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[分享]:2003年辽宁省注册结构工程师选修课作业题参考答案

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发表于 2004-4-2 11:29:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

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各部分作业题及参考答案分别有下列人员给出:
辽宁省建筑设计研究院
李庆钢
建筑结构可靠度设计统一标准 (GB50068-2001)  
建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)            
混凝土结构设计规范 (GB50010-2002)           
林立岩
建筑地基基础设计规范 (GB50007-2002)         
型钢混凝土组合结构技术规程 (JGJ 138-2001)     
中国建筑东北建筑设计研究院
窦南华
建筑抗震设计规范 (GB50011-2001)              
苑振芳
砌体结构设计规范 (GB50003-2001)            
张秀芍            
高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)      
吴一红
钢结构设计规范 (GBJ17-88)                    
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 (CECS 102:98)  


第一部分  建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)

1-01.当结构或结构构件出现下列哪些状态时,认为超过了承载能力极限状态?(A、B、C)
A.挡土墙整体倾覆;
B.梁因塑性变形而使其几何形状发生改变;
C.柱子受压丧失稳定;
D.基础底面压应力超过地基承载力特征值。
1-02.关于荷载代表值,下列叙述哪些是正确的?( A、B )
A.永久荷载应采用标准值作为代表值;
B.在荷载效应的基本组合和标准组合中,荷载组合值作为可变荷载代表值;
C.在荷载效应的频遇组合中,不能将荷载准永久值作为可变荷载的代表值;
D.荷载准永久值仅用于荷载效应的准永久组合中。
1-03.关于材料强度的取值,下列叙述哪些是正确的?( C、D )
A.材料强度的标准值,可以根据试验直接确定;
B.材料强度的标准值等于材料强度的平均值减去标准差;
C.材料强度的设计值等于材料强度的标准值除以材料性能分项系数;
D.对结构构件进行可靠指标分析时,构件抗力的平均值,应依据材料强度的平均值得出。
1-04.《建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)》规定结构构件承载能力极限状态的可靠指标β不应小于下表规定值。
结构构件承载能力极限状态的可靠指标最小值
破坏类型        安   全   等   级
        一   级        二   级        三   级
延性破坏        3.7        3.2        2.7
脆性破坏        4.2        3.7        3.2
同时还规定结构构件正常使用极限状态的可靠指标,根据其可逆程度宜取0~1.5。
请举例说明什么是“延性破坏”、“脆性破坏”、“可逆程度”。
答:破坏前有明显变形或其它预兆为延性破坏,反之为脆性破坏。如钢筋混凝土适筋梁的破坏为延性破坏,少筋梁和超筋梁的破坏为脆性破坏;大偏心受压柱的破坏为延性破坏,小偏心受压柱的破坏为脆性破坏;砌体结构构件的破坏为脆性破坏。
可逆程度是指介于不可逆极限状态和可逆极限状态之间的一种状态。可逆极限状态指产生超越状态的作用被移掉后,将不再保持超越状态的一种极限状态——结构仍处于弹性阶段;不可逆极限状态指产生超越状态的作用被移掉后,仍将永久保持超越状态的一种极限状态——结构已完全进入塑性变形阶段。结构构件正常使用极限状态的可靠指标一般应根据结构构件作用效应的可逆程度选取,可逆程度高的构件取低值,可逆程度低的构件取高值。对可逆的正常使用极限状态β=0,对不可逆的正常使用极限状态β=1.5。
1-05.试说明结构的可靠性、可靠度和可靠指标的意义
答:可靠性:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。规定的时间指设计使用年限;规定的条件,指正常设计、正常施工、正常使用、正常维护;预定功能指安全性、适用性、耐久性。
概率极限状态设计方法的基本概念是用概率分析来研究结构的可靠性。结构完成预定功能的概率,称为结构的可靠度,它是对结构可靠性的定量描述—概率度量。结构能完成预定功能的概率称为可靠概率Ps;不能完成预定功能的概率称为失效概率Pƒ。显然Pƒ +Ps=1,因此,结构的可靠性也可以用结构的失效概率来度量,失效概率Pƒ 越小,可靠指标β值越大,β可作为衡最结构可靠度的一个指标。
1-06.假设结构构件的抗力R和作用效应S均为正态分布,用图示的方法说明结构构件的可靠指标和失效概率的关系。
答:如果R和S均为正态分布,则Z=R-S也是正态分布的(见图1-1)
设抗力的平均值为μR,标准差σR;
作用效应的平均值为μS,标准差σs;
则Z的平均值μZ,标准差为σz:


失效概率Pƒ的大小(图中阴影部分的面积)与μZ到原点O的距离有关,设μZ=βσz,显然β值越大,Pƒ越小。因此β可作为衡量结构可靠度的一个指标。称β为结构的可靠指标。











图1-1   Z的分布曲线

据此,可导出结构的可靠指标β与失效概率Pƒ 的对应关系
β与Pƒ的对应关系
β        2.7        3.2        3.7        4.2
Pƒ        3.5×10-3        6.9×10-4        1.1×10-4        1.3×10-5
可见β值相差0.5,失效概率Pƒ大致相差一个数量值
1-07.用图示的方法说明分位值的意义
与随机变量分布函数某一概率相应的值称为分位值。









图1-2
分位值的意义如图1-2所示。设随机变量x的概率分布为正态分布。0.5分位值,即正态分布的平均值;
本标准采用0.05分位值确定材料强度的标准值,就是说材料强有 95%的保证率。当材料强度按正态分布时,标准值为
ƒk=μƒ-1.645σ
μƒ——材料强度平均           
σ  ——材料强度标准差
1-08.如果材料强度的概率分布服从正态分布,试说明材料强度标准值、平均值及设计值的关系。
答:材料强度的标准值取其概率分布的0.05分位值确定,即强度的标准值应具有不少于95%的保证率。材料强度标准值、平均值及设计值之间的关系可由下列公式表达:

ƒ= ƒk/rm
ƒ、ƒk、ƒm、 分别为材料强度的设计值、标准值、平均值及标准差;
γm为材料强度的分项系数。
1-09.轴心受压短柱,截面b*h=300*500mm2,配置8Ф20纵向钢筋,面积As=2512mm2。设荷载为正态分布,轴力N的平均值μN=1800KN,变异系数δN=0.12。钢筋抗压屈服强度ƒy´为正态分布,其平均值μƒy=390Mpa,变异系数δƒy=0.08。混凝土轴心抗压强度也服从正态分布,平均值μƒc=25.10Mpa,变异系数δƒc=0.19不考虑结构尺寸的变异,求此构件的可靠指标β。
(1)荷载效应S的统计参数


(2)结构抗力R的统计参数

混凝土抗力RC的统计参数

   
钢筋抗力RS的统计参数

   
结构抗力R的统计参数

   
(3)结构的可靠指标

1-10.简述荷载分项系数和材料性能分项系数的确定原则,并列出永久荷载和可变荷载的分项系数及混凝土和普通钢筋的材料性能分项系数。
(1)荷载分项系数
在各项荷载标准值已给定的条件下,选择一组分项系数,使得按极限状态设计表达式设计的各种结构构件具有的可靠指标与规定的可靠指标之间在总体上误差最小为原则,经优化后选定的。
一般情况下永久荷载分项系数γG=1.2
可变荷载分项系数γQ=1.4
当由永久荷载效应控制的荷载效应组合γG=1.35
当永久荷载效应对结构有利时,γG=1.0;在验算倾覆、滑移或漂浮时,取γG=0.9。
当可变荷载标准值大于4KN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载取γQ=1.3,当可变荷载效应对结构有利时,γQ=0.0。
(2)材料性能分项系数
本标准未提出统一规定,在各类材料的结构设计中,应按在各种情况下β值具有较一致性的原则,并适当考虑工程经验具体确定。不同的材料采用不同的材料性能分项系数。
混凝土的分项系数由1.35提高到1.4,普通钢材的分项系数同一取为1.1,原规范二级钢(HRB335)的分项系数为1.08。

第二部分  建筑结构荷载规范(GB50009-2001)

2-01.列举出新的《建筑结构荷载规范》GB50009-2001与原规范GBJ9-87相比做了那些主要的修改。(不少于6项)
答:本次修订的主要内容有:
(1).摈弃了“遇风组合”的旧概念,对所有可变荷载的组合值给出各自的组合值系数,组合值系数不小于频遇值系数;
对荷载的基本组合增加了由永久荷载效应控制的组合;(便于可靠度一致)在正常使用极限状态设计中,对短期效应组合分别给出标准和频遇两种组合,同时给出了可变荷载的频遇值系数。
(2).对楼面活荷载作部分的调整和增加内容
将1、2项分并;增加了通风机房、电梯机房;活荷载最小值为2.0KN/m2对原有项目作了更详细的规定。
(3).对屋面均布活荷载中不上人的屋面荷载作了调整,由0.7KPa-0.5KPa,并增加了屋顶花园(3.0Kpa)、直升机停机坪(5.0KN/m2)荷载的规定。
(4).吊车工作制改为吊车工作级别
原规范仅参照吊车的载荷状态将其划分为轻、中、重、超重4级工作制。
本规范按吊车在使用期内要求的总工作循环次数及吊车荷载达到其额定值的频繁程度(载荷状态)共分8个工作级别。

吊车的工作制等级与工作级别的对应关系
工作制等级        轻        中        重        超重
工作级别        A1~A3        A4、A5        A6、A7        A8

(5).将风雪荷载的基本值的重现期由30年一遇改为50年一遇,并给出10年、50年、100年一遇的雪压和风压值。
(6).地面粗糙度增加一种类别:
用于城市中心区高层建筑多且密集(大城市)
(7).对山区建筑的风压高度变化系数给出考虑地形条件的修正系数。
(8).对围护结构构件的风荷载给出专门规定;
高层建筑围护结构风荷载取值与主体结构不同。
(9).提出对建筑群体要考虑建筑物相互干扰的影响;
(10).对柔性结构增加横向风振验算要求;
2-02.对于多台吊车的组合,下列叙述哪些是正确的?( A、D )
A.考虑多台吊车组合时,参与组合的吊车台数与排架的纵向柱距有关;
B.计算多台吊车荷载时,对一层吊车单跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不宜多于2台;
C.计算多台吊车竖向荷载时,对一层吊车多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不宜多于3台,不应多于4台;
D.计算多台吊车水平荷载时,多跨厂房的每个排架,参与组合的吊车台数不应多于2台。
2-03.下列关于吊车荷载的论述,哪些是正确的?( B、D )
A.吊车竖向荷载标准值,应采用吊车最大轮压;
B.吊车的纵向水平荷载和横向水平荷载,分别由吊车的大车和小车的运行机构在启动或制动时引起的惯性力产生;
C.吊车的水平荷载应等分于排架的两端,与排架两侧柱的刚度无关;
D.悬挂吊车的水平荷载应由支撑系统承受,可不计算。
2-04.下列关于风荷载的论述,哪些是正确的?( A )
A.基本风压与基本风速和空气密度有关;
B.风压高度变化系数仅与高度相关
C.群集的高层建筑,相互距离较近时,宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单独建筑物的体型系数乘以相互干扰增大系数,该系数应通过风洞试验得出
D.验算围护构件及其连接的强度时,对于封闭式建筑物的内表面,不必考虑风压。
2-05.用图示的方法说明可变荷载频遇值和准永久值的意义
频遇值:对可变荷载,在设计基准期内被超越的总时间仅为设计基准期一小部分的荷载值(0.1T)。
准永久值:对可变荷载,在设计基准期内被超越的总时间为设计基准期一半的荷载值(0.5T)。
如图2-1所示,Qƒ对应的值为荷载的频遇值;Qq对应的值为荷载的准永久值。



