二级注册结构工程师高层建筑结构高耸结构及横向作用三1.docx
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二级注册结构工程师高层建筑结构高耸结构及横向作用三1
二级注册结构工程师-高层建筑结构、高耸结构及横向作用(三)-1
(总分:
100.00,做题时间:
90分钟)
一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数:
12,分数:
100.00)
某一建于城市郊区的钢筋混凝土框架-剪力墙结构,其立面与平面简图如图所示。
已知50年一遇的基本风压ω0=0.6kN/m2,基本自振周期T1=1.2s。
(分数:
4.00)
(1).试问,50m高度处的风振系数βz,与下列何项数值最为接近?
∙A.1.85
∙B.1.69
∙C.1.57
∙D.1.41
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的4.2.2条及其条文说明,建筑高度>60m的高层建筑属于对风荷载比较敏感,本建筑高度50m,基本风压仍取0.6kN/m2。
依据《建筑结构荷载规范》GB50009—2012的8.4.3条~8.4.7条计算风振系数βz。
依据8.2.1条,城市郊区地面粗糙度为B类;粗糙度B类、离地面高度50m,查表8.2.1得到风压高度变化系数μz=1.62。
[*]
[*]
上式中,α1=0.187、k=0.670是按照B类、高层建筑查表8.4.5-1得到;[*]是按照B类粗糙度、z/H=50/50=1.0查表G.0.3得到。
[*]
上式中,B类粗糙度,取kw=1.0。
[*]
[*]
故选择C。
(2).假定βz=1.5,试问,50m高度处垂直于建筑物表面的迎风面风荷载标准值(kN/m2),与下列何项数值最为接近?
提示:
按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的附录B确定风荷载体形系数,此时α=0。
∙A.0.9
∙B.1.2
∙C.0.83
∙D.1.65
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的4.2.1条,有ωk=βzμsμzω0。
由上题可得μz=1.62。
查附录B.0.1条,迎风面μs=0.80。
于是
ωk=1.5×0.8×1.62×0.6=1.17kN/m2
选择B。
有一座10层办公楼,如图所示,无库房,结构总高32m,现浇混凝土框架结构,建于8度地震区,设计地震分组为第一组,Ⅱ类场地,框架的抗震等级为一级。
地下设二层箱形地下室,地下室顶板可作为上部结构的嵌固端。
(分数:
16.00)
(1).首层框架梁AB,在某一荷载效应组合中,由荷载、地震作用在该梁A端产生的弯矩标准值如下:
永久荷载MGk=-90kN·m
楼面活荷载MQk=-40kN·m
风荷载Mwk=±20kN·m
水平地震作用MEhk=±40kN·m
其中楼面活荷载已经考虑折减。
试问,当考虑有地震参与的作用效应组合时,AB梁A端的最大组合弯矩设计值MA(kN·m),与下列何项数值最为接近?
∙A.-147.2
∙B.-184
∙C.-166.4
∙D.-176.8
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的5.6.3条、5.6.4条进行组合,组合时不考虑风荷载,且均取负值参与组合。
于是
MA=1.2×(-90-0.5×40)+1.3×(-40)=-184kN·m
选择B。
(2).首层框架柱CA在某一荷载效应组合中,由荷载、地震作用在柱底截面产生的内力标准值如下(计算时已经考虑扭转耦联):
永久荷载MGk=-20kN·m,NGk=3000kN
楼面活荷载MQk=-10kN·m,NQk=500kN
地震作用MEhk=±260kN·m,NEhk=±900kN
其中楼面活荷载已经考虑折减。
试问,当考虑有地震参与的作用效应组合时,该柱底截面最大组合轴力设计值(kN),与下列何项数值最为接近?
∙A.4400
∙B.5070
∙C.5370
∙D.5720
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的5.6.3条、5.6.4条进行组合,均取正值参与组合。
于是为1.2×(3000+0.5×500)+1.3×900=5070kN选择B。
(3).假如该榀框架为边排框架,柱CA底截面内力同上题,试问,当对柱截面进行抗震设计时,柱CA底截面最大组合弯矩设计值(kN·m),与下列何项数值最为接近?
