单选题 某五层现浇钢筋混凝土框架结构,其结构平面布置见图1-9-1;非抗震设计,r0=1.0;纵向受力钢筋采用HRB 335级钢筋,箍筋采用HPB 235级钢筋,混凝土强度等级C20;在房屋顶层,柱截面尺寸为500mm×500mm,框架梁KL-4的截面尺寸为350mm×600mm,h0=555mm。
单选题 现已算出KL-4在轴线
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 由于框架顶层边跨端节点处的受力特点与中间层边跨端节点处不同,梁支座负弯矩要取柱中心处的值。
根据《混凝土结构设计规范》公式(6.2.7-1),相对界限受压区高度ξb应按下式计算:
[*]
按规范公式(6.2.10-1)、(6.2.10-2)当不考虑受压钢筋时:
[*]
将x代入式(1-9-1)即得:
[*]
根据规范表8.5.1,梁受拉钢筋的最小配筋率不应小于0.2%和0.45 ft/fy二者中的较大值。
[*]
所以配筋是合适的,选项A正确。选项B、C、D均为计算失误。
[点评] 框架顶层边跨端节点处梁、柱的受力特点与中间层边跨端节点处梁、柱的受力特点是不同的。以梁上作用有竖向荷载的工况为例,如无外挑悬臂梁存在,则前者在节点中心处,梁、柱弯矩值相等,相当于一段90。的折梁;而后者构件的弯矩值则要按各构件的线刚度比例分配确定。鉴于上述区别,规范在9.3.7条中对框架顶层端节点处的配筋构造作出了规定,所建议的方法也是针对在以承受静力荷载为主的框架中,顶层端节点处梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋的搭接接头(见规范图9.3.7);而并非如中间层端节点那样要求梁上部纵向钢筋以锚固长度la锚入端节点中,且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,其水平投影长度不应小于0.4lab,竖直投影长度取15d。
所以框架顶层端节点处既然相当于一段90°的折梁,计算此处梁端的配筋采用梁柱节点中心处的弯矩值较为合理;而在中间层端节点处,计算梁端的配筋则采用柱边缘处的弯矩值。
单选题 现已算出KL-4的AB跨在轴线
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] (1)验算截面尺寸
根据规范第6.3.1条,当[*]梁的受剪截面应符合下列条件:
V≤0.25βcfcbh0
0.25×1.0×9.6×350×555=462000N=462kN>253kN(可)
(2)斜截面受剪承载力计算
因系整浇楼盖非独立梁,所以应按规范公式(6.3.4-2)计算。其中αcv-0.7。
此外0.7ftbh0=0.7×1.1×350×555=149572N<253kN于是从规范表9.2.9得到,当V>0.7ftbh0时,箍筋间距不应大于250mm,取250mm。
[*]
解出 Asv=173mm2
选用Φ8@250四肢箍,Asv=4×50.3=201mm2>173mm2
按规范第10.2.10条,箍筋的配筋率尚不应小于0.24ft/fyv
[*]
所以选项C正确。A、B、D三项均为箍筋配置偏多,不正确。
[点评] 对仅配置箍筋的矩形、T形和I形截面普通混凝土多弯构件的受剪承载力计算,GB50010-2010改用按公式(6.3.4-2)计算。此公式提高了受剪承载力的安全度、解决了原GB 50010-2002计算公式的繁琐和不连续问题。对此重要变更考生应熟悉它。
单选题 计算在结构尺寸图图1-11-1中,中柱K2-3在y方向地震作用下底层柱的配筋。其中柱截面尺寸为700mm×700mm,二层框架梁KL-2的截面尺寸为300mm×700mm(考虑楼板的作用,梁刚度增大系数取2.0);楼层层高见图1-11-1;混凝土强度等级,梁为C25,柱为C30,采用HRB400级钢筋。

经计算柱控制截面的调整后组合弯矩设计值M=1100kN·m,轴向压力设计值N=3700kN,且地震作用产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上;h0=655mm。
最小相对界限偏心距e0b,min/h0列入表1-11-1中,采用对称配筋。

问柱配筋
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] (1)计算柱的偏心矩e0及附加偏心矩ea
[*]
根据《混凝土结构设计规范》第6.2.5条,附加偏心距ea=max(20、700/30)=23mm,因此ei=e0+ea=297+23=320mm。
(2)计算配筋
从表1-11-1中查到对应于HRB400级钢筋的最小相对界限偏心距为0.363h0
e0h,min=0.363×655=237.8mm<e,
当受压区混凝土高度为界限值时的相应轴向压力Nb
Nb=a1fcζbbh0=1×14.3×0.518×700×655=3396293N
确定承载力抗震调整系数γaE
[*],查《混凝土结构设计规范》表11.1.6得γRE=0.8
γREN=0.8×3700×103=2960000N<Nb,由于ei>e0b,min及γREN<Nb,因此应采用规范公式(6.2.17-1)大偏心受压计算配筋,即其中σs=fy
[*]
=1590mm2与选项C最接近。其余A、B、D各选项均计算错误,不正确。
[点评] (1)《混凝土规范》第6.2.17条指出:当ξ≤ξb时为大偏心受压构件,ξ>ξb时为小偏心受压构件;由于在计算柱配筋时,As和[*]均为未知,无从计算ξ,因此不能直接利用上述条件进行判别。
清华大学庄崖屏、叶列平教授(均为《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)第7章正截面承载力计算部分的主要起草人)在规范组组织编写的《混凝土结构设计》一书中给出了如下判别方法。
取界限破坏时的受压区高度xbbh0矩形截面大偏心受压构件正截面承载力的计算公式,即规范公式(6.2.17-1)、(6.2.17-2),并取a=a',即可得界限破坏时的轴力Nb和弯矩Mb如下:
[*]
由此得到相对界限偏心距为:
[*]
分析上式得知,当构件截面尺寸和材料强度设计值给定,相对界限偏心距e0b/h0就取决于截面配筋As与[*]。且随As与[*]的减小,e0b/h0也随之减小。As与[*]取最小配筋率时可得e0b/h0的最小值e0b,min/h0。规范规定对偏心受压构件,受拉钢筋As与受压钢筋[*]按构件全截面面积计算的最小配筋率均为0.002。并近似取h=1.05h0,a'=0.05h代入公式(1-11-1),即可得对应于常用的各种混凝土强度等级及HRB 335级和HRB 400级钢筋,相对界限偏心距的最小值e0b,min/h0,即本题开题时所列入的表1-11-1中的对应数值(注:原文对受拉钢筋As按构件全截面面积计算的最小配筋率为0.002和0.45ft/fy两者中的较大者,可能系按规范中间稿的规定确定,与正式稿不符,笔者在表1-11-1中已加以改正)。当ei≤e0b,min时按小偏心受压构件计算;当ei>e0b,min时,则应按式(1-11-1)求出e0b/h0后再作出判别。
对于对称配筋的矩形截面构件,在清华大学滕智明教授主编的《钢筋混凝土基本构件》(第二版)一书中给出了判别方法:
Nb1fcbh0ξb
当ei>e0b,min或ei≤e0b,min且N>Nb时为小偏心受压构件;当ei>e0b,min且N≤Nb时为大偏心受压构件。本题即按此求解。
有关本专题的进一步讨论见[题2-9]的点评部分。
(2)实际上,我国(自20世纪50年代至90年代)一直采用上述方法判别两种偏心受压情况,但取e0b,min=0.3h0,那是建立在过去的混凝土强度水平、混凝土采用弯曲抗压强度、钢筋的品种和最小配筋率水平的基础上,现在条件变化了,因而计算方法需要修改。
单选题 某高层剪力墙结构住宅,非抗震设计,γ0=1.0;其中一矩形截面剪力墙墙肢,墙厚b=200mm,墙长h=4000mm,控制截面所承受轴向压力设计值N=6000kN,弯矩设计值M=6500kN·m(已考虑侧程产生的二阶效应的影响);混凝土强度等级C30,暗柱内的纵向受力钢筋及墙体内的分布钢筋均采用HRB335级钢筋;竖向分布钢筋为每侧18Φ8@200,暗柱采用对称配筋,问暗柱内配筋与下列哪一个数值最为接近?
提示:按《混凝土结构设计规范》计算;暗柱尺寸为200mm×400mm。
A.982mm2 B.1047mm2C.1259mm2 D.ll93mm2
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] (1)复核竖向分布钢筋的配筋率
[*]
根据《混凝土规范》第9.4.4条,非抗震设计时,竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.2%。故实配竖向分布钢筋符合规程要求,可参与受力。
(2)计算几何参数
按《混凝土结构设计规范》第6.2.19条,确定几何参数如下:
[*]
ω=hsw/h0=3600/3800=0.947
Asw=18×2×50.3=1811mm2
(3)计算e值
e0=M/N=6500×106/6000×103=1083mm
依据规范第6.2.5条
附加偏心距ea=h/30=4000/30=133mm
ei=e0+ea=1083+133=1216mm
e=ei+h/2-as=1216+4000/2-200=3016mm
(4)计算ξ值
按规范公式(6.2.19-3)
[*]
把Nsw代入式(6.2.19-1),并先假定按大偏压考虑;则[*],于是得到:
N=6000×1031fcξbh0+Nsw=1.0×14.3×200×3800ξ+1434266ξ-604113=12302266ξ-604113
解出ξ=0.537<ξb=0.55确系大偏心受压构件。
(5)计算配筋[*]
由规范公式(6.2.19-4)
[*]
将Msw公式(6.2.19-2)得:
[*]
这就是答案B。其余A、C、D都不正确。
[点评] (1)关于非抗震设计时剪力墙墙肢端部边缘构件设置的问题,对高层建筑,《高层建筑混凝土结构技术规程》第7.2.14条明确规定墙肢端部应设置构造边缘构件,并在7.2.16条对构造边缘构件的尺寸及配筋作出了规定(≥4[*]12)。对一般多层建筑,规范并未要求设置构造边缘构件,《混凝土结构设计规范》在第9.4节墙的部分中也无任何规定,仅在9.4.8条中明确:剪力墙墙肢两端应配置竖向受力钢筋;每端竖向钢筋不宜少于4根直径为12mm的钢筋或2根直径为16mm的钢筋。进一步印证了不需设置构造边缘构件,因为允许配置2[*]16钢筋是不可能形成边缘构件的。此外,从设置边缘构件的作用上来看,对非抗震设计,也无必要。
(2)混凝土剪力墙正截面偏心受压承载力计算时按《混凝土结构设计规范》第B.0.1条规定应考虑结构因侧移产生的二阶效应是否有影响问题;此外在第6.2.3条条文说明中明确:剪力墙及核心筒均可不考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的附加弯矩。考生对此应记牢。
(3)附加偏心距ea的取值在《混凝土结构设计规范》第6.2.5条中有明确的规定,但在高规中不予考虑,这确实值得商量,因为附加偏心距是客观存在,但对剪力墙墙肢而言其取值是否偏大,则也有这种可能;以本题为例,对4000mm长度的墙肢而言,wa=133mm,可能大了一些,但在当前规范的条文规定下,对剪力墙墙肢是否应当取ea=max(20,h/30),混凝土规范管理组尚未明确回答。
单选题 一矩形截面钢筋混凝土柱,柱截面尺寸b=400mm,h=450mm,柱净高hn=3.5m,内配有8Φ25钢筋(图1-13-1);经计算轴向压力设计值N=890kN,斜向剪力设计值V=200kN,剪力作用方向与x轴的夹角θ=30°,弯矩反弯点在层高范围内,非抗震设计,γ0=1.0;b0=360mm,h0=410mm;混凝土强度等级C30,箍筋采用HRB 335级钢筋。箍筋采用下列何种配置最为合理?