图2-1
t1+t2+t3+t4=0.1T;    t5+t6+t7+t8=0.5T

2-06.当设计建筑结构及屋面的承重构件时,积雪的分布情况如保考虑?(规范第6.2.2条)
答:(1)屋面板和檩条按积雪不均匀分布的最不利情况采用;
(2)屋架和提壳可分别按积雪全跨均匀分布情况、不均匀分布的情况和半跨的均匀分布情况采用;
(3)框架和柱可按积雪全跨的均匀分布情况采用。
2-07.简述风振系数βz与阵风系数βgz的区别。
答:对于高度较大、刚度较小的高层建筑,风压的脉动会产生不可忽略的动力效应,产生振幅加大现象,设计时采用加大风压的办法来考虑这个动力效应,在平均风压值上乘以风振系数βz,它综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应。
对于围护结构,由于其刚度一般较大,在结构效应中可不必考虑其风振分量,此时可仅在平均风压的基础上,近似考虑脉动风瞬间的增人因素,通过阵风系数βgz来计算其风荷载。
2-08.简述风荷载体型系数μs的意义及在实际工程中风荷载体型系数μs选用的原则。
答:风荷载体形系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力或吸力与来流风的速度压的比值,它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律,主要与建筑物的体型和尺寸有关,也与周围环境和地面粗糙度有关。由于它涉及的是关于固体与流体相互作用的流体动力学问题,对于不规则形状的固体,问题尤为复杂,无法给出理论上的结果,一般均应由试验确定。
风荷载体型系数μs采用原则:
对于单体建筑:
(1)建、构筑物与规范表7.3.1中的体型类同时,可选用μs;
(2)体型不同时,可参考有关资料;
(3)无参考资料时,宜由风洞试验确定;
(4) 对于重要且体型复杂的房屋和构筑物,应由风洞试验确定。
对于群集的高层建筑:
当相互间距离较近时(间距小于7.5倍迎风面宽度),由于旋涡的相互干扰,房屋某些部位的局部风压会显著增大, 设计时宜考虑风力相互干扰的群体效应;一般可将单体建筑物的μs乘以干扰增大系数,该系数可参考类似条件的试验资料确定;必要时宜通过风洞试验得出。
验算围护结构构件及其连接的强度时,采用局部风压体型系数μs
2-09.某单跨厂房排架,有桥式吊式,边柱柱底在几种荷载作用下的弯矩标准值为:恒载MGk=30KN.m;风荷M1k=110KN.m(在几种可变荷载中,风载在柱底产生的效应最大);屋面活载M2k=3KN.m,吊车竖向荷载M3k=15KN.m;吊车水平荷载M4k=40KN.m。求该柱柱底弯矩的基本组合设计值(给出由永久荷载控制的组合弯矩值和由可变荷载控制的组合弯矩值)。
解:1、求永久荷载控制的组合
当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时,参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。
∴M1=1.35*30+1.4*0.7*(3+15)=58.14KN.m
2.由可变荷载控制的组合
(1)风荷载作为第一可变荷载
M21=1.2*30+1.4*110+1.4*0.7*(3+15+40)=246.84KN.m
(2)吊车水平荷载作为第一可变荷载
M22=1.2*30+1.4*40+1.4*0.7*(3+15)+1.4*0.6*110=202.04KN.m
2-10.某厂房屋面简支梁,受荷面积为3m×6m,计算跨度为6m,永久荷载标准值为3.0KN/m2,屋面活荷载标准值为0.50 KN/m2,屋面积灰荷载标准值为0.45 KN/m2, 雪荷载标准值为0.40KN/m2,雪荷载准永久值系数分区为II。求该梁跨中弯矩的标准组合设计值、频遇组合设计值、准永久组合设计值(不考虑梁自重)。
解:1.荷载标准值:
(1)        永久荷载为
Gk=3x3.0=9.0  KN/m
(2)        可变荷载为
屋面活荷载 Q1k=0.5x3.0=1.5  KN/m
积灰荷载 Q2k=0.45x3.0=1.35  KN/m
雪荷载 Q3k=0.40x3.0=1.20  KN/m
2.荷载效应组合设计值:
屋面活荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数分别为:0.7、0.5、0.0;屋面积灰荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数分别为:0.9、0.9、0.8;雪荷载的组合值系数、频遇值系数、准永久值系数分别为:0.7、0.6、0.2。屋面活荷载与雪荷载不同时组合。
(1)        标准组合为
         
=0.125×(9+1.5+0.9×1.35)×62
=52.72 KNm
(2)        频遇组合为
         
=0.125×(9+0.5×1.5+0.8×1.35)×62
=48.74 KNm
(3)        准永久组合为
         
=0.125×(9+0.2×1.2+0.8×1.35)×62
=46.44 KNm

第三部分  混凝土结构设计规范(GB50010-2002)

3-01.列举出新的《混凝土结构设计规范》GB50010-2002与原规范GBJ10-89相比增加了那些主要内容。(不少于6项)
(1).新增加了砼结构设计使用年限的要求;
按《建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)》执行。
(2).增加了砼结构耐久性设计要求与规定;
耐久性应根据环境类别和设计使用年限进行设计。
(3).调整了结构可靠度,增加了强度等级C65-C80的砼以及高强低松驰钢丝、钢铰线的有关规定;
(4).增加了砼结构结构分析的内容,与截面抗力设计相互配合,形成了一个完整的结构设计规范;
(5).增加了砼多轴强度与本构关系规定,适应现代建筑结构构件复杂化的要求;
(6).增加了跨高比大于2小于5的深受弯构件设计规定;
(7).增加了长短边比大于2.0时平板冲切承载力计算规定;
(8).增加了双向剪切承载力设计方法,适应结构计算机空间分析的需要。
3-02.钢筋混凝土结构构件的承载能力极限状态计算,包括正截面受弯承载力计算、正截面受压承载力计算、正截面受拉承载力计算、斜截面承载力计算、扭曲截面承载力计算、受冲切承载计算、局部受压承载力计算、疲劳验算等8种。
3-03.钢筋混凝土结构受弯构件中纵向受力钢筋的最小配筋率为0.002和0.45ƒt/ƒy、箍筋的最小配筋率为0.24ƒt/ƒyv,同时箍筋应满足最小直径及最大间距要求;在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的钢筋混凝土构件,受扭纵向钢筋的最小配筋率为 、箍筋的最小配筋率为0.28ƒt/ƒyv。
3-04.钢筋混凝土保护层的作用是:维持受力钢筋与混凝土之间的粘接能力、保护钢筋免遭锈蚀、影响构件受力有效高度。
3-05.钢筋连接的基本形式有三类:搭接、焊接、机械连接。无论那种连接形式,均应满足强度(承载力)、刚度(变形能力)、延性(断裂形态)、恢复性能、疲劳性能、耐久性的要求。
3-06.下列关于相对界限受压区高度ζb的论述,哪些是正确的?( B )
A.相对界限受压区高度的大小与砼强度等级无关;(β1)
B.相对界限受压区高度的大小与纵向受拉钢筋的种类有关;
(有无屈服平台、强度等级)
C.相对界限受压区高度的大小与纵向受拉钢筋的面积大小有关;
D.受压区边缘纤维砼压应变达到0.002,可认为压区砼破坏。
(0.0033)
3-07.下列关于正截面受弯承载力计算的论述,哪些是正确的?(A、B、D)
A.砼受压区高度x≤ζb.h0,是为了保证纵向受拉钢筋屈服;
B.砼受压区高度x≥2a´是为了保证纵向受压钢筋屈服;
C.当砼受压区高度x<2a&acute;时,受弯承载力无法计算;
D.砼受压区高度x是根据力的平衡条件确定的。
3-08.下列关于正截面受压承载力计算的论述,哪些是正确的?
(A、D)
A.钢筋砼轴心受压构件的承载力与构件长细比和箍筋形式有关;
B.仅当构件的长细比大于一定数值时,才考虑附加偏心距和偏心距增大系数的影响;
C.偏心距增大系数的意义是考虑结构构件侧移在截面中引起的附加内力;
D.矩形截面非对称配筋小偏心受压构件,可以采用与大偏心受压构件相同的承载力计算分式。
3-09.下列关于斜截面承载力计算,哪些是正确的?( B、C、D )
A.受弯构件的斜截面承载力,与构件截面面积有关,与截面高度无关;(βh)
B.限制配箍率,是为了保证不发生脆性破坏的斜压和斜拉破坏;
C.板类受弯构件,当砼的斜截面的受剪承载力大于构件斜截面上的最大剪力设计值时,可不配置箍筋和弯起钢筋;
D.受弯构件斜截面的受弯承载力,满足规范规定的构造要求时,可不进行计算。
3-10.以强度等级为C30的混凝土为例,说明混凝土强度等级、抗压强度标准值、设计值是如何确定的?
答:(1)混凝土强度等级应按边长为150*150*150mm的立方体试件,按标准方法制作养护,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。
混凝土抗压强度的概率分布服从正态分布,抗压强度分位值为0.05,即混凝土的抗压强度应有不小于95%的保证率,立方体抗压强度标准值fkcu=平均强度平均值-1.645倍标准差。
(2)混凝土抗压强度标准值:
fck=0.88&#8226;αc1&#8226;αc2&#8226;fkcu
0.88—为考虑尺寸效应、加荷速度、养护条件、受力情况的综合修正系数;
αc1—棱柱体强度与立方体强度的比值(100*100*300mm);
αc1=0.76(≤C50)
αc1=0.82(C80)
中间接线性插值取值
αc2—对C40以上混凝土考虑脆性折减系数;
αc2=1(C40)
αc1=0.87(C80)中间接线性插值取值
所以,C30混凝土的抗压强度标准值为
fck=0.88&#8226;αc1&#8226;αc2&#8226;fkcu
    =0.88×0.76×1.0×30=20.06 ≈20.1MPa
(3)设计值:
fc=fck/γc
γc =1.4(1.35原规范)
所以,C30混凝土的抗压强度设计值为
fc=fck/γc
  =20.06/1.40=14.328≈14.3MPa
3-11.普通钢筋混凝土受弯构件中为什么不能采用高强度钢筋?
答:钢筋混凝土的缺欠,在于不能采用高强度钢筋,砼的极限拉应变很小,只有极限压应变的1/20,在使用荷载作用下钢筋的拉应力达220~250N/mm2,裂缝宽度已有一定的开展,构件刚度显著降低,高强钢筋的强度虽高,但弹性模量却与普通强度钢筋相近,甚至还略低,如充分利用其高强度,刚构件中钢筋势必产生过大的拉应变,从而导致构件出现很大的变形和裂缝开展,以致很难满足或根本不能满足变形和裂缝宽度的要求。
3-12.简述预应力混凝土的基本概念。
答:由于混凝土的抗压强度高,抗拉强度低。因此,就提出这样的概念:借助混凝土的抗压强度来补偿其抗拉强度的不足,以推迟受拉区混凝土的开裂。即在构件受外荷前,人为地先使它存在一种应力状态(预应力),用以减小或抵消外荷产生的拉应力。如下图所示,

               
调整压力N的大小,及其作用位置e,可使梁在外荷作用下出现下列几种截面应力状态:
①不出现拉应力≤0;
②拉应力不超过砼的抗拉强度标准值≤ffk
③拉应力超过ffk,即受拉区将开裂,但裂缝出现较晚,因为外荷产生的拉应力中一部分已为预应力所抵消。
本规范所列计算公式均以上述基本概念为依据。
3-13.试说明钢筋混凝土少筋梁、适筋梁、超筋梁破坏特征的区别。《规范》受弯构件承载力的计算公式是以什么为基础的?
答:混凝土受弯构件(梁、板)的破坏特征取决于受拉钢筋的配筋率(ρ=As/bh0)或相对受压区高度(ξ=x/h0),详见下表。


受弯构件破坏特征
情     况        少     筋        适         筋        超       筋
配筋率        ρ<ρmin        ξ≤ξbρmin≤ρ≤ρmax        ξ>ξbρ>ρmax=ξb·fc/fy
破坏特征        拉区砼开裂          ,压区砼压碎(εcu)         ,压区砼先压碎
破坏性质        脆性        延性,有明显预兆        脆性,缺乏足够预兆
设计中不允许出现超筋梁及少筋梁的情况,《规范》受弯构件的承载力计算公式是建立在适筋梁的基础上的。
3-14.试说明斜截面受剪承载力计算中,箍筋最小配箍率和受剪截面限制条件的意义。
答:配箍筋的受弯构件的斜截面受剪破坏形态与箍筋配箍率(ρsv=nAsv1/bs)有关,其破坏形态详见下表。
斜截面受剪破坏形态
ρsv        ρsv <ρsvmin=0.24&#402;t/&#402;yv        ρsvmin≤ρsv≤截面条件        ρsv≥截面条件
破坏形态        斜裂缝一旦出现,箍筋即屈服,相当于无箍筋梁,类似于斜拉破坏。        箍筋先达到&#402;yv,压区砼压碎,属剪压型破坏        箍筋未达到&#402;yv,梁腹砼即压碎,属斜压破坏
承载力取决于        &#402;t·b·ho        &#402;t·b·ho·&#402;yv·ρsv        &#402;t·b·ho
斜截面受剪承载力计算方法是建立在适量配箍的剪压型破坏基础上的。用控制最小配箍率防止剪跨比较大时发生斜拉破坏;采用截面限制条件——相当于控制最大配箍率,来防止斜压破坏。
3-15.试解释平衡扭转和协调扭转产生的原因。钢筋混凝土扭曲截面承载力计算中,除满足受扭的最小配筋率、最小配箍率和截面限制条件外,还应满足受扭的纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值ζ,将ζ值限制在 的范围内。为什么?
答:(1).产生扭矩的原因:
a.平衡扭转:扭矩由静力平衡条件确定,与扭动刚度无关。如雨蓬梁等。
b.协调扭转:
由于相邻构件的弯曲转动受到支承梁的约束,在支承梁内引起的扭转,扭矩由变形协调条件确定,其扭矩会由于支承梁开裂产生内力重分布而减少。如主次梁相交处,在主梁上产生的扭矩。
(2).受扭构件的破坏特征:
与受弯和受剪构件的破坏特征相似,当受扭构件的纵筋和箍筋的配筋率适量,其破坏形态是与空间斜裂缝相交的纵筋与箍筋相继达到&#402;y及&#402;yv,扭转角显著增大,最后一侧长边上砼被压碎,具有延性破坏的特征。如果纵筋和箍筋的配筋率过大(不满足截面限制条件),则会出现钢筋应力均未达到&#402;y或&#402;yv,而斜裂缝间砼被压碎的脆性破坏情况。如纵筋和箍筋的配筋率过低,配筋不足以负担开裂扭矩,一旦开裂即告破坏,其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁。而将ζ值限制在 的范围,则是为了保证构件破坏时,纵筋与箍筋都能达到屈服。
3-16.简述钢筋砼双筋梁中受压钢筋的作用是什么?
答:(1)协助混凝土承担一部分压力;
(2)提高截面延性;
(3)改善构件的抗震性能;
(4)减少构件在荷载作用下的挠度。
3-17.简述后张法预应力构件预应力损失的构成及产生损失的原因。
答:砼预压前的损失:
(1)锚具变形和钢筋内缩引起的应力损失—锚具损失。
(2)预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失—摩擦损失;
砼预压后的损失:
(3)预应力筋在高应力下随时间而增长的塑性变形,引起应力下降—松驰损失;
(4)砼收缩、变引起的应力损失。
3-18.什么是“二阶效应”?在正截面受压承载力计算中,如何考虑二阶效应的影响?
答:二阶效应指在产生了层间侧移和挠曲变形的结构构件中由轴向压力引起的附加内力。
对于长细比l0/i>17.5或l0/d>5.0(原规范l0/d>8.0)的受压构件,用偏心距增大系数η乘以初始偏心距ei来近似地考虑二阶效应的影响;或者用构件修正抗弯刚度,用考虑二阶效应的弹性分析方法,直接计算出结构构件各控制截面在内的内力设计值,并按相应的内力设计值进行各构件的截面设计。
3-19.以一根截面为300×500、采用C30混凝土、HRB335(II)级钢筋的单筋矩形梁为例,按新旧《规范》分别计算其最大正截面受弯承载力,比较其承载力大小;在正截面受弯承载力相同的条件下,比较其配筋量的多少。并解释原因。
答:旧《规范》最大正截面受弯承载力计算公式为
         
