单选题 某框架一剪力墙结构,房屋高度50.1m,地下2层,地上13层,首层层高6.0m,二层层高4.5m,其余各层层高均为3.6m。纵横方向均有剪力墙,地下一层板顶作为上部结构的嵌固部位。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。在规定的水平力作用下,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。
单选题 首层某框架中柱剪跨比大于2。为使该柱截面尺寸尽可能小,试问,根据《高规》的规定,对该柱箍筋和附加纵向钢筋的配置形式采取所有相关措施之后,满足规程最低要求的该柱轴压比最大限值,应取下列何项数值?
  • A.0.95
  • B.1.00
  • C.1.05
  • D.1.10
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] (1)确定抗震等级。
结构高度50.1m的框架-剪力墙结构,8度设防,丙类建筑,0.2g,Ⅰ类场地,查《高规》表3.9.3,框架抗震等级为二级。
(2)查《高规》表6.4.2,λ>2,有框架柱之轴压比限值μ=0.85。
(3)根据《高规》表6.4.2注4、注5,当沿柱高度采用井字复合箍,或复合螺旋箍或连续复合螺旋箍且满足相应要求,同时在柱截面中部设置由附加纵筋形成的芯柱且满足相应要求,则轴压比限值可比表中数值增加0.15,即μ=0.85+0.15=1.00。
[点评] (1)抗震设计的框架一剪力墙结构,应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值,确定相应的设计方法,并应符合下列规定:
①框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时,按剪力墙结构进行设计,其中的框架部分应按框架一剪力墙结构的框架进行设计;
②当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,按框架一剪力墙结构进行设计;
③当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时,按框架一剪力墙结构进行设计,其最大适用高度可比框架结构适当增加,框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;
④当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时,按框架一剪力墙结构进行设计,但其最大适用高度宜按框架结构采用,框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。当结构的层间位移角不满足框架一剪力墙结构的规定时,可按《高规》第3.11节的有关规定进行结构抗震性能分析和论证。
(2)抗震设计时,限制框架柱的轴压比主要是为了保证柱的延性要求。《抗震规范》规定,抗震设计时,钢筋混凝土柱轴压比不宜超过表1-62-1的规定;对于Ⅳ类场地上较高的高层建筑,其轴压比限值应适当减小。
       柱轴压比限值    表1-62-1
结构类型 抗震等级
框架结构 0.65 0.75 0.85  
板柱一剪力墙、框架一剪力墙、
框架一核心筒、筒中筒结构
0.75 0.85 0.90 0.95
部分框支剪力墙结构 0.60 0.70  
注:1.轴压比指柱考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值;
2.表内数值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱。当混凝土强度等级为C65~C70时,轴压比限值应比表中数值降低0.05;当混凝土强度等级为C75~C80时,轴压比限值应比表中数值降低0.10;
3.表内数值适用于剪跨比大于2的柱;剪跨比不大于2但不小于1.5的柱,其轴压比限值应比表中数值减小0.05;剪跨比小于1.5的柱,其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;
4.当沿柱全高采用井字复合箍,箍筋间距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或当沿柱全高采用复合螺旋箍,箍筋螺距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或当沿柱全高采用连续复合螺旋箍,且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直径不小于10mm时,轴压比限值可增加0.10;
5.当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形成的芯柱,且附加纵向钢筋的截面面积不小于柱截面面积的0.8%时,柱轴压比限值可增加0.05。当本项措施与注4的措施共同采用时,柱轴压比限值可比表中数值增加0.15.但箍筋的配箍特征值仍可按轴压比增加0.10的要求确定;
6.调整后的柱轴压比限值不应大于1.05。
这里所说的“较高的高层建筑”是指高于40m的框架结构或高于60m其他结构体系的混凝土房屋建筑。
表1-62-1的注说明:当配箍量、箍筋形式满足一定要求或在柱截面中部设置芯柱且配筋量满足一定要求时,柱的延性性能有一定程度的提高,可对柱的轴压比限值适当放宽。
表1-62-1还说明:钢筋混凝土柱的轴压比限值是根据不同的结构体系、不同的抗震等级确定的。《高规》第3.9.2条规定:建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施。
(3)注意题目的要求是:①使柱截面尺寸尽可能小,即要使轴压比限值尽可能大;②“对该柱箍筋和附加纵向钢筋的配置形式采取所有抗震措施”,意指同时采取了表1-62-1注4、注5两个措施。
(4)柱剪跨比λ>2的提示很重要,否则尚应遵守表1-62-1注3的要求。
(5)查表1-62-1应注意是框架一剪力墙结构的框架柱而非框架结构的框架柱。故这两者的轴压比是不同的。
单选题 位于第5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HRB 400级钢():考虑地震作用组合时,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(2000mm2)。试问,该柱纵筋的实际配筋选择下列何项时,才能满足且最接近《高规》的最低要求?