A.28@300(双向) B.28@240(双向)
C.36@200(双向) D.2
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] (1)求Vx、Vy
Vx=Vcosθ=200×cos30°=173.2kN
Vy=Vsinθ=200×sin30°=100kN
(2)复核截面控制条件
根据《混凝土结构设计规范》第6.3.16条,柱截面尺寸应符合下列要求:
Vx≤0.25βcfcbh0cosθ Vy≤0.25βcfchb0sinθ
0.25×1.0×14.3×400×410cos30°=508×10.3N=508kN>Vx
0.25×1.0×14.3×450×360sin30°=290×103N=290kN>Vy
均符合要求。
(3)斜截面受剪承载力计算
按规范第6.3.17条,并近似取Vux/Vuy=1.0,tanθ=tan30°=0.577,则:
[*]
依据公式(7.5.17-3)、(7.5.17-4)计算配箍
[*]
[*]
根据规范第9.3.2条第1款,箍筋直径不应小于d/4=25/4=6.25mm,并根据该条第4款,当柱截面短边尺寸不大于400mm,仅当各边纵向钢筋多于4根时,方应设置复合箍筋。因此可选用双肢箍,且箍筋直径为[*]8。
[*]
纵向钢筋配筋率[*]所以箍筋选用2[*]8@240,箍筋间距亦符合规范第9.3.2条第2款的要求。
选项B是正确的。A则是箍筋抗剪能力不足,C与D均是箍筋直径不符合规范规定。
[点评] 试验表明,矩形截面钢筋混凝土柱在斜向水平力作用下的抗剪性能与在单向水平力作用下的抗剪性能存在明显的差别,国内外的试验分析说明,其受剪承载力大致符合椭圆规律。
[*] (1-13-1)
式中Vux、Vuy为单向受力的斜截面受剪承载力设计值,即规范公式(6.3.17-3)、(6.3.17-4)。
[*]
从椭圆方程出发,可得到规范公式(6.3.17-1)、(6.3.17-2),
[*]
此二式作为复核公式可以,但无法进行设计。近似取[*]并近似认为bh0≈hb0,将其代入式(1-13-2)、式(1-13-3),并忽略λx≠λy,得到Vux≈Vuy,推得Vux/Vuy=1.0再代入式(1-13-4),得到:
[*]
于是斜向剪力可以分解为Vx、Vy单独进行受剪承载力计算,各不相关。
受剪截面控制条件在单方向水平力作用下
应为:Vx≤0.25βcfcbh0 Vy≤0.25βcfchb0
等式右边可近似视为Vuxmax=0.25βcfcb0
Vuy,max=0.25βcfchb0
并近似取bh0=hb0代入式(1-13-4)即得:
Vx≤0.25βcfcbh0cosθ,Vy≤0.25βcfchb0sinθ
此即规范公式(6.3.16-1)及(6.3.16-2)。
单选题 一跨度为15m的空腹桁架,其下弦的截面尺寸为b=220mm,h=200mm;混凝土强度等级C30,采用HRB 335级钢筋;对称配筋,上、下两边各配4
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 根据《混凝土结构设计规范》第7.1.2条公式(7.1.2-1)
[*]
根据规范公式(7.1.4-2),对偏心受拉构件有:
[*]
根据规范公式(7.1.2-2)
[*]
又由表7.1.2-1,αer=2.4,Es=2.0×105N/mm2将以上数据式(1-14-1)得:
[*]
=0.167mm
所以选项A是正确的。选项B则是αcr错误地按轴心受拉构件取用αcr=2.7所得结果;选项C是αcr取用了2.1;选项D属于计算错误。后三者都是不正确的。
单选题 一钢筋混凝土偏心受拉构件,构件截面尺寸为b=400mm,h=500mm,非抗震设计,γ0=1.0;混凝土强度等级C30,采用HRB 400级钢筋;构件内力设计值为N=1000kN,M=100kN·m,αs==40mm,非对称配筋。则所需的钢筋面积As
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] (1)判别偏心受拉类型
[*]
故轴向拉力作用在As与[*]之间,属于小偏心受拉构件。
(2)计算配筋
根据《混凝土结构设计规范》第6.2.23条第1款
[*]
分别代入公式(6.2.23-1) (6.2.23-2)得到:
[*]
(3)校核配筋率
由规范表8.5.1得知偏心受拉构件一侧的受拉钢筋最小配筋率为
[*]
均小于As与[*]的实际计算配筋。
因此选项A是正确的。选项C系按fy=300N/mm2错误计算所得,选项B、D均配筋不足。
[点评] 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)取消了2002版规范中对小偏拉混凝土构件中钢筋抗拉强度设计值应不大于300N/mm2的规定,这是由于构件的裂缝宽度已有其他有关公式加以控制,因而在承载力计算时不必限制钢筋的抗拉强度设计值,这是完全合理和正确的。考生应了解这一变更。
单选题 钢结构的承重结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计,下列哪一项属于正常使用极限状态设计的内容?
