[必看]：试题分析

lixudong1976

　作者的话：本文针对1998年度一级注册结构工程师专业考试的试题进行了深入的分析，力求对每个参数的来龙去脉都交代清楚，使广大考生对注册考试的题目有一个全面的了解，帮助大家顺利的通过考试。

说明 ：有关试题答案仅供参考，本刊将不承担由此引起的任何责任。

一．总论
大纲要求：
　　1.掌握建筑结构及桥梁结构、塔、烟囱、料仓等特种结构的荷载分类和组合。
　　2.了解钢、木、混凝土及砌体等结构所用材料的基本性能、主要材料的质量要求和基本检测、实验方法；掌握
　　　材料的选用和设计指标取值。
　　3.了解建筑结构、桥、塔及特种结构等的基本施工知识。
　　4.了解建筑防火、防腐蚀的基本知识。
　　5.了解防水工程的材料质量要求、施工要求及施工质量标准。
　　6.了解结构极限状态设计的基本原理。
　　7.荷载、材料、施工及结构设计标准

参考规范：
　　本文中所涉及的全部规范。

试题分析：本部分试题主要出现在选择题和是非题中，这里不做具体分析。

二．钢筋混凝土结构
大纲要求：
　　1.掌握钢筋混凝土结构的基本设计概念、计算原则及构造要求。
　　2.掌握基本受力构件的正截面、斜截面、扭曲截面、局部受压及受冲击承载力的计算 ；了解疲劳强度及构件
　　　裂缝和挠度的验算。
　　3.掌握各种常用结构体系的设计和布置原则。
　　4.掌握基本构件截面尺寸的选定原则及构造规定。
　　5.掌握现浇和装配构件的连接构造及节点配筋形式。
　　6.掌握预应力构件设计的基本概念和施工的基本知识。
　　7.掌握一般钢筋混凝土结构构件的抗震设计原则和构造要求。
　　8.掌握对预制构件的制作、检验、运输和安装等方面的要求。

参考规范：
　　建筑结构荷载规范（GBJ9-87）
　　建筑抗震设计规范（GBJ11-89），1993年局部修订。
　　混凝土结构设计规范（GBJ10-89），1993年局部修订，1996年局部修订条文。
　　混凝土工程施工及验收规范（GB50204-92）。
　　建筑结构设计统一标准（GBJ68-84）。

试题分析：
　　预制空心楼板的挠度与裂缝验算

条件：有一预制空心楼板，承受静荷载标准值gk=2.5kN/m2,(包括板自重），分项系数1.2。承受楼面活荷载标准值Pk=3.5kN/m2,分项系数1.4，准永久值系数0.4。简支板计算跨度Lo=3.18m,混凝土采用C30等级，板的纵向受力钢筋为I级钢共有 9φ8。预制空心楼板截面和已换算好的I形截面见图l-la及b。

要求：
　　1.验算板的挠度是否满足允许挠度[f]=Lo/200；
　　2.验算板的最大裂缝宽度Wmax是否满足裂缝宽度的限值[Wmax]=0.3mm。

提示：
　　1.板的ho=105mm,纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离C=16mm；
　　2.简支板的挠度计算公式 ： 。

