2025年注冊結(jié)構(gòu)工程師考試結(jié)構(gòu)分析與設計專項訓練考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述影響混凝土強度的主要因素，并說明提高混凝土強度的主要措施。二、某簡支梁截面尺寸為b×h=200mm×500mm，采用C30混凝土，受均布荷載作用。若受拉區(qū)配置4Φ20鋼筋（fy=360N/mm2），試計算該梁承受的最大彎矩設計值（M<0xE2><0x82><0x99>）。說明計算中涉及的主要系數(shù)物理意義。三、簡述鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算中，受拉區(qū)鋼筋屈服（ε<0xE1><0xB5><0xA3>≥ε<0xE1><0xB5><0xA2>）的判別條件。若不滿足此條件，構(gòu)件可能出現(xiàn)哪些破壞形態(tài)？四、根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50010）的規(guī)定，說明受彎構(gòu)件受拉區(qū)縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度c的最小取值與哪些因素有關(guān)？并解釋保護層厚度不足可能帶來的危害。五、簡述影響鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體穩(wěn)定性的主要因素。提高鋼柱（軸心受壓構(gòu)件）整體穩(wěn)定性的有效措施有哪些？六、某軸心受壓鋼柱，截面為焊接工字型（H型鋼），截面類別為b類，柱的計算長度l<0xE2><0x82><0x90>=5.0m。材料為Q345B鋼（f=300N/mm2,fy=345N/mm2）。若柱軸心壓力設計值N=1000kN，試問該鋼柱是否需要驗算其整體穩(wěn)定性？若需驗算，請寫出驗算公式（不必計算）。若不需驗算，請說明理由。七、簡述鋼結(jié)構(gòu)梁與柱連接中，高強度螺栓連接的構(gòu)造要求有哪些？與普通螺栓連接相比，高強度螺栓連接的主要優(yōu)點是什么？八、某框架結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，某中間層框架中柱，抗震等級調(diào)整系數(shù)γ<0xE2><0x82><0x99>=1.0，柱端彎矩設計值M<0xE2><0x82><0x99>左=200kN·m，M<0xE2><0x82><0x99>右=150kN·m（均為組合值）。柱軸力設計值N=1000kN。試根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011）確定該柱端剪力設計值V<0xE2><0x82><0x99>。說明確定剪力設計值時，需要考慮哪些因素。九、簡述建筑結(jié)構(gòu)設計中，荷載組合的意義。對于一般排架結(jié)構(gòu)，豎向荷載和水平荷載（風荷載）組合時，應采用哪種荷載組合形式？請寫出該組合形式的基本表達式。十、某無梁樓板，板厚150mm，混凝土強度等級C30，板跨8m×8m。按塑性內(nèi)力重分布方法計算板跨中最大正彎矩時，板中受拉鋼筋的彎起角度一般取多大？彎起時的構(gòu)造要求有哪些？十一、簡述地基基礎(chǔ)設計中，確定地基承載力特征值（f<0xE2><0x82><0x8F>ak）的常用方法有哪些？并簡述《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》（GB50007）中根據(jù)地基承載力特征值確定地基承載力設計值（f<0xE2><0x82><0x8F>）的計算公式。