A.416+418(As=1822mm2) B.818(As=2036mm2)
C.420+418(As=2275mm2) D.8
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] (1)确定剪力墙底部加强部位高度。
[*]
根据《高规》第7.1.4条,剪力墙底部加强部位高度取底部二层。
高度6.0+4.5=10.5m。
(2)确定剪力墙端部采用何种边缘构件。
第5层为非加强部位,且是加强部位以上的第3层,二级抗震。
根据《高规》第7.2.14条,应设置构造边缘构件。按《高规》图7.2.16,其构造边缘构件截面尺寸即为端柱500mm×500mm。
(3)根据《高规》表7.2.16,故构造边缘构件纵向钢筋最小配筋取0.006Ac=0.006×500×500=1500mm2
(4)根据《高规》第7.2.16条第1款,纵向钢筋还应满足承载能力要求,由《高规》第6.4.4条第5款有:
1.25×2000=2500mm2
选8[*]20 (As=2513mm2),故选项D为正确答案。
[点评] (1)剪力墙构造边缘构件的设计宜符合下列要求:
剪力墙构造边缘构件的范围宜按图1-6 3-1中阴影部分采用,其最小配筋应满足表1-63-1的规定,并应符合下列规定:
1)竖向配筋应满足正截面受压(受拉)承载力的要求;
2)当端柱承受集中荷载时,其竖向钢筋、箍筋直径和间距应满足框架柱的相应要求;
3)箍筋、拉筋沿水平方向的肢距不宜大于300mm,不应大于竖向钢筋间距的2倍;
4)抗震设计时,对于连体结构、错层结构以及B级高度高层建筑结构中的剪力墙(简体),其构造边缘构件的最小配筋应符合下列要求:
①竖向钢筋最小量应比表1-63-1中的数值题高0.001Ac采用;
②箍筋的配筋范围宜取图1-63-1中阴影部分,其配箍特征值λv不宜小于0.1。
5)非抗震设计的剪力墙,墙肢端部应配置不少于4Φ12的纵向钢筋,箍筋直径不应小于6mm、间距不宜大于250mm。
     {{B}}剪力墙构造边缘构件的最小配筋要求{{/B}}   表1-63-1
抗震等级 底部加强部位
竖向钢筋最小量
(取较大值)
箍筋
最小直径
(mm)
沿竖向最大间距
(mm)
   0.010Ac,6Φ16 8 100
   0.008Ac,6Φ14 8 150
0.006Ae,6Φ12 6 150
0.005Ac,4Φ12 6 200
抗震等级 其他部位
竖向钢筋最小量
(取较大值)
拉筋
最小直径
(mm)
沿竖向最大间距
(mm)
   0.008Ac,6Φ14 8 150
   0.006Ac,6Φ12 8 200
0.005Ac,4Φ12 6 200
0.004Ac,4Φ12 6 250
注:1.Ac为构造边缘构件的截面面积,即图1-63-1剪力墙截面的阴影部分;
2.符号Φ表示钢筋直径;
3.其他部位的转角处宜采用箍筋。
[*]
(2)柱的纵向钢筋配置,尚应满足下列要求:
①抗震设计时,宜采用对称配筋;
②截面尺寸大于400mm的柱,一、二、三级抗震设计时其纵向钢筋间距不宜大于200mm;抗震等级为四级非抗震设计时,柱纵向钢筋间距不应大于300mm;柱纵向钢筋净距均不应小于50mm;
③全部纵向钢筋的配筋率,非抗震设计时不宜大于5%、不应大于6%,抗震设计时不应大于5%;
④一级且剪跨比不大于2的柱,其单侧纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于1.2%;
⑤边柱、角柱及剪力墙端柱考虑地震作用组合产生小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%。
(3)注意《抗震规范》对剪力墙构造边缘构件尺寸的规定和《高规》有区别。本题应按《高规》的规定解题。
单选题 与截面为700mm×700mm的框架柱相连的某截面为400mm×600mm(b×h)的框架梁,纵筋采用HRB 400级钢(),箍筋采用HRB335级钢();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《高规》的最低要求?
