承载力实际为受剪截面限制条件控制,答案应选不超过上限值的最接近数值(对本题只有答案A满足截面限制条件)。
某40m高层钢框架结构办公楼(无库房),剖面如下图(Z)所示,各层层高4m,钢框架梁采用H500×250×12×16(全塑性截面模量Wp=2.6×106mm3,A=13808mm2),钢材采用Q345,抗震设防烈度为7度(0.10g),设计地震分组第一组,建筑场地类别为Ⅲ类,安全等级二级。
(Z)
提示:按《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99—2015作答。25. 假定,结构质量、刚度沿高度基本均匀,相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值为0.038,各层楼(屋)盖处永久荷载标准值为5300kN,等效活荷载标准值为800kN(上人屋面兼作其他用途),顶层重力荷载代表值为5700kN。试问,多遇地震标准值作用下,满足结构整体稳定要求且按弹性方法计算的首层最大层间位移(mm),与下列何项数值最为接近?______
A B C D
C
[考点] 主要考查高层钢结构整体分析、构件计算及抗震构造的有关要求,本题主要考查以下内容:
1.钢框架结构整体稳定性控制要求;
2.地震作用计算时底部剪力法的应用。
[解析] 根据《高钢规》第6.1.7条,钢框架结构整体稳定性应满足
D
1=5×[10×(1.2×5300+1.4×800)]/4=93500kN/m
首层侧向刚度D
1=V
1/Δ
1 V
1=0.038×0.85×(9×5300+9×0.5×800+5700)=1841kN
Δ
1<V
1/D
1=1841/93500=19.7mm
故选C。
1.结构整体稳定性是高层建筑结构设计的基本要求,结构的刚度和重力荷载之比(刚重比)是影响结构整体问题的重要参数。根据《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99—2015,高层钢框架结构整体稳定要求采用与《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010第5.4.4条相同的形式,但由于混凝土结构考虑了弹性刚度折减50%,而钢结构不考虑刚度折减,因此《高钢规》公式(6.1.7-1)与《高规》公式(5.4.4-2)的刚重比控制参数不同。
2.本题的易错点为计算整体稳定和计算地震剪力时重力荷载设计值与重力荷载代表值的应用。采用底部剪力法计算结构的水平地震作用时,重力荷载取结构等效总重力代表值(多层时乘以0.85);计算结构整体稳定时,重力荷载取重力荷载设计值,取1.2倍的永久荷载标准值与1.4倍的楼(屋)面可变荷载标准值的组合值。
3.需要说明的是:
1)计算重力荷载代表值时,《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第5.1.3条不计入屋面活荷载,是基于不上人屋面的情况,而对于上人屋面的活荷载,应该有所考虑。
2)本题屋顶层为上人屋面兼作其他用途(《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012第5.3.1条,规定上人屋面活荷载的组合值系数为0.7,与办公楼楼面活荷载的组合值系数相同),为简化计算,本题直接给出屋顶层重力荷载代表值。
26. 假定,某层框架柱采用工字形截面柱,翼缘中心间距离为580mm,腹板净高540mm。试问,中柱在节点域不采用其他加强方式时,满足规程要求的腹板最小厚度tw(mm),与下列何项数值最为接近?______
提示:①腹板满足宽厚比限值要求;
②节点域的抗剪承载力满足弹性设计要求。
A B C D
B
[考点] 本题主要考查以下内容:
1.高层钢框架结构抗震等级的确定;
2.钢梁截面全塑性受弯承载力的概念;
3.抗震设计时节点域屈服承载力的要求。
[解析] 根据《高钢规》式(7.3.8)条,
7度(0.10g),Ⅲ类场地,根据《高钢规》第3.7.2条,抗震措施按7度确定,结构高度不大于50m,抗震等级四级,
工字形截面柱(绕强轴)V
p=h
b1h
c1t
p=484×580×t
p=280720t
p M
p1=M
p2=W
p×f=2.6×10
6×305=793000000N·mm
