单项选择题 某42层现浇框架-核心筒高层建筑,如图所示,内筒为钢筋混凝土筒体,外周边为型钢混凝土框架,房屋高度132m,建筑物的竖向体型比较规则、均匀。该建筑物抗震设防烈度为7度,丙类,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.1g,场地类别为Ⅱ类。结构的计算基本自振周期T1=3.0s,周期折减系数取0.8。
1. 结构的水平地震作用影响系数
计算多遇地震作用时,试问:该结构的水平地震作用影响系数应与下列何项数值最为接近?
提示:η
1=0.021;η
2=1.078。
- A.0.019
- B.0.021
- C.0.023
- D.0.025
A B C D
A
[解析] 该建筑物抗震设防烈度为7度,根据《高规》(JGJ 3—2010)表4.3.7-1,知水平地震影响系数最大值α
max=0.08,
场地类别为Ⅱ类,设计分组为第一组,查《抗规》表5.1.4-2,得特征周期值T
g=0.35s,5T
g=1.75s<0.8T
1=2.4s,
根据《抗规》第5.1.5条第1款,结构阻尼比ζ=0.04,
由《抗规》式(5.1.5-1),衰减系数
根据《高规》图4.3.8,结构的水平地震作用影响系数
α=[η
20.2
γ-η
1(T-5T
g)]α
max =[1.078×0.2
0.919-0.021×(2.4-1.75)]×0.08
=0.019
(1)抗震设防烈度为7度;(2)第一组、0.1g、Ⅱ类;(3)基本自振周期T
1=3.0s,周期折减系数取0.8;(4)多遇地震作用。
[考点] (1)多遇地震作用时,水平地震作用影响系数的计算;(2)α
max、T
g的查取;(3)γ的计算。
2. 抗震设计时,对应于地震作用标准值的底层框架总剪力的取值
该建筑物总重力荷载代表值为6×10
5kN。抗震设计时,在水平地震作用下,对应于地震作用标准值的结构底部总剪力计算值为8600kN;对于地震作用标准值且未经调整的各层框架总剪力中,底层最大,其计算值为1500kN。试问:抗震设计时,对应于地震作用标准值的底层框架总剪力的取值应最接近于下列何项数值?
- A.1500kN
- B.1720kN
- C.1920kN
- D.2250kN
A B C D
C
[解析] 该建筑物抗震设防烈度为7度,丙类,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.1g,场地类别为Ⅱ类。查《高规》(JGJ 3—2010)表4.3.12,水平地震剪力系数λ=0.016。
根据《高规》(JGJ 3—2010)第4.3.12条,
,取底层框架总剪力V
0=9600kN;
根据《高规》第9.1.11条,V
f=1500kN<0.2V
0=0.2×9600=1920(kN)
V
1取0.2V
0与1.5V
f,mac中的较小值,则1.5×1500=2250(kN)>0.2×9600=1920(kN)
(1)总重力荷载代表值;(2)结构底部总剪力计算值;(3)未经调整;(4)底层、计算值为1500kN。
[考点] (1)V
Ek1的计算与其限值;(2)V
1的取值与0.2V
0、1.5V
f,max的关系。
3. 阴影部分即暗柱(约束边缘构件)的配筋范围
该结构的内筒非底部加强部位四角暗柱如下图所示,抗震设计时,拟采用设置约束边缘构件的方法加强,图中的阴影部分即为暗柱(约束边缘构件)的配筋范围;纵筋采用HRB335,
箍筋采用HPB235①。试问:下列何项配筋方案符合相关规范、规程中的构造要求?
A.14
22,
10@100
B.14
20,
10@100
C.14
18,
8@100
D.上述三组皆不符合要求,需另寻其他加强方法
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第11.2.4条,7度抗震设计时,宜在混凝土筒体四角墙内设置型钢柱。
(1)非底部加强部位四角暗柱;(2)约束边缘构件。
[考点] 混凝土筒体四角墙设置要求。
①根据新规范,箍筋改用HPB300。
4. 型钢截面面积的最小值
外周边框架底层某中柱,截面b×h=700mm×700mm,混凝土强度等级为C50(f
c=23.1N/mm
2),内置Q345型钢(f
a=295N/mm
2),考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值N=18000kN,剪跨比λ=2.5。试问:采用的型钢截面面积的最小值(mm
2),应最接近于下列何项数值?
- A.14700
- B.19600
- C.45000
- D.53000
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第11.1.4条,型钢混凝土框架钢筋混凝土筒体结构、7度设防、132m,型铜混凝土框架的抗震等级为一级。
由于剪跨比λ=2.5>2,由《高规》表11.4.4,知轴压比限值[μ
N]=0.7。
计算轴压比
型钢截面面积A
a≥52943mm
2 再由《高规》第11.4.5条第4款,含钢率
,满足《高规》要求。
如果仅由《高规》第11.4.5条第4款,误以为是按照构造配置,则A
a=3%×700
2=14700(mm
2),错选A。
如果仅由《高规》第11.4.5条第4款,误以为是按照构造配置,则A
a=4%×700
2=19600(mm
2),错选B。
(1)Q345型钢;(2)考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值;(3)剪跨比。
[考点] (1)抗震等级的确定;(2)剪跨比与轴压比限值的关系;(3)由轴压比限值;求取A
a;(4)型钢构造配置的构造要求。
5. 柱在箍筋加密区纵向钢筋和箍筋的配筋
条件同上题。假定柱轴压比大于0.5,试问:该柱在箍筋加密区的下列四组配筋(纵向钢筋和箍筋),其中哪一组满足且最接近相关规范、规程中的最低构造要求?
A.12
20,4
12@100(每向各四肢,下同) B.12
22,4
12@100
C.12
20,4
10@100 D.12
22,4
10﹫100
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第11.4.5条第4款,柱纵筋的最小配筋率不宜小于0.8%。
,得d≥20.4mm,可以排除选项A、C。
一级抗震时,根据《高规》表11.4.6,箍筋直径应大于等于12mm,可以排除选项D。
根据《高规》第11.4.6条,抗震设计时,加密区允许体积配箍率
,
选项B的体积配箍率
,符合《高规》第要求。
(1)柱轴压比大于0.5;(2)箍筋加密区。
[考点] (1)柱纵筋的最小配箍率的下限值;(2)由构造配筋,求取钢筋直径;(3)允许体积配箍率、实际体积配筋率的计算。
6. 交叉暗撑中计算所需的纵向钢筋
核心筒底层某一连梁如图所示,连梁截面的有效高度h
b=1940mm,筒体部分混凝土强度等级均为C35(f
c=16.7N/mm
2)。考虑水平地震作用组合的连梁剪力设计值V
b=620kN,其左、右端考虑地震作用组合的弯矩设计值分别为
,
=-400kN·m。在重力荷载代表值作用下,按简支梁计算的梁端截面剪力设计值为60kN。当连梁中交叉暗撑与水平线的夹角为37°时,试问:交叉暗撑中计算所需的纵向钢筋应为下列何项所示?