十二、某建筑物地基土層自上而下依次為：①層雜填土，厚1.5m；②層粘土，厚8m，飽和重度γsat=18kN/m3，壓縮模量E<0xE1><0xB5><0xB8>=8MPa；③層粉質(zhì)粘土，厚10m，承載力特征值f<0xE2><0x82><0x8F>ak=200kPa?；A(chǔ)埋深d=1.5m，地下水位在基礎(chǔ)底面處。試估算地基土的加權(quán)平均壓縮模量E<0xE1><0xB5><0xB8>。若基礎(chǔ)底面尺寸為2m×3m，地基土承受的豎向均布荷載設計值Fk=500kN，試按承載力極限狀態(tài)設計方法，初步判斷該基礎(chǔ)是否安全（要求說明判斷依據(jù)，不必進行詳細計算）。試卷答案一、混凝土強度主要影響因素：水泥品種、標號及用量；水灰比；骨料種類、質(zhì)量、級配；養(yǎng)護條件（溫度、濕度、時間）；摻合料與外加劑。提高混凝土強度措施：采用高強度等級水泥；降低水灰比（在保證工作性前提下）；選用優(yōu)質(zhì)骨料；加強養(yǎng)護（如蒸汽養(yǎng)護）；合理使用外加劑（如早強劑、減水劑）；加強振搗和養(yǎng)護，提高密實度。二、M<0xE2><0x82><0x99>=α<0xE1><0xB5><0xA3>fbh2/α<0xE1><0xB5><0xA2>+fyAs(h?-α<0xE1><0xB5><0xA2>)/α<0xE1><0xB5><0xA2>其中：α<0xE1><0xB5><0xA3>為矩形截面受壓區(qū)高度系數(shù)，α<0xE1><0xB5><0xA3>=1-√(1-2ρ'ε<0xE1><0xB5><0xA3>/h?)（ρ'為受壓區(qū)配筋率，ε<0xE1><0xB5><0xA3>為混凝土極限壓應變，取0.0033）或查表；α<0xE1><0xB5><0xA2>為截面抵抗矩系數(shù)，α<0xE1><0xB5><0xA2>=h?/2；fb為混凝土軸心抗壓強度設計值；h為截面高度；h?為截面有效高度；fy為鋼筋抗拉強度設計值；As為受拉區(qū)鋼筋截面面積。α<0xE1><0xB5><0xA3>：表示受壓區(qū)混凝土參與受彎承載力的程度系數(shù)。α<0xE1><0xB5><0xA2>：表示截面慣性矩中，受拉區(qū)面積對中和軸的靜矩與截面總靜矩的比值，反映了截面抵抗矩的分布。三、判別條件：η<0xE2><0x82><0x99>ψM<0xE2><0x82><0x99>≤η<0xE2><0x82><0x99>γ<0xE1><0xB5><0xB3>ψfbh?<0xE1><0xB5><0xA2>c+γ<0xE1><0xB5><0xB5>fyAs其中：η<0xE2><0x82><0x99>為考慮間接鋼筋影響的重分布系數(shù)（取1.0）；ψ為受壓區(qū)混凝土強度影響系數(shù)（取1.0）；γ<0xE1><0xB5><0xB3>為受拉區(qū)鋼筋塑性影響系數(shù)（取1.0）；γ<0xE1><0xB5><0xB5>為受拉區(qū)鋼筋強度系數(shù)（取1.0）；M<0xE2><0x82><0x99>為彎矩設計值；f為混凝土軸心抗壓強度設計值；bh?<0xE1><0xB5><0xA2>c為受壓區(qū)混凝土矩形應力圖形的壓應力合力；As為受拉區(qū)鋼筋截面面積。若不滿足此條件，構(gòu)件可能出現(xiàn)：受拉區(qū)鋼筋先屈服，隨后受壓區(qū)混凝土壓潰的破壞形態(tài)（延性破壞），但受壓區(qū)混凝土過早壓潰，整體承載力降低，變形能力也較差（接近脆性破壞）。四、保護層厚度c的最小取值與：混凝土強度等級（等級越低，保護層越大）；鋼筋種類（普通鋼筋、環(huán)氧涂層鋼筋、鋼絞線等）；環(huán)境類別（影響侵蝕性）；保護層部位（室內(nèi)正常環(huán)境、露天、腐蝕環(huán)境等）。