0.75×(793000000×2)/280720 t
p≤(4/3)×0.58×345得t
p≥15.9mm
故选B。
1.抗震设计时,高层民用建筑钢结构应根据抗震设防分类、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级,丙类建筑的抗震等级应按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010表8.1.3确定。本题钢框架结构高度不大于50m,按设防烈度7度确定抗震等级为四级。
2.对于抗震设计的高层钢结构,节点域应按《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99—2015第7.3.8的规定验算在预估的罕遇地震作用下的屈服承载力,计算公式与《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第8.2.5条第2款是一致的。根据有关研究结合我国实际情况,为避免节点域过厚导致的多用钢材,《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99—2015的折减系数
比98版规程及《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010适当提高,抗震等级四级时取0.75,本题提示按《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99—2015作答。
3.需要说明的是,钢梁的截面全塑性受弯承载力计算,在工程界意见不完全一致,本题按照《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第8.2.7条之规定,取全塑性截面模量与钢材强度设计值的乘积。
某25层部分框支剪力墙结构住宅,剖面如下图所示,首层及二层层高5.5m,其余各层层高3m,房屋高度80m。抗震设防烈度为8度(0.20g),设计地震分组第一组,建筑场地类别为Ⅱ类,标准设防类建筑,安全等级为二级。
(Z) 28. 假定,首层一字形独立墙肢W1考虑地震组合且未按有关规定调整的一组不利内力计算值M
w=15000kN·m,V
w=2300kN,剪力墙截面有效高度h
w0=4200mm,混凝土强度等级C35。试问,满足规范剪力墙截面名义剪应力限值的最小墙肢厚度b(mm),与下列何项数值最为接近?______
提示:按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010作答。
A B C D
B
[考点] 主要考查框支剪力墙结构的设计及构造要求,本题主要考查以下内容:
1.对剪力墙“强剪弱弯”的理解;
2.不同剪跨比的剪力墙名义剪应力的控制要求。
[解析] 根据《高规》表3.9.3,底部加强区剪力墙抗震等级为一级,根据第10.2.18条及7.2.6条,
V=1.6×V
w=1.6×2300=3680kN
根据《高规》7.2.7条,
根据《高规》式(7.2.7-3),
b
w≥297.3mm。
故选B。
1.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第7.2.6条,由乘以剪力增大系数得到的设计剪力,有利于保证“强剪弱弯”的实现。剪力增大系数根据剪力墙抗震等级确定。
2.剪力墙截面名义剪应力是,假设剪力在墙肢名义抗剪面积上均匀分布而算得的剪应力,名义抗剪面积取剪力墙宽度与截面有效高度的乘积。剪力墙的名义剪应力与抗剪钢筋配置多少无关,名义剪应力值过高,会在早期出现斜裂缝,控制剪力墙的名义剪应力可以防止剪力墙发生剪切脆性破坏。规范对不同设计状况及剪跨比下墙肢名义剪应力提出控制要求。
3.本题墙肢剪跨比小于2.5,按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010式(7.2.7-3)代入相关数值可得墙肢最小厚度要求。
29. 假定,5层墙肢W2如下图所示,混凝土强度等级C35,钢筋采用HRB400,墙肢轴压比为0.42,试问,墙肢左端边缘构件(BZ1)阴影部分纵向钢筋配置,下列何项满足相关规范的构造要求且最经济?______
A.
B.
C.
D.