         
   
新《规范》最大正截面受弯承载力计算公式为

         
   
旧新《规范》规定的C30混凝土、HRB335(II)级钢筋的材料强度设计值相对界限受压区高度分别为:
旧《规范》  , , ,  
新《规范》  , ,  ,  
所以,M=424.5KMm, As=4039mm2;
M1=369.7KMm, As1=3657mm2;
若按旧《规范》正截面受弯承载力计算公式,计算M=M1=369.7KNm的配筋量,则As=3305mm2,比As1少 9.6%。
分析产生上述结果的原因主要是:
(1). 新旧《规范》相比,混凝土的材料强度分项系数由1.35提高到1.40, HRB335(II)级钢筋的材料强度分项系数由1.08提高到1.10,致使混凝土和钢筋的强度设计值降低。
(2). 新《规范》取消了弯曲抗压强度 fcm,在正截面受弯承载力计算公式中,用混凝土的抗压强度设计值fc代替旧《规范》中的弯曲抗压强度 fcm,fcm=1.14fc。
综上所述,在正截面受弯承载力相同的条件下,按新《规范》进行设计的梁需要更多的钢筋。即新《规范》的安全性和可靠指标要比旧《规范》的高。
3-20.三根钢筋砼简支梁,具有完全相同的几何尺寸、荷载与砼强度等级,以及基本相等的极限承载能力。如受拉钢筋分别配置HPB235级钢筋、HRB335级钢筋、HRB400级钢筋,问哪根梁的变形最大?为什么?
解:计算梁的变形与梁的刚度有关,已知B=MkBs/[Mq(θ-1)+Mk],因为三根梁Mk/[Mq(θ-1)+Mk]的相同;Bs=EsAsh02/[1.15Φ+0.2+6αEρ/(1+3.5γ&#402;&acute;)],因为三根梁的极限承载能力(As.fy)相同、几何尺寸相同,三个等级的钢筋的Es很接近。所以,配有HRB400级钢筋的梁的As最小,配有HPB235级钢筋的梁As最大,则配有HRB400级钢筋的梁刚度小,变形最大;配有HPB235级钢筋的梁刚度最大,变形最小。

第四部分 砌体结构设计规范(GB50003-2001)

4-01.选出下列砌体规范允许的砌体材料(允许者用√表示)。
A.蒸养灰砂砖、蒸压粉煤压砖、蒸压灰砂砖、蒸养粉煤砖、免烧砖、蒸压煤渣砖、蒸压钢渣砖;
B.烧结粘土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结粉煤灰砖;
C.烧结粘土空心砖、烧结粘土多孔砖、烧结页岩空心砖、烧结页岩多孔砖、烧结煤矸石空心砖及多孔砖、烧结粉煤灰空心砖和多孔砖;D.砖MU7.5, MU20;砌块MU3.5, MU15;石材MU15, MU40;E.砂浆M0、M1、M10、Mb3.5、Mb15、Mb20。
答:按GB50003  3.1.1条判别。
4-02.烧结类砖与非烧结类砖的物理力学性质的主要差别是什么?
答:非烧结类砖干缩率比烧结类砖大、表面光滑,其砌体抗
剪强度比烧结类约低30%(比较表3.2.2数值可知)。
4-03.在按表3.2.1-1确定烧结多孔砖砌体抗压强度时应注意什么问题?
答:当多孔砖的孔洞率大于30%,表中数值应乘以0.9。因
为此时的多孔砖砌体在极限荷载作用下的脆性破坏程度较实心砖砌体严重,以此修正其对砌体强度的不利影响。
4-04.在砌体抗压强度表格中,砂浆强度为0时的砌体强度有何用途?
答:见3.2.4条
4-05.为什么在确定砂浆强度等级时应采用同类块体为砂浆强度试件底模?
答:主要针对非烧结类砖、砼砌块吸水率低,如采用吸水率
高的烧结类砖,砂浆试件的强度比同类块体底模偏高约10%,偏于不安全。
4-06.是否砌块建筑(不论多层还是高层),均应采用专用砂浆和灌孔砼?其相应执行的标准是什么?
答:是;《砼小型空心砌块砂浆》JC860-2000和《砼小型空
心砌块灌孔砼》JC861-2000。
4-07.根据下列材料计算出砌块灌孔砌体的强度(假定砌块孔洞率δ=42%)。
A.MU20、Mb15、cb40,灌孔率分别为25%、33%、66%和100%时的抗压强率fg,抗剪强度fvg和弹性模量Eg;
B.何为砌体施工质量控制等级?指出A、B、C三个等级对应的施工质量控制要求和材料性能分项系数的关系?是否A级的安全度比C级的安全度高?(全国民建技术措施-结构-2003);
答:1)灌孔砌体强度表(MPa)

灌孔度%        25        33        66        100
Fg=f+0.6αfc        不允许        7.27        8.86        10.49
Fvg=0.2fg0.55                0.595        0.664        0.729
Eg=1700fg                12359        15026        17833

   2)A与C级的安全度相同;A~C级与rf 的关系见下表


砌体施工质量控制等级及rf
项目        A级rf=1.5        B级rf=1.6        C级rf=1.8
现场质量管理        制度健全、并严格执行;非施工方质量监督人员经常到现场,或现场设有常驻代表;施工方有在岗专业技术管理人员,人员齐全,并持证上岗        制度基本健全,并能执行;非施工方质量监督人员间断的到现场进行质量控制;施工方有在岗专业技术管理人员,并持证上岗        有制度;非施工方质量监督人员很少到现场进行质量控制;施工方有在岗专业技术管理人员
砂浆、混凝土强度        试块按规定制作,强度满足验收规定,离散性小        试块按规定制度,强度满足验收规定,离散性较小        试块强度满足验收规定,离散性大
砂浆拌合方式        机械拌合;配合比计量控制严格        机械拌合;配合比计量控制一般        机械或人工拌合;配合比计量控制较差
砌筑工人        中级工以上,其中高级工不少于20%        高、中级工不少于70%        初级工以上

4-08确定下列非主规格砼砌块的强度等级(全国民建技术措施-结构-2003)。
A.        扫口砌块;B.系梁块或U形块。
答:应由与主规格砌块(390×190×190)加工成相应形状的对比试验确定。
4-09.砌体强度设计值的调整应考虑哪些影响因素?当某种砌体构件受多种影响因素时,如何考虑这些调整系数?
答:1)见 3.2.3条的内容;
   2)该调整系数应为诸相关调整系数的乘积(即连乘)。
4-10.砌体结构正常使用极限状态是如何保证的,并举例说明。
答:见4.1.2条,例如墙、柱的高厚比(验算)和允许高厚比(6.1节)。
4-11.指出砌体结构承载力极限状态设计时采用的两个不同组合判别表达式及其可变荷载与永久荷载比值ρ(0.357)的界限值。
答:1)见4.1.5条;
    2)当ρ≤0.357时,应采用式(4.1.5-2),ρ>0.357时,
      应采用式(4.1.5-1)。
4-12.砌体房屋的静力计算方案?刚性、刚弹性方案房屋横墙应满足那些要求?《砌体规范》GB50003为什么未将上刚下柔多层砌体房屋静力计算方案列入的原因?
答:1)见2.1.19条;
    2)见4.2.2条;
        3)见条文说明4.2节3款。
4-13.砌体规范刚性或刚弹性方案房屋的最大横墙间距的规定与抗震规范中多层砌体房屋横墙最大间距的规定的原理是什么?有何异同点?
答:将横墙间的楼(屋)盖作为深梁,在水平荷载或地震作用下不变形或变形很小,即可将其间的水平荷载或作用全部或绝大部分传至横墙,从而保证与该楼(屋)盖相连的纵墙或柱对前者满足刚性或刚弹性方案假定的要求,对后者则不致因水平位移过大引起失稳或破坏(包括裂缝)。可见二者原则相同,但最大横墙间距又有差别。这主要是考虑到地震作用下可能的弹塑性变形较静力时更大,因而其相应的横墙间距要求更严些。
4-14.指出砌体规范5.1.1 受压承载力计算公式(N≤φfA)与原规范GBJ3-88 4.1.1公式内涵有哪些差别。
答:受压构件由原规范的单偏心受压增至双偏心受压;轴向力的偏心距e由原规范的内力标准值改为内力设计值,而且其取值范围也更严了。

4-15.如何避免梁端砌体局压破坏?最有效的措施是什么?一个砌体构件的局压承载力与其构件的受压承载力有何关联?试说明:
答: 1)首先应根据具体情况作局压承载力计算;按计算和
       构造要求设置刚性垫块或垫梁(试验表明按现有加
       载条件设梁垫或垫梁下的砌体很难出现局压破坏,
       即此时局压安全度很高);
    2)二者的主要关连为a。;
    3)分别适用于梁端支承处为砌体和刚性垫块两种条
       件;
4-16.何为砌体构件的高厚比&szlig;和允许高厚比[&szlig;]?可采取哪些措施控制构件的高厚比?
答:1)β见2.1.25条;[β]为高厚比的允许值;
  2)高厚比控制措施包括:
①        改变房屋的静力计算方案(5.1.3);
②        调整或改变构件的支承条件(5.1.3),按规定在墙中设   构造柱或圈梁(6.1.2条2、3款);
③        提高砂浆强度等级(表6.1.1);
④        调整或变化构件的类别,如将无筋砌体改为组合砌体或
      配筋砌体构件(表6.1.1)。

4-17.试简要说明烧结类砖和非烧结类砖(含砌块)砌体房屋墙体常见裂缝的异同点;并以砼砌块房屋为例,提出针对其块材特点(干缩率较大)的主要防裂措施三原则(全国民建技术措施-结构-6.8.2条2款/2003/中国计划出版社)。
答:1)主要为温差变形至裂,在房屋顶层两端墙体的裂缝
(八字或水平包角裂缝)。两类砌体均常见;主要为砌体干缩变形至裂,在房屋底部(层)窗台墙处的裂缝(窗下角斜裂缝或竖向裂缝),以及在较长实体墙中间的竖向枣核状裂缝。这类裂缝多出现在非烧结类块材的砌体。
   2)防裂措施三原则(可单独采用,也可联合采用):
①        块材的龄期和相对含水率控制;
②        增强砌体抗裂能力的措施;
③          在墙体中设置竖向控制缝。
4-18.承重墙梁的组成包括哪几部分,与自承重墙梁有何不同?墙梁结构和墙梁房屋必须控制的内容有哪些?试判断《砌体规范》GB50003关于底部框支墙梁多层房屋和《抗震规范》GB50011关于底部框架多层房屋设计原则的最大区别是什么?试说明当某一框支墙梁在水平低周返复荷载作用下,托梁端部将形成塑性铰,墙体沿交叉阶梯斜裂缝剪坏后,该墙梁能否在竖向荷载作用下发挥组合作用,其必要条件是什么?
答:1)承重墙梁由托梁、计算高度范围内的墙体、砼顶梁
及支座处的落地翼墙或砼构造柱组成,缺一不可。自承重梁仅由托梁和其上规定范围的墙组成;
    2)按表7.3.2墙梁的一般规定;
3)其最大区别在于前者考虑墙梁组合作用,故称为墙
           梁房屋,而后者则未明确规定,故称为底框房屋;
    4)能发挥组合作用,只要框支墙梁不倒塌。
4-19.挑梁设计时应考虑哪些有关的因素?(全国民建技术措施—结构6.5.7条—2003/中国计划出版社)
答:1)抗倾覆荷载取值的规定;
2)挑梁的埋长及配筋要求;
3)跨度较大挑梁下砌体局压验算及构造处理;
4)挑梁,特别是顶层挑梁可能引起相邻砌体开裂的措
   施;
5)单面走廊或单面大阳台多层房屋,应考虑挑梁总倾
   覆力矩对建筑的不利影响(引起的倾斜或墙体开
   裂)。
4-20.砌体规范中的配筋砌体包括哪几种?指出各自的适用范围。说明组合砖体构件(组合柱)与砼构造柱组合墙轴心受压构件的异同点和相互关系:二者相互演变的关系。组合墙为强约束砖体结构构件,墙体开大洞后应采取何种措施后才能按“砌体规范”8.2.7条的规定计算其承载力?当组合墙体中的砼构造柱受到较大的集中荷载时,应如何对该构造柱进行承载力验算?(全国民建技术措施—结构《砌体结构》2003/中国计划出版社)
答:1)配筋砌体构件包括:
①        网状配筋砖砌体构件,适用于e/h<0.7,β<16;
②        组合砖砌体构件(组合柱),适用于轴心受压及偏心
          受压,β≤28;
③        砖砌体砼构造柱组合墙
在平面外,适用于轴压和偏压(e/h<0.7)此时应考虑纵向弯曲系数    ,可按无筋砌体的     值计算;
在平面内可按剪力墙(大小偏构件)考虑。
④        配筋砌块剪力墙
在平面外适用于e/h<0.7,β≤28;
在平面内可按偏压(柱)构件计算,β≤28;
⑤         配筋砼砌块柱适用于轴压及偏压,β≤32(可超出此限值)。
2)当组合墙的截面高厚比≤4时,即变为组合柱,则式(8.2.7-1)变为式(8.2.3);
3)在洞边设置构造柱或砼边框;
4)按《砌体结构》6.5.9条,全国民用建筑工程设计技术措施-结构-2003/中国计划出版社。
4-21.指出配筋砌块砌体构件和配筋砌块剪力墙房屋与钢筋砼构件和钢筋砼剪力墙房屋在下列哪些方面是相同或相似的,在哪些方面是不同的?
A.房屋内力和位移分析方法及概念设计的基本原则(√  )和分析软件( ×  );
B.正截面承载力基本假定及承载力计算模式(公式)( √    );
C.斜截面承载力计算模式( √   );
D.构造措施及施工:
(1)配筋方式、截面尺寸(  ×  );(2)最小含钢率( ×   );(3)边缘构件( ×   );(4)施工程序及施工机具( ×   )。(标注方法:当二者相同或相似时用√,稍有差异时用√,不同时用×)
4-22.地震区的多层砌体结构房屋,为何对房屋的高度或层数,房屋高宽比、横墙最大间距,房屋墙体局部尺寸等作严格限制,说出其主要原因。而配筋砌块和钢筋砼结构的总高度高宽比限值要比砌体结构高得多,其主要原因是什么?
答: 1)分别按《抗震规范》GB50011   7.1.2、7.1.4、7.1.5、
及7.1.6条的条文说明提炼出;
2)根据砌体结构材料的脆性特点,多层房屋主要通过高度和高宽比的限制,使其在地震作用下总体上处于剪切变形而不计由倾覆力矩引起的房屋整体弯曲影响;而配筋砌块和钢筋砼结构,因其具有很高的强度(抗拉、压),很好的整体性和变形能力,是作为嵌固于地基上的高悬臂结构设计的。