答案
　　1.挠度计算
　　　　（1）考虑结构构件的重要性系数γ。
　　　　　　 根据《GBJ11-89》第3.2.1条、第3.2.2条、第3.2.3条规定，γ。=0.9
　　　　（2）计算简支板的荷载短期效应组合弯矩值Ms和荷载长期效应组合弯矩值ML
　　　　　　 根据《GBJ11-89》第3.3.1条、第3.3.2条及《GBJ9-87》第2.2.5条
　　　　　　 Ms=0.9(gk+Pk)L2。/8 =0.9(2.5+3.5)×3.182/8
　　　　　　 =6.83 kN.m
　　　　　　 ML=0.9(gk+ψqPk)L2。/8 =0.9(2.5+0.4×3.5）
　　　　　　 ×3.182/8=4.44 kN.m
　　　　（3）确定纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ
　　　　　 　（a）计算有效受拉混凝土面积计算的纵向受拉钢筋的配筋率ρte
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.2.2条
　　　　　 　 　Ate=0.5bh+(bf-b)hf=0.5×290×125+(890-
　　　　　 　 　290)×25.4=33365 mm2
　　　　　 　 　ρte= = =0.0136
　　　　　 　（b）计算受弯构件纵向受拉钢筋应力бss
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.2.3条
　　　　　 　 　бss = = =165.05N/mm2
　　　　　 　（c）计算ψ
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》表2.1.3
　　　　　 　 　ftk=2.0N/mm2
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.2.2条
　　　　　 　 　ψ=1.1- =1.1-
　　　　　 　 　=0.521
　　　（4）确定短期刚度Bs
　　　　　 （a）计算纵向受拉钢筋的配筋率ρ
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.3.3条
　　　　　 　 　ρ= = =0.01488
　　　　　 （b）计算钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值αE
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》表2.2.4
　　　　　 　 　Es=2.1×105 N/mm2
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》表2.1.5
　　　　　 　 　Ec=3.00×104 N/mm2
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.3.3条
　　　　　 　 　αE= = =7.0
　　　　　 （c）计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γ'f
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.2.3条
　　　　　 　 　γ'f = = =0.559
　　　　　 （d）计算Bs
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.3.3条
　　　　　 　 　Bs=
　　　　　 　 　=
　　　　　 　 　=1.0379×1012 N.mm2
　　　（5）确定长期刚度BL
　　　　　 （a）确定简支板的扰度影响系数θ
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.3.4条
　　　　　 　 　∵ρ'=0 ， ∴θ=2.0
　　　　　 （b）计算BL
　　　　　 　 　根据《GBJ11-89》第5.3.2条
　　　　　 　 　BL= Bs
　　　　　 　 　= ×1.0379×1012
　　　　　 　 　= 6.2900×1011 N.mm2
　　　（6）计算挠度f
　　　　　 　 　f=
　　　　　 　 　=11.4mm<[f]=L。/200= =15.9mm(可以）

　　2、裂缝宽度计算
　　　　（1）确定构件受力特征αcr
　　　　　　 根据《GBJ11-89》第5.2.2条
　　　　　　 αcr=2.1
　　　　（2）确定纵向受拉钢筋表面特征系数γ
　　　　　　 根据《GBJ11-89》第5.2.2条
　　　　　　 γ=1.0
　　　　（3）确定最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离C
　　　　　　 根据《GBJ11-89》第5.2.2条
　　　　　　 C=16mm<20 , 取 C=20mm
　　　　（4）计算简支板的最大裂缝宽度Wmax
　　　　　　 根据《GBJ11-89》第5.2.2条
　　　　　　 Wmax=αcr ψ (2.7c+0.1 )γ
　　　　　　 =2.1×0.521× (2.7×20+0.1
　　　　　　 × )×1.0=0.097mm<[Wmax]
　　　　　　 =0.3mm (可以）

三．钢结构
大纲要求：
　　1.掌握受弯构件的强度及其整体和局部稳定计算；掌握轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算。
　　2.掌握构件的连接计算及其构造要求；掌握钢结构连接材料的种类、性能、并能正确应用。
　　3.掌握钢结构构件的选型、结构布置和主要构造。
　　4.了解料仓、料斗等特种结构的选型、计算和节点构造。
　　5.熟悉钢与混凝土组合梁、钢与混凝土组合结构特点和设计原理。
　　6.熟悉钢结构的防锈、隔热和防火措施，并能在工程实践中正确应用。
　　7.了解对钢结构的制作、焊接、运输和安装方面的要求。
　　8.掌握钢结构的疲劳计算和构造要求。
　　9.熟悉塑性设计的适用范围和计算方法。