A B C D
B
[考点] 本题主要考查剪力墙底部加强部位和约束边缘构件的概念及构造要求。
[解析] 根据《高规》第10.2.2条,框支剪力墙结构底部加强区取至转换层上两层,根据《高规》第7.2.14条,第5层属于底部加强部位相邻上一层,应设置约束边缘构件。
根据《高规》表3.9.3,非底部加强部位剪力墙抗震等级为二级。
根据《高规》表7.2.15,μ
N>0.4,l
c=0.2h
w=1300mm,阴影部分面积A
c=650×300=195000mm
2,阴影部分纵筋配筋面积,二级1.0%×195000=1950mm
2,符合要求且最经济的是
。
故选B。
1.确定墙肢边缘构件的构造,应首先确定该边缘构件是约束边缘构件还是构造边缘构件。对于轴压比大于《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010表7.2.14规定的剪力墙,通过设置约束边缘构件,使其具有比较大的塑性变形能力,剪力墙应在底部加强部位及相邻的上一层设置约束边缘构件。
2.抗震设计时,剪力墙底部加强部位的高度范围可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值,框支剪力墙结构的剪力墙底部加强部位的高度范围则取至转换层以上两层且不宜小于房屋高度的1/10。根据上述要求,第5层是非底部加强部位,抗震等级为二级,同时由于是底部加强部位上一层,需要设置约束边缘构件(按墙肢所在楼层的抗震等级二级设置边缘构件)。
3.约束边缘构件的长度l
c要满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010表7.2.15的规定,暗柱的长度不应小于墙厚和400mm的较大值,且不小于l
c/2的长度,因此边缘构件阴影部分长度取l
c/2即650mm;另外,根据第7.2.15条第2款规定,不同抗震等级对应的纵筋最小配筋量,根数和直径均不应小于规定的数值。
30. 假定,2层某框支中柱KZZ1在Y向地震作用下剪力标准值V
Ek=620kN,Y向风作用下剪力标准值V
wk=150kN,按规范调整后的柱上下端顺时针方向截面组合的弯矩设计值
,框支梁截面均为800mm×2000mm。试问,该框支柱Y向剪力设计值(kN),与下列何项数值最为接近?______
A B C D
C
[考点] 本题主要考查以下内容:
1.框支框架抗震等级的确定;
2.对框支柱“强剪弱弯”的内力调整方法及调整系数的确定。
[解析] 根据《高规》表3.9.3,框支框架抗震等级为一级,根据6.2.3条,η
vc=1.4,
根据《高规》式6.2.3.2
地震及风荷载作用下,V=1.3×620+1.4×0.2×150=848kN<908kN
故选C。
1.根据抗震概念设计,框架柱和框支柱设计应满足“强剪弱弯”的要求,以提高柱的延性,减小发生脆性剪切破坏的可能性。框架柱或框支柱应根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010式(6.2.3.2)取按内力调整后的弯矩设计值,通过乘以柱端剪力增大系数,有目的地增大剪力设计值。不同的框架抗震等级及不同的框架(如框架结构的框架和框支剪力墙结构中的框架)采用不同的柱端剪力增大系数,角柱还应乘以1.1的放大系数,以体现框架柱和框支柱不同的抗震性能要求。
2.题目也给出了地震作用下及风荷载作用下剪力标准值,通过荷载效应组合计算的框支柱剪力设计值实际未考虑“强剪弱弯”的抗震设计要求,不起控制作用。
某现浇钢筋混凝土双塔连体结构,塔楼为办公楼,A塔和B塔地上31层,房屋高度130m,21-23层连体,连体与主体结构采用刚性连接,地下2层,如下图(Z)所示。抗震设防烈度为6度,设计地震分组第一组,建筑场地类别为Ⅱ类,安全等级为二级。塔楼均为框架一核心简结构,分析表明地下一层顶板(±0.000处)可作为上部结构嵌固部位。
32. 假定,某层K22为钢管混凝土柱,考虑地震组合的轴力设计值N=34000kN,混凝土强度等级C60(f
c=27.5N/mm
2),钢管直径D=950mm,采用Q345B(f
y=345N/mm
2,f
a=310N/mm
2)钢材。试问,钢管壁厚t(mm)为下列何项数值时,才能满足钢管混凝土柱承载力及构造要求且最经济?______
提示:①钢管混凝土柱承载力折减系数φ
1=1,φ
e=0.83,φ
lφ
e<φ
0;
②按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010作答。
A B C D
C
[考点] 本题主要考查以下内容:
1.钢管混凝土柱的径厚比限值要求;
2.对钢管混凝土柱轴向受压承载力提高的理解及计算方法。
[解析] 根据《高规》第11.4.9条第3款,
A选项D/t=119,B选项D/t=95,不满足要求。
根据《高规》式(F.1.1-2),(F.1.2-1),(F.1.2-2),(F.1.2-4),
θ=A
af
a/A
cf
c D=950mm,t=12mm时,θ=310×(950
2-926
2)/(27.5×926
2)=0.59<[θ]=1.56
N≤0.9φ
lφ
eA
cf
c(1+aθ)/γ
RF N≤0.9×1×0.83×3.14×463
2×27.5×(1+1.8×0.59)/0.8=35640kN>34000kN
满足要求。
故选C。
1.为充分发挥钢管混凝土柱的抗压强度并避免钢管壁过薄时产生屈曲,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010第11.4.9条规定钢管外径与壁厚的比值D/t宜在
之间;而《组合结构设计规范》JGJ 138—2016第8.1.3条的规定为钢管径厚比D/t应不大于135(235/f
ak);为避免依据不同规范的解题困难,本题提示“按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010作答”。考生根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010对钢管混凝土柱壁厚比要求,可先判定A和B答案不满足要求。
2.根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3—2010附录F,钢管混凝土柱轴向受压承载力设计值,是在计算钢管混凝土受压短柱承载力的基础上,考虑柱长细比影响和偏心率影响的折减而确定的。为减少计算量,本题提示给出了折减系数。
3.套箍指标是钢管混凝土柱承载力计算的关键参数,反映了套箍效应使钢管混凝土柱承载力较普通钢筋混凝土柱的大幅度提高。套箍指标的合理值在0.5~2.5之间,本题通过计算钢管壁厚12mm时套箍系数为0.59,钢管混凝土柱计算承载力35640kN比轴力设计值稍大,满足要求;而钢管壁厚为14mm时承载力更大,按最经济原则不需再计算。因此答案选C。
33. 城市中某主干路上的一座桥梁,设计车速60km/h,一侧设置人行道,另一侧设置防撞护栏,采用3×40m连续箱梁桥结构形式。桥址处地震基本烈度8度。该桥拟按照如下原则进行设计:
①桥梁结构的设计基准期100年。
②桥梁结构的设计使用年限50年。
③汽车荷载等级城-A级。
④防撞护栏等级采用A级。
⑤地震动峰值加速度0.15g。
⑥污水管线在人行道内随桥敷设。
试问,以上设计原则何项不符合现行规范标准?______
A B C D
C
[考点] 城市桥梁在城市的建设中发挥着越来越重要的作用,城市桥梁与公路桥梁相比有着其更鲜明的特点和区别。本题是一道综合概念题,考查考生对城市桥梁基本知识和相关规范规定的了解。在本题目中涉及的考点有六个,涵盖了城市桥梁的使用年限、与道路等级所对应的桥梁车辆荷载标准、地震力以及桥梁安全等方面。通过本题的考核,可以使考生掌握城市桥梁设计所必须掌握的设计原则和基本要求,特别是城市桥梁的安全问题,更应该特别关注。
[解析] ①√:按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第3.0.8条:桥梁结构的设计基准期100年。
②×:按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第3.0.2条,3×40m连续箱梁桥属于大桥。按3.0.9条规定,桥梁结构的设计使用年限应该为100年。
③√:按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第10.0.3条规定,城市主干路桥梁设计汽车荷载等级城-A级。
④×:按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011表10.0.8规定:防撞护栏等级最低应为SB级。
⑤×:根据《城市桥梁抗震设计规范》CJJ 166—2011第1.0.3条规定:地震基本烈度8度,地震动峰值加速度取0.20g或0.30g。
⑥×:按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第3.0.19条规定:不得在桥上敷设污水管。
首先要认真审题,找出题目中的关键词和相关信息。