第五部分 钢结构设计规范(GBJ17-88)


5-01.钢结构用钢材应保证的基本力学性能内容是:( C )
(A)抗拉强度、伸长率;(B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能;(C)抗拉强度、屈服强度、伸长率;(D)屈服强度、伸长率、冷弯性能。
5-02.与节点板单面连接的等边单角钢轴心受压构件,λ=100,工地高空安装采用焊接,施工条件较差。进行杆件的稳定计算和连接计算时,稳定承载力折减系数和焊缝强度设计值的折减系数应为下列何项数值?(D )
(A)0.585,0.675;(B)0.630,0.765;(C)0.675,0.85;(D)0.85,0.765。
5-03.钢结构压弯构件的设计一般进行哪几项内容的计算(D  )。
(A)强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定和变形;(B)弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比;(C)强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形;(D)强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比。
5-04.轴心受压柱端部铣平时,其与底板的连接焊缝、铆钉或螺栓的计算应按下列何项选取( A)。
(A)按柱最大轴力的15%;(B)按柱最大轴力的25%;(C)按柱最大轴力的50%;(D)按柱最大轴力的75%。
5-05.如图中的焊脚尺寸hf是根据(A  )选定的。
(A)                                                  
(B)

          (C)                        
          (D)


5-06.下列何种结构不宜在恒荷载负荷状态下进行补强和加固( D )。
(A)直接承受动力荷载的钢结构;(B)承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢结构;(C)高层钢结构;(D)轻型钢结构。
5-07.有侧移的单层框架,采用等截面柱,柱底与基础刚接,当柱顶分别与横梁铰接或刚接(假设横梁刚度为无穷大)时,框架柱在平面内的计算长度系数为( C )。
(A)0.5,1.5;(B)1.5,0.5;(C)2,1;(D)1,2。
5-08.焊接组合梁腹板的计算高度h =2100mm,根据腹板局部稳定性计算和构造要求,需在腹板一侧配置钢板横向加劲肋,其经济合理的截面尺寸应为下列何项数值( D )。
(A)-100×8; (B)-120×8; (C)-180×12; (D)-140×10。
5-09.7度地震区,12层高层房屋钢结构中,钢材为Q235B的框架柱和中心支撑(按压杆设计)杆件的长细比为( B )。
(A)150,120; (B)120,150;  (C)120,100 ; (D)100,120。
5-10.7度地震区,12层高层房屋钢结构中,钢材为Q235B的工字形截面框架柱、中心支撑和框架梁,翼缘外伸宽厚比b1/t的限值为(  B )。
(A)12,10,11;(B)13,13,11 ;(C)11,13,12;(D)13,12,11。
5-11.对于承受均布荷载的热轧H型钢构成的简支梁,应计算( D )。
(A) 抗弯强度、腹板折算应力、整体稳定、局部稳定性;(B)抗弯强度、抗剪强度、整体稳定性、局部稳定性;(C)抗弯强度、腹板上边缘局部承压强度、整体稳定性;(D)抗弯强度、抗剪强度、整体稳定性、挠度。
5-12.轴心受力构件的强度计算,一般采用轴力除以净截面面积,这种计算方法对下列哪种连接方式是偏于于保守的?( A   )
(A) 摩擦型高强度螺栓连接;(B) 承压型高强度螺栓连接;(C) 普通螺栓连接;(D) 铆钉连接。
5-13.设计无吊车厂房屋架下弦杆时,其长细比应控制在( C  )以内。
(A)250 ;  (B)300;   (C)350;    (D)400。
5-14.在静力荷载作用下,下列哪种构件(或结构)不适用于塑性设计?(  A  )
(A)单跨简支梁;(B)单跨固端梁;(C)多跨连续梁;(D)单层和两层框架结构。
5-15.钢与混凝土组合梁截面设计一般需要验算(A   )。
(A)施工阶段与使用阶段;(B)施工阶段;(C)使用阶段;(D)极限阶段。
5-16.轴心受压构件采用冷弯薄壁型钢或普通型钢,其稳定性计算( D )。
(A)完全相同;(B)仅面积取值不同;(C)仅稳定性系数取值不同;(D)完全不同。
5-17.如图(a)所示,柱顶板与加劲肋的连接采用焊接。柱顶承受的静力荷载设计值N=1300KN全部由顶板与加劲肋的连接焊缝传递。钢材Q235,焊条E43型,手工焊。试进行如下方案的焊缝设计。
(1)角焊缝方案,图(b)所示;(2)部分熔透(不焊透)对接焊缝连接方案,图(c)所示。

答: 由《规范》表3.2.1-4查得角焊缝抗压强度f  = 160 N/mm ;当焊缝受垂直于焊缝方向的压力作用时,对于承受静力荷载的结构, b =1.22。
  (1)若采用角焊缝方案(如图b所示)
      柱顶板与加劲肋的连接焊缝:Sl  = 4×(160-10) = 600 mm ,
焊脚尺寸:h  = N/(0.7 b  f Sl )
= 1300×10 /(0.7×1.22×160×600)
= 15.9 mm
          取焊脚尺寸h  = 16 mm 。
(2)若采用部分熔透(不焊透)对接焊缝连接方案(如图c所示)
     取焊脚尺寸h  = 12 mm ,
     V形坡口深度:a = h - h  = 16 – 12 = 4 mm
     V形坡口角度:a = arctg  = 71.57° >  60°
     故焊脚根部可以焊满,可取he = s  (《规范》第45页7.1.4条)
     he = s = 0.7(a + h )= 0.7×(4 + 12)= 11.2 mm
     由《规范》式(7.1.2-1),带坡口角焊缝应满足的强度条件:
     s  = N/( b  he Sl )
         = 1300×10 /[1.22×11.2×(160-10)]
         = 158.6 N/mm  < f  = 160 N/mm
      满足《规范》要求。
(3)两种方案的比较:
     若采用角焊缝方案,取焊脚尺寸h  = 16 mm ,角焊缝截面面积为
0.5×1.6×1.6 = 1.28 cm ,由于焊脚尺寸太大,不仅施焊费工,且耗费焊条多,不经济;若采用部分熔透(不焊透)对接焊缝连接方案,角焊缝截面面积为0.5×1.6×1.2 = 0.96 cm ,故后者可省焊条达25%。
5-18.如图所示钢板拼接节点,两钢板截面为-18×400,两侧盖板为-9×400,钢材Q235,采用普通螺栓和高强度螺栓分别进行拼接,在静荷载下,试求:
(1)采用M22C级普通螺栓拼接(孔径d =23.5mm),节点能承受的最大轴心拉力设计值N是多少?     
(2)采用10.9级M20高强螺栓拼接(孔径d =21.5mm),接触面采用喷砂处理,节点能承受的最大轴心拉力设计值N是多少?

答:1、如图所示,若选用M22 C级普通螺栓拼接(孔径d =23.5mm),
由《规范》表3.2.1-6查得:f  = 130 N/mm ,f  = 305 N/mm ,
(1)单个螺栓受剪承载力设计值:N = n   f   (《规范》式7.2.1-1)
= 2× ×130 = 98.8 kN
单个螺栓承压承载力设计值:N = dStf   (《规范》式7.2.1-3)
= 22×18×305 =120.8 kN
   故12个螺栓所能承受的最大轴心设计值:N= 12×98.8 =1185.6 kN
   (2)连接板或构件的净截面受拉承载力:
Q235钢:f = 205 N/mm (t > 16mm)
A = A – n1d  t = 18×(400-4×23.5) = 5508 mm
N = A  f = 5508×205 = 1129.14 kN
连接板的最大承载力应为上述二者中的较小者:
N  ={1185.6,1129.14}  = 1129 kN
2、若采用10.9级M20高强度螺栓拼接(孔径d =21.5mm),
由《规范》表7.2.2-2查得:P = 155 kN
由《规范》表7.2.2-1查得:  = 0.45
(1)单个螺栓受剪承载力设计值:N = 0.9n  P (《规范》式7.2.2)
= 0.9×2×0.45×155 = 125.6 kN
故12个螺栓所能承受的最大轴心设计值:N= 12×125.6 =1506.6 kN
(2)连接板或构件的净截面受拉承载力:
A = A – n1d  t = 18×(400-4×21.5) = 5652 mm
A = 18×400 = 7200 mm
a) 主截面:N = A  f = 5652×205 = 1158.66 kN
b) I-I截面:N =     (《规范》式5.1.1-2)
                 =  = 1390.4 kN
     N  ={1506.6,1476,1390.4}  = 1390.4 kN
5-19.如图所示的简支梁,材料为Q235,钢梁的中点和  两端均有侧向支撑,在静力集中荷载(未包括梁自重)F=160kN(设计值)的作用下,请验算横梁的整体稳定性和强度是否满足要求?

答:(1)计算梁自重:
梁截面面积:A = 2×12×250 + 8×726 = 11808 mm
梁自重: q = 1.2×78.5×11808/10  = 1.11 kN/m
跨中弯矩:M = 1.11×12 /8 + 160×12/4 = 500 kNm(2)计算梁整体稳定系数 :
计算工字形截面特性:
I = 12×250 ×2/12 = 31.25×10  mm
A = 11808 mm
i = = = 51.4 mm
=   =  = 116.73
I = 8×726 /12 + 2×12×250×369  = 10.72×10  mm  W = = = 2859×10  mm
对于双轴对称工字形截面  = 0
由《规范》附表1.1查得: = 1.75
简支梁的整体稳定系数:
=   
= 1.75×    = 1.87 > 0.6
故该梁已进入弹塑性阶段工作,应对 进行修正。
查《规范》附表1.2,由 =1.87,查得: =0.9
(3)梁整体稳定性验算:
按《规范》式(4.2.2)
= = 194.3 N/mm 〈 f = 215 N/mm
满足《规范》要求。
(4)抗弯强度验算:
按《规范》式(4.1.1)
  = = 166.6 N/mm 〈 f = 215 N/mm
满足《规范》要求。
5-20.两端铰接的焊接工字形截面轴心受压柱(仅承受静荷载),柱高为10m(l = l =10m),材料为Q235B,采用如图(a)与图(b)所示的两种截面尺寸,翼缘火焰切割后又经刨边,请验算两种截面柱的承载力。