  • A.构件强度破坏
  • B.构件疲劳破坏
  • C.构件发生影响正常使用的变形
  • D.构件因过度变形而不适于继续承载
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] 根据《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)(以下简称为《钢结构规范》)的条文说明,钢结构的承载能力极限状态可以理解为结构或构件发挥允许的最大承载功能的状态;正常使用极限状态可以理解为结构或构件达到使用功能上允许的某个限值的状态。 根据《钢结构规范》第3.1.2条的规定,选项A、B、D三项均属于承载能力极限状态设计的内容。因为A、B两项发生时,构件已不能继续承受荷载的作用;D项发生时,构件因过度变形(即发生塑性变形)而使几何形状发生显著改变,构件虽未达到最大承载能力,但已彻底不能继续使用,故属于承载能力极限状态的设计范畴。C项发生时,构件出现超过《钢结构规范》规定限值的变形,可能会使房屋内部粉刷层剥落、填充墙和隔墙开裂,以及下雨时屋面积水等后果发生;过大的裂缝会影响构件的耐久性,过大的变形和裂缝还会使人们在心理上产生不安全感,等等,从而影响正常使用。所以,应通过正常使用极限状态设计来控制构件的变形,使构件的变形不超出《钢结构规范》规定的限值。故C项属结构正常使用极限状态设计的内容,因此是本题的正确的答案。
单选题 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)推荐采用的钢材牌号是下列哪一组?
  • A.3号钢、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢
  • B.Q215、0235、Q345、Q390
  • C.0235、Q295、Q345、Q390
  • D.0235、Q345、Q390、Q420
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] A组钢材牌号不是2003年版《钢结构规范》推荐采用的钢材牌号,它们是《钢结构设计规范》(GBJ 17-88)和(TJ 17-74)所推荐采用的钢材牌号。现行国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700-2006)和《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-1994)已不再使用这种钢材牌号的表示方法。 B组答案中,缺Q420牌号的低合金高强度结构钢材;碳素结构钢Q215相当于原国家标准《普通碳素结构钢技术条件》(GB 700-79)中的2号钢,除屈服强度稍低外,因其含碳量较低,塑性好,故可焊性和冷加工性(如冲压成型)均较好,也可用于常温下工作的承重结构,但由于其强度低,未被现行国家标准《钢结构规范》推荐采用。 C组答案中,缺Q420牌号的低合金高强度结构钢材;Q295牌号的钢材虽仍为低合金高强度结构钢材,因其质量等级只有A、B两种,合金元素含量大体和Q345牌号的钢材相近,塑性虽好,但因强度低,也未被现行国家标准《钢结构规范》推荐采用。
单选题 在计算下列情况的单面连接的单角钢时,钢材和连接的强度设计值应乘以折减系数,请指出哪一个折减系数用得不对?
提示:λ为长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当λ<20时,取λ=20。
  • A.按轴心受力计算强度和连接时乘以折减系数0.80
  • B.按轴心受压计算稳定性时,等边角钢乘以折减系数0.6+0.0015λ,但不大于1.0
  • C.按轴心受压计算稳定性时,短边相连的不等边角钢乘以折减系数0.5+0.0025λ,但不大于1.0
  • D.按轴心受压计算稳定性时,长边相连的不等边角钢乘以折减系数0.70
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 由于《钢结构规范》第3.4.1条规定的钢材的强度设计值和连接的强度设计值,仅适用于一般工作情况下的结构构件和连接,对于一些处于不利工作条件下的结构构件和连接,应乘以相应的折减系数以考虑不利工作条件的影响,从而简化结构构件和连接的设计计算。 (1)单面连接的单角钢拉杆 连接于节点板一侧的单角钢拉杆,只有一个肢与节点板相连,节点板传来的力不通过角钢截面形心,因而形成偏心受拉,并且绕截面两个主轴都有弯矩存在(图1-18-1)。但当拉力较大时会出现图1-18-1(b)的变形,变形逐渐增大,则杆件中部的偏心距会逐渐减小。我国在20世纪70年代的试验表明:单面连接的单角钢拉杆的极限拉力与轴心拉杆的极限拉力相差不很悬殊,一般都能达到轴心拉杆承载能力的85%左右。所以设计时可以当做轴心拉杆计算,不过要将钢材的受拉强度设计值乘以0.85的折减系数。 [*] 单角钢端部的连接焊缝,由于偏心的影响,会产生垂直于杆轴方向的弯曲应力。根据试验结果,也应将焊缝的强度设计值乘以0.85的折减系数。 《钢结构规范》第3.4.2条第1款规定,单面连接的单角钢按轴心受力计算强度和连接时,钢材的强度设计值和连接(焊缝)的强度设计值应乘以折减系数0.85。选项A仅要求乘以折减系数0.80,故选项A不符合规范要求是本题的正确答案。 (2)单面连接的单角钢压杆 单面连接的单角钢压杆,既承受轴心压力,又承受偏心弯矩,是压弯杆件。为计算简便起见,习惯上将其作为轴心压杆来进行计算,但将抗力乘以折减系数来考虑偏心弯矩的影响。不过,与单角钢拉杆不同,单角钢压杆受力变形后,杆件中部的偏心距不会逐渐减小,而是逐渐增大(图1-18-2),并且初弯曲和残余应力等初始缺陷对拉杆强度承载力的影响很小,一般可忽略不计,但对于压杆的稳定性却影响较大,不能忽略。 [*] 近年来,根据开口薄壁杆件几何非线性理论,应用有限单元法,并考虑残余应力、初始弯曲等初始缺陷的影响,对单面连接的单角钢进行了弹塑性阶段的稳定分析。这一理论分析方法得到了一系列试验结果的验证,证明具有足够的精确性。根据这一方法,可以得到《钢结构规范》第3.4.2条规定的折减系数,即: 等边单角钢应乘以折减系数:0.6+0.0015λ,但不大于1.0; 短边相连的不等边单角钢应乘以折减系数:0.5+0.0025λ,但不大于1.0; 长边相连的不等边单角钢应乘以折减系数:0.70。 由此可见,选项B、C、D均符合规范规定,故都不是本题的正确答案。
单选题 可不计算钢梁整体稳定性的条件中,下列哪一条是正确的?