提示:计算连梁时,取承载力抗震调整系数γ
RE=0.85。
A.4
14 B.4
18 C.4
20 D.4
25
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)式(7.2.21-1),连梁承受的剪力为
根据《高规》第9.3.8条,交叉暗撑中计算所需的纵向钢筋
查《混规》(GB 50010一2010)表A.0.1,得选项A、B、C、D的纵向钢筋的面积分别为615mm
2、1017mm
2、1256mm
2、1964mm
2。
(1)连梁截面的有效高度;(2)考虑水平地震作用组合的连梁剪力设计值;(3)简支梁计算的梁端截面剪力设计值;(4)交叉暗撑与水平线的夹角α=37°;(5)提示。
[考点] (1)连梁承受的剪力的下限;(2)交叉暗撑中计算所需的纵向钢筋。
某部分框支剪力墙结构,房屋高度40.6m,地下1层,地上14层,首层为转换层,纵横向均有不落地剪力墙。地下室顶板作为上部结构的嵌固部位,抗震设防烈度为8度。首层层高为4.2m,混凝土C40(弹性模量Ec=3.25×104N/mm2);其余各层层高均为2.8m,混凝土C30(弹性模量Ec=3.00×104N/mm2)。9. 剪力墙底部加强部位的设置高度和首层剪力墙竖向分布钢筋取值
该结构首层剪力墙的厚度为300mm,问剪力墙底部加强部位的设置高度和首层剪力墙竖向分布钢筋取何值时,才满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)的最低要求。
A.剪力墙底部加强部位设至二层楼板顶(7.0m标高处);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排
10@200
B.剪力墙底部加强部位设至二层楼板顶(7.0m标高处);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排
12@200
C.剪力墙底部加强部位设至三层楼板顶(9.8m标高处);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排
10@200
D.剪力墙底部加强部位设至三层楼板顶(9.8m标高处);首层剪力墙竖向分布钢筋采用双排
12@200
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第10.2.2条,剪力墙底部加强部位的设置高度取框支层加上框支层以上两层高度及墙肢总高的1/10两者较大值,即
max(4.2+2.8×2=9.8,
)=max(9.8,4.06)=9.8(m),则选项A、B可排除。
由《高规》第10.2.19条,抗震设计时竖向分布钢筋最小配筋率不应小于0.3%,间距不应大于200mm,直径不应小于
8,则
,钢筋直径d≥10.7mm。
(1)首层为转换层,纵横向均有不落地剪力墙;(2)地下室顶板作为上部结构的嵌固部位;(3)8度、首层层高为4.2m;(4)首层剪力墙的厚度为300mm。
[考点] 剪力墙底部加强部位的确定。
10. 首层横向落地剪力墙的有效截面面积
首层有7根截面尺寸为900mm×900mm的框支柱(全部截面面积A
c1=5.67m
2),二层横向剪力墙有效面积A
w2=16.2m
2。问满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)要求的首层横向落地剪力墙的有效截面面积A
w1(m
2),与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)附录E.0.1条,
框支柱全部截面面积A
c1=5.567m
2;
,
。
根据《高规》式(E.0.1-1),等效剪切比
得A
w1≥10.56m
2。
(1)全部截面面积;(2)横向剪力墙有效面积。
[考点] (1)参数C
1、C
2的计算;(2)由等效剪切比γ导出A
w1。
某10层钢混凝土框架-剪力墙结构如图所示,质量和刚度沿竖向分布均匀,建筑高度为38.8m,为丙类建筑,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速0.3g,Ⅲ类场地,设计地震分组为第一组,风荷载不是控制条件。基本振型下,框架部分承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%。
11. 按底部剪力法计算时,所求得的结构底部总水平地震作用标准值
各楼层重力荷载代表值G
i如图所示:
,折减后结构基本自振周期T
1=0.88s。问:当近似按底部剪力法计算时,所求得的结构底部总水平地震作用标准值(kN),与下列何项数值最为接近?
- A.7300
- B.8600
- C.11000
- D.13000
A B C D
C
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)表4.3.7-1,得水平地震影响系数α
max=0.24。
根据《抗规》第5.1.5条第1款,结构阻尼比ζ=0.05,
由《抗规》式(5.1.5-1),得衰减系数
由《抗规》式(5.1.5-3),得
阻尼调整系数
,符合《抗规》要求。
Ⅲ类场地,设计地震分组为第一组,查《高规》表4.3.7-2,得特征周期值T
g=0.45s,
因T
g=0.55s<T
1=0.7s<5T
g=5×0.55=2.75(s),
根据《抗规》图5.1.5,地震影响系数
,
结构等效总重力荷载代表值G
eq=0.85G
Ek=0.85×98400=83640(kN)
则结构底部总水平地震作用标准值F
Ek=α
1G
eq=0.131×83640=10956.8(kN)
(1)建筑高度为38.8m,为丙类建筑;(2)8度、α=0.3g、Ⅲ类场地;(3)基本振型小于50%;(4)折减后结构基本自振周期;(5)底部剪力法计算。
[考点] (1)水平地震影响系数的查取;(2)T
1与T
g、5T
g的关系;(3)α
1的计算;(4)G
eq、G
Ek的关系;(5)F
Ek与G
eq的关系。
12. 柱的轴压比限值
中间楼层某柱截面尺寸为800mm×800mm,混凝土强度等级为C30。仅配置
10井字复合箍筋,a
s=
=50mm;柱净高2.9m,弯矩反弯点位于柱高中部,问该柱的轴压比限值,与下列何项数值最为接近?
- A.[μN]=0.70
- B.[μN]=0.75
- C.[μN]=0.80
- D.[μN]=0.85
A B C D
A
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第3.9.2条,由于为Ⅲ类场地,设计基本地震加速度为0.30g,应按9度考虑抗震构造措施。丙类建筑、9度设防、建筑高度38.8m<50m的框架-剪力墙结构,查《高规》表3.9.3,其框架部分的抗震等级为一级。
由《高规》式(6.2.6-4),
柱剪跨比
,
查《高规》表6.4.2,得轴压比限值[μ
N]=0.75。再根据《高规》表6.4.2注3,因剪跨比不大于2,且不小于1.5,则限值应减小0.05,
则该柱的轴压比限值[μN]=0.75-0.05=0.70。
(1)柱净高;(2)弯矩反弯点位于柱高中部。
[考点] (1)场地类别,设计基本地震加速度与抗震构造措施的关系;(2)建筑类别,设防级别、建筑高度对抗震等级的影响;(3)剪跨比的计算;(4)轴压比限值的查取及调查。
某10层框架结构,框架抗震等级为一级,框架梁、柱混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2)。13. 在水平地震作用下,采用D值法计算的柱底弯矩标准值
某一榀框架,对应于水平地震作用标准值的首层框架柱总剪力V
f=370kN,该榀框架首层柱的抗推刚度总和∑D
i=123565kN/m,其中柱C1的抗推刚度D
c1=27506kN/m,其反弯点高度h
y=3.8m,沿柱高范围没有水平力作用,问在水平地震作用下,采用D值法计算柱C1的柱底弯矩标准值(kN·m),与下列何项数值最为接近?
