单项选择题 某12m跨食堂,采用三角形木桁架,如图所示。下弦杆截面尺寸为140mm×160mm,采用干燥的TC11西北云杉;其接头为双木夹板对称连接,位于跨中附近。
1. 桁架下弦杆轴向承载力(轴拉构件)
试问:桁架下弦杆轴向承载力(kN)与下列何项数值最为接近?
- A.134.4
- B.128.2
- C.168
- D.179.2
A B C D
A
[解析] 由《木规》(GB 50005—2003)第5.1.1条知,计算A
n时应扣除分布在150mm长度上的缺孔投影面积(虽在150mm的范围内有4个螺栓孔,但在断面图A—A其投影重叠为2个孔,所以仅需扣除2个螺栓的面积),下弦的面积应扣除保险螺栓处所削弱的面积。
由《木规》表4.2.1-1知,西北云杉组别为TC11A;查《木规》表4.2.1-3得f
c=10N/mm
2,f
t=7.5N/mm
2;
根据图中A—A,知下弦杆短边为140mm小于150mm,木材干燥,无须根据《木规》第4.2.3条第2、3款进行强度的调整。
根据《木规》式(5.1.1),得桁架下弦杆轴向承载力
N=f
tA
n=7.5×(160-2×16)×140=134.4×10
3(N)=134.4(kN)
如果未注意到木桁架下弦杆是受拉构件,错当作受压构件,把f
c=10N/mm
2代入《木规》式(5.1.1),错取连接件的一半作为轴向拉伸面积(注意题目中未提及连接件的材质,可认为同杆件的材质,连接件的面积大于下弦杆,无须验算),A
n=100mm
2,
N=f
cA
n=10×(160-2×16)×100=128×10
3(N)=128(kN),错选B。
如果未扣除保险螺栓处所削弱的面积,A
n=A,
则根据《木规》式(5.1.1)得
N=f
tA
n=7.5×160×140=168×10
3(N)=168(kN),错选C。
如果把f
c=10N/mm
2代入式(5.1.1),则得
N=f
cA
n=10×(160-2×16)×140=179.2×10
3(N)=179.2(kN),错选D。
(1)木桁架下弦杆;(2)尺寸为140mm×160mm;(3)干燥的TC11A西北云杉;(4)双木夹板对称连接;(5)下弦杆轴向承载力。
[考点] (1)150mm长度范围内缺口的考虑;(2)横截面尺寸与150mm的比较,判断是否需调整材料设计值;(3)干湿状况与材料设计值的调整。
2. 下弦接头处螺栓连接的设计承载力
试问:下弦接头处螺栓连接的设计承载力(kN)与下列何项数值最为接近?
- A.60.7
- B.242.8
- C.121.4
- D.52.6
A B C D
C
[解析] 由《木规》(GB 50005—2003)表6.2.2,按螺栓连接计算,
有
,承载力计算系k
v数=7.5,
一个受剪面的承载力设计值
因连接每侧采用10个螺栓,根据图,螺栓均为双剪,故有20个受剪面,
则下弦接头处螺栓连接的设计承载力N=20N
v=20×6.07=121.4(kN)
如果未考虑到每个螺栓上有2个受剪面,则有10N
v=10×6.07=60.7(kN),错选A。
如果误取了螺栓的个数为20个,则有40N
v=40×6.07=242.8(kN),错选B。
如果误将木材的抗拉强度设计值f
c=f
t=7.5N/mm
2代入公式,
则
又未考虑到每个螺栓上有2个受剪面,则有N=10N
v=10×5.26=52.6(kN),错选D。
下弦接头处螺栓连接。
[考点] (1)k
v的取值;(2)N
v的计算式;(3)受剪面的数量。
某三角形木屋架端节点如图所示,单齿连接,齿深hc=30mm,上下弦杆采用干燥的西南云杉TC15B,方木截面150mm×150mm,设计使用年限50年,结构重要系数1.0。
3. 端节点的最大轴向压力设计值
作用在端节点上弦杆的最大轴向压力设计值N(kN)应与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,木材强度设计值f
c,90=3.1N/mm
2,f
c=12N/mm
2,f
v=1.5N/mm
2,f
t=9.0N/mm
2。
(1)上弦杆受压承载力
由《木规》式(4.2.6-2),
局部受压面积
代入《木规》式(6.1.2-1),N
1≤N
u=f
cαA
c=8.8×5196=45724.8(N)=45.72(kN)
(2)下弦杆单齿承载力
根据《木规》式(6.1.2=2),l
v=240mm≤8h
c=8×30=240(mm),
,
查《木规》表6.1.2,得
v=0.64,
有V≤
vf
vl
vb
v=0.64×1.5×240×150=34560(N)=34.56(kN)
V=N
2cosα,则
取39.9kN与45.72kN较小者作为N值,即作用在端节点上弦杆的最大轴向压力设计值N=min(N
1,N
2)=39.9kN。
注:虽然题目中有“方木截面150mm×150mm”,但因计算端节点处为齿连接,截面有削弱,所以木材的强度设计值不考虑增大10%进行调整。
如果未计算V=Ncosα,则
而是直接应用V≤
vf
vl
vb
v=0.64×1.5×240×150=34560(N)=34.56(kN),错选A。
如果未注意到《木规》式(6.1.2-2),只计算了式(6.1.2-1),错选C。
(1)单齿连接;(2)干燥的西南云杉;(3)方木截面150mm×150mm;(4)设计使用年限50年;(5)端节点上弦杆的最大轴向压力设计值。
[考点] (1)木材斜纹承载力设计值的计算;(2)齿连接承载力降低系数;(3)不同受力方式计算所得承载力设计值的比较;(4)已知树种,查其强度设计值。
4. 下弦最大拉力设计值
下弦拉杆接头处采用双钢夹板螺栓连接,如下图所示,木材顺纹受力。试问:下弦最大拉力设计值T(kN)与下列何项数值最为接近?