答:1、验算图a所示截面受压柱的承载力:
(1)计算截面特性:
A =8×400 + 2×16×400 = 16000 mm
I = 8×400 /12+2×16×400×208  = 596.4×10  mm  i = = = 193 mm
I = 16×400 ×2/12 = 170.7×10  mm      i = = = 103 mm
=   =  = 51 〈 [ ] = 150  ,满足刚度要求。           
=   =  = 97.1 〈 [ ] = 150  ,满足刚度要求。
(2)计算柱的承载力:
两端铰接柱,计算长度l = l = l = 10m ,
Q235钢:f = 215 N/mm (t ≤ 16mm)
应取两个方向长细比较大值, 〉  ,故取 = =97.1 ,
查《规范》附表3.2,由 =97.1得 =0.574,
N =  = 0.574×16000×215 = 1974.6 kN
(3)局部稳定验算:
按《规范》式(5.4.1-1)
翼缘:
=    = 12.3
(10+0.1 )  = (10+0.1×97.1)×1 = 19.7
故   < (10+0.1 ) ,满足《规范》要求。
按《规范》式(5.4.2-1)
翼缘:
=    = 50
(25+0.5 )  = (25+0.5×97.1)×1 = 73.6
故    < (25+0.5 ) ,满足《规范》要求。
    2、验算图b所示截面受压柱的承载力:
(1)        计算截面特性:
A =10×320 + 2×20×320 = 16000 mm
I = 10×320 /12 + 2×20×320×110  = 397.23×10  mm
i = = = 158 mm
I = 20×320 ×2/12 = 109.23×10  mm
i = = = 83 mm
=   =  = 63.3 〈 [ ] = 150  ,满足刚度要求。           
=   =  = 120.5 〈 [ ] = 150  ,满足刚度要求。
(2)计算柱的承载力:
两端铰接柱,计算长度l = l = l = 10m ,
Q235钢:f = 205 N/mm (t ≥ 16mm)
应取两个方向长细比较大值, 〉  ,故取 = =120.5 ,
查《规范》附表3.2,由 =120.5得 =0.435,
N =  = 0.435×16000×205 = 1426.8 kN
(3)局部稳定验算:
按《规范》式(5.4.1-1)
翼缘:
=    = 7.8
(10+0.1 )  = (10+0.1×120.5)×1 = 22.05
故   < (10+0.1 ) ,满足《规范》要求。
按《规范》式(5.4.2-1)
翼缘:
=    = 32
(25+0.5 )  = (25+0.5×120.5)×1 = 85.25
故    < (25+0.5 ) ,满足《规范》要求。
3、承载力比较:
   由于A = A =16000 mm  ,且两者翼缘面积和腹板面积也分别相等,
N / N =1.39,即截面(a)的承载能力大于截面(b)达39% 。因此,设计工字形柱时,在满足局部稳定的前提下,截面尽量开展些。


第六部分 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程:(CECS102:98)


6-01.请指出门式刚架轻型房屋钢结构的适用范围,以及宜采用的材料。
答: 规程1.0.2条和3.3.1条。
6-02.在门式刚架轻型房屋钢结构体系中,屋盖应采用压型钢板屋面板和冷弯薄壁型钢檐条,主刚架可采用变截面实腹刚架,外墙宜采用压型钢板墙面板和冷弯薄壁型钢墙梁。主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的出平面稳定性,由与檩条或墙梁相连接的隅撑来保证。主刚架间的交叉支撑,可采用张紧的圆钢。
6-03.请说明门式刚架中设置隅撑的作用,并指出对隅撑的设计要求。
答: 隅撑作用:保证主刚架斜梁下翼缘和刚架柱内翼缘的出平面稳定性。
设计要求:见规程6.1.6条和6.4.7条。
6-04.轻型门式刚架结构,当抗震设防烈度≥ _7度_______时,外墙不宜采用嵌砌砌体。
6-05.某门式刚架轻钢厂房,屋面支撑和柱间支撑采用张紧的&Oslash;20圆钢,请问支撑杆的长细比应限制在(D  )。
(A)250 ;  (B)350;   (C)400;   (D)无限制。
6-06.门式刚架上冷弯薄壁型钢檐条平面处布置的拉条,请问下述论点哪一项是错误的(C  )。
(A)拉条可作为檐条的侧向支承点;(B)拉条可减小My方向的计算跨度;(C)拉条的存在与Mx计算无关;(D)拉条的直径不得小于8mm。
6-07.多层钢框架结构和单层门式刚架结构(采用轻型墙板且不设吊车),在水平风荷载作用下,层间水平位移不宜大于(B  )。(注:H为单层门式刚架柱高,或多层框架的层高。)
(A)1/400 H,1/60 H ; (B) 1/400 H,1/50 H;(C)1/500 H,1/60 H ; (D) 1/500 H,1/50 H。
6-08.某等截面门式刚架横梁,截面为焊接H型钢,型号为H280×160×4×8(H*B*tw*t),钢材为Q235B,试问该横梁弹性阶段的抗剪承载力为何值( A )。
(A)132 kN; (B)118.8 kN;  (C)140 kN ;  (D)126 kN。
6-09.某焊接球网架下弦拉杆钢管为&Oslash;114×3,与空心钢球的角焊缝厚度为hf=4mm,所用材料为Q345钢,用E50型焊条,试问该杆焊缝抗拉承载力为何值( D  )。
(A)385 kN ;(B)316 kN;(C)244 kN ;(D)200 kN。
6-10.某焊接球网架上弦压杆,杆长为3米,钢管为&Oslash;114×3(焊接管),钢材为Q345B,试问该杆稳定承载力为何值( C  )。
(A)250 kN ;(B)230 kN;(C)219 kN;(D)200 kN。


第七部分  建筑地基基础设计规范GB5007-2002


7-01地基承载力特征值(Characteristic value of subgrade bearing capacity)的定义是:
由荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。
确定地基承载力的方法:
地基承载力特征值可由荷载试验或其它原位测试、公式计算并结合工程实践经验等方法确定。
(1)原位测试、经验值确定地基承载力特征值
原位测试确定地基承载力特征值的方法主要有:平板荷载试验、旁压试验、标准贯入试验等方法,也可以根据工程经验确定地基承载力特征值。
当用浅层平板荷载试验确定地基承载力时,
1)        可用试验的p-s曲线上比例界限所对应的荷载值作为承载力特征值;
2)        当极限荷载小于比例界限荷载值的2时,取极限荷载值的一半作为确定地基承载力特征值;
3)        当p-s曲线没有明显的比例界限时,压板面积为0.25m2~0.5m2时,可取s/b=0.010~0.015,所对应的荷载值为承载力特征值,但它不应大于最大加载量的一半。
综上三条可见,确定地基承载力特征值不应超过比例极限。
同一土层参加统计的试验点不应少于三点,当试验实测值的极差不超过平均值的30%时,取其平均值作为该土层的地基承载力特征值fak。
当基础宽度大于3.0m或埋深大于0.5m时,从原位测试或经验值等方法确定的确定地基承载力特征值,尚应按下式修正:

        :基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;
        :基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;
b:基础底面宽度(m),b小于3.0m,按3.0m取;大于6.0m,按6.0m取值;
d:基础埋置深度(m)
   一般自室外地面标高算起;
   在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起;
   对于地下室,如采用筏形基础或箱形基础时,基础埋置深度自室外地面标高算起;当采用独立基础或条形基础时,应从地下室室内地面标高算起。(考虑对地基土的约束作用)。
(2)公式计算地基承载力特征值
当偏心距e≤0.033b时,根据土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值可按下式计算,并应满足变形要求:

Mb、Md、Mc:按基础底面下一倍短边宽度范围内土的内摩擦角标准值确定的承载力系数;
ck:基础底面下一倍短边宽度范围内土的粘聚力标准值。
上列公式的理论基础是允许承载力的概念。主要是参照了地基
中塑性区的发展到b/4深度情况下的承载力P1/4。由于这种地基允许承载力是根据表面均布荷载推导的,所以公式的使用条件是限制偏心距在0.033b范围之内。
(3)岩石地基承载力特征值
用岩基上的荷载试验可确定岩石地基承载力特征值。每个场地荷载试验的数量不应少于3个,并取最小值作为岩石地基承载力特征值,岩石地基承载力特征值不进行深度和宽度修正。
对于完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值,可以根据室内饱和单轴抗压强度按下式计算:


        :岩石饱和单轴抗压强度平均值;(试样数量不小于6个)
        :岩石饱和单轴抗压强度标准值;
        :统计修正参数;
        :根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合,由地区经验确定的折减系数。
7-02.国家规范GB50007-2002中未提供土的承载力特征值表,提倡由各地(省)按当地具体情况确定。对特征值的定义中:“规定的变形所对应的压力值”这句话应理解为确定承载力特征值时应考虑的主要因素有:
(1)满足地基的强度要求;
(2)配合按变形控制的要求;
(3)一般情况下,安全度不宜低于GBJ7-89规范的水准;
(4)其它规范(如荷载规范)新增加的安全度不能被地基设计抵消;
(5)考虑各地社会发展水平不同,安全度水准可以有区别,将来逐步与国际先进国家接轨。
7-03.地基承载力特征值的确定,主要通过荷载试验方法确定。也可由原位测试、公式计算、工程实践经验等方法综合确定。
7-04.地基承载力计算时,当轴心荷载作用时,基础底面的压力,应符合pk≤fa(公式5.2.1-1)的要求。
式中pk为相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压力值;
fa为修正后的地基承载力特征值。
7-05.与GBJ7-89规范中的(5.1.1-1)式p≤f比较,在基底面积设计方面的主要区别在于:
GB5007-2002:   
GBJ7-89:      
    P为基底处平均压力设计值,而Pk为基底处平均压力标准值,一般情况下,P = 1.25Pk。所以若fa取值不当,将造成按新、旧规范设计的基底面积差异很大。
7-06.有的软土地区,多层住宅按GBJ7-89规范设计,建成后发现有较大沉降,甚至墙体开裂,现在按新规范设计,如果取地基承载力特征值等于89规范的地基承载力标准值,将出现什么后果?
房屋沉降更大,安全度降低,不符合每次规范修订都将使安全度适量提高的原则。
7-07.由永久荷载效应控制的基本组合,当采取简化规则计算时,荷载效应基本组合的设计值S等于荷载效应的标准组合值乘以1.35。
7-08.地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜四种,建筑物的地基变形计算值,不应大于地基变形允许值。
对于柔性结构(木结构、排架结构等),地基的不均匀沉降不会
在主体结构中产生次应力,从满足使用角度来看,不允许出现过量的沉降及沉降差。应验算地基的沉降量及沉降差。
对于半刚性结构(砖石承重的砌体结构、钢筋混凝土框架结构),对基础的不均匀沉降的反应很敏感。砌体结构的纵墙长高比较大,不均匀沉降在墙体中产生次应力,砌体为脆性材料,抗拉、抗剪强度很低,所以墙体往往会发生裂缝。应验算纵向墙体的局部倾斜。框架结构的梁柱为刚接,可调整地基的不均匀沉降的同时,也引起结构中的次应力。由于构件中配有钢筋,比砌体的抗裂能力高,但也不能承担过大的沉降差,应验算相邻柱的沉降差。
对于刚性结构(框剪结构、剪力墙结构的高层建筑及烟囱、水塔等高耸结构),主体结构与基础形成一体,整个体系具有很大的刚度调整不均匀沉降,但有时会发生整体倾斜。应验算整体沉降量和整体倾斜。
7-09.计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。
7-10.某8层框架结构,用砖砌体作外填充墙,建成后发现建筑物角部墙体发生斜裂缝。实测框架边排柱的相邻柱基的沉降差为0.0014L(L为相邻柱基的中心距离),你如何解释这一裂缝现象。
边排柱基的沉降差(0.0014L)小于框架结构的允许沉降差(0.002L),所以框架结构本身不出现裂缝,但大于边排柱间砌体填充墙的允许沉降差(0.0007L),故墙体发生斜裂缝。
7-11.扩展基础的计算,应符合以下四方面要求:
(1)基础底面积应符合地基承载力、变形和稳定性的要求;
(2)验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力;
(3)基础底板的配筋按抗弯计算确定;
(4)当扩展基础的砼强度等级小于柱的砼强度等级时,应验算基础顶面的局压承载力。
7-12.桩基承台下存在淤泥,淤泥质土或液化土层时,桩的配筋长度应穿过上述土层;8度地震区的桩的配筋应通长配筋。
7-13.计算地基变形时,应考虑相邻荷载的影响,其值可按应力叠加原理,采用角点法计算,当计算右图示A点的沉降量时,可将受荷平面划分为2个矩形平面求出角点沉降再叠加。

7-14.建筑地基的主要受力层范围内,如遇下列情况之一者,属于土岩组合地基:
(1)下卧基岩表面坡度较大的地基;
(2)石芽密布并有出露的地基;
(3)大块孤石或个别石芽出露的地基。
7-15.砂垫层是压实填土地基的一种,用它替代表层软土,减少地基沉降是软土地区常用的一种地基处理方法,也是山区地基处理石芽密布地基的一种常用方法。在砂垫层上作地基承载力计算时,给定的砂垫层的承载力特征值应考虑深度修正,不考虑宽度修正。基础埋深的承载力修正系数,当大面积砂垫层的最大干密度大于2.1t/m3,可取2.0。
7-16.基坑开挖与支护设计应包括下列内容:请按9.1.3条回答。
(1)支护体系的方案技术经济比较和选型;
(2)支护结构的强度、稳定和变形计算;
(3)基坑内外土体的稳定性验算;
(4)基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设计;
(5)基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对基础桩、临近建筑物和周边环境的影响;
(6)基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。
7-17.哪些建筑物的桩基应进行沉降验算?请按8.5.10条回答。
(1)地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基;
(2)体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱下卧层的设计             等级为乙级的建筑物桩基;
(3)摩擦型桩基。
7-18.人工挖孔桩终孔时,都应进行桩端持力层检验。施工完成后的工程桩应进行竖向承载力检验。竖向承载力检验的方法和数量可根据地基基础设计等级和现场条件,结合当地可靠的经验和技术确定。复杂地质条件的工程桩竖向承载力的检验宜采用静载荷试验。
7-19.作用于支护结构的土压力和水压力,对砂性土宜按水土分算的原则计算;对粘性土宜按水土合算的原则计算;也可按地区经验确定。
7-20.碎石土的密实度,主要按重型动力触探锤击数N63.5划分;砂土的密实度可按标准贯入试验锤击数N划分,也可根据当地经验用静力触探探头阻力划分。