保護層不足的危害：鋼筋銹蝕（氯離子侵蝕、碳化等）；銹蝕產(chǎn)生體積膨脹導致混凝土開裂、剝落，保護層混凝土破壞；鋼筋截面削弱，承載力降低；嚴重時導致鋼筋斷裂，構(gòu)件破壞；影響結(jié)構(gòu)耐久性，縮短結(jié)構(gòu)使用壽命。五、影響因素：構(gòu)件的截面形式和尺寸；長細比（l<0xE2><0x82><0x90>/i）；構(gòu)件的支撐條件（邊界條件）；鋼材料的性質(zhì)（屈服強度、屈強比）；構(gòu)件的初始缺陷和殘余應力；是否考慮幾何非線性的影響。提高鋼柱整體穩(wěn)定性的措施：減小長細比（增大截面慣性矩i或減小計算長度l<0xE2><0x82><0x90>）；選擇更有利于整體穩(wěn)定的截面形式（如閉口截面優(yōu)于開口截面）；設置中間支撐或檁條以減小計算長度；提高鋼材強度；在受壓較大部位設置綴板或綴條；采用焊接連接（焊接質(zhì)量高，整體性好）。六、需要驗算。驗算公式：N/(φAf)≤f其中：N為軸心壓力設計值；φ為軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)（需根據(jù)λ<0xE2><0x82><0x90>查表確定，λ<0xE2><0x82><0x90>=l<0xE2><0x82><0x90>/i，i為回轉(zhuǎn)半徑）；A為構(gòu)件截面面積；f為鋼材抗壓強度設計值。判斷依據(jù)：首先需根據(jù)截面類別（b類）和λ<0xE2><0x82><0x90>查表得到穩(wěn)定系數(shù)φ，然后計算N/φA，并與f比較。若N/φA≤f，則滿足整體穩(wěn)定性要求；反之則不滿足。七、構(gòu)造要求：高強度螺栓連接處構(gòu)件接觸面需處理（如噴砂、噴丸），達到規(guī)定的處理等級；螺栓孔徑比螺栓直徑大2mm；螺栓長度適宜，使螺栓桿身和孔壁接觸緊密；連接件之間保持一定距離便于施工；外露螺栓的防腐蝕處理；根據(jù)受力情況，可能需要設置抗剪和抗拉螺栓；對于承受動力荷載的連接，螺栓間距和邊距需滿足規(guī)范要求。優(yōu)點：抗剪和抗拉承載力高；連接緊密，剛性好，變形?。皇┕に俣瓤?，安裝便捷，可拆卸；抗震性能好。八、V<0xE2><0x82><0x99>=(η<0xE2><0x82><0x99>ψ?M<0xE2><0x82><0x99>左+η<0xE2><0x82><0x99>ψ?M<0xE2><0x82><0x99>右)/h<0xE2><0x82><0x90>其中：η<0xE2><0x82><0x99>為柱端彎矩增大系數(shù)（二級框架中柱取1.5）；ψ?、ψ?為考慮柱端彎矩實際分布的不均勻系數(shù)（按規(guī)范取值，一般左、右端取相同值，如0.75）；M<0xE2><0x82><0x99>左、M<0xE2><0x82><0x99>右分別為柱端左、右彎矩設計值；h<0xE2><0x82><0x90>為柱端高度。確定剪力設計值時需考慮：地震作用下的彎矩分布不均勻性（ψ?、ψ?）；柱端彎矩增大系數(shù)（η<0xE2><0x82><0x99>）；地震影響系數(shù)（α）；柱的剛度；框架的抗側(cè)力體系布置等。九、荷載組合的意義：在結(jié)構(gòu)使用期間，結(jié)構(gòu)可能同時承受多種荷載作用，荷載組合反映了結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)下可能遇到的最不利的荷載效應組合，為結(jié)構(gòu)設計提供依據(jù)。對于一般排架結(jié)構(gòu)，豎向荷載和水平荷載（風荷載）組合時，應采用基本組合?