  • A.有铺板(各种钢筋混凝土板和钢板)密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连能阻止梁受压翼缘的侧向位移时
  • B.钢号为Q235的H型钢简支梁,跨中无侧向支承点,荷载作用在上翼缘,其跨度与其受压翼缘宽度之比不超过20.0时
  • C.钢号为Q345的等截面工字形简支梁,跨中有侧向支承点,荷载作用在上翼缘,受压翼缘侧向支承点间的距离与其受压翼缘宽度之比不超过16.0
  • D.简支钢梁支座处是否有侧向支承并不重要,只要受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过规范规定的限值就可不计算梁的整体稳定性..
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 根据《钢结构规范》第4.2.1条第2款的规定: 选项B的简支钢梁,可不计算整体稳定性的条件是,其跨度与受压翼缘宽度之比不应超过13.0,而不是20.0故选项B是不正确的。 选项C的简支钢梁,可不计算整体稳定性的条件是,梁受压翼缘侧向支承点间的距离与其受压翼缘宽度之比不应超过[*],而不是16.0,故选项C也是不正确的。 根据《钢结构规范》第4.2.1条的条文说明,钢梁整体失去稳定时,梁将发生较大的侧向弯曲和扭转变形,因此,为了提高梁的稳定承载力,任何钢梁在其端部支承处,都应采取构造措施,以防止其端部截面侧移和扭转。当有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连、能阻止受压翼缘的侧向位移时,梁就不会丧失整体稳定,因此也就不必计算梁的整体稳定性。故选项D同样是不正确的,而选项A则是正确的答案。 《钢结构规范》第4章第2节关于简支钢梁整体稳定的理论计算公式和简化公式,其先决条件是支座符合夹支条件。所谓夹支条件,是指支座处梁截面绕强轴能自由转动且翘曲不受约束,但必须保证支座截面不能侧移和扭转。这是结构工程师在设计简支钢梁时必须特别注意处理的构造问题。
单选题 下列关于简支组合梁支承加劲肋的设置要求,哪一条是正确的?
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] (1)选项A,符合《钢结构规范》第4.3.2条第3款“梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处,宜设置支承加劲肋”的规定,是本题的正确答案。
(2)《钢结构规范》第4.3.7条指出:
1)梁的支承加劲肋,应按承受梁支座反力或固定集中荷载的轴心受压构件计算其在腹板平面外的稳定性。此受压构件的截面应包括加劲肋和加劲肋每侧[*]范围内的腹板面积,计算长度取h0
2)当梁支承加劲肋的端部为刨平顶紧时,应按其所承受的支座反力或固定集中荷载计算其端面承压应力(对突缘支座尚应符合“突缘加劲板的伸出长度不得大于其厚度的2倍”);当端部为焊接时,应按传力情况计算其焊缝应力。
3)支承加劲肋与腹板的连接焊缝,应按传力需要进行计算。
从上述规范的规定可以看出,梁支座处的加劲肋和承受固定集中荷载的支承加劲肋十分重要,不能仅按构造要求设置,除应满足相关的构造要求外,还要进行腹板平面外的稳定性计算、端面承压强度计算以及与腹板的连接焊缝计算。
由此可见,本题关于设置支承加劲肋的4条要求,除A符合规范要求,是本题的正确答案外,其余B、C、D均不符合规范要求,不是本题的正确答案。
单选题 下列钢框架结构内力分析的规定中,哪一条是正确的? A.无支撑的纯框架结构应采用二阶弹性分析 B.无支撑的纯框架结构应取一阶、二阶弹性分析的最不利内力组合来进行设计 C.有支撑框架仅进行一阶弹性分析 D.框架结构(不论有无支撑结构)可采用一阶弹性分析,当重力附加弯矩大于初始弯矩的
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] (1)根据《钢结构规范》第3.2.8条的规定,框架结构可采用一阶弹性分析;对[*]的框架结构宜采用二阶弹性分析。
这就是说,即使是无支撑的纯框架结构,当[*]时,仍可采用一阶弹性分析,不必强制要求“应”采用二阶弹性分析,故选项A不是本题的正确答案。
(2)所谓弹性分析,是指假定框架结构在弹性阶段工作,所有计算公式中的弹性模量均取为E=206×103N/mm2
所谓一阶弹性分析,是指框架分析时力的平衡条件按框架变形前的杆件轴线建立,不考虑框架位移对内力的影响;而二阶弹性分析,则是按框架变形后的杆件轴线建立力的平衡条件。
在一般情况下,当竖向荷载和水平荷载(或作用)不很大而结构侧向刚度较大时,框架结构采用一阶弹性分析可获得满足工程使用要求的较精确的计算结果。但当竖向荷载和水平荷载(或作用)很大而结构侧向刚度较弱(即[*])时,采用一阶弹性分析的结果精度较差,而采用二阶弹性分析可获得较接近结构工作实际的结果。
当框架结构采用二阶弹性分析时,应在每层柱顶附加由下式计算的假想水平力Hni
[*]
假想水平力Hni也称为概念力,是为了考虑实际框架中必然存在的初始缺陷,如柱子的初倾斜、初弯曲、残余应力和塑性变形等而假想作用在框架每层柱顶的一个水平力,用以考虑这些缺陷对框架侧移稳定的影响。
所以,在工程设计中,宜推广采用二阶弹性分析方法,但二阶弹性分析的计算工作量较一阶分析大。为了减少计算工作量,《钢结构规范》第3.2.8条对无支撑的纯框架结构,当采用二阶弹性分析时,建议各杆杆端的弯矩M可用下列近似公式进行计算:
[*]
当按公式(1-21-3)算得的α2i>1.33时,宜增大框架结构的刚度。
由此可见,一阶弹性分析和二阶弹性分析反映的是结构分析结果的精确程度问题,与工程设计中的包络设计概念完全不同。二阶弹性分析的结果比一阶弹性分析的结果精确度更高,更能反映结构的实际工作状况。采用二阶弹性分析后,不必再进行一阶弹性分析。
由上述分析可知,选项B和C也不是本题的正确答案,选项D才是本题的正确答案。
应当注意的是,在采用一阶弹性分析时,为了得到各柱柱端截面上的最不利内力设计值,通常是分别按各种荷载工况单独作用下进行内力分析,然后进行最不利内力组合而获得设计值。这是因为一阶弹性分析时可以利用叠加原理。在二阶弹性分析时,荷载与位移呈非线性关系,叠加原理不再适用。为了得到二阶弹性分析最不利的内力设计值,必须先进行荷载组合,在各种荷载组合作用下进行二阶弹性分析,在这些分析结果中选取最不利内力设计值。
单选题 下列关于抗震设计对钢结构钢材的要求,哪一项是不必要的?