提示:连接构造满足规范,连接钢板的强度有足够保证,不考虑螺栓对杆件截面的削弱。
- A.144.0
- B.148.5
- C.166.3
- D.202.5
A B C D
C
[解析] 上下弦杆采用干燥的西南云杉TC15B,则根据《木规》表4.2.1-3,
f
c=12N/mm
2,f
t=9N/mm
2。
因连接采用双钢夹板螺栓,则k
v=7.5,代入《木规》式(6.2.2),
下弦最大拉力设计值
按受拉构件计算下弦杆的抗拉强度设计值,有
N
2≤f
tA=9×150
2=202500(N)=202.5(kN)
比螺栓的抗剪强度大,则取166.3kN。
如果误取f
c=f
t=9N/mm
2,k
v=7.5,代入《木规》式(6.2.2),
,错选A。
若考虑螺栓对杆件截面的削弱,则有
N=f
tA
n=9×150×(150-2×20)=148.5×10
3(N)=148.5(kN),错选B。
如果只按受拉构件计算下弦杆的最大拉力设计值,有
T≤f
tA=9×150
2=202500(N)=202.5(kN),错选D。
(1)下弦拉杆接头;(2)双钢夹板螺栓连接;(3)木材顺纹受力;(4)下弦最大拉力设计值。
[考点] (1)螺栓连接承载力系数的查取;(2)受拉构件抗拉强度设计值计算;(3)已知树种,查其强度设计值。
一粗皮落叶松(TC17A)制作的轴心受压杆件,截面b×h=100mm×100mm,其计算长度为3000mm,杆件中部有一个30mm×100mm的矩形通孔,如图所示。该受压杆件处于露天环境,安全等级为三级,设计使用年限为25年。
5. 按强度验算杆件的承载力设计值
试问:当按强度验算时,该杆件的承载能力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
A
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,粗皮落叶松TC17A的顺纹抗压强度设计值f
c=16N/mm
2,根据《木规》表4.2.1-4,露天环境下木材强度设计值的调整系数为0.9,使用年限25年强度设计值的调整系数为1.05,则木材抗压强度设计值f
c=16×0.9×1.05=15.12(N/mm
2)
腹杆的净截面面积A
n=100×100-100×(15+15)=7000(mm
2)
根据《木规》第5.1.2条,按强度验算的受压承载力
f
cA
n=15.12×7000=105.84×10
3(N)=105.84(kN)
如果错取f
c=16×0.9=14.4(N/mm
2)
腹杆的净截面面积A
n=100×100=10000(mm
2)
根据《木规》第5.1.2条,按强度验算的受压承载力为
f
cA
n=14.4×10000=144×10
3(N)=144(kN),错选C。
如果错取f
c=16×1.05=16.8(N/mm
2)
腹杆的净截面面积A
n=100×100=10000(mm
2)
根据《木规》第5.1.2条,按强度验算的受压承载力为
f
cA
n=16.8×10000=168×10
3(N)=168(kN),错选D。
(1)粗皮落叶松(TC17A);(2)轴心受压;(3)中部有一个30mm×100mm矩形通孔;(4)处于露天环境,安全等级为三级,设计使用年限为25年;(5)按强度验算时。
[考点] (1)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(2)净截面面积计算;(3)已知树种,查其强度设计值。
6. 按稳定性验算杆件的承载能力设计值
已知杆件全截面回转半径i=28.87mm。试问:当按稳定性验算时,该杆件的承载能力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,TC17A的顺纹抗压强度设计值f
c=16N/mm
2,
根据《木规》表4.2.1-4,露天环境下木材强度设计值的调整系数为0.9,
使用年限25年强度设计值的调整系数为1.05,
则f
c=16×0.9×1.05=15.12(N/mm
2)
根据《木规》第5.1.3条,缺口位于构件中部,则受压构件的计算面积
A
0=0.9A=0.9×100×100=9000(mm
2)
根据《木规》第5.1.4条,树种强度等级为TC17A,
按照《木规》式(5.1.4-2),计算长细比
,
则受压构件的稳定系数
根据《木规》第5.1.2条,按稳定强度验算的受压承载力
A
0f
c=0.278×9000×15.12=37.83×10
3(N)=37.83(kN)
如果误取A
0=A=100×100=10000(mm
2)
则得
A
ff
c=0.278×10000×15.12=42×10
3(N)=42(kN),错选A。
如果误用《木规》式(5.1.4-4),
,
A
0f
c=0.26×9000×15.12=35.38×10
3(N)=35.38(kN),错选C。
按稳定性验算。
[考点] (1)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(2)验算稳定时,缺口的考虑;(3)长细比的计算与稳定系数计算的选取。
某受拉木构件由两段干燥的矩形截面油松木连接而成,顺纹受力,接头采用螺栓木夹板连接,夹板木材与主杆件相同;连接节点处的构造如图所示。该构件处于室内正常环境,安全等级为二级,设计使用年限为50年;螺栓采用4.6级普通螺栓,其排列方式为两纵行齐列;螺栓纵向中距为9d,端距为7d。
7. 杆件的轴心受拉承载力
当构件接头部位连接强度足够时,试问:该杆件的轴心受拉承载力(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
A
[解析] 由《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-1,知油松为TC13A,
由《木规》表4.2.1-3,知f
t=8.5N/mm
2,又根据安全等级为二级,室内正常环境,则不对f
t调整。
杆件的轴心受拉承载力
N=f
tA
n=8.5×120×(200-20×2)=163.2×10
3(N)=163.2(kN)
若取N=8.5×120×180=183.6×10
3(N)=183.6(kN),错选B。
A
n=f
tA
n=120×200=24000(mm
2)
则N=f
tA
n=8.5×24000=204×10
3(N)=204(kN),错选C。
A
n=2×80×(200-20×2)=25600(mm
2)
N=f
tA
n=8.5×25600=217.6×10
3(N)=217.6(kN),错选D。