提示:①下列各选项纵筋配筋率和箍筋面积配筋率均符合《高规》第6.3.2条第2款和第6.3.5条中最小配筋率要求。
②梁纵筋直径均不小于
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] 本题采用排除法。三级框架[*],故根据《高规》第6.3.2条第3款知选项B错;ρ=2.7%>2.5%,但[*]0.5,根据《高规》第6.3.3条第1款知选项A错;ρ=2.47%<2.5%,因此选项C或D均符合要求,但根据第4款及表6.3.2-2,箍筋最小直径应取10mm,故选项C错。选项D的间距取最小值(hb/4,10d,150),即min(60014,10×18,150) =150mm。符合要求,因此选项D正确。
[点评] 框架梁设计应符合下列要求:
(1)抗震设计时,计入受压钢筋作用的梁端截面混凝土受压区高度与有效高度之比值,一级不应大于0.25,二、三级不应大于0.35。
(2)纵向受拉钢筋的最小配筋百分率ρmin(%),非抗震设计时,不应小于0.2和45ft/fy二者的较大值;抗震设计时,不应小于表1-64-1规定的数值。
    梁纵向受拉钢筋最小配筋百分率ρmin(%)   表1-64-1
抗震等级 位置
支座(取较大值) 跨中(取较大值)
一级 0.40和80 ft/fy 0.30和 65ft/fy
二级 0.30和65 ft/fy 0.25和55 ft/fy
三、四级 0.25和55 ft/ fy 0.20和 45 ft/fy
(3)抗震设计时,梁端截面的底面和顶面纵向钢筋截面面积的比值,除按计算确定外,一级不应小于0.5,二、三级不应小于0.3。
(4)抗震设计时,梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和最小直径应符合表1-64-2的要求;当梁端纵向钢筋配筋率大于2%时,表中箍筋最小直径应增大2mm。
      粱端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径   表1-64-2
抗震等级 加密区长度(取较大值)(mm) 箍筋最大间距(取最小值)(mm) 箍筋最小直径(mm)
2.0hb,500 hb/4,6d,100 10
1.5hb,500 hb/4,8d,100 8
1.5hb,500 hb/4,8d,150 8
1.5hb,500 hb/4,8d,150 6
注:1.d为纵向钢筋直径,hb为梁截面高度。
2.一、二级抗震等级框架梁,当箍筋直径大于12mm,肢数不少于4肢且肢距不大于150mm时,箍筋密区最大间距应允许适当放松,但不应大于150mm。
(5)抗震设计时,梁端纵向受拉钢筋的配筋率不宜大于2.5%,不应大于2.75%;当梁端受拉钢筋的配筋率大于2.5%时,受压钢筋的配筋率不应小于受拉钢筋的一半。
单选题 关于钢筋混凝土高层建筑结构抗震设计的叙述,下列何项说法不正确?
  • A.抗震等级为一、二、三级的框架梁柱节点,应进行节点核心区的受剪承载力验算
  • B.当仅计算竖向地震作用时,偏心受拉柱的承载力抗震调整系数取为1.0
  • C.框架梁内每根纵向受力钢筋贯通矩形截面中柱的长度,抗震等级为一、二、三级时,不应小于框架柱该方向截面尺寸的20d,d为梁纵向受力钢筋的直径
  • D.框架顶层边节点处,框架柱外侧纵向受力钢筋水平弯折伸人顶层框架梁内和板内,与梁、板纵向受力钢筋搭接,搭接长度不应小于1.5laE
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] (1)选项A符合《高规》第6.2.7条规定,说法正确;
(2)选项B符合《高规》第3.8.2条规定,说法正确;
(3)选项C符合《高规》第6.3.3条第3款的规定,说法正确;
(4)选项D不符合《高规》第6.5.5条规定,说法不正确。
[点评] (1)《高规》第6.5.5条规定:
抗震设计时,框架梁、柱的纵向钢筋在框架节点区的锚固和搭接,应符合下列要求(图1-65-1):
①顶层中节点柱纵向钢筋和边节点柱内侧纵向钢筋应伸至柱顶;当从梁底边计算的直线锚固长度不小于laE时,可不必水平弯折,否则应向柱内或梁内、板内水平弯折,锚固段弯折前的竖直投影长度不应小于0.5labE,弯折后的水平投影长度不宜小于12倍的柱纵向钢筋直径。此处,labE为抗震时钢筋的基本锚固长度,一、二级取1.15lab,三、四级分别取1.05lab和1.0lab
②顶层端节点处,柱外侧纵向钢筋可与梁上部纵向钢筋搭接,搭接长度不应小于1.5laE,且伸入梁内的柱外侧纵向钢筋截面面积不宜小于柱外侧全部纵向钢筋截面面积的65%;在梁宽范围以外的柱外侧纵向钢筋可伸入现浇板内,其伸人长度与伸入梁内的相同。当柱外侧纵向钢筋的配筋率大于1.2%时,伸入梁内的柱纵向钢筋宜分两批截断,其截断点之间的距离不宜小于20倍的柱纵向钢筋直径;
③梁上部纵向钢筋伸人端节点的锚固长度,直线锚固时不应小于laE,且伸过柱中心线的长度不应小于5倍的梁纵向钢筋直径;当柱截面尺寸不足时,梁上部纵向钢筋应伸至节点对边并向下弯折,锚固段弯折前的水平投影长度不应小于0.4labE,弯折后的竖直投影长度应取15倍的梁纵向钢筋直径;
④梁下部纵向钢筋的锚固与梁上部纵向钢筋相同,但采用90°弯折方式锚固时,竖直段应向上弯人节点内。根据第②款的规定,选项D说法错误,为正确答案。
[*]
(2)《高规》第6.2.7条规定:框架节点核芯区的抗震验算应符合下列要求:
一、二、三级框架的节点核芯区应进行抗震验算;四级框架节点核芯区可不进行抗震验算,但应符合抗震构造措施的要求。
(3)《高规》第3.8.2条规定:当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件的承载力抗震调整系数均应取为1.0。当然也包括偏心受拉柱。(顺便指出:其他情况下的承载力抗震调整系数见表1-65-1)。
故选项B说法正确。
(4)为了防止框架梁在地震反复作用下纵向受力钢筋的滑移,《高规》第6.3.3条第2款规定:一、二、三级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径,对框架结构不应大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20,或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20;对其他结构类型的框架不宜大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20,或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20。
故选项C说法正确。
选项A、B、C均为错误答案。
       承载力抗震调整系数     表1-65-1
构件类别 轴压比小于
0.15的柱
轴压比不小于
0.15的柱
剪力墙 各类构件 节点
受力状态 受弯 偏压 偏压 偏压 局部承压 受剪、偏拉 受剪
YRE 0.75 0.75 0.80 0.85 1.0 0.85 0.85
单选题 某高层框架剪力墙结构,地下2层,地上26层,结构高度88m,抗震设计烈度为8度,上部结构嵌固部位在地下室顶板,则地下室部分相关范围内的抗震等级,试判断以下说法是否正确:
①地下一层抗震等级仍按上部结构采用。
②地下二层抗震等级不应低于二级。
③地下二层抗震等级可采用一级。
④地下室部分的抗震等级不应低于二级。
说法正确的是下列何项?