  • A.钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85
  • B.钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%
  • C.钢材应具有冷弯试验的合格保证
  • D.钢材应具有良好的焊接性和合格的冲击韧性
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第3.9.2条第3款规定,抗震设计的钢结构的钢材,其物理力学性能应符合下列规定: (1)钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85; (2)钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%; (3)钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 承重钢结构用的钢材,应保证抗拉强度、伸长率、屈服强度、冲击韧性及硫、磷和碳含量的合格保证。抗震设计的钢结构的钢材,要求其屈服强度实测值不应大于其抗拉强度实测值的0.85倍,其目的是要保证结构具有足够的抗震安全储备。要求钢材具有明显的屈服台阶,伸长率不应小于20%,其目的是要保证结构构件具有足够的塑性变形能力。地震发生时,结构会承受反复的地震作用,所以抗震设计的钢结构,其钢材亦应具有冲击韧性的合格保证。 采用国外钢材时,其性能也应符合我国国家标准《抗震规范》的上述要求。 国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700-2006)中,牌号为023s的钢材分为A、B、C、D四个质量等级,其中A级既不保证碳含量合格,也不做冲击韧性试验,冷弯试验也只有在用户要求时才进行,故抗震设计的钢结构不应采用Q235-A级钢材,应采用023s-B、C、D级钢材。 国家标准《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-1994)中,牌号为Q345的钢材分为A、B、C、D、E五个质量等级,其中A级也不保证冲击韧性合格,故亦不应在抗震设计的结构中采用,只能采用Q345-B、C、D、E级钢材。 国家标准《低合金高强度结构钢》(GB/T 1591-1994)中,牌号为Q390和Q420的钢材分为A、B、C、D、E五个质量等级,由于其伸长率均不大于20%,在没有充分依据时,不建议在抗震设计的钢结构中采用。 关于冷弯试验,它是钢材塑性指标之一,同时也是衡量钢材质量的一个综合性指标。通过冷弯试验可以检验钢材颗粒组织、结晶情况和非金属夹杂物分布等缺陷,在一定程度上也是鉴定钢材焊接性能的一个指标。 由于抗震设计的钢结构,《抗震规范》要求其钢材必须具有冲击韧性的合格保证,因此只能采用Q235-B、C、D级或Q345-B、C、D、E级的钢材,而按Q235-B、C、D级或Q345-B、C、D、E级钢供货的钢材,其冷弯性能可以得到保证。故《抗震规范》对抗震设计的钢结构的钢材,不专门提出冷弯试验合格的要求。 因为一般说来,冲击韧性合格的钢材,其冷弯试验合格可以得到保证。 从以上分析可见,本题的C项要求是不必要的,因而是本题的正确答案,而A、B、D三项的要求符合规范规定,因而均不是本题的正确答案。
单选题 某大型商场入口处采用一端铰接,中间加拉杆的钢梁挑篷结构,挑梁长度l=6m(图1-23-1)。该挑梁各节点上均作用有两种集中荷载标准值Pgk和pqk,其分别为Pgk=6.0kN和Pqk=6.0kN,试计算拉杆CD的轴向拉力设计值NCD(kN)为下列何项数值?
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] 本题属于由可变荷载效应控制的组合。
由等腰三角形△ACD,可得A点到拉杆CD的中垂线距离[*]
对A点取矩,由∑MA=0得:
γ×NCD=(1.5+3+4.5+6)×(1.2pgk+1.4pqk)=15(1.2pgk+1.4pqk)
由此可求得拉杆CD的轴向拉力设计值NCD如下:
[*]
[点评] 本题首先应判断属于哪种荷载效应起控制的组合,由于由永久荷载标准值产生的节点集中力与由可变荷载标准值产生的节点集中力数值相等,故可正确判断属于由可变荷载效应起控制的组合。
其次利用荷载和三角形的几何关系,对A点取矩由ΣMA=0,即可求得拉杆CD的轴向拉力设计值NCD
单选题 与节点板单面连接的等边角钢轴心受压构件,其计算长细比λ=100,计算稳定性时,钢材强度设计值应采用下列哪项折减系数?