(1)干燥的油松木;(2)顺纹受力;(3)室内正常环境,安全等级为二级,设计使用年限为50年;(4)构件接头部位连接强度足够;(5)排列方式为两纵行齐列;螺栓纵向中距为9d,端距为7d;(6)轴心受拉承载力。
[考点] (1)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(2)横截面净截面计算;(3)已知树种,查其强度设计值。
8. 接头每端所需的最少螺栓总数
若该杆件的轴心拉力设计值为130kN。试问:接头每端所需的最少螺栓总数(个)应与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 由《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,f
c=12N/mm
2,f
t=8.5N/mm
2,d=20mm。
又a=80mm,d=20mm,
。
由《木规》表6.2.2,知k
v=6.1,代入《木规》式(6.2.2),
接头每端所需的最少螺栓总数(个)
如果误取f
c=f
t=8.5N/mm
2,代入《木规》式(6.2.2)
,错选C。
每端所需的最少螺栓总数。
[考点] (1)已知树种,查其强度设计值;(2)螺栓连接承载力系数的查取。
东北落叶松(TC17B)原木檩条(未经切削),标注直径为162mm,计算简图如图所示,该檩条处于正常使用条件,安全等级为二级,设计使用年限为50年。
9. 檩条达到最大抗弯承载力,所能承担的最大均布荷载设计值
若不考虑檩条自重,试问:该檩条达到最大抗弯承载力时,所能承担的最大均布荷载设计值g(kN/m)与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 查《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,得TC17B东北落叶松的f
m=17N/mm
2,该檩条处于正常使用条件,安全等级为二级,设计使用年限为50年。
由《木规》表4.2.1-1知,原木的抗弯强度设计值f
m可以提高15%,则
f
m=1.15×17=19.55(N/mm
2)
由《木规》第4.2.10条知,抗弯强度计算时,可取最大弯矩处的截面即跨中截面,
则直径
由《木规》式(5.2.1)知,
又
,与5.5kN/m最为接近。
如果未注意《木规》中标注直径的说明,则误取d=162mm,代入公式有
,错选D。
(1)(TC17B)原木檩条(未经切削);(2)标注直径;(3)处于正常使用条件,安全等级为二级,设计使用年限为50年;(4)最大抗弯承载力。
[考点] (1)已知树种,查其强度设计值;(2)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(3)原木构件挠度和稳定验算截面的选用;(4)简支梁在均布荷载作用下最大弯矩计算式。
10. 挠度限值
若不考虑檩条自重,试问:该檩条达到挠度限值
时,所能承担的最大均布荷载标准值q
k(kN/m)与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 由简支梁的挠度计算式
,挠度限值
,得
由《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3和表4.2.3,得
E=10000×1.15=11500(N/mm
2)
由《木规》第4.2.10条,
则所能承担的最大均布荷载标准值
若未注意到《木规》第4.2.10条,直径选用d=162mm;及第4.2.3条第1款,未对E提高15%,
则得q
k=1.62kN/m,错选A。
若未注意到《木规》第4.2.10条,直径选用d=162mm;但注意到第4.2.3条第1款,对E提高了15%,
则得q
k=1.86kN/m,错选B。
若未注意到《木规》第4.2.3条第1款,未对E提高15%,则得q
k=2.47kN/m,
错选C。
挠度限值
。
[考点] (1)简支梁的挠度式;(2)原木计算截面的选取;(3)圆截面惯性矩计算式(面积二次矩计算式)。
11. 弦杆的轴心受拉承载力设计值
一红松(TC13B)桁架轴心受拉下弦杆,截面尺寸为100mm×200mm。弦杆上有5个直径为14mm的圆孔,圆孔的分布如图所示。正常使用条件下该桁架安全等级为二级,设计使用年限为50年。试问:该弦杆的轴心受拉承载力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
A
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,红松TC13B的f
t=8N/mm
2。根据《木规》第5.1.1条,计算A
n应扣除150mm范围内的缺孔投影。
构件净截面面积A
n=100×(200-4×14)=14400(mm
2)
弦杆的轴心受拉承载力设计值N
u=A
nf
t=14400×8=115.2×10
3(N)=115.2(kN)
如果错取构件净截面面积A
n=100×200=20000(mm
2)
受拉承载力设计值N
u=A
nf
t=20000×8=160×10
3(N)=160(kN),错选C。
(1)红松(TC13B)桁架轴心受拉下弦杆;(2)截面尺寸为100mm×200mm;(3)有5个直径为14mm的圆孔;(4)正常使用条件下该桁架安全等级为二级,设计使用年限为50年。
[考点] (1)已知树种,查其强度设计值;(2)横截面净截面计算;(3)150mm长度范围内缺口的考虑。
12. 确定齿面能承受的上弦杆最大轴向压力设计值
某三角形木桁架的上弦杆和下弦杆在支座节点处采用单齿连接,如图所示。齿深h
c=30mm,上弦轴线与下弦轴线的夹角为30°。上下弦杆采用红松(TC13B),其截面尺寸均为140mm×140mm。该桁架处于室内正常环境,安全等级为二级,设计使用年限为50年。
根据对下弦杆齿面承压承载力的计算,试确定齿面能承受的上弦杆最大轴向压力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,TCl3B的材料强度设计值f
c,90=2.9N/mm
2,f
c=10N/mm
2,f
v=1.4N/mm
2,f
t=8.0N/mm
2。
由10°<α=30°<90°,根据《木规》第4.2.6条,木材斜纹承压的强度设计值
承压面
则齿面能承受的上弦杆最大轴向压力设计值
N
u=f
cαA
c=7.7×4850=37.3×10
3(N)=37.3(kN)
如果误取f
c=f
t=8.0N/mm
2,木材斜纹承压的强度设计值
A
c=h
cb=30×140=4200(mm
2)
则N
u=f
cαA
c=6.46×4200=27.1×10
3(N)=27.1(kN),错选A。
如果误取f
cα=10N/mm