A B C D
C
[解析] 底层柱C1剪力标准值
柱底弯矩标准值M
c1b=V
c1h
y=82.36×3.8=313(kN·m)
(1)首层框架柱总剪力;(2)抗推刚度总和∑D
i;(3)柱C1的抗推刚度;(4)反弯点高度h
y=3.8m;(5)D值法。
[考点] (1)D值法;(2)柱底弯矩标准值
的计算。
14. 满足规程构造要求的节点核心区箍筋体积配箍率的取值
该框架柱中某柱截面尺寸为650mm×650mm,剪跨比为1.8,节点核心区上柱轴压比0.45,下柱轴压比0.60,柱纵筋直径为28mm,其混凝土保护层厚度为30mm。节点核心区的箍筋配置,如图所示:采用
HPB235级钢筋①(f
y=210N/mm
2),问满足规程构造要求的节点核心区箍筋体积配箍率的取值,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)C35级混凝土轴心抗压强度设计值f
c=16.7N/mm
2。
- A.ρv=0.8%
- B.ρv=1.0%
- C.ρv=1.1%
- D.ρv=1.2%
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第6.4.10条第2款,一级框架核心区体积配筋率不宜小于0.6%,且剪跨比不大于2的,按《高规》表6.4.7取上下柱端体积配箍率中的较大特征值λ
v=0.15,当柱的混凝土强度等级低于C35时,按C35计算,则
又根据《高规》第6.4.7条第3款,箍筋体积配箍率不应小于1.2%。
如果为注意到《高规》第6.4.7条第1款中公式对于f
c的注释,直接按C30混凝土取值,取f
c=14.3N/mm
2,得到ρ
v=1.02%,错选B。
(1)剪跨比;(2)上柱轴压比;(3)下柱轴压比。
[考点] (1)体积配箍率的特征值与配筋率、剪跨比的关系;(2)配筋率与混凝土强度等级的关系;(3)配筋率的下限值。
①根据《混规》(GB 50010—2010),解答过程中箍筋改用HPB300进行计算。
某高层建筑采用12层钢筋混凝土框架-剪力墙结构,房屋高度48m,抗震设防烈度为8度,框架抗震等级为二级,剪力墙抗震等级为一级,混凝土强度等级:梁、板均为C30;框架柱和剪力墙均为C40(ft=1.71N/mm2)。15. 水平地震作用下,柱应采用的内力标准值
该结构中框架柱数量各层基本不变,对应于水平作用标准值,结构基底总剪力V
0=14000kN,各层框架所承担的未经调整的地震总剪力中的最大值V
f,max=2100kN。某楼层框架承担的未经调整的地震总剪力V
f=1600kN,该楼层某根柱调整前的柱底内力标准值:弯距M=±283kN·m,剪力V=±74.5kN。问抗震设计时,水平地震作用下,该柱应采用的内力标准值,与下列何项数值最为接近?
提示:楼层剪重比满足规程关于楼层最小地震剪力系数(剪重比)的要求。
- A.M=±283kN·m,V=±74.5kN
- B.M=±380kN·m,V=±100kN
- C.M=±500kN·m,V±130kN
- D.M=±560kN·m,V=±150kN
A B C D
C
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第8.1.4条第1款,抗震设计时,框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力,如果不满足《高规》式(8.1.4)要求的楼层,其框架总剪力应按0.2V
0和1.5V
tmax二者的较小值采用。
因为V
f=1600kN<0.2V
0=0.2×14000=2800(kN),则该楼层框架承受地震作用标准值需要调整,调整后的总剪力为
V
f=min(0.2V
0,1.5V
fmax)=min(2800,1.5×2100)=2800(kN)
根据《高规》第8.1.4条第2款,按调整前后总剪力的比值调整每根框架柱的弯矩和剪力。
弯矩标准值
剪力标准值
(1)抗震烈度8度;(2)框架剪力墙等级为二级,剪力墙为一级;(3)各层框架柱数量基本不变;(4)未经调整的地震总剪力。
[考点] (1)框剪结构地震作用标准值的最低要求;(2)如不满足要求,调整后的剪矩和剪力值;(3)调查后的弯矩、剪力重新分布。
16. 梁柱节点核心区截面沿X方向的组合剪力设计值
该结构中某中柱的梁柱节点如图所示:梁受压和受拉钢筋合力点到梁边缘的距离a
s=
=60mm,节点左侧梁端弯距设计值
=474.3kN·m,节点右侧梁端弯距设计值
=260.8kN·m,节点上、下柱反弯点之间的距离H
c=4150mm。问该梁柱节点核心区截面沿X方向的组合剪力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 根据《抗规》(GB 50011—2010)附录D.1.1条式(D.1.1-1),二级框架梁柱节点核心区的剪力设计值
(1)梁受压和受拉钢筋合力点到梁边缘的距离;(2)节点上、下柱反弯点之间的距离。
[考点] 二阶框架梁柱节点核心区的剪力设计值。
18. 满足受剪承载力要求的该截面水平分布钢筋
该结构中的某矩形截面剪力墙,墙厚250mm,墙长h
w=6500mm,h
w0=6200mm,总高度48m,无洞口,距首层墙底0.5h
w0处的截面,考虑地震作用组合未按有关规定调整的内力计算值M
c=21600kN·m,V
c=3240kN。该截面考虑地震作用组合并按各有关规定进行调整的内力设计值V=5184kN,该截面的轴向压力设计值N=3840kN。已知剪力墙该截面的剪力设计值小于规程规定的最大限值;
水平分布钢筋采用HPB235级钢筋①(f
y=210N/mm
2),问根据受剪承载力要求求得的该截面水平分布钢筋A
sh/s(mm
2/mm),与下列何项数值最为接近?
提示:计算所需的γ
RE=0.85,
,0.2f
cb
wh
w=6207.5kN
- A.1.3
- B.1.8
- C.2.6
- D.2.21(2.9)
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)式(7.2.7-4),剪力墙剪跨比为
,
根据《高规》第7.2.10条,取λ=1.5。
根据《高规》式(7.2.10-2),因N=3840kN<0.2f
cb
wh
w=6207.5kN(见提示),取N=3840kN;
(见提示),
如果计算了剪力墙剪距比为
,但未根据《高规》第7.2.11条中λ的说明,λ=1.0753<1.5时,未取λ=1.5,仍取为计算值λ=1.0753。
根据《高规》式(7.2.11-2),
因N=3840kN<0.2f
cb
wh
w=6207.5kN,取N=3840kN
,错选C。
(1)未按有关规定调整的内力计算值;(2)水平分布钢筋;(3)提示。
[考点] (1)剪跨比的计算与下限值;(2)0.2f
cb
wh
w与N的关系;(3)
的求取,
≤O,应构配钢筋。
①根据新规范,解答过程中箍筋改用HPB300进行计算。
19. 图中阴影部分的长度a
c和箍筋
同上题条件,箍筋保护层厚度为10mm,约束边缘构件内符合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)要求配置纵向钢筋的最小范围(画有阴影部分)及其箍筋的配置见图,问图中阴影部分的长度a
c和箍筋应按下列何项选用?
提示:(1)
钢筋HPB235级①的f
y=210N/mm
2,钢筋HRB335级的f
y=300N/mm
2;(2)l
c=1300mm。(3)墙肢轴压比大于0.3。
A.a
c=650mm,箍筋
10@100(HPB235) B.a
c=650mm,箍筋
10@100(HRB335)
C.a
c=500mm,箍筋
8@100(HRB335) D.a
c=500mm,箍筋
10@100(HRB335)
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)图7.2.15(a),
约束边缘构件阴影部分的长度a
c=max(b
w,400,l
c/2)=max(250,400,650)=650mm
因剪力墙一级抗震,轴压比大于0.3,查《高规》表7.2.15,约束边缘构件配箍特征λ
v=0.2,
假设箍筋直径为10mm,《高规》式(7.2.15),约束边缘构件的体积配箍率
,得f
yv≥296M=N/mm
2。
(1)约束边缘构件;(2)阴影部分。
[考点] (1)约束边缘构件阴影部分的长度;(2)约束边缘构配箍特征值;(3)由最小体积配箍率导出钢筋受剪强度最小值。
①根据新规范,解答过程中箍筋改用HPB300进行计算。
20. 连梁双肢箍筋的配置
该结构中的某连梁截面尺寸为300mm×700mm(h
0=665mm),净跨1500mm,根据作用在梁左、右两端的弯距设计值
、
和由楼层梁竖向荷载产生的连梁剪力V
GB,已求得连梁的剪力设计值V
b=421.2kN。混凝土为C40(f
t=1.71N/mm
2),
梁箍筋采用HPB235级钢筋①,(f
y=210N/mm
2)。取承载力抗震调整系数γ
RE=0.85。
已知截面的剪力设计值小于规程的最大限值,其纵向钢筋直径均为25mm,梁端纵向钢筋配筋率小于2%,试问连梁双肢箍筋的配置应按下列何项选用?