参考规范：
　　建筑结构荷载规范（GBJ9-87）
　　建筑抗震设计规范（GBJ11-89），1993年局部修订。
　　钢结构设计规范（GBJ17-88）。
　　钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程（YB9238-92）。
　　冷弯薄壁型钢结构技术规范（GBJ18-87）。
　　钢结构工程施工及验收规范（GB50205-95）。
　　建筑钢结构焊接规程（JGJ81-91）。
　　钢结构高强度螺栓连接的设计施工验收规程（JGJ82-91）。
　　建筑结构设计统一标准（GBJ68-84）。
　　我是如何通过注册考试的（2）

作者的话：本文针对1998年度一级注册结构工程师专业考试的试题进行了深入的分析，力求对每个参数的来龙去脉
　　　　　都交代清楚，使广大考生对注册考试的题目有一个全面的了解，帮助大家顺利的通过考试。

说明：有关试题答案仅供参考，本刊将不承担由此引起的任何责任。

试题分析：焊接工字形截面钢梁设计

条件：一焊接工字形截面的简支主梁，截面无扣孔，跨度为12.75m。距每边支座4.25m处支承次梁（假定在该处可
　　　作为主梁的侧向支点），次梁传到主梁上的非动力集中荷载设计值P=220kN，主梁自重设计值取2.0kN/m。

已知 ：截面面积 A=156.8x102mm2
　　截面惯性矩 Ix=264876x104mm4
　　截面面积矩 S=2951x103mm3
　　截面抵抗矩 Wnx=Wx=5133x103mm3
　　截面回转半径 iy=48.5mm
　　业主明确可提供Q235（3号钢）钢材

要求：根据《钢结构设计规范GBJ17-88》规定，验算主梁的：
　　1.抗弯强度；
　　2.抗剪强度；
　　3.整体稳定性；
　　4.局部稳定及腹板加劲肋的间距（加劲肋要求在腹板两侧成对设置）。

答案：
　　1、验算主梁的抗弯强度
　　　　（1）计算跨中最大弯矩Mmax
　　　　　　 Mmax=P.a+ ql2=220×4.25+ ×2.0×12.752 =975.64 kN.m
　　　　（2）确定截面塑性发展系数γx
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.1.1条
　　　　　　 γx=1.05
　　　　（3）验算主梁的抗弯强度
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.1.1条
　　　　　　 =181N/mm2 < f=215 N/mm2 (可以）

　　 2、验算主梁的抗剪强度
　　　　（1）计算梁支座处最大剪力Vmax
　　　　　　 Vmax= p+ ql=220+ ×2.0×12.75=232.75kN
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.1.2条
　　　　　　 I=
　　　　　　 =32.4N/mm2 < fv=125 N/mm2 (可以）