  • A.①、③
  • B.②、④
  • C.③、④
  • D.①、②
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] (1)查《高规》表3.9.3,上部结构框架、剪力墙部分均为一级,故说法①、②符合《高规》第3.9.5条的规定,因此,选项D完全正确。 (2)说法③、④不符合《高规》第3.9.5条的规定,因此,选项A、B不完全正确,而选项C为全部错误。 [点评] (1)框架一剪力墙结构,结构高度88m,抗震设计烈度为8度,查《高规》表3.9.5,该结构地上部分抗震等级为一级。 《高规》第3.9.5条规定:抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层相关范围内的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级;地下室中超出上部主楼范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。 因此,说法①、②均是正确的,即选项D为正确答案。 (2)本题中“地下室部分相关范围内的抗震等级”很重要,没有这个条件,就无法准确判定正确答案了。
单选题 钢筋混凝土高层框架结构,房屋总高度45m,抗震等级为二级。其中二层层高为4.2m,某中柱截面尺寸为b×h=700mm×700mm,采用C40混凝土,纵向受力钢筋采用HRB400级。
设考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面的弯矩设计值M=694.08kN·m,相应的柱轴向压力设计值Nc=3650.0kN,问在对称配筋下,柱截面的计算配筋值
【正确答案】 C
【答案解析】[解析]
(1)轴压比验算
查《高规》表6.4.2,二级框架结构,得轴压比限值为0.75。
所计算框架柱轴压比[*]满足规范规定。
(2)判断大小偏心受压
根据《混凝土规范》第6.2.17条,考虑γRE系数的抗震计算时对称配筋大小偏心受压可按以下公式判别:
[*]
γRE=0.8,N=3650.0kN,α1=1.0,fc=19.1N/mm2,b=700mm,ζb=.518。
得[*]
为大偏心受压构件。
(3)配筋计算
[*]
配筋计算可按下式进行
[*]
将x=218.4mm,e=733.46.46mm代入上式,有
[*]
可得:
[*]
单选题 某抗震等级为一级的钢筋混凝土高层框架结构房屋,楼板为现浇,首层顶的梁柱中节点,横向左侧梁截面尺寸为300mm×800mm,右侧梁截面尺寸为300mm×600mm,纵向梁截面尺寸为300mm×700mm,柱截面尺寸为600mm×600mm,梁柱中心线间无偏心,梁柱混凝土强度等级为C30,梁柱节点考虑地震作用的弯矩设计值M=249.48kN·m(验算方向),节点上下层柱反弯点之间的距离Hc=4.65m。试问节点核心区受剪截面最大受剪承载力,与下列何项数值最为接近?
  • A.2690kN
  • B.2725kN
  • C.2750kN
  • D.2770kN
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] 所谓节点核心区受剪截面的最大承载力,就是满足截面控制条件的最大剪力。按《混凝土规范》第11.6.3条式(11.6.3)要求:节点核心区受剪截面最大受剪承载力:
[*]
(1)确定正交梁的约束系数ηi,按规定对四侧有梁约束的节点,楼板为现浇、梁柱中线重合、四侧各梁宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2,且正交方向梁的高度不小于框架梁高度的3/4时,ηj可取1.5。
(2)确定框架节点核心区的截面高度,按规定取hj=hcj;节点核心区的截面宽度,按规定当梁柱轴线重合,且bb=bc/2时,取bj=bc=600mm。
(3)将已知值代入后得:
[*]
与选项B最接近。
[点评] 根据《高规》第6.2.7条条文说明,节点核心区的验算可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行,
单选题 某10层钢筋混凝土框架结构,结构总高度38.0m,抗震设防烈度为8度,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)框架柱中某柱截面尺寸为650mm×650mm,其剪跨比为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1-69-1:采用HPB300级钢筋(fy=270N/mm2),则满足《高规》构造要求的节点核心区箍筋体积配箍率的取值与以下哪项数值最为接近?