2,
则N
u=f
cαA
c=10×4850=48.5×10
3(N)=48.5(kN),错选C。
(1)采用单齿连接;(2)采用红松(TC13B),其截面尺寸均为140mm×140mm;(3)处于室内正常环境,安全等级为二级,设计使用年限为50年;(4)上弦杆最大轴向压力设计值。
[考点] (1)斜纹承载力设计值的计算;(2)承压面面积的计算(几何关系);(3)受压承载力计算;(4)已知树种,查其强度设计值。
一芬克式木屋架,几何尺寸及杆件编号如图所示。处于正常环境,设计使用年限为25年。选用西北云杉TC11A制作。
13. 按强度验算时设计最小截面直径
若该屋架为原木屋架,杆件D1未经切削,轴心压力设计值为N=120kN,其中恒载产生的压力占60%。试问:当按强度验算时,其设计最小截面直径(mm)与下列何项数值最为接近?
A B C D
C
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,TC11A的顺纹抗压强度f
c=10N/mm
2。
根据《木规》表4.2.1-5,使用年限25年的木材强度设计值调整系数为1.05。
根据《木规》第4.2.3条,采用原木未经切削,抗压强度设计值调整系数为1.15。
根据《木规》第4.1.7条第3款,处于正常环境,设计使用年限为25年,结构的重要性系数γ
0=0.95。
f
c=1.05×1.15×10=12.075(N/mm
2)
根据《木规》第5.1.2条第1款,
,又
,
设计最小截面直径
注:如果未考虑到结构的重要性系数γ
0=0.95,本题求取的是材料抗力R,直接套用第5.1.2条第1款规定,设计最小截面直径
,也可以选答案C,但解题过程未考虑到结构的重要性系数,是不全面的。
如果未对木材的强度进行调整,取f
c=10N/mm
2。根据《木规》第5.1.2条规定,
,错选D。
(1)处于正常环境,设计使用年限为25年;(2)西北云杉TC11A;(3)原木屋架,杆件D1未经切削;(4)恒载产生的压力占60%;(5)设计最小截面直径(mm)。
[考点] (1)已知树种,查其强度设计值;(2)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(3)原木是否经切削的木材强度设计值的调整;(4)受压构件强度计算式。
14. 稳定验算折减系数
若杆件D2采用断面120mm×160mm(宽×高)的方木,跨中承受的最大初始弯矩设计值M
0=3.1kN·m,轴向压力设计值N=100kN,构件的初始偏心距e
0=0,已知恒载产生的内力不超过全部荷载所产生内力的80%。试问:按稳定验算时,考虑轴向力与初始弯矩共同作用的折减系数
m值应与下列何项数值最为接近?
提示:小数点后四舍五入取两位。
A B C D
B
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,TC11A的顺纹抗压强度f
c=10N/mm
2,抗弯强度f
m=11N/mm
2,
根据《木规》表4.2.1-5,使用年限25年的木材强度设计值调整系数为1.05,
则f
c=1.05×10=10.5(N/mm
2),f
m=1.05×11=11.55(N/mm
2)
截面面积A=120×160=19200(mm
2)
截面抵抗矩
根据《木规》第5.3.2条,
考虑轴向力与初始弯矩共同作用的折减系数
m=(1-K)
2(1-kK)=(1-0.3075)
2×(1-0)=0.48
(1)初始偏心距e
0=0;(2)恒载产生的内力不超过全部荷载所产生内力的80%;(3)稳定验算;(4)断面120mm×160mm。
[考点] (1)已知树种,查其强度设计值;(2)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(3)截面的面积特性(抵抗矩)计算;(4)压弯构件折减系数
m值计算。
一未经切削的欧洲赤松(TC17B)原木简支檩条,标注直径为120mm,支座间的距离为6m,该檩条的安全等级为二级,设计使用年限为50年。15. 檩条的抗弯承载力设计值
试问:该檩条的抗弯承载力设计值(kN·m)与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 《木规》(GB 50005—2003)第5.2.1条,M≤W
nf
m,在进行抗弯计算时,跨中截面弯矩为最大。
根据《木规》第4.2.10条,取此处直径d
m=120+3×9=147(mm)
查《木规》表4.2.1-3,得木材的抗弯强度设计值f
m=17N/mm
2。
因为原木且未经切削,则强度设计值调整系数为1.15;又因为安全等级为二级,则强度值不需调整。
则檩条的抗弯承载力设计值
如果未根据《木规》第4.2.10条,对檩条的直径进行调整,直接用d
m=120mm,
查《木规》表4.2.1-3,得f
m=17N/mm
2,未对强度值进行调整,
则
, 错选A。
(1)未经切削的欧洲赤松(TC17B)原木;(2)标注直径;(3)安全等级;(4)设计使用年限。
[考点] (1)原木直径的标注与取用;(2)已知树种,查其强度设计值;(3)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(4)抗弯承载力设计值(材料抗力)计算。
16. 檩条的抗剪承载力
试问: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] 查《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,得f
v=1.6N/mm
2,
根据《木规》第5.2.2条,由
,得
。
进行抗剪计算,取檩条小头的直径,因为支座处反力最大,此处剪力最大,d=120mm。
檩条的抗剪承载力
如果进行抗剪计算,误取檩条的跨中直径,d=120+3×9=147(mm)
=20.356×10
3(N)=20.356(kN),错选C。
如果进行抗剪计算,误取檩条大头的直径,d=120+6×9=174(mm)
=28.52×10
3(N)=28.52(kN),错选D。
抗剪承载力。
[考点] (1)已知树种,查其强度设计值;(2)截面的面积特性(形心矩、面积的二次矩)计算;(3)原木是否经切削的木材强度设计值的调整;(4)抗剪承载力设计值(材料抗力)计算。
19. 木结构的论述
关于木结构有以下论述:
Ⅰ.用原木、方木制作承重构件时,木材的含水率不应大于30%;
Ⅱ.木结构受拉或受弯构件应选用Ⅰ
a级材质的木材;
Ⅲ.验算原木构件挠度和稳定时,可取中央截面;
Ⅳ.对设计使用年限为25年的木结构构件,结构重要性系数γ
0不应小于0.9。
试问:针对上述论述正确性的判断,下列何项正确?