A.箍筋
8@80 B.箍筋
10@100 C.箍筋
12@100 D.箍筋
14@150
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第7.2.27条第2款,抗震设计时,沿连梁全长箍筋的构造应按《高规》第6.3.2条框架端加密区箍筋的构造要求采用。
由《高规》表6.3.2-2,一级抗震,箍筋最小直径为10mm,箍筋间距
,则选项D的箍筋间距不符合要求,可以排除该选项。
根据《高规》第7.2.23条,连梁跨高比为
,应采用《高规》式(7.2.23-3),
连梁双肢箍筋的配置间距为100mm时,需单肢截面积1.41×100/2=70.5(mm
2),查《混规》(GB 50010—2010)表A.0.1,得直径为10mm的钢筋单根截面积分别为78.5mm
2,直径为12mm的钢筋单根截面积为113.1mm
2。由此可知,选项B最为合适。
(1)截面尺寸为300mm×700mm;(2)纵向钢筋直径。
[考点] (1)连梁箍筋构造采用框架的构造要求;(2)箍筋直径下限值、间距与抗震等级的关系;(3)连梁跨高比的计算值与V
b计算式的选用;(4)
的计算与选项中配筋。
21. 结构顺风向质点最大加速度
某高层建筑采用钢框架-支撑结构,有填充墙,平面为正方形。建筑迎风面为矩形,宽、高分别为35m和175m。建筑物总质量m
tot=94413.6t。按《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—98)制定的规范确定基本风压为w
0=0.55kN/m
2。已知脉动增大系数ξ=2.52,脉动影响系数v=0.49,风荷载整体(即考虑建筑物的前后两面)体型系数μ
s=1.4,试问:在不计算地震作用的效应组合中,该结构顺风向质点最大加速度a
n(m/s
2),与下列何项数值最为接近?
- A.0.051
- B.0.062
- C.0.078
- D.0.10
A B C D
A
[解析] 根据《高钢规》(JGJ 99—98)第5.5.1条第4款,结构顺风向质点最大加速度
(1)钢框架-支撑结构;(2)建筑物总质量;(3)不计算地震作用的效应组合。
[考点] 结构顺风向质点最大加速度的计算。
某部分框支剪力墙结构,房屋高度45.9m,丙类建筑,抗震设防烈度为7度,Ⅱ类场地,第三层为转换层,纵横向均有落地剪力墙,地下一层板顶作为结构的嵌固端。24. 钢筋面积A
sh满足规程要求且最接近计算结果
第四层某框支梁上剪力墙墙肢W2的厚度为180mm,该框支梁净跨l
n=6m,框支梁与墙肢W2交接面上考虑风荷载、地震作用组合的水平拉应力设计值σ
xmax=0.97MPa。试问:在框支梁上0.2l
n=1200mm高度范围内的水平分布筋实际配筋(双排)选下列何项时,其钢筋面积A
sh才能满足规程要求且最接近计算结果?
A.
8@200(A
s=604mm
2/1200mm) B.
10@200(A
s=942mm
2/1200mm)
C.
10@150(A
s=1256mm
2/1200mm) D.
12@200(A
s=1357mm
2/1200mm)
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第10.2.22条第4款,承载力抗震调整系数γ
RE=0.85;
根据《高规》式(10.2.22-3),水平分布筋实际配筋钢筋面积
再根据《高规》第10.2.19条,抗震设计时最小配筋率为0.3%,
A
sh=0.3%l
nb
w=0.3%×1200×180=648(mm
2)
配筋面积应按较大值取用,即A
sh=659.6mm
2。
(1)框支梁净跨;(2)水平分布筋实际配筋(双排)。
[考点] (1)γ
RE的查取;(2)A
sh的计算值;(3)A
sh的构造配筋值。
25. 地震影响系数
某高层建筑采用钢框架-钢筋混凝土核心筒结构,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度0.15g,场地特征周期0.35s,考虑非承重墙体刚度的影响予以折减后自振周期T=1.82s。已经求得η
1=0.0213,η
2=1.078,试问:地震影响系数α与下列何项数值最为接近?
- A.0.0197
- B.0.0201
- C.0.0295
- D.0.0302
A B C D
C
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)表4.3.7-1,因设计基本地震加速度0.15g、抗震设防烈度7度,水平地震影响系数最大值α
max=0.12。
由于η
1=0.0213,根据《高规》式(4.3.8-2),
,得阻尼比ζ=0.043。
或根据《高规》第11.3.5条,混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取0.04(数值与计算值略有差异)。
代入《高规》式(4.3.8-1),得
衰减指数
因T
1=1.82s>5T
g=5×0.35=1.75(s),根据《高规》图4.3.8,得地震影响系数
α=[η
20.2
γ-η
1(T
1-5T
g)]α
max =[1.078×0.2
0.913-0.0213×(1.82-5×0.35)]×0.12
=0.0296
(1)钢框架-钢筋混凝土核心筒;(2)7度、设计基本地震加速度0.15g、场地特征周期0.35;(3)折减后自振周期T=1.82s。
[考点] (1)水平地震影响系数最大值α
max;(2)阻尼比ζ的计算或查取;(3)衰减指数γ的计算;(4)T
1与5T
g的关系,确定α的计算式。
26. 考虑双向水平地震的扭转效应中,框架柱的轴力标准值
抗震设防烈度为7度的某高层办公楼,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,当采用振型分解反应谱法计算时,在单向水平地震作用下某框架柱轴力标准值如表所示。
表
单向水平地震作用方向 | 框架柱轴力标准值/kN |
不进行扭转耦联计算时 | 进行扭转耦联计算时 |
x向 | 4500 | 4000 |
y向 | 4800 | 4200 |
试问:在考虑双向水平地震的扭转效应中,该框架柱的轴力标准值(kN),与下列何项数值最为接近?
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第4.3.10条第3款,
框架柱的轴力标准值为
框架柱的轴力标准值为
取二者的较大者,框架柱的轴力标准值为5403.7kN。
若误取为较小者,错选A。
(1)振型分解反应谱法计算;(2)考虑双向水平地震的扭转效应。
[考点] 考虑双向水平地震的扭转效应框条柱的轴力标准值,轮次计算。
某框架-剪力墙结构,高度50.1m,地下2层,地上13层。首层层高6m,第二层层高4.5m,其余层高3.6m。纵横向均有剪力墙,地下一层板顶作为上部结构的嵌固端。该建筑为丙类建筑,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2g,Ⅰ类建筑场地。在基本振型地震作用下,框架部分承受的地震倾覆力矩小于结构总地震倾覆力矩的50%。各构件的混凝土强度等级均为C40。28. 柱的实际配筋,满足且最接近《高规》最低要求
位于第五层平面中部的某剪力墙端柱截面为500mm×500mm,假定其抗震等级为二级。端柱纵向钢筋采用HRB335。考虑地震作用组合后,由考虑地震作用组合小偏心受拉内力设计值计算出的该端柱纵筋总截面面积计算值为最大(1800mm
2)。试问:该柱纵筋的实际配筋选下列何项时,才能满足且最接近《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)最低要求?