∙A.-688
∙B.-552
∙C.-506
∙D.-607
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的5.6.3条组合,且均取负值参与组合。
于是考虑地震作用的组合弯矩值为1.2×(-20-0.5×10)+1.3×(-260)=-368kN·m再依据6.2.2条,抗震等级为一级,应乘以1.7,再考虑为角柱,乘以1.1,故1.1×1.7×(-368)=-688kN·m选择A。
(4).框架柱混凝土采用C45,柱DB断面为550mm×550mm。
假定D截面轴压力设计值N=4900kN;剪跨比λ>2。
试根据轴压比确定下列何项选择是正确的?
∙A.配普通双肢箍
∙B.沿柱全高配井字复合箍,箍筋间距不大于100mm,直径12mm,4肢箍,肢距小于200mm
∙C.加大断面至700mm×700mm
∙D.以上三种选择都不合适
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的6.4.2条,框架结构,一级时,柱轴压比限值为0.65。
截面为550mm×550mm时,柱轴压比为[*]配普通双肢箍不满足要求。
采取B项措施,轴压比限值仅提高0.10,成为0.75,仍不满足要求。
若加大截面至700mm×700mm,则[*]满足要求,故选择C。
(5).假定边排框架柱CA净高4.4m,柱截面的组合弯矩设计值为:
柱上端弯矩=490kN·m(逆时针),下端=330kN·m(逆时针),对称配筋。
此外,该柱上、下端实配的正截面受弯承载力所对应的弯矩值=720kN·m,试问,当对柱截面进行抗震设计时,柱CA端部截面的剪力设计值(kN),与下列何项数值最为接近?
∙A.559
∙B.372
∙C.508
∙D.432
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的6.2.1条~6.2.3条计算。
[*]再考虑6.2.4条,由于为角柱,将剪力设计值乘以1.1的增大系数,为432kN,故选择D。
(6).假定中间框架节点B处左右两侧梁截面尺寸均为350mm×600mm,as=a's=40mm。
节点左、右端实配弯矩设计值之和∑Mbua=912kN·m。
柱断面550mm×550mm,柱的计算高度近似取3.2m,梁柱中线无偏心。
试问,该节点核心区组合的剪力设计值Vj(kN),与下列何项数值最为接近?
∙A.1614
∙B.821
∙C.836
∙D.1438
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010的D.1.1条确定。
[*]故选择A。
(7).条件同上小题。
假定已求得梁柱节点核心区组合的剪力设计值Vj=1500kN,柱四侧梁截面宽度均大于该侧柱截面宽度的1/2,且正交方向梁高度不小于框架梁高度的3/4。
试问,根据节点核心区受剪截面承载力的要求,所采用的核心区混凝土轴心受压强度fc的计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近?
提示:
计算值与构造需要值是不同的概念。
∙A.9.4
∙B.14.3
∙C.10.3
∙D.11.9
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010的D.1.2条,bj=550mm。
依据D.1.3条,应有
[*]
将其变形,有
[*]
故选择A。
(8).该建筑物地下室抗震设计时,有以下一些见解:
①地下一层相关范围抗震等级为一级。
②地下二层抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
③地下二层抗震等级不能低于二级。
④地下一层柱截面每侧的纵向钢筋不应少于上一层柱对应侧的纵向配筋面积。
试问,下列何项选择是完全正确的?
∙A.①③
∙B.②④
∙C.③④
∙D.①②
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的3.9.5条,地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用,故为一级。
地下一层以下的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。
故选择D。
某12层剪力墙结构底层的双肢墙,如图所示。
该建筑物建于8度地震区,抗震等级二级。
结构总高36m,层高3.0m,门洞1520mm×2400mm。
采用的混凝土强度等级为C30,墙肢1正向地震作用的组合值为:
M=1800kN·m,V=320kN,N=2200kN(压力)。
(分数:
12.00)
(1).墙肢1配筋As应按下列何项计算确定?