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] (1)由图1-69知柱所配箍筋为井字复合箍,一级抗震,根据《高规》第6.4.10条第2款规定,柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区,体积配箍率不宜小于核芯区上、下柱端的较大体积配箍率。因此采用柱轴压比0.60(不利情况),查《高规》表6.4.7有柱端箍筋加密区最小配箍特征值λv=0.15。
(2)根据《高规》公式(6.4.7),注意到对柱混凝土强度等级低于C35时,应按C35计算,而C35混凝土轴心抗压强度设计值fe=16.7N/mm2,因此
ρvvfc/fyv=0.15×16.7/270=0.93%
此外,对剪跨比不大于2的柱,当采用井字复合箍时,其ρv不应小于1.2%。故选项D正确,其余均不正确。
[点评] (1)根据《高规》第6.3.10条第2款:一、二、三级框架节点核心区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08,且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%和0.4%。柱剪跨比不大于2的框架节点核心区体积配箍率不宜小于核心区上、下柱端的较大体积配箍率。
所以本题由框架节点核心区体积配箍率取值问题转化为柱端箍筋加密区体积配箍率取值问题。由本题条件,剪跨比λ=1.8<2,下柱轴压比为0.60(不利情况),故应取下柱柱端箍筋加密区体积配箍率的计算值。
(2)对柱端箍筋加密区最小体积配箍率,《高规》第6.4.7条,作了如下规定:
①柱箍筋加密区箍筋的体积配箍率,应符合下式要求:
ρ≥λvfc/fyv (1-69-1)
式中ρv-柱箍筋的体积配箍率;
λv-柱最小配箍特征值,宜按表1-69-1采用;
fc-混凝土轴心抗压强度设计值。当柱混凝土强度等级低于C35时,应按C35计算;
fyv-柱箍筋或拉筋的抗拉强度设计值。
②对一、二、三、四级框架柱,其箍筋加密区范围内箍筋的体积配箍率尚且分别不应小于0.8%、0.6%、0.4%、0.4%。
③剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%;设防烈度为9度时,不应小于1.5%。
     柱端箍筋加密区最小配箍特征值λv   表1-69-1
抗震
等级
箍筋形式 柱轴压比
≤0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.05
普通箍、复合箍 0.10 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.23  - -  
螺旋箍、复合或连续
复合螺旋箍
0.08 0.09 0.11 0.13 0.15 0.18 0.21  
-
-  
普通箍、复合箍 0.08 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.19 0.22 0.24
螺旋箍、复合或连续
复合螺旋箍
0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.22
普通箍、复合箍 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.17 0.20 0.22
螺旋箍、复合或连续
复合螺旋箍
0.05 0.06 0.07 0.09 0.11 0.13 0.15 0.18 0.20
注:普通箍指单个矩形箍或单个圆形箍;螺旋箍指单个连续螺旋箍筋;复合箍指由矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;复合螺旋箍指由螺旋与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;连续复合螺旋箍指全部螺旋箍由同一根钢筋加工而成的箍筋。
概括起来,《高规》对框架柱端箍筋加密区最小体积箍率要求的规定,采用了双控的办法:对抗震等级为一、二、三、四级框架柱,根据混凝土和钢筋强度等级,由最小配箍特征值按公式(1-69-1) ρv≥λvfc/fyv确定最小体积配箍率,同时按规定最低体积配箍率:一级不应小于0.8%,二级不应小于0.6%,三级不应小于0.4%,四级不应小于0.4%。以避免钢筋强度等级较高时,一、二、三、四级按公式(1-69-1)计算值要求偏低的情况。
柱端箍筋加密区最小体积配箍率与抗震等级、轴压比、箍筋形式有关。抗震等级越高、轴压比越小、采用普通箍或复合箍(约束混凝土能力不如螺旋等能力强),则最小体积配箍率越大。
公式(1-69-1)中,应注意当柱混凝土等级低于C35时,应按C35计算。因此,题中的提示很重要。
剪跨比不大于2的柱,其柱端箍筋加密区最小体积配箍率不应小于1.2%。
(3)此题选项B是个陷阱,虽然计算结果与之接近,但本题节点核心区的体积配箍率实际上是由《高规》第6.4.10条第2款短柱的体积配筋率控制的。
单选题 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010判断下列观点,其中何项是不正确的?