- A.Ⅰ、Ⅱ正确,Ⅲ、Ⅳ错误
- B.Ⅱ、Ⅲ正确,Ⅰ、Ⅳ错误
- C.Ⅰ、Ⅳ正确,Ⅱ、Ⅲ错误
- D.Ⅲ、Ⅳ正确,Ⅰ、Ⅱ错误
A B C D
B
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)第3.1.13条,用原木、方木制作承重构件时,含水率不应大于25%,则Ⅰ错误;根据《木规》第3.1.2条,木结构受拉或拉弯构件应选用Ⅰa级材质的木材,则Ⅱ正确;根据《木规》第4.2.10条,验算原木构件挠度和稳定时,可取构件的中央截面,则Ⅲ正确;根据《木规》第4.1.7条第3款,设计使用年限为25年时,重要性系数γ0不小于0.95,则Ⅳ错误。
[考点] (1)承重构件的含水率;(2)木结构的材质选用;(3)原木构件挠度和稳定验算截面的选用;(4)不同设计使用年限的木结构构件,结构重要性系数。
20. 按稳定验算时,柱的轴心受压承载力
用新疆落叶松原木制作的轴心受压柱,两端铰接,柱计算长度为3.2m,在木柱1.6m高度处有一个d=22mm的螺栓孔穿过截面中央,原木标注直径d=150mm。该受压杆件处于室内正常环境,安全等级为二级,设计使用年限为25年。试问:当按稳定验算时,柱的轴心受压承载力(kN)应与下列何项数值最为接近?
提示:验算部位按经过切削考虑。
A B C D
D
[解析] 查《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-1,新疆落叶松的树种强度等级为TC13A,
查《木规》表4.2.1-3,得顺纹抗压强度设计值f
c=12N/mm
2 设计年限25年,查《木规》表4.2.1-5,强度调整系数为1.05,
则调整后的顺纹抗压强度设计值f
c=1.05×12=12.6(N/mm
2)
根据《木规》第4.2.10条,构件的中央截面直径d=150+9×1.6=164.4(mm)
根据《木规》第5.1.3条第5款,验算稳定时,螺栓孔可不作为缺口考虑,
则构件的中央截面面积
树种强度等级为TC13A,长细比
,
根据《木规》第5.1.4条第2款,稳定系数
代入《木规》式(5.1.2-2),柱轴心受压承载力(材料抗力)
N
u=
f
cA
0=0.41×12.6×21216=109.6×10
3(N)=109.6(kN)
(1)新疆落叶松原木制作的轴心受压柱;(2)两端铰接;(3)木柱1.6m高度处有螺栓孔穿过截面中央;(4)原木标注直径;(5)室内正常环境,安全等级为二级,设计使用年限为25年;(6)按稳定验算。
[考点] (1)不同设计年限的木结构构件的强度调整;(2)原木直径的标注与取用;(3)验算稳定时,缺口的考虑;(4)长细比与稳定系数的计算。
一下撑式木屋架,形状及尺寸如图所示,两端铰支于下部结构。其空间稳定措施满足规范要求。P为由檩条(与屋架上弦锚固)传至屋架的节点荷载。要求屋架露天环境下设计使用年限为5年。选用西北云杉TC11A制作。
21. 按强度验算时,受拉构件的最小截面尺寸
假定杆件D1采用截面为正方形的方木,P=16.7kN(设计值)。试问:当按强度验算时,其设计值最小截面尺寸(mm×mm)与下列何项数值最为接近?