　　3、验算主梁的整体稳定性
　　　　（1） 确定工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度l1
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.2.1条
　　　　　　 l1=4.25m
　　　　　　 l1/b1= =17.7 >16 需验算主梁在最大刚度主平面内受弯的整体稳定性
　　　　（2）验算主梁在最大刚度主平面内受弯的整体稳定性
　　　　　　 此部分有两个解答
　　　　　（a）解答1
　　　　　　 （i)确定梁整体稳定的等效弯矩系数βb
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附表1.1
　　　　　　 βb=1.20
　　　　　　 (ii)确定截面不对称影响系数ηb
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附表1.1
　　　　　　 ηb=0
　　　　　　 (iii)计算梁在側向支承点间对截面弱轴y-y的长细比λy
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附1.1公式
　　　　　　 λy=
　　　　　　 (iiii)计算整体稳定系数φb
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附1.1公式
　　　　　　 ψb=βb
　　　　　　 =2.23 >0.6
　　　　　　 应以φb'代替φb
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附表1.2
　　　　　　 φb'=0.930
　　　　　　 (iiiii)验算主梁在最大刚度主平面内受弯的整体稳定性
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.2.2条
　　　　　　 =204.4N/mm2 <f=215N/mm2 （可以）
　　　　　（b）解答2
　　　　　　 （i）确定梁整体稳定的等效弯矩系数βb
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附表1.1
　　　　　　 βb=1.20
　　　　　　 (ii)确定截面不对称影响系数ηb
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附表1.1
　　　　　　 ηb=0
　　　　　　 (iii)计算梁在側向支承点间对截面弱轴y-y的长细比λy
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附1.1公式
　　　　　　 λy=L1/iy=
　　　　　　 ψb可按近似公式计算
　　　　　　 （iiii)计算整体稳定系数ψb
　　　　　　 根据《GBJ17-88》附表1.3公式
　　　　　　 ψb=1.07-
　　　　　　 =1.07-
　　　　　　 (iiiii)验算主梁在最大刚度主平面内受弯的整体稳定性
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.2.2条
　　　　　　 （可以）
　　
　　4、验算主梁局部稳定及腹板加劲肋的间距
　　　　（1）验算主梁的局部稳定性
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.3.1条
　　　　　　 ho/tw=
　　　　　　 且应在腹板上设置横向加劲肋
　　　　　　 根据《GBJ17-88》第4.3.7条规定，横向加劲肋的最大间距为2ho,所以加劲肋假定按下图设置。（首
　　　　　　 先在次梁支承处配置横向加劲肋，使梁上无局部压应力бc=0,然后再在其间按a=1400~1425mm的间距
　　　　　　 设置）计算靠近次梁的第三梁段内的最大剪力产生的腹板平均剪应力：
　　　　　　 取第三梁段当中截面处的剪力及相应弯矩
　　　　　　 V=232.75 - 2×3.54=225.67kN
　　　　　　 M=232.75×3.54 - 2.0× =811.40 kN.m
　　　　　　 腹板平均剪应力
　　　　　　 I=
　　　　　　 б=
　　　　　　 查《GBJ17-88》表4.3.3 η=1.06
　　　　　　 则横向加劲肋的最大间距a=2ho=2×1000=2000mm
　　　　　　 最小间距a=0.5ho=0.5×1000=500mm
　　　　　　 故上面假定加劲肋间距a=1400~1425mm符合要求。

四．砌体结构与木结构
大纲要求：
　　1.掌握无筋砌体构件的承载力计算。
　　2.掌握墙梁及挑梁的设计和计算方法
　　3.掌握配筋砖砌体的设计和计算方法。
　　4.掌握砌体结构的抗震设计和近似计算方法。
　　5.掌握砌体结构的构造要求。
　　6.掌握砌体结构的抗震构造措施。
　　7.了解国内常用木结构的构件、连接计算和构造要求。
　　8.了解木结构设计对施工的质量要求。

参考规范：
　　建筑结构荷载规范（GBJ9-87）
　　建筑抗震设计规范（GBJ11-89），1993年局部修订。
　　砌体结构设计规范（GBJ3-88）。
　　砖石工程施工及验收规范（GBJ203-83）。
　　设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程（JGJ/T13-94）。
　　木结构设计规范（GBJ5-88）。
　　木结构工程施工及验收规范（GBJ206-83）。
　　建筑结构设计统一标准（GBJ68-84）。

试题分析：
条件：单跨五层商店-住宅，局部平、剖面如图3所示。钢筋砼墙梁截面为250x900mm2花栏梁，楼板厚度为120mm：墙体采用MU15砖与M10混合砂浆，（二层）及M5混合砂浆（三、四、五层）砌筑；横墙承重，开间为3400mm，窗间墙长1900mm，墙厚均为240mm。静载标准值：楼面2.5kN/m2,屋面3.5kN/m2;活载标准值：楼面1.5kN/m2,屋面0.5kN/m2。楼面活载分布宽度按开间宽度考虑。双面抹灰墙体自重标准值为5.24kN/m2,托梁（包括抹灰）自重标准值为6.38kN/m。二层以上活载按楼层折减系数0.85考虑（不含屋面）。

要求：
　　1.确定墙梁的计算跨度l0、墙体计算高度hW、墙梁的计算高度HO、翼墙的计算宽度bf，并判断该墙梁是否符合
　　　墙梁的一般规定。
　　2.计算托梁的弯矩设计值Mb及轴心拉力设计值Nbt；