A.4
16+4
18(A
s=1822mm
2) B.8
18(A
s=2036mm
2)
C.4
20+4
18(A
s=2275mm
2) D.8
20(A
s=2513mm
2)
A B C D
C
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第6.4.3条,二级时柱采用HRB335级钢筋时,最小配筋率0.8%,最小配筋量0.8%×500×500=2000(mm2)
根据《高规》第6.4.4条第5款,考虑地震作用组合小偏心受拉内力设计值计算出的该端柱纵筋总截面面积应比设计值增加25%,则1800×1.25=2250(mm2)>2000mm2,取二者中较大值2250mm2。
如果仅根据《高规》第6.4.3条,二级时柱最小配筋率0.8%,最小配筋量为0.8%×500×500=2000(mm2),未考虑到《高规》第6.4.4条第5款,错选B。
(1)抗震等级为二级;(2)小偏心受拉。
[考点] (1)最小配筋量的计算;(2)考虑地震作用组合小偏心受拉内力增大。
29. 梁端上部和下部纵向钢筋面积(配筋率)及箍筋配置
与截面为700mm×700mm的框架柱相连的某截面为400mm×600mm的框架梁,纵筋采用HRB335钢筋,
箍筋采用HPB235钢筋
①。其梁端上部纵向钢筋系按截面计算配置。假设该框架梁抗震等级为三级。试问:该梁端上部和下部纵向钢筋面积(配筋率)及箍筋按下列何项配置时,才能全部满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)构造要求?
提示:(1)下列各选项纵筋配筋率和箍筋面积配筋率均符合(JGJ 3—2010)第6.3.4条第1款和第6.3.2条第2款中最小配筋率要求。(2)梁纵筋直径均不小于
18。
A.上部纵筋5680mm
2(ρ=2.70%),下部纵筋4826mm
2(ρ=2.30%),四肢箍筋
10@100
B.上部纵筋3695mm
2(ρ=1.76%),下部纵筋1017mm
2(ρ=0.48%),四肢箍筋
8@100
C.上部纵筋5180mm
2(ρ=2.47%),下部纵筋3079mm
2(ρ=1.47%),四肢箍筋
8@100
D.上部纵筋5180mm
2(ρ=2.47%),下部纵筋3927mm
2(ρ=1.87%),四肢箍筋
10@100
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第6.3.2条第1款规定,受拉钢筋最大配筋率为2.5%,可排除选项A。
再根据《高规》第6.3.2条第4款,梁端纵筋配筋率大于2%,《高规》表6.3.2-2中箍筋最小直径应增大2mm,则箍筋最小直径为10mm,排除选项B、C。
因
,满足《高规》第6.3.2条第3款的要求;箍筋直径为10mm。
(1)抗震等级为三级;(2)提示。
[考点] (1)框架梁受拉钢筋的最小配筋率;(2)纵筋配筋率与箍筋最小直径的关系;(3)梁端上下纵筋面积的比值与箍筋直径。
①解答中根据《混规》(GB 50010—2010)箍筋改用HPB300。
30. 进行弹性动力时程分析时,选用地震波(包括人工波)的合理性
某12层现浇框架-剪力墙结构,抗震设防烈度为8度,丙类建筑,设计地震分组为第一组,Ⅱ类场地,建筑物平、立面如图所示。已知振型分解反应谱法求得的底部剪力为6000kN,需进行弹性动力时程分析补充计算。现有4组实际地震记录加速度时程曲线P1~P4和一组人工模拟加速度时程曲线RP1。各条时程曲线计算所得的结构底部剪力见表。假定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)才最合理?
表
| P1 | P2 | P3 | P4 | RP1 |
V0/kN | 5200 | 3800 | 4700 | 5600 | 4000 |
- A.P1,P2,P3
- B.P1,P2,RP1
- C.P1,P3,RP1
- D.P1,P4,RP1
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第4.3.5条第1款,每条地震波曲线应满足计算所得的结构底部剪力最小值为6000×65%=3900(kN),包含P2的选项A、B不能满足要求。
各条时程曲线计算所得的剪力的平均最小值6000×80%=4800(kN)
选项C:
,不满足要求。
选项D:
,满足要求。
(1)8度、丙类建筑、第一组、Ⅱ类场地;(2)结构底部剪力见表。
[考点] 地震波曲线的选用。
31. 转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比
某带转换层的高层建筑,底部大空间层数为2层,6层以下混凝土强度等级相同。转换层下部结构以及上部部分结构采用不同计算模型时,其顶部在单位水平力作用下的侧向位移计算结果(mm)见图。试问:转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比γ
e与下列何项数值最为接近?
A B C D
C
[解析] 题中“带转换层的高层建筑,底部大空间层数为2层,6层以下混凝土强度等级相同”,符合《高规》(JGJ 3—2010)第E.0.2条的条件,根据《高规》式(E.0.2),采用图中(a)、(c)小图的数据代入《高规》式(E.0.2),转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比
。
如果未注意《高规》附录图E及式(E.0.2),中关于H
1、H
2的取值要求,错将图中(a)、(b)小图的数据代入《高规》式(E.0.2),则等效侧向刚度比γ
e=
,错选B。
图中(a)、(d)小图的数据代入式E.0.2,则等效侧向刚度比
,错选D。
(1)采用不同计算模型;(2)顶部在单位水平力作用下的侧向位移计算结果;(3)侧向位移计算结果。
[考点] (1)带转换层的高层建筑等效侧向刚度计算模型的选用;(2)等效侧向刚度比的计算。
某型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构,房屋高度91m,首层层高4.6m。该建筑为丙类建筑,抗震设防烈度为8度,Ⅱ类建筑场地。各构件混凝土强度等级为C50。32. 满足《高规》最低构造要求的W1墙肢截面高度h
w和墙肢的全部纵向钢筋截面积A
s 首层核心筒外墙的某一字形墙肢W1,位于两个高度为3800mm的墙洞之间,墙厚450mm,如图下所示。抗震等级为一级。根据目前已知条件,试问:满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)最低构造要求的W1墙肢截面高度h
w(mm)和墙肢的全部纵向钢筋截面积A
s(mm
2)应最接近下列何项数值?
- A.1000,3732
- B.1000,5597
- C.1200,4197
- D.1200,6857
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第9.1.8条,洞间墙高度不宜小于1.2m
又因
,按框架柱进行设计。
根据抗震等级为一级、HRB335级钢筋,查《高规》表6.4.3-1,得全部纵向钢筋最小配筋率为1.0%,则最小配筋量A
s=1.0%×1200×450=5400(mm
2)
(1)混凝土框架钢筋混凝土核心筒;(2)房屋高度91m、丙类建筑、8度、Ⅱ类建筑场地;(3)抗震等级为一级。
[考点] (1)洞间墙按框架柱设计;(2)纵向钢筋最小配筋率。
33. 满足《高规》最低要求的柱内十字形钢骨截面面积和纵筋配筋
首层型钢混凝土框架柱C1截面为800mm×800mm,柱内钢骨为十字形,如下图所示。图中构造筋于每层遇框架梁时截断。柱轴压比0.65。试问:满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)最低要求的C1柱内十字形钢骨截面面积(mm
2)和纵向配筋应最接近下列何项数值?