提示:强度验算时不考虑构件自重。
- A.80×80
- B.85×85
- C.90×90
- D.95×95
A B C D
C
[解析] 支座A的反力
跨中左侧作为隔离体(见下图),并对C点取矩,
∑M
C=0,N
D1×1.5+3P+(3+3)P=(3+3)R
A=0
得轴力
,D1杆为拉杆。
由树种TC11A,查《木规》(GB 50005—2003)表4.2.1-3,得木材的抗拉强度设计值f
t=7.5N/mm
2;
木构件处于露天环境,查《木规》表4.2.1-4,知强度调整系数为0.9;
设计使用年限为5年,查《木规》表4.2.1-5,知强度调整系数为1.1;
根据《木规》第4.1.6条,结构的重要性系数γ
0=0.9,
当按强度验算时,其设计值最小截面
则正方形截面的边长
[考点] (1)正方形的方木;(2)P=16.7kN(设计值);(3)按强度验算;(4)提示。
(1)不同设计年限、环境中木结构构件的强度调整;(2)结构的力学计算;(3)不同设计使用年限的木结构构件,结构重要性系数。
22. 满足长细比要求的最小截面边长
假定杆件D2采用截面为正方形的方木。试问:满足长细比要求的最小截面边长(mm)与下列何项数值最为接近?
A B C D
C
[解析] 根据《木规》(GB 50005—2003)第4.2.9条,得容许长细比[γ]=120。
根据《木规》第4.2.8条,杆件D2的计算长度l
0=3000mm,
根据《木规》第5.1.5条,得最小的回转半径
又有
,则边长
(1)正方形的方木;(2)满足长细比要求的最小截面边长。
[考点] (1)查取容许长细比;(2)杆件的计算长度;(3)回转半径的计算。
有一底面宽度为b的钢筋混凝土条形基础,其埋置深度为1.2m,取条形基础长度1m计算,其上部结构传至基础顶面处的标准组合值为竖向力Fk、弯距Mk。已知计算Gk(基础自重和基础上土重)用的加权平均重度γG=20kN/m2,基础及工程地质剖面如图所示。
23. 压缩系数
黏性土①的天然孔隙比e
0=0.84;当固结压力为100kPa和200kPa时,其孔隙比分别为0.83和0.81,试计算压缩系数a
1-2,并判断该黏性土属于下列哪一种压缩性土。
- A.非压缩性土
- B.低压缩性土
- C.中压缩性土
- D.高压缩性土
A B C D
C
[解析] 压缩系数
根据《地规》(GB 50007—2011)第4.2.6条知,当0.1MPa
-1≤a
1-2<0.5MPa
-1时,为中压缩性土。
(1)固结压力为100kPa和200kPa;(2)孔隙比分别为0.83和0.81;(3)压缩系数a
1-2。
[考点] (1)a
1-2中1—2的含义;(2)压缩系数与土的压缩性高低的关系。
24. 基底反力分布状态
假定M
k≠0,试问:图中尺寸x满足下列何项关系式时,其基底反力呈矩形均匀分布状态?
A.
B.
C.
D.
A B C D
D
[解析] 如果使基底反力呈矩形均匀分布状态,则叠加后的弯距和必为零。
又G
k对基础形心点只产生竖向压力,不产生弯曲效应,则有
(1)假定M
k≠0;(2)基底反力呈矩形均匀分布。
[考点] (1)基底反力的概念;(2)基础及其回填土对基础不产生弯曲效应的概念;(3)对基础形心产生弯曲效应的荷载。
25. 修正后的基底处地基承载力特征值f
a 黏性土①的天然孔隙比e
0=0.84,液性指数I
L=0.83。试问:修正后的基底处地基承载力特征值f
a(kPa)与下列何项数值最为接近?
提示:假定基础宽度b<3m。
- A.172.4
- B.169.8
- C.168.9
- D.158.5
A B C D
B
[解析] 因黏性土①的天然孔隙比e
0=0.84,液性指数I
L=0.83均小于0.85,查《地规》(GB 50007—2011)表5.2.4,知承载力修正系数η
b=0.3,η
d=1.6。
假定b<3m,根据《地规》第5.2.4条,有基础底面宽度b=3m。
基础底面以上土的加权平均重度
修正后的基底处地基承载力特征值
f
a=f
ak+η
bγ(b-3)+η
dγ
m(d-0.5)
=150+0.3×19×(3-3)+1.6×17.67×(0.8+0.4-0.5)
=169.8(kPa)
(1)天然孔隙比e
0=0.84,液性指数I
L=0.83;(2)提示:假定基础宽度b<3m。
[考点] (1)《地规》表5.2.4中,承载力修正系数的正确查取;(2)基础底面以上加权平均重度的计算;(3)基础埋置深度的取值;(4)f
a的计算。
26. 基础底面最小宽度
假定f
a=165kPa,F
k=300kN/m,M
k=150kN·m/m。当x值满足题2要求(即基底反力呈均匀分布状态)时,其基础底面最小宽度b(m)与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 因基底反力呈均匀分布状态,则可用《地规》(GB 50007—2011)第5.2.1条计算,
当轴心荷载作用P
k≤f
a时,其中A=b×1,
G
k=γ
GdA=γ
Gdb×1
基础底面最小宽度
[考点] (1)当x值满足题2要求时;(2)基础底面最小宽度。轴心荷载作用下,基础底面宽度的计算。
27. 翼板根部处截面的弯矩设计值
当F
k=300kN/m,M
k=0,b=2.2m,x=1.1m,验算条形基础翼板抗弯强度时,假定可按永久荷载效应控制的基本组合进行,试问:翼板根部处截面的弯距设计值M(kN·m)最接近于下列何项数值?
- A.61.53
- B.72.36
- C.83.07
- D.97.69
A B C D
C
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第8.2.14条第3款,
条形基础翼板根部到基础边缘的距离
,基础边长l=a
'=1m
翼板根部处截面的弯距设计值
如果在计算基底净反力时未考虑乘荷载分项系数1.35,则有
错选A。
(1)M
k=0;(2)假定可按永久荷载效应控制的基本组合进行;(3)翼板根部处。
[考点] (1)条形基础a
1、b
1的取值;(2)净反力的概念;(3)条形基础翼板根部弯矩值计算;(4)基本组合时荷载分项系数1.35。
28. 淤泥质土层顶面处的附加压力值
当F
k=300kN/m,M
k=0,b=2.2m,x=1.1m,并已计算出相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值p
k=160.36kPa。已知:黏性土①的压缩模量E
s1=6MPa,淤泥质土②的压缩模量E
s2=2MPa。试问:淤泥质土②顶面处的附加压力值p
z(kPa)最接近于下列何项数值?