第八部分 建筑抗震设计规范 GB50011-2001

8-01. 在抗震设计的总说明中,应写明抗震设计依据。请问抗震设计依据的主要内容有哪些?
   (《抗规》3.1 , 3.2)
答: 抗震设计依据的主要内容(《抗规》3.1、3.2)
(1)抗震设防分类(2)抗震设防烈度(3)设计基本地震加速度值(4)设计地震分组(5)场地类别(6)抗震等级(写上更好)
8-02.请在下表中空白处填入抗震设防烈度 (《抗规》3.1.3、3 .1.4、 3.3.3 )
答:下表中填入抗震设防烈度如下
丙类建筑的地震作用、抗震措施和抗震构造措施
设防烈度        6        7(0.10g)        7(0.15g)        8  (0.20g)        8  (0.30g)
场地类别        I        II~IV        I        II~IV        III   IV        I        II~IV        III   IV
地震作用        6        6        7        7        7        8        8        8
抗震措施        6        6        7        7        7        8        8        8
抗震构造措施        6        6        6        7        8        7        8        9

8-03.        列举抗震结构平面不规则和竖向不规则类型(《抗规》3.4.1,  3.4.2 )
答: 抗震结构不规则类型(《抗规》3.4.1、3.4.2)
平面不规则的类型
不规则类型        定义
扭转不规则        楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍
凹凸不规则        结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸30%
楼板局部不连续        楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层
竖向不规则的类型
不规则类型        定义
侧向刚度不规则        该层的侧向则度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%
竖向抗侧力构件不连续        竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、桁架等)向下传递
楼层承载力突变        抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%

8-04.不规则的结构,应如何进行水平地震作用计算和内力调整?
          (《抗规》3.4.3 )
答: 不规则的建筑结构,应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施:(《抗规》3.4.3)
1.平面不规则而竖向规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,并应符合下列要求:
1)扭转不规则时,应计及扭转影响,且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍;
2)凹凸不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响。
2.平面规则而竖向不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型,其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数,应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析,并应符合下列要求:
a)竖向抗侧力构件不连续时,该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25~1.5的增大系数;
b)楼层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。
3.平面不规则且竖向不规则的建筑结构,应同时符合本条1、2款的要求。
8-05.写出抗震结构对材料的要求
答:
(1)砌体结构(《抗规》3.9.2、7.5.7《砌规》9.4.7、10.1.6、10.5.9)
① 烧结多孔粘土砖的强度等级不应低于   MU10   ,其砌筑砂浆强度等级不应低于 M5  ;对于底部框架-抗震墙房屋托梁上墙体的砌筑砂浆强度等级,不应低于  M7.5或M10(注)。
② 混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5  ,其砌筑砂浆强度等级不应低于 M7.5或M10 (注) 。
③ 对于配筋砌块砌体剪力墙中砌块的强度等级不应低于 MU10  。其砌筑砂浆的强度等级不应低于   M10  。
(注: 《抗规》与《砌规》规定不同)
(2)混凝土结构的混凝土强度等级(《抗规》3.9.2、3.9.3、E.1.1《高规》7.2.1、10.1.6、10.4.4、10.4.5、11.3.1、11.3.5)
① 混凝土的强度等级,框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核芯区不应低于  C30    ;构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于 C20    ;
② 设防烈度为8度时,混凝土强度等级不宜超过   C70   ;
③ 钢筋混凝土转换层的楼板,混凝土强度等级不应低于  C30 ;
④ 带有筒体和短肢剪力墙的剪力墙结构的混凝土强度等级不应低于 C25;
⑤ 高层建筑错层处框架和剪力墙混凝土强度等级不应低于C30;
⑥ 型钢混凝土梁、柱混凝土强度等级不宜低于   C30    ;
(3)混凝土结构的钢筋应符合下列要求:(《抗规》3.9.2、3.9.3、3.9.4)
①对抗震等级为一、二级的框架结构,其纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3;
②普通钢筋的强度等级,纵向受力钢筋宜选用HRB400级和HRB335级热轧钢筋,箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋。
③在施工中,当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时,应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算,并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求。
(4)钢结构的钢材应符合下列规定:
① 钢材的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2;
② 钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率应大于20%;
③ 钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性;
④ 采用焊接连接的钢结构,当钢板厚不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时,受拉试件板厚方向截面收缩率,不应小于国家标准《厚度方向性能钢板》GB50313关于Z15级规定的容许值。

8-06关于建筑场地类别的划分,请回答下列问题。
a.关于土层剪切波速的测试数量,应符合哪些规定?
b.确定建筑场地覆盖层厚度有哪些规定?
答:(a)土层剪切波速的测量,应符合下列要求:(《抗规》4.1.3)
① 在场地初步勘察阶段,对大面积的同一地质单元,测量土层剪切波速的钻孔数量,应为控制性钻孔数量的1/3~1/5,山间河谷地区可适量减少,但不宜少于3个。
② 在场地详细勘察阶段,对单幢建筑,测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大时,可适时增加;对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群,测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少,但每幢高层建筑下不得少于一个。
③ 对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑,当无实测剪力波速时,可根据岩土名称和性状,按《抗规》表4.1.3划分土的类型,再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。
(b)建筑场地覆盖层厚度的确定,应符合下列要求:(《抗规》4.1.4)
① 一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定;
② 当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层,且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定;
③ 剪切波速大于500m/s的孤石,透镜体,应视同周围土层;
④ 土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖土层中扣除。
8-07按下列土层和覆盖层厚度,确定场地类别:
有一多层土,自上至下其土层剖面如下:
1. 填土      fak,<130kpa,  厚1.0M  Vs=100 M/ s
2.        粉质粘土:fak=180kpa   厚3.0M  Vs=200 M/s
3.        中砂(稍密)           厚5.0M  Vs=240 M/s
4.        粗砂(中密)           厚12.0M  Vs=320 M/s
覆盖层厚度为21M。
         (《抗规》4.1.5, 4.1.6 )
答: 计算步骤:
(1)计算土层等效剪切波速:按抗规公式(4.1.5-1)υse=do/t
其中do—计算深度,取覆盖层厚度和20m二者的较小值,按题意取do=20m
按抗规公式(4.1.5-2):求剪切波在地面至计算深度之间的传播时间:
   
υse=20/0.08=250m/s
(2)查《抗规》表4.1.6,场地类别为Ⅱ类。
8-08 关于土的液化,《抗规》2001与《抗规》89相比,有哪些修改和補充,其理由是什么?(《抗规》4.3.4,4.3.6 )
答: 关于土的液化2001规范主要有3个内容作了补充和修改。(《抗规》4.3.4、4.3.6)
(1)当初步判别认为需进一步进行液化判别时,89规范只判别地面下15米深度范围内的液化。近十年来,随着高层及超高层的不断发展,基础埋深越来越大。高大的建筑采用桩基和深基础,要求判别液化的深度也相应加大。所以在2001规范中,增加了以下内容:“当采用桩基或埋深大于5米的深基础时,尚应判别15~20米范围内土的液化。”
(2)89规范规定,不允许液化地基作持力层。这条规定有些偏严。因为理论分析与振动台试验均已证明液化的主要危害来自基础外侧,液化持力层范围内位于基础直下方的部位其实最难液化,由于最先液化区域对基础直下方未液化部份的影响,使之失去侧边压力支持。在外侧易液化区影响得到控制的情况下,轻微液化的土层是可以作为基础的持力层的。这方面的实例不少。例如海城地震中营口宾馆筏基以液化土层为持力层,震后无震害。所以2001规范4.3.6条改为“不宜将未加处理的液化土层作为天然地基的持力层”。即将轻微和中等液化的土层作为持力层不是绝对不允许,但应经过严密的论证。
(3)4.3.6条增加了“根据液化震陷量的统计适当调整抗液化措施”条文。理由是,液化的危害主要来自震陷,特别是不均匀震陷。震陷量主要决定于上层的液化程度和上部结构的荷载。由于液化指数不反映上部结构的荷载影响,因此有趋势直接采用震陷量来评价液化的危害程度。2001规范修订中开展了估计液化震陷量的研究。鉴于震陷量的评价方法目前还不够成熟。4.3.6条只做出了原则规定。
8-09关于桩基抗震设计,《抗规》2001与《抗规》89相比,增加了哪些新内容?增加的理由是什么?(〈抗规〉4.4.2, 4.4.3,4.4.5 )
答: 关于桩基抗震设计,《抗规》2001与《抗规》89相比,增加了三个内容。(《抗规》4.4.2、4.4.3、4.4.5)
(1)增加了非液化上中低承台桩基的抗震验算规定,见《抗规》2001第4.4.2条。
该规定主要根据下面情况综合确定的:
① 关于单桩抗震承载力提高的数值,与构筑物规范和桩基规范二者基本协调。
② 关于地下室外墙侧的被动土压与桩共同承担地震水平力问题,我国这方面的情况比较混乱,大致有以下做法:假定由桩承担全部地震水平力;假定由地下室外的土承担全部水平力;由桩、土分担水平力(或由经验公式求出分担比,或用m 法求土抗力或由有限元法计算)。目前看来,桩完全不承担地震水平力的假定偏于不安全,因为从日本的资料来看,桩基的震害是相当多的,因此这种做法不宜采用;由桩承受全部地震力的假定又过于保守。日本1984年发布的“建筑基础抗震设计规程”提出下列估算桩所承担的地震剪力的公式:

上述公式主要根据是以地上3~10层、地下1~4层,平面14m×14m的塔楼所作的一系列试算结果。在这些计算中假定抗地震水平力的因素有桩、前方的被动土抗力,侧面土的摩擦力三部分。土性质为标贯值N=10~20,q(单轴压强)为0.5~1.0kg/cm2(粘土)。土的摩擦抗力与水平位移成以下弹塑性关系:位移≤1cm时抗力呈线性关系。由于背景材料只包括高度45m以下的建筑,对45m以上的建筑没有相应的计算资料。但从计算结果的发展趋势推断,对更高的建筑其值估计不超过0.9,因而桩负担的地震力宜在(0.3~0.9)V0 之间取值。
③ 关于不计桩基承台底面与土的摩阻力为抗地震水平力的组成部分问题:主要是因为这部分摩阻力不可靠:软弱粘性土有震陷问题,一般粘性土也可能因桩身摩擦力产生的桩间土在附加应力下的压缩使土与承台脱空;欠固结土有固结下沉问题;非液化的砂砾则有震密问题等。实践中不乏有静载下桩台与土脱空的报导,地震情况下震后桩台与土脱空的报导也屡见不鲜。此外,计算摩阻力亦很困难,因为解答此问题须明确桩基在竖向荷载作用下的桩、土荷载分担比。出于上述考虑,为安全计,本条规定不应考虑承台与土的摩擦阻抗。
(2)增加了液化土层低承台桩基抗震验算规定。见《抗规》2001第4.4.3条
本条规定主要考虑了以下情况:
① 不计承台旁的土抗力或地坪的分担作用是出于安全考虑,作为安全储备,因目前对液化土中桩的地震作用与土中液化进程的关系尚未弄清。
② 根据地震反应分析与振动台试验,地面加速度最大时刻出现在液化土的孔压比为小于1(常为0.5-0.6)时,此时土尚未充分液化,只是刚度比未液化时下降很多,因之建议以液化土的刚度作折减。折减系数的取值与构筑物抗震设计规范基本一致。
③ 液化土中孔隙水压力的消散往往需要较长的时间。地震后土中孔压不会排泄消散完毕,往往于震后出现喷砂冒水,这一过程通常持续几小时甚至一二天,其间常有沿桩与基础四周排水现象,这说明此时桩身摩阻力已大减,从而出现竖向承载力不足和缓慢的沉降,因此应按静力荷载组合校核桩身的强度与承载力。
式(4.4.3)的主要根据是工程实践中总结出来的打桩前后土性变化规律,并已以许多工程实例中得到验证。
(3)增加了液化土层中桩的配筋要求,见《抗规》2001第4.4.5 条。
本条在保证桩基安全方面是相当关键的。桩基理论分析已经证明,地震作用下的桩基在软、硬土层交界面处最易受到剪、弯损害。阪神地震后许多桩基的实际考查也证实了这一点,但在采用m法的桩身内力计算方法中却无法反映。目前除考虑桩土相互作用的地震反应分析可以较好地反映桩身受力情况外,还没有简便实用的计算方法保证桩在地震作用下的安全,因此必须采取有效的构造措施。本条的要点在于保证软土或液化土层附近桩身的抗弯和抗剪能力。
8-10.请填充下表空白处
答: 填充下表空白处
震级        地震影响        6度        7度        8度        设计阶 段        设计方法
                        0.10g        0.15g        0.20g        0.30g               
多遇地 震(小震)        水平地震影响系数最 大 值        0.04        0.08        0.12        0.16        0.24        第一阶段        ①承载力验算②弹性变形验算
        加速度时程曲线最大(cm/s&sup2;)        18        35        55        70        110               
设防烈度地震(中震)        水平地震影响系数最 大 值        0.12        0.23        0.35        0.45        0.70                采取抗震措施
        设计基本加速度值(cm/s&sup2;)        50        100        150        200        300               
罕遇地震(大震)        水平地震影系数最 大 值        -        0.50        0.72        0.90        1.20        第二阶段        弹塑性变形验算
        加速度时程曲线最大值(cm/s&sup2;)        -        220        310        400        510               
(《抗规》3.2.1,3.2.2,5.1.2,5.1.4,5.4,5.5 )

8-11.填充下列空白处
答: 填充下列空白处
项   目        抗 规 - 89        抗 规 - 2001
地震影响系数曲线的范围        最大周期3秒         最大周期6秒
阻尼比对α的影响        阻尼比不等于0.05时α不调整        阻尼比不等于0.05时(0.01~0.3)。α要调整
地震环境影响        近震、远震        设计地震分一、二、三组
楼层最小地震剪力        底层剪力由下限0.2αmax控制        各搂层剪力除按烈度外,尚需按基本周期,扭转效应分别控制
(《抗规》5.1.5、5.2.5条)