A.26832,12
22+(构造筋4
14)
B.26832,12
25+(构造筋4
14)
C.21660,12
22+(构造筋4
14)
D.21660,12
25+(构造筋4
14)
A B C D
A
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第11.4.5条第6款,轴压比0.65>0.4,柱内型铜含钢率不宜小于4%。
铜骨最小截面面积为Ag=4%×800×800=25600(mm2)
《高规》第11.4.5条第4款,柱的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%,最小配筋量
As=0.8%×800×800=5120(mm2)
柱轴压比0.65。
[考点] (1)轴压比与柱内型钢含钢率的关系;(2)型钢柱纵向钢筋配筋率的下限值。
34. 高层建筑结构的一些观点
对于下列的一些论点,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)判断,其中何项是不正确的?
A.正常使用条件下,限制高层建筑结构层间位移的主要目的之一是保证主结构处于弹性受力状态
B.验算按弹性方法计算的层间位移角
是否满足规程限值要求时,其层间位移计算不考虑偶然偏心影响
C.对于框架结构,框架柱的轴压比大小,是影响结构薄弱层层间弹塑性位移角限值[θ
p]取值的因素之一
D.验算弹性层间位移角
限值时,第i层层间最大位移差Δu
i是指第i层与第i-1层在楼层平面各处位移的最大值之差,即Δu
i=u
i,max-u
i-1,max A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第3.7.3条文说明,选项A正确;
根据《高规》第3.7.3条注,选项B正确;
根据《高规》第3.7.5条,选项C正确;
根据《高规》第3.7.3条文说明,选项D错误。
[考点] (1)限制高层建筑结构层间位移的主要目的;(2)位移计算不考虑偶然偏心影响;(3)轴压比大小影响结构薄弱层层间弹塑性位移角限值;(4)弹性层间位移角
限值。
36. 烟囱顶端风压设计值
某钢筋混凝土圆烟囱,高80m,烟囱坡度小于0.02,第一振型对应的I临界风速v
cr1=27.59m/s,烟囱顶端风振系数β
h=1.64。当已判断出该烟囱可能出现跨临界强风共振时,如果第一振型横风向风振尚未起控制作用,即烟囱承载力极限状态仍由顺风向设计风压控制,试问:此种情况下,烟囱顶端风压设计值w
h(kN/m
2)的最小值应最接近下列何项数值?
A B C D
C
[解析] 根据《烟规》(GB 50051—2002)第5.2.4条,
,ξ
1=0.05
烟囱顶端风压设计值
[考点] (1)高80m,烟囱坡度小于0.02;(2)第一振型对应的临界风速v
cr1;(3)烟囱顶端风振系数β
h;(4)如果第一振型横风向风振尚未起控制作用。
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-核心筒结构。
提示:按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)作答。
39. 风荷载脉动增大系数
假定基本风压重现期50年,w
0=0.55kN/m
2,重现期100年,w
0=0.60kN/m
2,当结构基本周期T
1=1.7s(已考虑填充墙影响)时,
脉动风荷载的共振分量因子①R,与下列何项数值最为接近?
- A.1.158(1.425)②
- B.1.431
- C.1.499
- D.1.513
A B C D
A
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第4.2.2条,风压应该取基本风压的1.1倍,则
w
0=1.1×0.6=0.66(kN/m
2)
根据《荷规》(GB 50009—2012)第8.2.1条,大城市郊区地面粗糙度为B类;
根据《荷规》第8.4.4条,结构第1阶自振频率
地面粗糙度为B类,则地面粗糙度修正系数k
w=1.0;
则
结构阻尼比ζ
1=0.05
脉动风荷载的共振分量因子
(1)大城市郊区;(2)地面以上高度为90m,屋面有小塔架;(3)丙类建筑、7度(0.15g)Ⅲ类建筑场地;(4)基本风压;(5)结构基本周期T
1=1.7s(已考虑填充墙影响)。
[考点] (1)计算参数的取值;(2)基本风压的取值。
①原题为“风荷载脉动增大系数ξ”,根据《荷规》(GB 50009—2012),作此更改。
②括号外数字是为了适应《荷规》变化的数字,括号内为原数字。
40. 计算主体结构的风荷载效应时,指定高度屋面处的水平风荷载标准值
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w
k与下列何项数值最为接近?
- A.2.351
- B.2.612(2.481)
- C.2.744
- D.2.989
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第4.2.2条及说明,高度大于60m的房屋,承载力计算时,风荷载可以取基本风压的1.1倍,则w
k=1.1×0.7=0.77(kN/m
2)
根据《高规》第B.0.1条第4款,风荷载体型系数
;
高层建筑位于大城市郊区,根据《荷规》(GB 50009—2012)第8.2.1条,地面粗糙度为B类,
查《荷规》表8.2.2,风压高度变化系数μ
z=1.93;
根据《高规》式(7.2.2-1),90m高度屋面处的水平风荷载标准值
w
k=β
gzμ
sμ
zw
0=1.36×1.29×1.93×0.77=2.61(kN/m
2)
(1)已求得风振系数为1.36;(2)基本风压。
[考点] (1)风荷载体型系数的确定;(2)风压高度变化系数的确定;(3)某高度处的水平风荷载标准值的计算。
41. 在高度z=30m处风荷载产生的倾覆力矩的设计值
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)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
kB=2.0×40=80(kN)
高度30m处风荷载
在高度z=30m处风荷载产生的倾覆力矩的设计值
若未考虑风荷载的分项系数1.4且未计入ΔM
90,则得
错选A。
若仅耒考虑风荷载的分项系数1.4,则得
错选B。
若仅未计入ΔM
n,考虑了风荷载的分项系数1.4,则得173600kN·m,错选C。
(1)90m高度屋面处的水平风荷载标准值;(2)突出屋面小塔架;(3)风荷载沿高度按倒三角形分布。
[考点] (1)风荷载沿高度的分布规律;(2)指定高度处风荷载产生的倾覆力矩的设计值。
某10层现浇钢筋混凝土框架-剪力墙普通办公楼,如图所示,质量和刚度沿竖向均匀,房屋高度为40m,设一层地下室,采用箱形基础。该工程为丙类建筑,抗震设防烈度为9度,Ⅲ类建筑场地,设计地震分组为第一组,按刚性地基假定确定的结构基本自振周期为0.8s。混凝土强度等级采用C40。各层重力荷载代表值相同,均为6840kN,柱E承担的重力荷载代表值占全部重力荷载代表值的1/20。
44. 在计算首层框架柱底截面轴压比时,采用的轴压力设计值
在重力荷载代表值、水平地震作用及风荷载作用下,首层中柱E的柱底截面产生的轴压力标准值依次为2800kN、500kN和60kN。试问:在计算首层框架柱E柱底截面轴压比时,采用的轴压力设计值(kN)与下列何项数值最为接近?