提示:
As,即剪力墙正截面承载力所需的墙端部的受拉钢筋截面面积。
∙A.偏心受压
∙B.偏心受拉
∙C.取偏心受压和偏心受拉二者中大者
∙D.取偏心受压和偏心受拉二者中大者再乘以1.4
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的7.2.8条、7.2.9条,应选择C。
(2).已知墙肢1在正向地震作用组合内力作用下为大偏心受压(x≤ξbhw0),对称配筋,as=a's=200mm,竖向分布筋采用12@200,剪力墙竖向分布钢筋配筋率ρw=0.565%。
试问,墙肢1受压区高度x(mm),与下列何项数值最为接近?
提示:
(1)大偏心受压时,在对称配筋下,σs=fy,A'sf'y=Asσs;
(2)剪力墙为矩形截面时,Nc=α1fcbwx。
∙A.706
∙B.804
∙C.928
∙D.686
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的7.2.8条计算。
竖向分布筋总面积为
Asw=bwhw0ρw=200×(1700-200)×0.565%=1695mm2
墙肢1受压区高度为:
[*]
选择A。
(3).试问,墙肢2在T端(有翼墙端)约束边缘构件中,纵向钢筋配筋范围的面积(×105mm2)最小值,应为下列何项数值?
∙A.1.8
∙B.2.0
∙C.2.2
∙D.2.4
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的图7.2.15(b),阴影部分的面积为
A=2×300×200+200×(200+300)=1.2×105+1.0×105=2.2×105mm2
选择C。
(4).假定墙肢1、2之间的连梁断面为200mm×600mm,剪力设计值V=350kN,连梁箍筋采用HPB300,as=400mm。
试问,为满足连梁斜截面受剪承载力要求,下述的几种意见,其中何项正确?
A.配双肢箍12@100,满足抗剪要求
B.加大连梁截面高度,才能满足抗剪要求
C.对连梁进行两次塑性调幅:
内力计算前对刚度乘以折减系数0.6;内力计算后对剪力再一次折减,再乘以调幅系数0.6。
调幅后满足抗剪要求
D.配双肢箍10@100,满足抗剪要求(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]连梁跨高比为1520/600=2.53>2.5,依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的7.2.22条,截面尺寸应符合[*][*]故截面尺寸满足要求,B项错误。
依据7.2.23条的第2款,可得[*]双肢箍[*]12@100时,[*]双肢箍[*]10@100时,[*]故选择D。
(5).对于质量和刚度均对称的高层建筑进行地震作用分析时,下属何项意见正确?
∙A.可不考虑偶然偏心影响
∙B.考虑偶然偏心影响,结构总地震作用标准值应增大5%~30%
∙C.采用振型分解反应谱法计算时考虑偶然偏心影响;采用底部剪力法时则不考虑
∙D.计算双向地震作用时不考虑偶然偏心影响
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的3.3.3条及其条文说明,对于平面规则的结构,也要考虑各层质量偶然偏心,故A不正确;考虑偶然偏心的方法,是将每层的质心偏移,故B不正确;采用底部剪力法时也应考虑质量偶然偏心的影响,故C不正确;D正确。
(6).有关高层建筑结构设计的下列一些见解,其中何项是错误的?
∙A.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010适用于10层或高度28m及其以上的6~9度抗震设计的民用建筑
∙B.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010不适用于建造在危险地段场地的高层民用建筑
∙C.丙类建筑,当建筑场地为Ⅰ类时,除6度外,允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施
∙D.位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和,不宜大于上下柱端实际受弯承载力之和
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的1.0.2条,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010不仅适用于6~9度抗震设计的高层民用建筑,也适用于非抗震设计,故A错误。
依据1.0.2条,B正确。
依据该规程的4.8.1条,C正确。
根据“强柱弱梁”原则,D正确。
某一建于非地震区的12层现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构,其平、立面示意图如图所示。
其50年重现期的基本风压ω0=0.6kN/m2,地面粗糙度为C类。
该建筑物质量和刚度沿高度分布比较均匀,基本自振周期T1=1.5s。
(分数:
8.00)
(1).假定风荷载体形系数为μs,风振系数为βz,试问,承载力设计时,屋顶处垂直于建筑物表面的风荷载标准值ωk(kN/m2),与下列何项数值最为接近?