  • A.在正常使用条件下,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基本处于弹性受力状态
  • B.验算按弹性方法计算的层间位移角Δu/h是否满足规程限值要求时,其楼层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θp限值取值的因素之一
  • D.验算弹性层间位移角Δu/h限值时,第i层层间最大位移差Δui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Δui=ui,max-ui-1,max
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] 根据《高规》第3.7.1条条文说明,选项A说法正确;
根据《高规》第3.7.3条,选项B说法正确;
根据《高规》第3.7.5条,选项C说法正确。
根据《高规》第3.7.3条条文说明,Δu/h限值是指第i层和第i-1层在楼层平面各处位移差Δui=ui-ui-1中的最大值,而不是“最大值之差(Δui-ui,max-Ui-1,max)”。故选项D说法错误,为正确答案。
[点评] (1)《高规》第3.7.1条条文说明指出:
在正常使用条件下,限制高层建筑结构层间位移的主要目的有两点:
①保证主结构基本处于弹性受力状态,对钢筋混凝土结构来讲,要避免混凝土墙或柱出现裂缝;同时,将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围之内。
②保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损伤。
(2)《高规》第3.7.3条规定:
按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比△u/h宜符合以下规定:
①高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层高之比Δu/h不宜大于表1-70-1的限值;
     楼层层间最大位移与层高之比的限值   表1-70-1
结构类型 △u/h限值 结构类型 Au/h限值
框 架 1/550 筒中筒、剪力墙 1/1000
框架一剪力墙、框架一核心筒、板柱一剪力墙 1/800 除框架结构外的转换层 1/1000
②高度等于或大于250m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层高之比△u/h不宜大于1/500; ③高度在150~250m之间的高层建筑,其楼层层间最大位移与层高之比△u/h的限值按本条第1款和第2款的限值线性插入取用。 注:楼层层间最大位移△u以楼层最大的水平位移差计算,不扣除整体弯曲变形。抗震设计时,本 条规定的楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。 (3)《高规》第3.7.5条规定: 结构薄弱层(部位)层间弹塑性位移应符合下式要求: Δup≤[θp]h (1-70-1) 式中 Δup-层间弹塑性位移; [θp]-层间弹塑性位移角限值,可按表1-70-2采用;对框架结构,当轴压比小于0.40时,可提高10%;当柱子全高的箍筋构造采用比《高规》中框架柱箍筋最小含箍特征值大30%时,可提高20%,但累计不超过25%; h-层高。
    层间弹塑性位移角限值  表1-70-2
结构类别 p] 结构类别 p]
框架结构 1/50 剪力墙结构和筒中筒结构 1/120
框架一剪力墙结构、框架一核心筒结构、
板柱一剪力墙结构
1/100
除框架结构外的转换层 1/120
(4)《高规》第3.7.3条条文说明指出:
《高规》采用层间位移角Δu/h作为刚度控制指标,不扣除整体弯曲转角产生的侧移,即直接采用内力位移计算的位移输出值。
高度不大于150m的常规高度高层建筑的整体弯曲变形相对影响较小,层间位移角Δu/h的限值按不同的结构体系在1/550~1/1000之间分别取值。但当高度超过150m时,弯曲变形产生的侧移有较快增长,所以超过250m高度的建筑,层间位移角限值按1/500作为限值。150~250m之间的高层建筑按线性插入考虑。
层间位移角Δu/h的限值指最大层间位移与层高之比,第i层的Δu/h指第i层和第/-1层在楼层平面各处位移差Δui=ui-ui-1中的最大值。由于高层建筑结构在水平力作用下几乎都会产生扭转,所以Δu的最大值一般在结构单元的尽端处。
单选题 抗震设计时,烟囱的地震作用效应与其他荷载效应的基本组合承载能力极限状态表达式,以下何项说法不正确?
  • A.风荷载的组合值系数取0.20
  • B.承载力抗震调整系数,钢筋混凝土烟囱取0.9
  • C.烟囱的重要性系数不应小于1.1
  • D.由地震作用、风荷载、日照和基础倾斜引起的附加弯矩组合值系数取1.0
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] (1)《烟囱设计规范》第4.1.9条规定:地震区的烟囱尚应采用地震作用效应与其他荷载效应的基本组合,按下列承载能力极限状态设计表达式进行截面抗震验算:
γGESGEEhSEhkEvSEvkcWEγwSwkcMaESMaE≤R(·)/γRE (1-71-1)
式中γRE-承载力抗震调整系数,砖烟囱取1.0;钢筋混凝土烟囱取0.9;钢烟囱取0.8;
γEh-水平地震作用分项系数,按表1-71-1的规定采用;
γEv-竖向地震作用分项系数,按表1-71-1的规定采用;
SEhk-水平地震作用标准值的效应,按规范第5.5节的规定进行计算;
SEvk-竖向地震作用标准值的效应,按规范第5.5节的规定进行计算;
SMaE-由地震作用、风荷载、日照和基础倾斜引起的附加弯矩效应,按规范第7.2节的规定计算;
SGE-重力荷载代表值的效应,重力荷载代表值取烟囱及其构配件自重标准值和各层平台活荷载组合值之和。活荷载的组合值系数,应按表1-71-2的规定采用;
γw-风荷载分项系数,按表1-71-3的规定采用;
ψcWE-含地震作用效应的基本组合中风荷载的组合值系数,取0.20,
ψcMaE-由地震作用、风荷载、日照和基础倾斜引起的附加弯矩组合值系数,取1.0;
γGE-重力荷载分项系数,一般情况应取1.2,当重力荷载对烟囱承载能力有利时,不应大于1.0。
     地震作用分项系数    表1-71-1
地震作用 γEh γEv
仅按水平地震作用计算 1.3 0
仅按竖向地震作用计算 0 1.3
同时按水平和竖向 水平地震作用为主时 1.3 0.5
地震作用计算 竖向地震作用为主时 0.5 1.3
     计算重力荷载代表值时活荷载组合值系数   表1-71-2
活荷载种类 组合值系数
筒壁顶部平台积灰荷载 0.5
筒壁顶部平台活荷载 不计入
其余各层平台 按实际情况计算的平台活荷载 1.0
按等效均布荷载计算的平台活荷载 0.5
     荷载分项系数   表1-71-3
荷载名称 分项系数
符号 数值
永久荷载 γG 1.20 用于式(4.1.5-1) 其效应对承
1.35 用于式(4.1_ 5-2)载能力不利时
≤1.00 其效应对承载能力有利时
风荷载 γW 1.40  
平台上活荷载 γL 1.40  
由风荷载、日照及基础倾斜引起的筒身自
重对任意截面产生的附加弯矩
- - 附加弯矩的标准值和设计值按
第7.2节计算
安装检修荷载 γA 1.30  
裹冰荷载 γ1 1.40  
注:表中的式(4.1.5-1)、式(4.1.5-2)及第7.2节均是指《烟囱设计规范》 GB 50051-2002中相应的内容。
故选项A、B、D说法正确。
(2)《烟囱设计规范》第4.1.6条规定:
对安全等级为一级或设计工作寿命为100年以上的烟囱,烟囱的重要性系数γ0不应小于1.1,其他情况不应小于1.0。烟囱的设计工作寿命应同其配套使用的建(构)筑物的设计工作寿命相同。但抗震验算时不考虑烟囱的重要系数γ0(见公式1-71-1),故选项C说法错误,为本题正确答案。
单选题 关于钢筋混凝土烟囱的构造要求,以下何种说法不正确?