  • A.0.65
  • B.0.70
  • C.0.75
  • D.0.85
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] 按《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)(以下简称《钢结构规范》)第3.4.2条1款2)项,计算单面连接等边单角钢轴心受压稳定性的折减系数为: 0.6+0.0015λ=0.6+0.0015×100=0.75<1.0 [点评] 第3.4.1条所规定的强度设计值是结构处于正常工作情况下求得的,对一些工作情况不利的结构构件或连接,其强度设计值应乘以相应的折减系数。说明如下: 单面连接的受压单角钢稳定性。实际上,单面连接的受压单角钢是双向压弯的构件。为计算简便起见,习惯上将其作为轴心受压构件来计算,并用折减系数以考虑双向压弯的影响。
单选题 某简支楼盖主钢梁截面为HN500×200×10×16,Ix=4.57×108mm4,跨度l=12000mm,承受永久荷载标准值gk=8kN/m,可变荷载标准值qk=8kN/m,为改善外观条件将梁按一般规定起拱。此梁由全部荷载产生的最终挠度νT(mm)为下列哪项数值?
  • A.11.47
  • B.43.88
  • C.32.91
  • D.16.46
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 由永久荷载产生的挠度
[*]
由可变荷载产生的挠度vQ=vG=22.94mm<[vQ]=12000/500=24mm。
根据《钢结构规范》第3.5.3条的规定,起拱大小一般为永久荷载标准值加1/2可变荷载标准值所产生的挠度值,故起拱值为:
[*]
故此梁由全部荷载产生的挠度扣去起拱度后的最终挠度为:
vT=2×22.94-34.41=11.47mm<[vT]=1/400
=12000/400=30mm(见《钢结构规范》表A.1.1项次4(1))
[点评] 根据《钢结构规范》第3.5.3条规定,为改善外观条件,可将横向受力构件预先起拱。当仅为改善外观条件时,构件挠度应取在永久荷载和可变荷载作用下的挠度计算值减去起拱值。
单选题 吊杆与横梁的连接如图1-26-1所示,钢材采用Q235钢,焊条为E43型。吊杆与节点板连接的角焊缝hf=6mm;吊杆的轴心拉力设计值N=510kN。角焊缝的实际长度l1(mm)应与下列哪项数值最为接近?
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 吊杆与节点板采用4条侧面角焊缝连接。
由《钢结构规范》式(7.1.3-2)得
[*],查《钢结构规范》表3.4.1-3得[*]由此可得:
[*]
所以角焊缝的实际长度应取为l1=lw+2hf=190+2×6=202mm
[点评] 根据钢材牌号0235和E43型焊条,由《钢结构规范》表3.4.1-3可查得角焊缝的强度设计值[*]
由侧面角焊缝(作用力平行于焊缝长度方向)的强度计算公式(7.1.3-2),并考虑由4条焊缝共同承担时,可推导得每条角焊缝的计算长度为[*]。根据规范7.1.3条有关lw的注释:lw-角焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度减去2hf;由此可知每条焊缝的实际长度l1=lw+2hf,从而计算得l1=202mm,其值最接近于选项A。
单选题 已知简支轨道梁承受均布荷载和卸料设备的动荷载,其最大弯矩设计值Mx=440kN·m;采用热轧H型钢H600×200×11×17制作,78200×104mm4,Wx=2610×103mm3。当进行抗弯强度计算时,试问,梁的弯曲应力( N/mm2)应与下列哪项数值最为接近?
提示:取Wnx=Wx;钢材为Q235。
  • A.195
  • B.169
  • C.161
  • D.130
【正确答案】 C
【答案解析】[解析] 由《钢结构规范》第4.3.8条的注,型钢梁受压翼缘板自由外伸宽度b1取内圆弧起点到翼缘板边缘的距离,则其翼缘宽厚比为:
[*]
查《钢结构规范》表5.2.1得γx=1.05(承受动力荷载但不作疲劳验算),由式(4.1.1):
[*]
[*]
[点评] 本题首先应按《钢结构规范》第4.3.8条公式(4.3.8)验算梁受压翼缘宽厚比是否符合要求,翼缘板自由外伸宽度b1应按该条注的规定取值。
然后由式(4.1.1)计算该梁的抗弯强度。式中γx为截面塑性发展系数;对工字形截面取γx=1.05。
单选题 如图1-2 8-1所示的牛腿与柱用普通螺栓的连接设计。构件与螺栓的材料均为Q235号钢。采用粗制普通螺栓,螺栓直径d=16mm,孔径d0=17mm。荷载设计值F=60kN。已查得一个直径d=16mm的C级螺栓的抗拉设计承载力。求螺栓“1”所受的拉力(kN)为下列哪项数值?
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] 先求螺栓群重心处的内力。由于连接板下设置支托,故剪力由支托焊缝传递。由图可知,螺栓群承受的弯矩为:
M=F×e=60×0.5=30kN·m=30×106N·mm
由于是普通螺栓,故可假定中和轴在最下排螺栓轴线上,由此可求得螺栓“1”所受的拉力为:
[*]
[点评] 本题首先应根据连接节点的构造,确定节点的受力特点:由支托焊缝传递剪力;由螺栓承受节点弯矩引起的轴向拉力,此时假定其中和轴位于最下排螺栓轴线上而求得螺栓“1”所受的拉力。
单选题 吊车梁跨度6m,无制动结构,支承于钢柱,采用平板支座,设有二台起重量Q=16t/3.2t中级工作制(A5)软钩吊车,吊车跨度lk=31.5m,钢材采用Q235,焊条为E43型。吊车宽度B=6390mm,轮距B0=5000mm,小车重g=6.326t,吊车总重G=41.0t,最大轮压pmax=22.3t,吊车轮压及轮距见图1-29-1。吊车荷载的动力系数μ=1.05,吊车荷载的分项系数为γQ=1.40。求吊车梁的竖向最大弯矩(kN·m)和最大剪力(kN)分别与下列哪项最接近?