1.本题给出了“城市中”,将该桥梁定义为城市桥梁,其相关规范和要求必须执行《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011和《城市桥梁抗震设计规范》CJJ 166—2011。
2.本题中的“主干路”给出了道路的性质,以此判断荷载等级。
3.本题中“采用3×40m连续箱梁”,以此判断桥梁规模。
4.本题中“地震基本烈度8度”,以此判断地震动峰值加速度。
以上是本题的关键信息,考生必须要从这些信息中找出解题的关键。
①√:在《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第3.0.8条中明确规定:桥梁结构的设计基准期应为100年。所以问题①是正确的。
②×:桥梁结构的设计使用年限,与桥梁类别有关,所以首先要判断该桥梁的类别,是属于小桥、中桥还是大桥?本题中采用3×40m连续箱梁桥结构型式,桥梁总长120m,单孔跨径40m。按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第3.0.2条,该桥属于大桥。按3.0.9条规定,桥梁结构的设计使用年限应该为100年。所以问题②是错误的。
③√:城市桥梁汽车荷载分为城-A级和城-B级两个等级。应根据道路的功能、等级和发展要求等具体情况选用设计汽车荷载。本题中给出了“某主干路上的一座桥梁”,指出了城市道路等级为主干路,按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第10.0.3条规定,城市主干路桥梁设计汽车荷载等级应采用城-A级。所以问题③是正确的。
④×:桥梁的防撞护栏对桥梁本身、行驶的车辆以及桥下车辆行人的安全都起到至关重要的作用。桥梁护栏防撞等级的选用,与道路等级、设计速度和车辆驶出桥外有可能造成的交通事故等级有直接的关系,因此必须综合考察以上因素。本题给出了道路等级为“主干路”,“设计车速为60km/h”,按《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011表10.0.8规定:防撞护栏等级最低应为SB级。本题中防撞护栏等级采用A级,不符合规范规定的最低要求,所以是错误的。
⑤×:地震动峰值加速度与桥址处地震基本烈度有关,本题已经给出了“桥址处地震基本烈度8度”。根据《城市桥梁抗震设计规范》CJJ 166—2011第1.0.3条规定:地震基本烈度8度,地震动峰值加速度取0.20g或0.30g。本题地震动峰值加速度0.15g,不符合规范的取值要求,所以是错误的。
⑥×:《城市桥梁设计规范》CJJ 11—2011第3.0.19条明确规定:不得在桥上敷设污水管、压力大于0.4MPa的燃气管和其他可燃、有毒或腐蚀性的液、气管。
35. 某公路立交桥中的一单车道匝道弯桥,设计行车速度为40km/h,平曲线半径为65m。为计算桥梁下部结构和桥梁总体稳定的需要,需要计算汽车荷载引起的离心力。假定,该匝道桥车辆荷载标准值为550kN,汽车荷载冲击系数为0.15。试问,该匝道桥的汽车荷载离心力标准值(kN),与下列何项数值接近?______
A B C D
C
[考点] 桥梁离心力是一种伴随着车辆在弯道行驶时所产生的惯性力,与桥梁曲线半径和设计速度直接相关,其以水平力的形式作用于桥梁结构,是弯桥横向受力与抗扭设计计算所考虑的主要因素。本题是一道计算题,考查考生对公路桥梁基本知识和相关规范规定的了解。在本题目中的考点主要有:公路桥梁汽车荷载离心力计算公式;汽车荷载应采用车辆荷载标准值;同时不考虑汽车冲击力的影响;应考虑横向车道布载系数。
[解析] 根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2015第4.3.3-1条,汽车荷载离心力标准值为车辆荷载标准值乘以离心力系数C计算。
其中车辆荷载采用标准值(不计冲击力)。
按4.3.3-2条,考虑车道数影响,按第4.3.1-5表,单车道横向车道系数1.2。
根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2015第4.3.3条
C:离心力系数;
V:设计速度(km/h);
R:曲线半径(m)。
由上式可以看出,离心力系数与设计速度的平方成正比,与曲线半径成反比。在题目中已经给出了设计行车速度为40km/h,平曲线半径为65m。代入上式可求出离心力系数
汽车荷载离心力标准值为车辆荷载(不计冲击力)标准值乘以离心力系数C。车辆荷载标准值在题目中已经给出为550kN。在本题目中已经指出是单车道匝道湾桥,按表4.3.1-5知单车道横向车道系数为1.2。因此:
36. 某滨海地区的一条一级公路上,需要修建一座跨越海水滩涂的桥梁。桥梁宽度38m,桥跨布置为48+80+48m的预应力混凝土连续箱梁,下部结构墩柱为钢筋混凝土构件。拟按下列原则进行设计:
①主梁采用三向预应力设计,纵桥向、横桥向用预应力钢绞线;竖向腹板采用预应力钢筋,沿纵桥向布置间距为1000mm。
②主梁按部分预应力混凝土B类构件设计。
③桥梁墩柱的最大裂缝宽度不大于0.2mm。
④桥梁墩柱混凝土强度等级采用C30。
试问,以上设计原则何项不符合现行规范标准?______
A B C D
B
[考点] 本题是一道组合概念题,主要是考察考生对桥梁耐久性要求的相关知识。桥梁作为跨越障碍的构筑物,修建的地域范围很广,所面临的区域环境复杂多变。因此必须结合桥梁所处环境的具体情况,采取不同的措施,以满足桥梁结构的耐久性要求。
[解析] 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004表1.0.7海水环境为Ⅲ类环境
①√:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第9.4.1条规定
预应力混凝土梁当设置竖向预应力钢筋时,其纵向间距宜为500~1000mm。
②×:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第6.4.2条规定
采用钢绞线的预应力混凝土构件:Ⅲ类和Ⅳ类环境不得进行带裂缝的B类构件设计。
③×:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第6.4.2条规定
钢筋混凝土构件:Ⅲ类和Ⅳ类环境最大裂缝宽度不应超过0.15mm。
④×:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004表1.0.7结构混凝土耐久性的基本要求,海水环境最低混凝土强度等级C35。
按照题目中给出的滨海地区跨越海水滩涂的外部环境,判定环境类别。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004表1.0.7海水环境为Ⅲ类环境。
①√:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第9.4.1条规定,预应力混凝土梁当设置竖向预应力钢筋时,其纵向间距宜为500~1000mm。符合规范规定要求。
②×:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第6.4.2条规定,采用钢绞线的预应力混凝土构件:Ⅲ类和Ⅳ类环境不得进行带裂缝的B类构件设计。
③×:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第6.4.2条规定,钢筋混凝土构件:Ⅲ类和Ⅳ类环境最大裂缝宽度不应超过0.15mm。
④×:根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004表1.0.7结构混凝土耐久性的基本要求,海水环境最低混凝土强度等级为C35。
37. 某一级公路上的一座预应力混凝土梁桥,其结构安全等级为一级。经计算知:该梁的跨中截面弯矩标准值为:梁自重弯矩2500kN•m;汽车作用弯矩(含冲击力)1800kN•m;人群作用弯矩200kN•m。试问,该梁跨中作用效应基本组合的弯矩设计值(kN•m),与下列何项数值最接近?______
A B C D
B
[考点] 本题是一道计算题,主要考察考生对公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时,基本组合公式的掌握情况。在基本组合中主要考察永久作用和可变作用分项系数的不同取值要求,了解和掌握结构重要性系数。
[解析] 根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2015第4.1.5条公式4.1.5-1
式中:r
0——结构重要性系数1.1;
r
Gi——第i个永久作用效应的分项系数,取1.2;
r
Q1—汽车作用效应的分项系数,取1.4;
——除汽车荷载效应外的其他可变作用效应的组合系数,人群取0.75。
M
ud=1.1×(1.2×2500+1.4×1800+0.75×1.4×200)=6303≈6300kN•m
在题目中已经明确指出了结构安全等级为一级,同时给出了结构自重弯矩值、汽车作用弯矩值(含冲击力)、人群作用弯矩值,要求计算出作用效应基本组合弯矩设计值。因此,只要按照规范公式,将正确的分项系数和结构重要性系数代入计算即可。