  • A.筒壁顶口内径D=7m的筒壁厚度,不应小于180mm
  • B.筒壁上同一水平截面内设有两个孔洞时,宜对称设置
  • C.筒壁环向钢筋的保护层厚度可取25mm
  • D.筒壁竖向钢筋的最小配筋率当双侧配筋时外侧可取0.25%,内侧可取0.20%
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] (1)《烟囱设计规范》第7.5.1条规定,钢筋混凝土烟囱筒壁的坡度、分节高度和厚度应符合下列规定:
①筒壁坡度宜采用2%,对高烟囱亦可采用几种不同的坡度;
②筒壁分节高度,应为移动模板的倍数,且不宜超过15m;
③筒壁最小厚度应符合表1-7 2-1的有关规定;
④筒壁厚度可随分节高度自下而上价梯形减薄,但同一节厚度宜相同。
     筒壁最小厚度   表1-72-1
筒壁顶口内径D(m) 最小厚度(mm) 筒壁顶口内径D(m) 最小厚度(mm)
D≤4 140 6<D≤8 180
4<D≤6 160 D>8 180+(D-8)×10
注:采用滑动模板施工时,最小厚度不宜小于160mm。 故选项A说法正确。 (2)根据《烟囱设计规范》第7.5.3条第1款,选项B说法正确。 (3)《烟囱设计规范》第7.5.4条规定,筒壁环向钢筋的保护层厚度不应小于30mm。故选项C说法错误,为本题正确答案。 (4)《烟囱设计规范》第7.5.5条规定,筒壁最小配筋率应符合表1-7 2-2的规定。
     筒壁最小配筋率(%)   表1-72-2
配筋方式 双侧配筋 单侧配筋
竖向钢筋 外侧 0.25 0.40
内侧 0.20  
环向钢筋 外侧 0.25 0.25
内侧 0.10  
注:安全等级为一级的钢筋混凝土烟囱应采用双侧配筋。
故选项D说法正确。
单选题 在超静定预应力混凝土梁桥中,下列引起结构产生次内力的因素中属于内部因素的是哪项?
  • A.预应力
  • B.墩台基础沉降
  • C.收缩与徐变
  • D.温度变化
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] (1)对结构施加预应力,往往会引起支座反力变化(次反力)因而引起结构的内部次内力,属于外部因素。 (2)墩台基础沉降、温度变化会引起结构次内力,也属于外部因素。 (3)在施工过程中发生结构体系转换时,先期结构恒载内力由于混凝土收缩和徐变作用,将不断引起次内力,对结构内力影响较大,属于内部因素。 [点评] 预应力、墩台基础沉降、温度变化会引起结构内力,都属于外部因素,混凝土收缩和徐变作用为内部因素。
单选题 两等跨等截面连续梁每跨跨长L=48m,采用先预制吊装后合龙固结的施工方法,左半跨徐变系数φ1(∞,t0)=1,右边跨的徐变系数φ2(∞,t0) =2,作用于桥上的均布恒载q=10kN/m(预制梁自重),E、I分别为该结构的弹性模量和截面抗弯惯性矩,如图1-74-1,当t=∞时中支点截面的徐变次弯矩与下列哪项数值最接近?
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] (1)选取从跨中断开的两跨简支梁作为基本结构,由于合龙前,该截面的弯矩为零,合龙固结后该截面将产生徐变次弯矩。
[*]
(2)根据结构力学原理,在赘余联系处施加一对赘余力,即随时间t变化的待定徐变次弯矩Mt,计算简图如图1-74-2所示。
(3)计算老化系数及换算弹性模量:
[*]
(4)计算常变位和载变位(图乘法):
[*]
(5)解力法方程:
[*]
[点评] 两等跨等截面的钢筋混凝土连续梁,由于徐变系数的不同,在梁自重作用下,当梁由预制吊装前的简支状态,吊装后改变为连续梁,其中间支座处因两相邻跨徐变(时间为t0至∞)的不同而产生了次弯矩。结构工程师应具有此概念。
单选题 三跨等高度箱形截面混凝土连续梁,跨径组成及横截面尺寸如图1-75-1,问按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004)计算中间支点处的腹板两侧翼缘有效宽度bm1,bm2与下列何值最接近?