- A.63.20
- B.64.49
- C.68.07
- D.69.47
A B C D
D
[解析] 因压缩模量比值
,深度与宽度比值
,
查《地规》(GB 50007—2011)表5.2.7,得地基压力扩散角θ=23°,
由《地规》式(5.2.7-2),得淤泥质土层②顶面处的附加压力值
(1)黏性土①的压缩模量E
s1;(2)淤泥质土②的压缩模量E
s2;(3)淤泥质土②顶面处的附加压力值p
z。
[考点] (1)由
查《地规》表5.2.7,得θ;(2)附加压力计算式的选用。
29. 自重压力值和修正后地基承载力特征值
试问:淤泥质土②顶面处土的自重压力值p
cz和经深度修正后地基承载力特征值p
az最接近于下列何项数值?
- A.pcz=70.6kPa faz=141.3kPa
- B.pcz=73.4kPa faz=141.3kPa
- C.pcz=70.6kPa faz=119.0kPa
- D.pcz=73.4kPa faz=119.0kPa
A B C D
A
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第5.2.7条,
淤泥质土②顶面处土的自重压力值p
cz=17×0.8+19×3=70.6(kPa)
因为土层②是淤泥质土,查《地规》表5.2.4,知承载力修正系数η
b=0,η
d=1.0。
基础底面以上土的加权平均重度
经深度修正后地基承载力特征值
f
az=f
ak+η
bγ(b-3)+η
dγ
m(d-0.5)
=80+0+1.0×18.58×(0.8+3-0.5)=141.3(kPa)
(1)淤泥质土②顶面处;(2)p
cz;(3)f
az。
[考点] (1)土中自重应力的计算;(2)承载力修正系数的查取;(3)基础底面以上土的加权平均重度的计算;(4)深度修正后地基承载力特征值计算。
30. 地基最终变形量的概念
在同一非岩石地基上,建造相同埋置深度、相同基础底面宽度和相同基底附加压力的独立基础和条形基础,其地基最终变形量分别为s
1和s
2。试问:下列判断何项正确?
- A.s1>s2
- B.s1=s2
- C.s1<s2
- D.不一定谁大谁小
A B C D
C
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第5.3.5条,与题目中独立基础和条形基础有相同埋置深度、相同基础底面宽度和相同基底附加压力,则公式中
基础底面计算点至第i层土、第(i—1)层土底面范围内平均附加应力系数可按《地规》附录K采用。从《地规》附录K可以查得:在z相同的情况下,条形基础的均附加应力系数比独立基础的均附加应力系数大,所以条形基础的地基最终变形量大于条形基础的地基最终变形量。
[考点] (1)相同埋置深度;(2)相同基础底面宽度;(3)相同基底附加压力。地基最终变形量与基础形式的关系。
有一毛石混凝土重力式挡土墙,如图所示,墙高5.5m,墙顶宽度为1.2m,墙底宽度为2.7m,墙后填土表面水平并与墙齐高,填土的干密度为1.90t/m2,墙背粗糙,排水良好,土对墙背的摩擦角δ=10°,已知主动土压力系数ka=0.2,挡土墙埋置深度为0.5m,土对挡土墙基底的摩擦系数μ=0.45。
31. 主动土压力
挡土墙后填土的重度γ=20kN/m
3,当填土表面无连续均布荷载作用,即q=0时,试问:主动土压力E
a(kN/m)最接近于下列何项数值?
- A.60.50
- B.66.55
- C.90.75
- D.99.83
A B C D
B
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第6.7.3条,挡土墙高度h=5.5m,档土墙高度为5~8m时,取
a=1.1。
主动土压力
如果考虑土坡高度,错取
a=1.0,则有
,错选A。
(1)墙高5.5m;(2)墙后填土表面水平并与墙齐高;(3)主动土压力系数k
a。
[考点] (1)填土高度与土坡高度的区别;(2)主动土压力的计算;(3)
a的取值。
32. 均布荷载作用产生的主动土压力
假定填土表面有连续均布荷载q=20kPa作用。试问:由均布荷载作用产生的主动土压力E
aq(kN/m)最接近于下列何项数值?
- A.24.2
- B.39.6
- C.79.2
- D.120.0
A B C D
A
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第6.7.3条,挡土墙高度h=5.5m,挡土墙高度为5~8m时,取
a=1.1。
由均布荷载作用产生的主动土压力E
aq=
aqk
ah=1.1×20×0.2×5.5=24.2(kN/m)
如果未考虑挡土墙高度,错取
a=1.0,则有
E
aq=
aqk
ah
2=1.0×20×0.2×5.5
2=121(kN/m),错选D。
均布荷载作用产生的主动土压力。
[考点] (1)填土高度与土坡高度的区别;(2)主动土压力的计算;(3)
a的取值;(4)填土表面连续均布荷载的E
aq计算。
33. 挡土墙抗滑移稳定性安全系数
假定主动土压力E
a=93kN/m,作用在距基底z=2.10m处,试问:挡土墙抗滑移稳定性安全系数k
1最接近于下列何项数值?