注：墙体自重应扣除板的自重。

答案：
　　1、基本尺寸根据《GBJ3-88》第6.3.3条
　　　　（1）墙梁计算跨度Lo
　　　　　　 净跨Lo=8500-500=8000mm, 1.05Ln=1.05×8000=8400mm
　　　　　　 支座中心距Lc=8500mm
　　　　　　 取两者尺寸较小者，Lo=8400mm
　　　　（2）墙体计算高度hw
　　　　　　 二层楼层高3500，楼板厚120
　　　　　　 hw=3500-120=3380mm <Lo=8400mm
　　　　（3）墙梁计算高度Ho
　　　　　　 Ho=0.5hb+hw=0.5×900+3380=3830mm
　　　　（4）翼墙计算宽度bf
　　　　　　 窗间墙宽度 1900mm
　　　　　　 7h=7×240=1680mm
　　　　　　 Lo/3= =2800mm
　　　　　　 取上述最小值，bf=1680mm
　　　　（5）根据《GB3-88》表6.3.2
　　　　　　 墙梁跨度L=8500mm <9000mm (可以）
　　　　　　 托梁以上墙体总高度H=3500+3×3000=12500mm<15000mm （可以）
　　　　　　 墙体计算高度与跨度比
　　　　　　 （可以）
　　　　　　 托梁高跨比
　　　　　　 hb/Lo= (可以）
　　　　　　 墙梁计算高度范围内无洞口
　　　　　　 综上所述，该墙梁符合墙梁的一般规定

　　2.计算托梁的弯矩设计值Mb及轴心拉力设计值Nbt
　　　根据《GBJ3-88》第6.3.4条
　　　　（1）计算托梁顶面的荷载设计值Q1
　　　　　　（a）计算托梁自重
　　　　　　 1.2×6.38=7.66 KN/M
　　　　　　（b）计算本层楼盖的恒荷载和活荷载
　　　　　　 1.2×(2.5×3.4)+1.4×(1.5×3.4)=17.34 KN/M
　　　　　　（c）计算Q1
　　　　　　 Q1=7.66+17.34=25.00 KN/M
　　　　（2）计算墙梁顶面的荷载设计值Q2
　　　　　　（a）计算托梁以上各层墙体自重gw
　　　　　　gw=1.2×5.24×[3.38+(3.00-0.12)×3]=75.58 KN/M
　　　　　　（b）计算墙梁顶面及以上各层楼盖的恒荷载和活荷载Qi
　　　　　　Qi=1.2×(2.5×3.4×3+3.5×3.4)+1.4×(1.5×3.4×3×0.85+0.5×3.4)=65.47KN/M
　　　　　　（c）考虑翼墙影响的楼盖荷载折减系数ψ
　　　　　　ψ=
　　　　　　（d）计算Q2
　　　　　　Q2=gw+ψQi=77.58+0.67×65.47
　　　　　　=119.44 KN /M
　　　　（3）计算Q1在计算截面产生的简支梁弯矩M1及Q2在计算截面产生的简支梁弯矩M2
　　　　　　M1= Q1L。2= ×25.00×8.42=220.50KN/M
　　　　　　M2= Q2L。2= ×119.44×8.42=1053.46 KN/M
　　　　（4）计算Mb及Nbt
　　　　　　根据《GBJ3-88》第6.3.6条
　　　　　　（a）计算内力臂系数γ
　　　　　　γ=0.1(4.5+Lo/Ho)=0.1×(4.5+ )=0.67
　　　　　　（b）确定系数ψ1
　　　　　　承重墙梁ψ=0.4
　　　　　　（c）计算托梁弯矩系数α
　　　　　　α=
　　　　　　（d）确定有洞口墙梁内力臂修正系数ξ1
　　　　　　没有洞口ξ1=1.0
　　　　　　（e）计算Mb
　　　　　　Mb=M1+αM2=220.50+0.14×1053.46
　　　　　　=367.98 KN/M
　　　　　　（f）计算Nbt
　　　　　　Nbt=
　　　　　　=353.06 KN