A B C D
C
[解析]
根据《高规》(JGJ 3—2010)第4.3.2条第4款,该结构应考虑竖向地震作用。
抗震设防烈度为9度,查《高规》表4.3.7-1,得水平地震影响系数最大值α
max=0.32,
根据《高规》第4.3.13条第1款,结构总竖向地震作用标准值
F
Evk=α
vmaxG
eq=0.65α
max×0.75G
E =0.65×0.32×0.75×10×6840
=10670.4(kN)
根据《高规》第4.3.13条第3款,
查《高规》表5.6.4,得荷载和作用组合系数,代入《高规》式(5.6.3),考虑水平及竖向地震作用组合,
N
1=γ
GN
GE+γ
EhkN
Ehk+γ
GvN
Evk =1.2×2800+1.3×500+0.5×800
=4410(kN)
仅考虑竖向地震作用组合N
2=γ
GN
GE+γ
GvN
Evk=1.2×2800+1.3×800=4400(kN)
轴压力设计值取较大值。
如果考虑了风荷载的作用组合
N
1=γ
GN
GE+γ
EhN
Ehk+γ
GvN
Evk+
γ
wN
wE =1.2×2800+1.3×500+0.5×800+1.4×60
=4494(kN)
仅考虑竖向地震作用组合N
2=γ
GN
GE+γ
GvN
Evk=1.2×2800+1.3×800=4400(kN)
轴压比设计值取较大值。错选D。
如果未注意《高规》第3.3.14条第3款的1.5倍,
查《高规》表5.6.4得荷载和作用组合系数,代入《高规》式(5.6.3),考虑水平及竖向地震作用组合,
N
1=γ
GS
GE+γ
EhS
Ehk+γ
GvS
Evk=1.2×2800+1.3×500+0.5×533.52
=4276.76(kN)
仅考虑竖向地震作用组合
N
2=γ
GS
GE+γ
GvS
Evk=1.2×2800+1.3×533.52=4053.6(kN);错选B。
[考点] (1)丙类建筑、9度、Ⅲ类建筑场地、第一组;(2)柱E承担1/20;(3)首层中柱E的柱底截面产生的轴压力标准值。
(1)是否应考虑竖向地震作用;(2)结构总竖向地震作用标准值的计算;(3)构件轴向压力的计算及取值。
45. 梁截面处考虑地震作用组合的剪力设计值
某榀框架第4层框架梁AB,如图所示。考虑地震作用组合的梁端弯矩设计值(顺时针方向起控制作用)为M
A=250kN·m,M
B=650kN·m;同一组合的重力荷载代表值和竖向地震作用下按简支梁分析的梁端截面剪力设计值V
GB=30kN。梁A端实配4
25,梁B端实配6
25(4/2),A、B端截面上部与下部配筋相同;梁纵筋采用HRB400(f
y=
=400N/mm
2),箍筋采用H RlB335(f
y=
=300N/mm
2),单排筋a
s=
=40mm,双排筋a
s=
=60mm。抗震设计时,试问:梁B截面处考虑地震作用组合的剪力设计值V(kN)应与下列何项数值最为接近?
A B C D
D
[解析] 现浇钢筋混凝土框架-剪力墙普通办公楼,抗震设防烈度为9度,查《高规》(JGJ 3—2010)表3.9.3,框架抗震等级一级。
根据《高规》式(6.2.5-1),实配左侧正截面承载力弯矩值
实配右侧正截面承载力弯矩值
梁B截面处考虑地震作用组合的剪力设计值
(1)顺时针方向起控制作用;(2)同一组合;(3)梁A端实配4
25;(4)梁B端实配6
25。
[考点] (1)抗震等级的确定;(2)实配左、右侧正截面承载力弯矩值的计算。
46. 连梁端加密区及非加密区的构造配筋,何项满足规范的最低要求
在该房屋中1~6层沿地震作用方向的剪力墙连梁LL-1平面如图所示,抗震等级为一级,截面b×h=350mm×400mm,纵筋上、下部各配4
25,h
0=360mm,箍筋采用HRB335,截面按构造配筋即可满足抗剪要求。试问:下面依次列出的连梁端加密区及非加密区的几组构造配筋,其中何项能够满足相关规范、规程的最低要求?
提示:选项中4
××,代表4肢箍筋。
A.4
8@100;4
8@100 B.4
10@100;4
10@100
C.4
10@100;4
10@150 D.4
10@100;4
10@200
A B C D
D
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2010)第7.1.3条,
,连梁L1宜按框架梁设计。
因梁的纵向配筋率
,根据《高规》第6.3.2条第4款,查《高规》表6.3.2-2,抗震等级为一级,箍筋加密区应配钢筋间距min(
)=(
,6×25,100)=100(mm),箍筋直径为10mm,则箍筋为
10@100;
抗震等级为一级时,箍筋非加密区,根据《高规》式(6.3.5-1),配箍率
根据选项全采用4肢箍,则间距
根据《高规》第6.3.5条第5款,取s=2×100=200(mm);则非加密区箍筋采用
10@200。
(1)抗震等级为一级;(2)纵筋上、下部各配4
25。
[考点] (1)
的计算,及其值与5的大小关系,判定连梁是否应按框架梁设计;(2)纵向配筋率的计算;(3)抗震等级的判定;(4)加密区钢筋的配筋率。
47. 折减后的底部总水平地震剪力
按刚性地基假定计算的水平地震压力,若呈现三角分布,如图所示。当计入地基与结构动力相互作用的影响时,试问:折减后的底部总水平地震剪力,应与下列何项数值最为接近?
提示:各层水平地震剪力折减后满足剪重比要求。
- A.2.95F
- B.3.95F
- C.4.95F
- D.5.95F
A B C D
C
[解析] 因5T
g=5×0.45=2.25(s)>T
1=0.8s>1.2T
g=1.2×0.45=0.54(s),房屋的高宽比
3,根据《抗规》(GB 50011—2010)第5.2.7条第1款,本工程为丙类建筑,抗震设防烈度为9度,Ⅲ类建筑场地,查《抗规》表5.2.7,得ΔT=0.1S
各楼层折减系数
折减后的底部总水平地震剪力
因“提示:各层水平地震剪力折减后满足剪重比要求”,则无须再按《抗规》第5.2.5条计算。
(1)若呈现三角分布;(2)提示。
[考点] (1)T
1与T
g、5T
g的关系;(2)房屋的高宽比计算;(3)丙类建筑、9度设防,Ⅲ类建筑场地时,ΔT的取值;(4)楼层折减系数的计算。
某26层钢结构办公楼,采用钢框架-支撑体系,如图所示。该工程为丙类建筑,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,Ⅱ类建筑场地。结构基本自振周期T=3.0s。钢材采用Q345。
48. 偏心支撑中的梁段长短的最小值
A轴第6层偏心支撑框架,局部如下图所示。箱形柱断面为700mm×700mm×40mm,轴线中分,等截面框架梁断面为H600×300×12×32。为把偏心支撑中的消能梁段a设计成剪切屈服型,试问:偏心支撑中的l梁段长短的最小值(m)与下列何项数值最为接近?
提示:(1)按《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—98)作答;(2)为简化计算,梁腹板和翼缘的f
y均按325N/mm
2取值。
- A.2.40m
- B.3.70m
- C.4.40m
- D.5.40m
A B C D
A
[解析] 根据《高钢规》(JGJ 99—98)第6.5.4条,把偏心支撑中的消能梁段a设计成剪切屈服型,该梁段应满足:
由《高钢规》式(6.5.2),
V
p=0.58f
yh
0t
w=0.58×325×536×12=1212×10
3(N)=1212(kN)
M
p=W
pf
y=6314688×325=2052.2×10
6(N·mm)=2052.2(kN·m)
偏心支撑中的l梁段长短的最小值l=8.5-0.7-2×2.709=2.382(m)
(1)偏心支撑中的消能梁段a设计成剪切屈服型;(2)提示。
[考点] 偏心支撑中的消能梁段的计算。
49. 支撑斜杆在地震作用下的受压承载力设计值
①轴第12层支撑体系系统的形状如上题图所示。支撑斜杆采用H型钢,其调整前的轴向动力设计值N
1=2000N。与支撑斜杆相连的消能梁段断面为H600×300×12×20,该梁段的受剪承载力V
1=1105kN、剪力设计值V=860kN、轴力设计值N<0.15Af。试问:支撑斜杆在地震作用下的受压承载力设计值N(kN)为下列何项数值时才能符合相关规范的最低构造要求?