根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2015第4.1.5-1条
γ
0为结构重要性系数为1.1。结构安全等级为一级;
r
Gi为第i个永久作用效应的分项系数,取1.2;
r
Q1为汽车作用效应的分项系数,取1.4。因为计算跨中弯矩采用的是车道荷载;
为除汽车荷载效应外的其他可变作用效应的组合系数,人群取0.75。
将分项系数和结构重要性系数代入公式得:
M
ud=1.1×(1.2×2500+1.4×1800+0.75×1.4×200)=6303≈6300kN•m。
38. 某桥梁中一个支座压力标准值(由结构自重标准值和汽车荷载标准值(计入冲击系数)引起的支座反力)为2000kN,选用矩形板式橡胶支座,矩形支座加劲钢板长短边尺寸选用500mm×400mm。
试问,矩形板式橡胶支座中间单层橡胶层厚度(mm)为下列何项时,才能满足规范的要求?______
A B C D
A
[考点] 本题是一道计算题,主要考察考生对桥梁板式橡胶支座的了解。支座是桥梁正常运营中非常重要的组成部分,通过支座将上部结构产生的荷载和变形传递到下部结构。在中小跨径桥梁中,板式橡胶支座的应用非常广泛。橡胶支座是由多层薄钢板与多层橡胶片硫化粘合而成,需要满足承压、剪切变形、转角变形和受压稳定等诸多要求。因此对板式橡胶支座中的钢板尺寸、橡胶层厚度等在规范中都有明确的要求。本题主要是从矩形板式橡胶支座的形状系数入手,通过规范给定的形状系数范围,反推单层橡胶层的厚度。
[解析] 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第8.4.1条要求
矩形支座形状系数需满足:5≤S≤12
由:公式
将形状系数取值范围5≤S≤12带入上式得出
计算得:9.3≤t
es≤22.2
答案A中间单层橡胶层厚度为11mm,满足5≤S≤12要求,其余答案不满足5≤S≤12要求。
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第8.4.1条要求,矩形支座形状系数需满足:5≤S≤12。
由:公式
支座中间单层橡胶层厚度,将形状系数取值范围5≤S≤12带入上式得出
l
0a、l
0b——支座钢板长短边尺寸已在题目中给出,代入上式
计算得:9.3≤t
es≤22.2
答案A中间单层橡胶层厚度为11mm,满足5≤S≤12要求,其余答案不满足5≤S≤12要求。
39. 某矩形钢筋混凝土受弯梁,其截面宽度1600mm、高度1800mm。配置HRB335受弯钢筋16根
28,间距100mm单层布置,受拉钢筋重心距离梁底60mm。经计算,该构件的跨中截面弯矩标准值为:自重弯矩1500kN•m;汽车作用弯矩(不含冲击力)1000kN•m。
试问,该构件的跨中截面最大裂缝宽度(mm),与下列何项数值最接近?______
A B C D
D
[考点] 本题是一道计算题,主要考察考生对钢筋混凝土构件,在正常使用极限状态下的裂缝宽度计算的掌握情况。裂缝宽度是正常使用极限状态的一个重要指标,关系到钢筋锈蚀和结构的耐久性问题。本题的考点是:正确选择计算公式,对公式中的参数能够正确理解和运用。考到了作用长期效应组合和短期效应组合,纵向受拉钢筋配筋率的取值问题,当ρ<0.006取ρ=0.006。
[解析] 根据<公路桥梁钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第6.4.3条要求
纵向受拉钢筋配筋率:
取ρ=0.006。
钢筋的弹性模量:
E
s=2.0×10
5MPa
根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2015第4.1.6条,
短期效应组合弯矩值:
M
s=1500+0.7×1000=2200kN•m。
长期效应组合弯矩值:
M1=1500+0.4×1000=1900kN•m
钢筋应力:
裂缝宽度:
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004第6.4.3条,矩形钢筋混凝土受弯构件,其最大裂缝宽度W
tk按下式计算:
C
1=1.0;
C
3=1.0。
h
0=1800-60=1740mm;
取ρ=0.006;
E
S=2.0×10
5MPa。
根据《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2015第4.1.6条
M
S=1500+0.7×1000=2200kN•m;
M
l=1500+0.4×1000=1900kN•m;