∙A.0.654βzμs
∙B.0.770βzμs
∙C.0.845βzμs
∙D.1.004βzμs
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的4.2.2条,由于高度大于60m,应按基本风压的1.1倍采用。
再依据4.2.1条计算ωk。
依据《建筑结构荷载规范》GB50009—2012的8.2.1条,离地面高度70m、地面粗糙度为C类,μz=1.28。
ωk=βzμsμzω0=βz×μs×1.28×1.1×0.6=0.845βzμs。
选择C。
(2).假定屋顶处风荷载标准值ωk=1.20μs,且在顶层层高3.5m范围内ωk均近似取顶部值计算,试问,作用在顶层总的风荷载(标准值)Wk(kN),与下列何项数值最为接近?
∙A.264.6
∙B.285.6
∙C.304.6
∙D.306.6
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的附录B.0.1条第5款,可得扇形平面的风荷载体型系数。
由下图可清楚看出左右两侧边与风向的夹角为45°。
[*]
Wk=(0.9×30+0.6×50+2×0.3×10)×1.20×3.5
=264.6kN
选择A。
上式中,若将左右两侧面的宽度以10/cos45°代入,则还需要再乘以cos45°最终化成风向的力,结果相同。
(3).计算该建筑物顶部围护结构时,试问,沿图示风向在内弧迎风面顶部的风荷载标准值ωk(kN/m2),与下列何项数值最为接近?
∙A.1.10
∙B.1.21
∙C.1.30
∙D.1.43
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]依据《建筑结构荷载规范》GB50009—2012的8.1.1条第2款,有
ωk=βgzμs1μzω0
依据8.6.1条,βgz=1.75;依据8.2.1条,离地面高度70m、地面粗糙度为C类,得到μz=1.28。
μs1参照《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的B.0.1条取为0.9。
因为是围护结构,取为50年一遇的风压。
ωk=1.75×0.9×1.28×0.6=1.21kN/m2
选择B。
(4).拟建于8度区Ⅱ类场地上的高度为60m的框架剪力墙结构,其平面布置有4个方案,各平面示意如图所示(长度单位:
m)。
该建筑物竖向体型无变化,试问,如果仅仅从结构布置方面考虑,其中哪一个方案相对比较合理?
A.B.C.D.(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的表3.4.3,设防烈度为8度时,对于A图,要求L/B≤5,今50/14<5,满足要求。
对于B图,要求l/b≤1.5,今5/3<1.67,不满足要求。
对于C图,要求L/B≤5,今50/15<5,满足要求;同时要求l/Bmax≤0.3,今5/20=0.25,满足要求。
对于D图,要求l/Bmax≤0.3,今15/35=0.43,不满足要求。
可见,A、C均能满足规范的限值要求,二者比较,A更合理,故选择A。
某一建于8度地震区的10层钢筋混凝土框架结构,抗震设防类别为丙类,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.2g,场地类别为Ⅱ类。
非承重填充墙采用砖墙,墙体较少,周期折减系数为0.7,底层层高6m,楼层屈服强度系数ξy=0.45,结构自振周期T1=1.0s,阻尼比取0.05。
(分数:
8.00)
(1).试问,当计算罕遇地震作用时,该结构的水平地震影响系数α与下列何项数值最为接近?
∙A.0.350
∙B.0.395
∙C.0.482
∙D.0.544
(分数:
2.00)
A.
B.
C.