提示:(1)按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)作答;(2)各组H型钢皆满足承载力及其他方面构造要求。
A B C D
D
[解析] 根据《抗规》(GB 50011—2010)第8.2.3条第4款及条文说明,支撑斜杆在地震作用下的受压承载力设计值
(1)梁段的受剪承载力;(2)剪力设计值;(3)轴力设计值。
[考点] 支撑斜杆在地震作用下的受压承载力设计值。
某12层现浇钢筋混凝土框架结构。如图所示,质量及侧向刚度沿竖向比较均匀,其地震设防烈度为8度,丙类建筑,Ⅱ类建筑场地。底层屈服强度系数ξy为0.4,且不小于上层该系数平均值的0.8倍,柱轴压比大于0.4。
50. 在多遇地震作用下,按弹性分析的底层书评剪力最大标准值
已知框架底层总抗侧刚度为8×10
5kN/m。为满足结构层间弹塑性位移限值,试问:在多遇地震作用下,按弹性分析的底层水平剪力最大标准值(kN)与下列何项数值最为接近?
提示:(1)不考虑重力二阶效应;(2)从底层层间间弹塑性位移限值入手。
A B C D
A
[解析] 因本工程为钢筋混凝土框架结构,查《高规》(JGJ 3—2010)表3.7.5,得层间弹塑性位移限值
,则底层层间弹塑性位移
由底层屈服强度系数ξ
y为0.4,查《高规》表5.5.3,得结构弹塑性位移增大系数η
p=2,
根据《高规》式(5.5.3-1),罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移
在多遇地震作用下,按弹性分析的底层水平剪力最大标准值
V=Δu
eΣD=0.035×8×10
5=2.8×10
4(kN)
查《高规》表4.3.7-1,8度抗震设防时,得多遇水平地震影响系数为0.16,罕遇水平地震影响系数为0.90;则多遇地震时,基底弹性水平剪力
(1)底层屈服强度系数ξ
y为0.4,且不小于上层该系数平均值的0.8倍;(2)柱轴压比大于0.4;(3)总抗侧刚度;(4)满足结构层间弹塑性位移限值。
[考点] (1)层间弹塑性位移限值的查取;(2)底层层间弹塑性位移计算;(3)ξ
y与η
p的关系;(4)罕遇地震作用下Δu
e;(5)弹性分析的底层水平剪力最大标准值的计算;(6)多遇地震时,基底弹性水平剪力V
0的计算。
51. 考虑重力二阶效应的影响,其底层多遇地震弹性水平剪力标准值不超过何项数值时,才能满足层间弹塑性位移限值的要求
条件同上题,在多遇地震作用下,未考虑重力二阶效应的影响,达到结构层弹塑性位移限值时,按弹性分析的底层水平剪力标准值为V
0。试问:如考虑重力二阶效应的影响,其底层多遇地震弹性水平剪力标准值不超过下列何项数值时,才能满足层间弹塑性位移限值的要求?
- A.0.8V0
- B.0.83V0
- C.1.0V0
- D.1.2V0
A B C D
B
[解析] 根据《高规》(JGJ 3—2002)第5.5.3条文说明,考虑重力二阶效应影响后
=1.2Δu
p,满足要求的层间弹塑性位移限值
,
底层多遇地震弹性水平剪力标准值
。
(1)考虑重力二阶效应的影响;(2)不超过下列何项数值时,才能满足层间弹塑性位移限值的要求。
[考点] (1)考虑重力二阶效应后,层间弹塑性位移限值;(2)底层多遇地震弹性水平剪力标准值的计算。
某36层钢筋混凝土框架-核心筒高层建筑,系普通办公楼,建于非地震区,如图所示;圆形平面,直径为30m;房屋地面以上高度为150m,质量和刚度沿竖向分布均匀,可忽略扭转影响。按50年重现期的基本风压为0.6kN/m2,按100年重现期的基本风压为0.66kN/m2。地面粗糙度为B类;结构基本自振周期T1=2.78s。
提示:按《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)作答。54. 设计120m高度处的遮阳板时,所采用的风荷载标准值
试问:设计120m高度处的遮阳板
(小于1m2)①时,所采用的风荷载标准值(kN/m
2)与下列何项数值最为接近?
- A.-1.98
- B.-2.18
- C.-2.65
- D.-3.75(-4.34)
A B C D
D
[解析] 地面粗糙度为B类,查《荷规》(GB 50009—2012)表8.2.1,得
120m处风压高度变化系数
地面粗糙度为B类,120m处,由《荷规》第8.6.1条,得阵风系数
由《荷规》第8.3.3条第2款,局部风压体型系数μ
s1=-2.0。
根据《荷规》第8.1.2条文说明,取50年重现期的基本风压w
0=0.6kN/m
2 代入《荷规》式(8.1.1-2),120m高度处的遮阳板所采用的风荷载标准值
w
k=β
gzμ
sμ
zw
0=1.488×(-2.0)×2.1×0.6=-3.75(kN/m
2)
(1)基本风压;(2)120m高度处的遮阳板(小于1m
2)。
[考点] (1)指定高度处,风压高度变化系数;(2)风振系数的取值;(3)局部风压体型系数的取值;(4)风荷载标准值的计算。
①删除这几个字。
55. 临界风速起始点高度位于何项楼层范围内
该建筑物底部6层的层高均为5m,其余各层层高均为4m,当校核第一振型横风向风振时,试问:其临界风速起始点高度位于下列何项楼层范围内?
提示:空气密度ρ=1.25kg/m
3。
- A.16层
- B.18层
- C.20层
- D.21层(22层)
A B C D
D
[解析] 根据《荷规》(GB 50009—2012)式(8.5.3-2),得
临界风速
查《荷规》表8.2.1,高度150m处风压高度变化系数μ
H=2.25,取100年重现期的基本风压w
0=0.66kN/m
2,代入《荷规》式(8.5.3-3),
代入《荷规》式(8.5.3-1),
雷诺数R
e=69000vD=69000×53.96×30=111.7×10
6>3.5×10
6 1.2v
H=1.2×48.74=58.488(m/s)>v
cr=53.96m/s,根据《荷规》第8.5.3条第2款,可发生跨临界强风共振。
粗糙度B类,α=0.15,根据《荷规》附录H.1.1条第2款,发生跨临界强风共振时,第一振型临界风起始点高度
按楼层高度计算楼层为
,则起始层在21层。
(1)校核第一振型横风向风振;(2)提示。
[考点] (1)临界风速、v
H的计算;(2)雷诺数的计算,及判断是否可发生跨临界强风共振;(3)第一振型临界风起始点高度;(4)楼层的推算。
57. 确定其比重
最接近于何项数值
该建筑物拟建于山区平坦地A处,或建于高度为50m的山坡顶B处,如图所示。在两地的楼高距地面100m处的顺风向风荷载标准值分别为w
A与w
B试确定其比值
最接近于下列何项数值?
提示
①:为方便计算取
。
A B C D
C
[解析] 根据《荷规》(GB 50009—2012)第8.2.2条,
时,应取为0.3;z=100m<2.5H=2.5×50=125(m)
代入《荷规》式(8.2.2),顶部B处的修正系数
则μ
zB=η
Bμ
zA=1.175μ
zA。
查《荷规》表8.2.1,风压高度变化系数μ
zA=2.00,
根据《荷规》式(8.4.3),
(1)建于山区平坦地A处;(2)建于高度为50m的山坡顶B处。
[考点] 修正系数η
B的计算。
①根据《荷规》(GB 50009—2012)修改了提示的内容。