8-12关于高层建筑的地震作用,请回答下列问题。
(1)        应考虑哪些原则?(《高规》3.3.2条)
(2)        计算单向地震作用时,为什么应考虑偶然偏心的影响?  (《高规》3.3.3条)
(3)        写出计算双向水平地震作用下的扭转效应的公式。   (《抗规》5.2.3条)
答:(1)高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用:(《高规》3.3.2)
a) 一般情况下,应允许在结构两上主轴方向分别考虑水平地震作用计算;有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15度时,应分别计算抗侧力构件方向的水平地震作用;
b) 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响;其他情况,应计算单向水平地震作用下的扭转影响;
c) 8度、9度抗震设计时,高层建筑中的大跨度和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
(2)计算单向地震作用时,应考虑偶然偏心的影响。这是因为由于施工、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的偶然偏心是客观存在的,国外多数抗震设计规范都考虑偶然偏心的不利影响。(《高规》3.3.3条)
(3)考虑双向水平地震作用下的扭转效应,应按下列分式中的较大值确定:(《抗规》5.2.3条)



式中,SX、SY分别为仅考虑X向、Y向水平地震作用时的地震作用效应。
8-13关于抗震结构进行弹性变形验算,请回答下列问题。
(1)        哪些抗震结构需要进行弹性变形验算?
(2)        验算的目的是什么?
(3)        是哪个阶段的地震作用? (小震、中震还是大震)
(4)        验算弹性变形属于哪种极限状态?
(5)        写出地震作用下的效应组合公式。
(抗规5.5.1,5.4.1 )
答: (1)下列各类结构应进行多遇地震作用下的弹性变形验算:框架、框架一抗震墙、框架一核心筒、板柱一抗震墙、抗震墙、筒中筒、框支层(上述结构均含钢筋砼结构、钢结构、混合结构)。(《抗规》5.5.1、5.4.1)
(2)弹性变形验算的目的是,在多遇地震作用下达到:
a)        控制建筑主体结构构件(钢筋砼框架柱、抗震墙等)不开裂;
b)        非结构构件(包括围护墙、隔墙、幕墙、内外装修等)不产生严重破坏。
通过对试验结果和计算结果所进行的分析认为,侧移角限值按结构类型不同而采用不同取值。对于框架结构,由于填充墙比框架柱早开裂,可以以控制填充墙不出现严重开裂(不出现连通裂缝),框架柱不开裂为“小震”下侧移控制的依据。而在以剪力墙为主要受力构件的结构(框架一抗震墙结构、抗震墙结构、框架一筒体结构等)中,由于“小震”作用下一般不允许作为主要抗侧力构件的抗震墙腹板出现明显斜裂缝,因此,这一类的抗震墙为主的结构体系应以控制抗震的开裂程度作为侧移角限值依据。
(3)结构弹性变形验算是采用小震(多遇地震)的地震作用。
(4)弹性变形验算属于正常使用极限状态的验算。
(5)地震作用下效应组合公式中地震作用分项系数γEh和各有关荷载分项系数γG、
γw均取1。
即:S=SGE+SEhk+ψwSwk
8-14 关于抗震结构进行弹塑性变形验算,请回答列问题。
(1)        哪些抗震结构需进行弹塑性变形验算?
(2)        验算的目的是什么?
(3)        是哪个阶段的地震作用?
(4)        验算弹塑性变形属于哪种极限状态?
(《抗规》5.5.2条)
答: (1)▲下列结构应进行弹塑性变形验算:(《抗规》5.5.2)
①        8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架;
②        7-9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构;
③        高度大于150m的钢结构;
④  甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;
⑤  采用隔震和消能减震设计的结构。
▲下列结构宜进行弹塑性变形验算:
① 《抗规》表5.1.2-1所列高度范围且属于表3.4.2-2所列竖向不规则类型的高层建筑结构;
② 7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构;
③ 板柱一抗震墙结构和底部框架砖房;
④ 高度不大于150m高层钢结构。
(2)进行弹塑性变形验算的目的是防止结构在罕遇地震时倒塌;
(3)采用罕遇地震作用;
(4)属变形能力极限状态验算。
8-15 某框架梁 b x h = 300mm x 600mm, 抗震等级为二级,考虑地震作用组合的梁端负弯矩设计值 M = 500 KN-M。 采用砼C30, 纵向受力筋HRB 335级。(ɑsˊ = 40mm,ɑs =65mm)
求: (1)  不考虑受压钢筋,按单筋梁计算受拉负钢筋
         (2)  考虑受压钢筋(受压筋为受拉负筋的30%),按双筋梁计算受拉负钢筋。
(3)  从本题计算结果看,有什么启示?
(《抗规》6.3.3条)(《砼规》 7.2.1 条)
答: 解(1)按单筋梁计算
按《抗规》5.4.2条规定,混凝土正截面受弯承载力调整系数,γRE=0.75

其中α1=1
ho=600-65=535mm
不满足《抗规》6.3.3条规定
估算受拉钢筋面积:按x=202mm求As

(2)考虑受压钢筋作用,再求受拉负筋
(受压筋为受拉筋的30%)
由AS,=0.3As
由AS,所承担极限弯矩设计值:M,=fy, AS,(ho- aS,)=300×AS,×(535-40)=44550 AS
由混凝土规范11.3.1条知:
①γREM=α1fcbx(ho-x/2)+M,
②α1fcbx=fyAs- fy, AS,
其中γRE=0.75  M=500KN.M  fc =14.3N/mm2
     b=300mm   ho=535mm   fy= fy,=300 N/mm2
代入上式得:
0.75×500×106=14.3×300(535-x/2)+44550As
14.3×300.x=210As
二式联立简化得:7.15x2-10689.5x+1.25×106=0
x=127.9(mm)>2as,=2×40=80(mm)
ξ=x/h0=127.9/535=0.239<0.35
As=[(14.3×300)/210]/127.9=2613(mm2)
As,= 0.3As=0.3×263=784(mm2)
受拉钢筋配筋率ρ=As/bho=2613/300×535=1.64%
满足要求
(3)从上例计算可知
① 梁端不考虑受压钢筋,有时受压区高度与有效高度之比即x/ho不满足规范要求,而考虑受压钢筋后可能满足要求;
② 考虑受压钢筋后,受拉钢筋的数量变化不明显。
8-16 某框架柱,b x h = 700 mm x700mm, 抗震等级二级。柱净高Hh = 4m. 考虑地震作用组合,剪力设计值Vc = 850KN, 轴向压力设计值 N = 5000KN, 砼C30,箍筋采用HRB335级,(ɑs =ɑsˊ = 45mm)
求: (1)验算柱的受剪截面
(2)配置箍筋(加密区和非加密区)
(《抗规》6.2.9,6.3.8,6.3.11,6.3.12,6.3.13 ) (《砼规》11.4.9 )
答: 解
(1)验算柱的受剪截面
ho=700-45=655mm
rRE=0.85
剪跨比λ=H/2hO=4000/2×655=3.05>3 取λ=3
按《抗规》要求:(6.2.9-1)
VC=1/ rRE(0.2βCfcbho)=1/0.85(0.2×1.0×14.3×700×655)
=1572KN>850KN
截面满足要求
(2)求柱箍筋
按砼规范公式(11.4.9)
加密区S=100
按计算要求ASV=2.2×100=220mm2
实配ф8@100六肢箍   ASV=6×50.3MM2=301.8MM2>220 MM2              满足计算要求
同时应满足体积配筋率要求:

查《抗规》表6.3.12复合箍λV=0.152
按《抗规》公式(6.3.12)
柱加密区的体积配箍率为:

按《砼规》公式(7.8.3-2)

非加密区φ8@200。体积配箍率为加密区一半,满足要求。

8-17 抗震等级二级框架中柱  bc x hc = 700mm x700mm, 双向梁截面 b x h = 1000mm x 500mm, 考虑地震作用组合,柱内核心区的剪力设计值Vj1 = 1100 KN, 柱外核心区的剪力设计值  Vj2 = 550 KN. 轴向压力设计值N = 5000 KN , 采用砼C30 、箍筋HRB 335级
(ɑs =ɑsˊ= 40mm)
求:(1)验算节点核心区水平截面
   (2)验算节点核心区箍筋  (实配 Φ8 @ 100,6肢井字箍在柱核心区内,2肢井字箍在柱核心区外)
(《抗规》6.2.15,6.3.14  附录D)
答:解
(1)验算节点核区水平截面
按《抗规》附录D.2.3条
bj=(1000+700)/2=850mm
hj=700mm2
按公式(D.1.3)
Vj=1/γRE(0.30ηjfcbjhj)=1/0.85(0.3×1.5×14.3×850×700)
=4504KN>Vj1+ Vj2=1100+550=1650KN
(2)验算核心区受剪承载力
① 节点核心区内配ф8@100,六肢井字箍
按公式(D.1.4)

② 节点核心区外,配ф8@100二肢井字箍

改配ф10@100二肢井字箍

(3)复核节点核心区体积配箍率:
按《抗规》6.3.14,二级框架节点核心区配箍特征值
λV=0.1
按《抗规》公式(6.3.12)节点核心区的体积配箍率:
ρV=λV(fc/fyv)=0.1×(16.7/300)=0.56%>0.5%

8-18底层框架一抗震墙房屋的结构布置,应符合哪些要求?
为什么不允许底层比第二层的侧向刚度大,或者第二层比第三层的侧向刚度大?
(《抗规》7.1.8条,《砌规》10.5.1~10.5.3条)
答: 底部框架-抗震墙房屋的结构布置,应符合下列要求:(《抗规》7.1.8《砌规》10.5.1~10.5.3)
1  上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。
2  房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。6、7度且总层数不超过五层的底层框架-抗震墙房屋,应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力;其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。
3  底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0。
4  底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0。
5  底部框架-抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。
上述第3、第4款规定中均不允许底层比第二层的侧向刚度大,或者第二层比第三层的侧向刚度大。这是因为:根据试验表明当第二层与底层的侧移刚度比小于1.2 ,特别是小于1.0时,上部砖房破坏较重,证明底层抗震墙设置过多,薄弱层不再是底层而是上部砖房层间极限剪力系数相对较小的楼层。
8-19 底层框架一抗震墙房屋的框架和抗震墙的抗震等级是如何规定的?该类房屋中钢筋混凝土托梁(框支梁),其截面构造应符合哪些要求?
        (〈抗规〉7.5.4条,〈砌规〉7.3.12,10.5.10)
答: (1)底部框架-抗震墙房屋的框架和抗震墙的抗震等级,6、7、8度可分别按三、二、一级采用。(《抗规》7.1.10)
(2)  底部框架-抗震墙房屋的钢筋砼托墙梁,其截面和构造应符合下列要求:(《抗规》7.5.4)
①梁的截面宽度不应小于300mm,梁的截面高度不应小于跨度的1/10。
②箍筋的直径不应小于8mm,间距不应大于200mm;梁端在1.5倍梁高且不小于1/5梁净跨范围内,以及上部墙体的洞口处和洞口两侧各500mm且不小于梁高的范围内,箍筋间距不应大于100mm。
③沿梁高应设腰筋,数量不应小于2φ14,间距不应大于200mm。
④梁的主筋和腰筋应按受拉钢筋的要求锚固在柱内,且支座上部的纵向钢筋在柱内的锚固长度应符合钢筋混凝土框支梁的有关要求。
8-20层框架一抗震墙房屋的砼抗震墙截面和构造应符合哪些要求?普通砖抗震墙其构造应符合哪些要求?
         (《抗规》7.5.5条,7.5.6条)
答:(1) 底部的钢筋混凝土抗震墙,其截面和构造应符合下列要求:(《抗规》7.5.5)
①抗震墙周边应设置梁(或暗梁)和边框柱(或框架柱)组成的边框;边框梁的截面宽度不宜小于墙板厚度的1.5倍,截面高度不宜小于墙板厚度的2.5倍;边框柱的截面高度不宜小于墙板厚度的2倍。
②抗震墙墙板的厚度不宜小于160mm,且不应小于墙板净高的1/20;抗震墙宜开设洞口形成若干墙段,各墙段的高宽比不宜小于2。
③抗震墙的竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.25%,并应采用双排布置;双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm,直径不应小于6mm。
④抗震墙的边缘构件可按《抗规》第6.4节关于一般部位的规定设置。
(2)  底层框架-抗震墙房屋的底层采用普通砖抗震墙时,其构造应符合下列要求:(《抗规》7.5.6)
①墙厚不应小于240mm,砌筑砂浆强度等级不应低于M10,应先砌墙后浇框架。
②沿框架柱每隔500mm配置2ф6拉结钢筋,并沿砖墙全长设置;在墙体半高处尚应设置与框架柱相连的钢筋混凝土水平系梁。
④        墙长大于5m时,应在墙内增设钢筋混凝土构造柱。