提示:取吊车梁的自重影响系数βw=1.03。
【正确答案】 A
【答案解析】[解析] 吊车荷载计算中,吊车荷载的动力系数μ为1.05,吊车荷载的分项系数γQ为1.40。
由此,可得吊车荷载最大轮压设计值为:
P=pγQ·Pmax=1.05×1.4×22.3×9.8=321.25kN
吊车梁产生最大弯矩的荷载位置如图1-29-2所示,梁上所有吊车荷载的合力∑p位置为:
[*]
[*]
考虑自重影响系数βw取1.03,则C点的最大弯矩为:
[*]
吊车梁产生最大剪力时的荷载位置见图1-29-3,由此可求得最大剪力为:
[*]
[*]
[点评] 首先应根据吊车最大轮压Pmax,按《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)(2006年版)第5.3.1条对工作级别为A6~A8的软钩吊车,动力系数取1.05,并考虑吊车荷载的分项系数γQ=1.4,从而算出吊车荷载最大轮压设计值P。
由于吊车荷载为移动荷载,首先应求出产生最大弯矩时各轮在吊车梁上的位置。根据材料力学对简支梁上移动诸力所产生最大弯矩的规律,欲求某力处的最大弯矩,可将合力与某力距离的等分线与梁的中心线重合时在某力下产生。
而梁的最大剪力,一般将较密集的轮子尽量靠近支座而求得。
单选题 一原木屋架下弦接头节点,其木材顺纹承压强度设计值fc=10N/mm2,该杆轴力设计值N=80kN,采用钢夹板和Φ20螺栓连接,木材斜纹承压降低系数为Φa=1,则所需螺栓个数与下列何值最接近?
  • A.5
  • B.6
  • C.10
  • D.12
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] 根据《木结构设计规范》(GB 50005-2003)公式(6.2.2)及表6.2.2,连接设计承载力计算系数kv=7.5。
每一剪切面的设计承载力为
[*]
考虑到每个螺栓有2个剪切面,则螺栓数量为
[*]
根据7.3.4条1款的要求,取6个。
[点评] 根据《木结构设计规范》第6.2.2条的规定,采用钢夹板时承载力计算系数k。取表6.2.2中螺栓的最大值7.5。根据第7.3.4条1款的要求,螺栓数量最少为6个。
单选题 对于木结构杆件,下列哪一项的要求是不正确的?
  • A.吊顶中的受弯构件的计算挠度,不应超过1/250
  • B.有冷凝水的环境的木桁架受拉杆件,可以采用齿板连接
  • C.桁架支座处的竖杆,长细比限值[λ]为120
  • D.验算桁架受压下弦杆的平面外的稳定时,杆件的计算长度l0取侧向支撑点间的距离
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] 根据《木结构设计规范》第6.3.1条的规定,有冷凝水的环境的木桁架不应采用齿板连接。 [点评] (1)选项A见《木结构设计规范》表4.2.7项次3。 (2)选项C见《木结构设计规范》表4.2.9项次1。 (3)选项D见《木结构设计规范》第4.2.8条2款。
单选题 某露天环境下,设计使用年限为100年的一木结构构件,截面为正方形,边长为185mm,按恒载验算时,此构件的抗压强度设计值调整系数φc和弹性模量调整系数仇与下列何组数据最为接近?
  • A.φc=0.713,φE=0.673
  • B.φc=0.713,φE=0.612
  • C.φc=0.648,φE=0.648
  • D.φc=0.648,φE=0.612
【正确答案】 B
【答案解析】[解析] 根据《木结构设计规范》表4.2.1-4,露天环境木材强度设计值调整系数为0.9,弹性模量调整系数为0.85,按恒载验算时强度设计值和弹性模量调整系数均为0.8。
根据《木结构设计规范》表4.2.1-5的要求,设计使用年限为100年,强度设计值和弹性模量调整系数均为0.9。
根据《木结构设计规范》第4.2.3条规定,当构件矩形截面的短边尺寸不小于150mm时,其强度设计值可以提高10%。
则强度设计值调整系数
φc=0.9×0.8×0.9×1.1=0.7128
弹性模量调整系数
φE=0.85×0.8×0.9=0.612
[点评] 根据《木结构设计规范》表4.2.1-4、表4.2.1-5和第4.2.3条查出各项系数后应连乘。
单选题 对于砌体结构中的圈梁,下列何项表述为正确?
  • A.多层砌体房屋,如果设有墙梁,若在托梁顶、墙梁顶和屋面檐口设置了圈梁,其他楼层在重要部位也增设圈梁
  • B.8度设防时,圈梁内的纵向配筋为4Φ12,如果采用高强度钢筋时可以通过强度代换减小钢筋的直径,但概数不能减少
  • C.房屋端部大房间的楼盖,采用装配式钢筋混凝土板时,板的跨度大于4.8m并与外墙平行时,外墙在板底标高位置设置了圈梁,可以满足有关构造要求
  • D.砌体结构静力计算中,刚弹性和弹性方案房屋,圈梁应与屋架、大梁等构件可靠连接
【正确答案】 D
【答案解析】[解析] 此条为《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001)(以下简称《砌体规范》)第7.1.5条2款的要求。 [点评] (1)选项A错误,按《砌体规范》第7.1.3条的要求,设有墙梁的多层砌体房屋应在托梁、墙梁顶面和檐口标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁,其他楼层处应在所有纵横墙上每层设置。 (2)选项B错误,按照《抗震规范》表7.3.4的要求,砖房圈梁配筋属于构造要求,与钢筋强度无关,配筋应满足直径和根数的要求。 (3)选项C错误,按照《抗震规范》第7.3.5条3、4款的要求,房屋端部大房间的楼盖,采用装配式钢筋混凝土板时,板的跨度大于4.8m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。