；窘M合形式（荷載效應標準組合下的設計值）：S<0xE2><0x82><0x99>=S<0xE1><0xB5><0xA1>+γ<0xE1><0xB5><0xB3>S<0xE1><0xB5><0xA2>+γ<0xE1><0xB5><0xB5>ψ<0xE1><0xB5><0xB3>S<0xE1><0xB5><0xB4>或S<0xE2><0x82><0x99>=S<0xE1><0xB5><0xA1>+γ<0xE1><0xB5><0xB3>[S<0xE1><0xB5><0xA2>+ψ<0xE1><0xB5><0xB3>S<0xE1><0xB5><0xB4>]其中：S<0xE2><0x82><0x99>為組合后的荷載效應設計值；S<0xE1><0xB5><0xA1>為永久荷載效應標準值；S<0xE1><0xB5><0xA2>為風荷載效應標準值；S<0xE1><0xB5><0xB4>為其他可變荷載效應標準值（此處指豎向活荷載等）；γ<0xE1><0xB5><0xB3>為永久荷載分項系數(shù)；γ<0xE1><0xB5><0xB5>為可變荷載分項系數(shù)（風荷載通常取1.4）；ψ<0xE1><0xB5><0xB3>為可變荷載組合值系數(shù)。十、彎起角度一般取30°～45°。彎起時的構(gòu)造要求：彎起點離該鋼筋充分利用截面（即最大正彎矩截面）的距離不應小于0.5h?；彎起鋼筋的彎弧內(nèi)半徑不宜小于10d（d為彎起鋼筋直徑）；彎起鋼筋端部應做成平直段，其長度不宜小于20d（d為彎起鋼筋直徑），平直段應位于受拉區(qū)。（注：此處未給出具體板跨和荷載，故彎矩計算未展開，僅說明塑性內(nèi)力重分布計算原則下的彎矩值表達式及鋼筋彎起要求）十一、確定地基承載力特征值（f<0xE2><0x82><0x8F>ak）的常用方法：原位測試法（如靜力觸探試驗、標準貫入試驗、旁壓試驗）；室內(nèi)試驗法（如載荷試驗、室內(nèi)壓縮試驗）；根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗確定。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》（GB50007）確定地基承載力設計值（f<0xE2><0x82><0x8F>）的計算公式：f<0xE2><0x82><0x8F>=f<0xE2><0x82><0x8F>ak×γ<0xE1><0xB5><0xB3>（b）×γ<0xE1><0xB5><0xB3>（d）×γ<0xE1><0xB5><0xB3>（s）×γ<0xE1><0xB5><0xB3>（q）其中：f<0xE2><0x82><0x8F>ak為地基承載力特征值；γ<0xE1><0xB5><0xB3>（b）為基礎(chǔ)寬度修正系數(shù)；γ<0xE1><0xB5><0xB3>（d）為基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)；γ<0xE1><0xB5><0xB3>（s）為地基土類別修正系數(shù)；γ<0xE1><0xB5><0xB3>（q）為地下水位修正系數(shù)。十二、加權(quán)平均壓縮模量E<0xE1><0xB5><0xB8>=(h<0xE1><0xB5><0xB8>?/E<0xE1><0xB5><0xB8>?+h<0xE1><0xB5><0xB8>?/E<0xE1><0xB5><0xB8>?+...)/(h<0xE1><0xB5><0xB8>?+h<0xE1><0xB5><0xB8>?+...)E<0xE1><0xB5><0xB8>=(8MPa×8m+8MPa×10m)/(8m+10m)=8MPa判斷依據(jù)：初步估算地基承載力設計值f<0xE2><0x82><0x8F>=f<0xE2><0x82><0x8F>ak×γ<0xE1><0xB5><0xB3>（b）×γ<0xE1><0xB5><0xB3>（d）假設基礎(chǔ)寬度b>3m，則γ<0xE1><0xB5><0xB3>（b）=1+(b-3)/6=1+(2/6)=1.33假設基礎(chǔ)埋深d=1.5m>0.5m，則γ<0xE1><0xB5><0xB3>（d）=1+1.6×(1.5-0.5)/1.5=1+1.6