第九部分 高层建筑混凝土结构技术规程

9-01、水平地震作用计算时,为什么对结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力进行调整?
答:由于地震影响系数在长周期段下降较快,对于基本周期大于3秒的结构,计算出水平地震作用下的结构效应可能偏小;同时对于长周期结构,地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响,而振型分解反应谱法无法对此做出估算;对于扭转效应明显或基本周期小于3.5秒的结构保证足够的抗震安全,规程对此提出按3.3.13公式进行调整。(3.3.13条文说明)
9-02、抗震设计时,把地下室楼层顶层作为上部结构嵌固部位,其地下室楼层顶层应满足什么条件?
答:
1)、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,砼强度等级不宜低于C30,双层双向配筋,每层每个方向配筋率不宜小于0.25%。(4.5.5条)
2)、地下一层的抗震等级应按上部结构抗震等级采用。地下室柱子截面每侧的纵筋面积除应满足符合计算要求外,不应小于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍。(4.8.5条)
3)、地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。(5.3.7条)
9-03、高层建筑结构中,抗震等级为特一级的钢筋混凝土构件除应符合一级抗震等级要求外,对筒体、剪力墙的下列部位还有什么特殊要求?
1)剪力墙一般部位、底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率。
2)约束边缘构件、构造边缘构件纵向钢筋的配筋率。
答:(4.9.2-4条)
1)、一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取0.35%;底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率应取0.4%。
2)、约束边缘构件纵向钢筋最小构造配筋率应取为1.4%,构造边缘构件纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%。
9-04、框架——剪力墙结构抗震设计时,B级高度高层建筑结构比A级高度高层建筑结构主要增加了哪些更加严格的设计要求?
答:
第一,平面布置应简单、规则、减少偏心。
第二,考虑偶然偏心影响的地震作用下,最大位移和层间位移与其平均值的比值不应大于1.4;结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比(Tt/T1)不应大于0.85。(4.3.5条)
第三,楼层层间抗侧力结构受剪承载力不应小于其上层受剪承载力的75%。(4.4.3条)
第四,抗震等级满足表4.8.3要求。(4.8.3条)
第五,进行结构分析时应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件,选取更多的振型数,采用弹性时程分析法补充计算及弹塑静力或动力分析验算薄弱层。(5.1.13条)
第六,框支剪力墙结构不宜采用框支主、次梁结构转换层方案。(10.2.1条)
第七,不应采用具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构。(7.1.3条)
9-05、抗震设计时:
1)一、二级抗震等级的剪力墙底部加强部位轴压比限值是多少?
2)当矩形截面的独立剪力墙,墙肢的截面高度hw与截面厚度bw之比(hw/bw)小于5时,一、二级抗震等级墙,轴压比限值是多少?
3)条件同2),但hw/bw<3时,轴压比限制为多少?
4)以上各种情况,其计算轴压比时,N的取值有何不同?
答:
1)、一、二级剪力墙底部加强部位轴压比限值见规范表7.2.14即:一级(9度)0.4
一级(7.8度)0.5
二级         0.6(7.2.14 条)
2)、矩形截面独立墙肢hw/bw<5时,一、二级抗震剪力墙轴压比限制比1)限制减0.1。(7.2.5条)
3)、hw/bw<3时,按框架柱要求。(7.2.5条)
4)、第1、2种情况N取值按考虑重力荷载分项系数后的最大轴力设计值。第3种用柱子N为考虑地震作用组合的轴压力设计值。(7.2.5条)
9-06、带边框的剪力墙的构造应符合哪些要求?
答:(8.2.2条)
1)、带边框剪力墙厚度,抗震时,一、二级剪力墙的底部加强部位均不应小于200mm,且不应小于层高1/16,除此之外一般情况下不应小于160mm,且不应小于层高1/20。
2)、剪力墙的水平钢筋应全部锚入边框柱内,锚固长度不应小于laE(非抗震为la)。
3)、带边框剪力墙的砼强度等级宜与边框柱相同。
4)、与剪力墙重合的框架梁可保留,也可做成宽度与墙厚相同的暗梁,暗梁截面高度可取墙厚的2倍或与该片框架梁截面等高,暗梁的配筋可按构造配置,且应符合一般框架梁相应抗震等级的最小配筋要求。
5)、剪力墙截面宜按工字形设计,端部的纵向受力钢筋应配置在边框柱截面内。
6)、边框柱截面宜与该榀框架其它柱的截面相同,边框柱应符合规程第6章有关框架柱构造配筋规定;剪力墙底部加强部位边框柱的箍筋宜沿全高加密;当带边框剪力墙上的洞口紧邻边框柱时,边框柱的箍筋宜沿全高加密。
9-07、抗震设计时,一般剪力墙底部加强部位的高度怎么确定?新规程与“91规程”加强区概念有何不同?
答:抗震设计时,一般剪力墙结构底部加强部位高度取墙肢总高度的1/8和底部两层二者的较大值。当剪力墙高度超过150米时,取墙肢总高度的1/10。新规程只将抗震结构中出现塑性饺的部位定义为加强区。而“91规程”还将剪力墙顶层,楼电梯间等受湿度和收缩影响区也入了加强区。(7.1.9条)
9-08、板柱—剪力墙结构其结构布置及抗震设计有什么要求?剪力墙的抗震等级是多少?
答:板柱—剪力墙结构及抗震设计见规程8.1.9条及8.1.10条。剪力墙的抗震等级为二级。
9-09、抗震设计时,一般剪力墙和部分框支剪力墙底部加强部位的墙体水平和竖向分布钢筋最小配筋率及钢筋直径、间距有什么要求?
答:一般剪力墙竖向和水平分布筋配筋率一、二、三级抗震设计时不应小于0.25%,四级不小于0.2%,其直径不小于8mm,间距不大于300mm,同时直径还不宜大于墙肢截面厚度的1/10。部分框支墙底部加强部位:见“规程”10.2.15条。
9-10、带转换层的高层建筑结构,其框支柱承受的地震剪力标准值按什么规定采用?
答:见规程10.2.7条
9-11、设计转换层楼板有哪些具体构造要求?
答:见规程10.1.6条和10.2.20条
9-12、连体结构设计为刚性连接方案时,应采用哪些加强措施?
答:见规程10.5.4条、10.5.3条、10.5.5条
9-13、带加强层的高层建筑结构抗震设计,除保证满足抗震等级外,还应采取什么加强措施?
答:见规程10.3.3条
9-14、多塔楼结构的底部薄弱部位,设计应采取哪些主要措施?
答:见规程10.6.4条
9-15、筒中筒结构中,内、外框筒梁的构造配筋有哪些特殊规定?
答:见规程第9.3.7条
9-16、错层结构中,位于错层处的框架柱或错层处的平面外受力的剪力墙有什么特殊设计要求?
答:见规程10.4.4条和10.4.5条
9-17、混合结构中,设计型钢混凝土梁时,其主要构造要求有哪些?
答:见规程11.3.1条
9-18、短肢剪力墙结构(不是全部由短肢墙构成),其最大适用高度是多少?抗震设计时是否全部剪力墙的抗震等级比规程表4.8.2规定的等级提高一级?短肢剪力墙的纵向钢筋配筋率怎样确定?
答:短肢剪力墙结构(不是全部由短肢墙构成)7度时不大于100米,8度时不大于60米。抗震设计时,只将短肢剪力墙的抗震等级比规程表4.8.2规定的等级提高一级。
短肢剪力墙截面全部纵筋配筋率不宜小于1.0%,底部加强区不宜小于1.2%。(7.1.2条)
9-19、对于框架—核心筒结构,如何满足核心筒的整体性?
答:见规程9.2.2条
9-20、您怎样分析判断所采用的结构分析软件计算结果的正确和合理?
答:
抗震规范3.6.6条:“所有计算机计算结果应经分析判断确认其合理、有效后,方可用于工程设计”,计算出错难免,不应轻信计算结果,因为:
1、        程序错误;
2、        数据错误;
3、        操作错误;
如何分析判断:
1、        自振周期
框架              T1=(0.12~0.15)n
框一剪            T1=(0.08~0.12)n
剪力墙和简中筒    T1=(0.04~0.05)n
n——建筑物层数
                   T2=(1/3~1/5)T1
                   T3=(1/5~1/7)T1
2、        振型曲线
*当沿竖向有非常激烈的刚度和质量突变时,振型曲线有可能出
现不光滑畸变点。
3、        地震力
底部剪力/总质量:
7度,Ⅱ  场地土:1.6%~3%
8度,Ⅱ  场地土:3%~6%
通常:V01> V02> V03
(V01,V02,V03—分别为第1、2、3振型的底部剪力)
当下列情况时出现高振型控制:
(1)        结构刚度很小,自振周期很长;
(2)        结构刚度,质量沿竖向变化很大;
(3)        结构顶部带有高塔。
这种情况,结构设计往往不甚合理。
4、        垂直向水平位移曲线

5、        水平位移的平面分布
假定楼板在平面内刚度无限大。

6、        内外力平衡
检查底层各柱,墙
(1)        竖向荷载总重等于其轴向力之和;
(2)        在竖向荷载下,各柱墙肢剪力不应很大;
(3)        单一水平力作用下荷载和内力代数和为0。
7、        对称性
对称结构在对称荷载下,对称点的内力,位移应当对称。
8、        渐变规律
在竖向变化比较均匀,无刚度、质量突变的情况下,结构的内力与位移沿竖向应当是逐渐变化,不应不有反常的大跳跃。
9、在正常的截面尺寸,常规结构布置情况下,墙、柱大多数是构造配筋。不应有大量超筋现象。

第十部分 型钢混凝土组合结构技术规程JGJ138-2001

10-01什么是钢混凝土组合结构?按2.1.1条回答            
Steel Reinforced Concrete Composite Structure
混凝土构件内配置型钢(扎制或焊接成型)和钢筋的结构。
型钢混凝土组合结构分为全部结构构件采用型钢混凝土的结构和部分结构构件采用型钢混凝土的结构。此两类结构宜用于框架结构、框架-抗震墙结构、部分框支抗震墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构等结构体系。
10-02 绘出5种型钢砼柱的截面配筋形式按图4.1.2回答           


型钢混凝土框架柱全部纵向受力钢筋的配筋率不宜小于0.8%;受力型钢的含钢率不宜小于4%,且不宜大于10%。

10-03        绘出型钢砼梁的型钢截面配筋形式按图4.1.3回答            


10-04 当全部结构构件均采用型钢砼组合结构时,房屋最大适用高度可达到“高规”JGJ3-2002中所规定的B级高度,其结构阻尼比宜取0.04。
10-05 型钢砼梁、柱构件的截面的抗弯刚度、轴向刚度和抗剪刚度均采用叠加法将截面中钢筋砼部分和型钢部分的相应刚度相加。
抗弯刚度:EI = EcIc+EaIa
轴向刚度:EA = EcAc+EaAa
剪切刚度:GA = GcAc+GaAa
10-06 型钢砼框架梁,其正截面受弯承载力应按下列基本假定进行计算:(参考5.1.1条)
(1)        截面应变保持平面;
(2)        不考虑混凝土的抗拉强度;
(3)        受压边缘混凝土极限压应变取0.003,相应的最大压应力取混凝土轴心抗压强度设计值fc,受压区应力图形简化为等效的矩形应力图,其高度取按平截面假定所确定的中和轴高度乘以系数0.80 ,矩形应力图形的应力取为混凝土轴心抗压强度设计值;
(4)        型钢腹板的应力图形为拉、压梯形应力图形。设计计算时,简化为等效矩形应力图形;
(5)        钢筋应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但不大于其强度设计值。受拉钢筋和型钢受拉翼缘的极限拉应变取为0.01。
10-07 型钢砼框架柱,其正截面偏心受压承载力计算的基本假定与型钢砼框架梁的正截面受弯承载力计算相同。
10-08 型钢砼结构中型钢的制作必须采用机械加工;并宜由钢结构制作厂承担;制作者应根据设计和施工详图,编制制作工艺书。
10-09 型钢钢板制孔,应采用工厂车床制孔,严禁现场用氧气切割开孔。
10-10 超高层建筑采用型钢砼组合结构与纯钢结构比较,主要优缺点有哪些?
(1)        结构构件的刚度大,侧移容易控制;
(2)        结构构件的局部和整体稳定性好;
(3)        节省钢材;
(4)        防火性能好;
(5)适合现阶段我国的国情。
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发表于 2004-4-3 09:02:05 | 显示全部楼层
没图形!请楼主以附件的形式上传!
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发表于 2004-4-3 17:52:24 | 显示全部楼层
图形真的很重要啦!麻烦楼主把图形和文字整理一下,用WORD格式的附件(其他的也可以)上传,在下感激不尽。
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 楼主| 发表于 2004-4-9 11:13:34 | 显示全部楼层

2003年辽宁省注册结构工程师选修课作业题参考答案(图形)

由于没有安装WORD的附件,现提供该网址,请自行下栽。HTTP://www.cc.ln.gov.cn/lantu/lantu.zcwj.asp
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发表于 2004-4-9 11:38:37 | 显示全部楼层
看看真的有用,谢谢了,正如以上朋友说的如果有图形就更好了.
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发表于 2004-4-9 12:45:44 | 显示全部楼层
网上不去,还是传上来吧,谢谢!传文件!
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发表于 2004-4-11 14:30:50 | 显示全部楼层
楼主提的网站上不去,请核对一下!
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发表于 2004-7-21 21:13:11 | 显示全部楼层
无法下载图形,请楼主帮帮忙!谢谢你!
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发表于 2004-7-21 22:16:09 | 显示全部楼层

Re: 2003年辽宁省注册结构工程师选修课作业题参考答案(图形)

最初由 fcsjs 发布
[B]由于没有安装WORD的附件,现提供该网址,请自行下栽。HTTP://www.cc.ln.gov.cn/lantu/lantu.zcwj.asp [/B]
无法找到网页。*-*a
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发表于 2004-7-25 11:34:30 | 显示全部楼层
就是啊,那网站事上不去的啊,既然做了那么多好事,就再努力下吧,嘿嘿
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