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] (1)根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)第4.2.3条规定,计算中支点截面位置处的理论跨径l。
中支点:l=0.2(ls+lm)=0.2(35+40)=15m
(2)计算翼缘实际跨度与理论跨径之比bi/li,,b1=3.5m,b2=3.2m。
中支点:[*]
(3)按算得bi/li值,查JTG D62-2004图4.2.3-2,对应ρs值,按下式计算bmi
中支点:
[*]
[*]
其结果与选项C最接近。
[点评] 箱形截面梁在腹板两侧上、下翼缘的有效宽度与参数bi/li(bi为腹板两侧上、下各翼缘的实际宽度;li为理论跨径)有关,此规定不同于《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002的有关规定。
单选题 如图1-7 6-1所示,4×20m的连续梁,设全桥总汽车制动力为∑H=163kN,桥墩为双柱式加盖梁的柔性桥墩,各墩的高度均示于图中,每个墩柱直径均为D=1.2m,混凝土弹性模量Ec=2.85×107kN/m2。每个桥墩上设置双排支座,共计28个,每个支座承压面积的直径为D=0.2m,橡胶层的总厚度∑t=4cm,剪变模量G=1100kN/m2
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] (1)1号墩的抗推刚度K墩:
[*]
1号墩高l1=33.32m
[*]
(2)支座的抗推刚度:
[*]
1号墩墩顶支座的抗推刚度:
[*]
结果与选项A最为接近。
[点评] 柔性桥墩混凝土的计算简图通常假定顺桥方向为上端自由、下端固定的悬臂杆件,因此按照结构力学原理,当桥墩为等截面时,顺桥方向的抗推刚度[*](E为混凝土的弹性模量、I为桥墩顺桥方向的惯性矩、l为桥墩的计算高度)。根据材料力学橡胶支座的抗推刚度K=GA/Σt(G为橡胶支座的剪切模量、A支为支座的承压面积、∑t为橡胶层总厚度)。
单选题 计算图1-77-1所示矩形截面重力式桥墩墩身在偏心压力作用下的基底最大压应力
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] 在偏心荷载作用下墩身截面的最大和最小应力分别为 [*] 基底出现拉应力,故需进行截面的应力重分布计算 [*] 所以,图示偏心荷载作用下墩身基底最大应力为0.421MPa。 或按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)得到: [*] 此值与C最接近,故C为正确答案。 [点评] 应注意《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)第3.2.3条的规定,以上不考虑基础底面承受拉力只适用于设置在岩石上的墩台基础。这一规定较《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第3.2.2条第2款当偏心距[*]时的计算规定严格(表现在后者未规定土层类别)。
单选题 某高速公路上,一座跨度30m+40m+30m的等截面单箱单室预应力混凝土连续梁,梁高为2.5m。箱梁采用C50混凝土,桥面采用100mm沥青混凝土铺装层。结构设计计算时,竖向日照升温和竖向日照降温的模式与下列哪种模式相近(图1-78-1)?
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)第4.3.10条第3款,混凝土结构,梁高大于400mm,图4.3.10中温度梯度高度取300mm。100mm厚沥青混凝土铺装层,竖向日照正温差(升温)桥面温度梯度T1=14℃,T2=5.5℃。竖向日照反温差(降温)为正温差乘以-0.5。即T1=-7℃,T2=-2.75℃,故正确答案应为A。
[点评] 由于桥梁为露天结构,当受温度变化引起效应时应在计算中予以考虑。这与由于多数建筑结构为室内结构有所不同,结构工程师应加以注意。
单选题 某公路桥梁处于基本烈度7度的地震区,抗震验算时,水平地震系数Kh应取下列哪项数值?
  • A.0.05
  • B.0.10
  • C.0.20
  • D.0.40
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] 根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)第1.0.8条规定,对基本烈度为7度时,水平地震系数Kb应取为0.1,与B相符。
[点评] 《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)关于地震作用的确定方法与《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010的方法不相同,前者采用拟静力法、后者采用反映谱法,结构工程师应掌握其要点。
单选题 某公路桥梁处于基本烈度为9度的地震区,抗震验算时,竖向地震系数Kv应取下列哪项数值?
  • A.0.40
  • B.0.05
  • C.0.10
  • D.0.20
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] 根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)第1.0.7条规定,竖向地震系数[*],而当基本烈度为9度时,根据第1.0.8条规定,Kh=0.4,因此其竖向地震系数[*]
[点评] 关于竖向地震作用的确定方法,《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89)与《建筑抗震设计规范》GB 500011-2010也不尽相同,结构工程师应掌握两者的差别。