D. √
解析:
[解析]依据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010的表5.1.4-1,罕遇地震、8度(0.2g),αmax=0.90。
依据表5.1.4-2,第一组、Ⅱ类场地,Tg=0.35,由于为8度罕遇地震,特征周期还应增加0.05s,故应取Tg=0.35+0.05=0.40s。
T1取折减后的,为0.7s。
由于阻尼比为0.05,故γ=0.9,η2=1.0。
又由于Tg<T1=0.7s<5Tg,故采用下式计算:
[*]
选择D。
若未考虑到特征周期应增加0.05s,将会得到α=0.482,错选C。
(2).假定该框架底层屈服强度系数是相邻上层该系数的0.45倍,且不考虑重力二阶效应及结构稳定方面的影响,试问,在罕遇地震作用下按弹性分析的层间位移Δue的最大值(mm),接近下列何值时才能满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010中规定的对结构薄弱层(部位)层间弹性位移的要求?
提示:
底层在罕遇地震作用下的弹塑性变形,可按《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010中的简化方法计算。
∙A.42.1
∙B.63.2
∙C.98.6
∙D.120
(分数:
2.00)
A. √
B.
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的5.5.3条、3.7.5条计算。
Δup=ηpΔue≤[θp]h
以上式中,ηp=1.5×1.9=2.85,[θp]=1/50,h=6m,于是可解出:
[*]
选择A。
若没有注意到薄弱层屈服强度系数不大于相邻层该系数平均值0.5倍时需要将表5.5.3的系数乘以1.5倍采用,则会得到63.2mm,错选B。
(3).假定由计算分析得知,该框架结构弹性等效侧向刚度。
试问,在罕遇地震作用下,底层考虑重力二阶效应的层间弹塑性位移Δu'mp,与未考虑重力二阶效应的层间弹塑性位移Δup之比,与下列何项数值最为接近?
∙A.0.55
∙B.0.83
∙C.1.07
∙D.1.22
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的5.4.1~5.4.3条,由于Di不满足公式(5.4.1-2)的要求,因此应考虑重力二阶效应的不利影响,且增大系数按照下式计算:
[*]
选择C。
(4).如图所示为地震区剪力墙结构中的某一层一字形抗震墙墙肢,采用C30混凝土。
查《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的表4.8.2,抗震等级为二级。
试问,在重力荷载代表值作用下的轴力设计值N(kN),接近于下列何项数值时仍能满足规程的轴压比要求?
∙A.2145
∙B.2574
∙C.3003
∙D.3432
(分数:
2.00)
A.
B. √
C.
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的7.2.13条,抗震等级为二级时剪力墙墙肢的轴压比限值为0.6,于是
N=μNfcA=0.6×14.3×1500×200=2574×103N=2574kN
选择B。
某12层办公楼,现浇框架-剪力墙结构,如图所示,建于8度地震区,抗震设防类别为丙类,设计地震分组为第一组,场地类别Ⅱ类,填充墙为轻质墙。
在规定的水平力作用下,结构总地震倾覆力矩M=2.2×105kN·m,其中,结构底层剪力墙部分承受的地震倾覆力矩为Ms=9.9×104kN·m。
(分数:
6.00)
(1).第4层框架梁AB在某一荷载效应组合中B端弯矩标准值为:
由永久荷载产生MGk=-82kN·m;由风荷载产生Mwk=±18kN·m;由楼面活荷载产生Mpk=-34kN·m;由水平地震作用产生MEhk=±46kN·m。
梁端负弯矩调幅15%。
试问,当考虑有地震效应组合时,该梁B端最大组合弯矩设计值MB(kN·m),与下列何项数值最为接近?
∙A.-106
∙B.-143
∙C.-152
∙D.-161
(分数:
2.00)
A.
B.
C. √
D.
解析:
[解析]依据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2010的5.6.3~5.6.4条,有地震作用效应组合时,弯矩组合值为:
M=1.2×[-82+0.5×(-34)]+1.3×(-46)=178.6kN·m调幅之后为178.6×(1-15%)=151.8kN·m,选择C。
(2).假定中柱E采用C45混凝土,剪跨比>2,配置一般(非井字、非螺旋)复合箍筋;一层柱底地震作用组合的轴压力设计值N=3680kN。
试问,柱E截面的最小
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