A B C D
B
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第6.7.5条第1款,
α
0=0,α=90°,δ=10°
G=G
1+G
2=257.4(kN/m)
G
n=Gcosα
0=257.4kN/m,G
t=Gsinα
0=0
E
at=E
asin(α-α
0-δ)=93×sin(90°-0°-10°)=91.59(kN/m)
E
an=E
acos(α-α
0-δ)=93×cos(90°-0°-10°)=16.15(kN/m)
土对挡土墙基底的摩擦系数μ=0.45,
则挡土墙抗滑移稳定性安全系数
(1)假定主动土压力E
a;(2)距基底z=2.10m处;(3)抗滑移稳定性安全系数。
[考点] (1)抗滑移稳定性安全系数计算式中各参数的含义;(2)挡土墙各处角度的含义。
34. 挡土墙抗倾覆稳定性安全系数
假定主动土压力Ea=93kN/m,作用在距基底z=2.10m处。试问:挡土墙抗倾覆稳定性安全系数k
2最接近于下列何项数值?
- A.1.50
- B.2.22
- C.2.47
- D.20.12
A B C D
C
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第6.7.5条第2款,
E
ax=E
asin(α-δ)=93×sin80°=91.59(kN/m)
E
az=E
acos(α-δ)=93×cos80°=16.15(kN/m)
x
f=b-zcotα=2.7-2.1×cot90°=2.7(m)
z
f=z-btanα
0=2.1-0=2.1(m)
x
01=1.0m,x
02=1.5+0.6=2.1(m)
则挡土墙抗倾覆稳定性安全系数
抗倾覆稳定性安全系数。
[考点] (1)抗滑移稳定性安全系数计算式中各参数的含义;(2)挡土墙各处角度的含义。
35. 基础底面边缘的最大压力
假定主动土压力Ea=93kN/m,作用在距基底z=2.10m处,且假定挡土墙重心到墙趾的水平距离x
0=1.677m,挡土墙每延米自重G=257.4kN/m,已知每米长挡土墙底面的抵抗矩W=1.215m
3。试问:其基础底面边缘的最大压力p
kmax与下列何项数值最为接近?
- A.134.69
- B.143.76
- C.157.83
- D.166.41
A B C D
D
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第5.2.2条,
偏心距
基础底面边缘的最大压力
(1)重心到墙趾的水平距离x
0;(2)基础底面边缘的最大压力户p
kmax。
[考点] (1)偏心距e、
的关系判定;(2)p
kmax的计算。
36. 桩基主筋配筋长度
有关桩基主筋配筋长度有下列四种见解,试指出其中哪种说法是不全面的。
A.受水平荷载和弯矩较大的桩,配筋长度应通过计算确定
B.桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时,配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土或液化土层
C.坡地岸边的桩、地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋
D.
桩径大于600mm的钻孔灌注桩①,构造钢筋的长度不宜小于桩长的
A B C D
C
[解析] 根据《地规》(GB 50007—2011)第8.5.3条第8款1)知选项A正确;根据第8.5.3条第8款2)知选项B正确;根据第8.5.3条第8款4)知选项D均正确。
[考点] (1)桩基纵筋配量的要求;(2)不良地层对配筋的影响;(3)特定桩的配筋;(4)钻孔灌注桩构造钢筋的长度。
①《地规》(GB 50007—2011)第8.5.3条第8款4)中已经不再直接写出“桩径大于600mm的钻孔灌注桩”。
某高层住宅,地基基础设计等级为乙级,基础底面处相应于荷载效应标准组合时的平均压力值为390kPa,地基土层分布、土层厚度及相关参数如图所示,采用水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基,桩径为400mm。
38. 单桩承载力特征值
假定有效桩长为6m,按《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2012)确定的单桩承载力特征值与下列何数值接近?
A B C D
B
[解析] 根据《地处规》(JGJ 79—2012)第7.7.2条,CFG桩属于有粘结强度的增强体桩,取α
p=1.0,
由《地处规》(JGJ 79—2012)式(7.1.5-3),单桩承载力特征值
(1)桩径为400mm;(2)有效桩长为6m。
[考点] 单桩承载力R
a的计算。
40. CFG桩面积置换率m
假定R
a=450kN,f
spk=248kPa,桩间土承载力折减系数β=0.8。试问:适合于本工程的CFG桩面积置换率m与下列何值接近?
- A.4.36%
- B.8.44%
- C.5.82%
- D.3.8%
A B C D
A
[解析] CFG桩属于有粘结强度的增强体桩,取λ=1.0,根据《地处规》(JGJ 79—2012)中式(7.1.5-2),
f
sk取天然地基承载力特征值,f
sk=f
k=120kPa,面积
即CFG桩面积置换率m=4.36%。
(1)桩间土承载力折减系数β;(2)CFG桩面积置换率m。
[考点] (1)f
sk的参数取值;(2)m的取值。
41. 桩体强度
假定R
a=450kN,试问:桩体强度f
cu(MPa)应选用何数值最合理?
A B C D
D
[解析] CFG桩属于有粘结强度的增强体桩,取λ=1.0,
由《地处规》(JGJ 79—2012)式(7.1.6-1),A
p=3.14×0.2×0.2=0.1256(m
2)
桩体强度
桩体强度f
cu。
[考点] 由R
a值导出f
cu。
42. CFG桩的间距
假定CFG桩面积置换率m=5%,如下图所示,桩孔按等边三角形均匀布于基底范围。试问:CFG桩的间距s(m)与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 由《地处规》(JGJ 79—2012)第7.1.5条,
,桩孔按等边三角形均匀布于基底范围,d
e=1.05s得
(1)桩面积置换率m;(2)等边三角形。
[考点] 由m、d
e的关系式导出s。