2024年二級注冊結(jié)構(gòu)工程師考試題庫含答案一、專業(yè)知識（上午卷）（一）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)1.某鋼筋混凝土梁，截面尺寸為\(b\timesh=250mm\times600mm\)，混凝土強度等級為\(C30\)，縱向受拉鋼筋采用\(HRB400\)級鋼筋。梁承受的彎矩設計值\(M=180kN\cdotm\)，環(huán)境類別為一類。求所需的縱向受拉鋼筋面積\(A_s\)。-解答：-首先，確定相關參數(shù)。對于\(C30\)混凝土，\(f_c=14.3N/mm^2\)，\(f_t=1.43N/mm^2\)；對于\(HRB400\)級鋼筋，\(f_y=360N/mm^2\)；環(huán)境類別為一類，梁的保護層厚度\(c=20mm\)，設\(a_s=40mm\)，則\(h_0=h-a_s=600-40=560mm\)。-由單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算公式\(M=\alpha_1f_cbx(h_0-\frac{x}{2})\)，先求\(\alpha_s=\frac{M}{\alpha_1f_cbh_0^2}\)，其中\(zhòng)(\alpha_1=1.0\)。\(\alpha_s=\frac{180\times10^6}{1.0\times14.3\times250\times560^2}\approx0.162\)-求\(\xi=1-\sqrt{1-2\alpha_s}=1-\sqrt{1-2\times0.162}\approx0.177\lt\xi_b=0.55\)（適筋梁條件滿足）。-再根據(jù)\(x=\xih_0=0.177\times560=99.12mm\)。-最后由\(A_s=\frac{\alpha_1f_cbx}{f_y}=\frac{1.0\times14.3\times250\times99.12}{360}\approx976mm^2\)。2.某鋼筋混凝土柱，截面尺寸為\(b\timesh=400mm\times400mm\)，采用\(C25\)混凝土，\(HRB335\)級鋼筋，柱的計算長度\(l_0=4m\)，承受軸向壓力設計值\(N=1200kN\)，彎矩設計值\(M=200kN\cdotm\)。求該柱的縱向鋼筋面積\(A_s=A_s'\)。-解答：-確定參數(shù)：\(f_c=11.9N/mm^2\)，\(f_y=f_y'=300N/mm^2\)，設\(a_s=a_s'=40mm\)，則\(h_0=h-a_s=400-40=360mm\)。-計算偏心距\(e_0=\frac{M}{N}=\frac{200\times10^6}{1200\times10^3}\approx167mm\)，附加偏心距\(e_a=\max\{20mm,\frac{h}{30}\}=\max\{20mm,\frac{400}{30}\}\approx20mm\)，初始偏心距\(e_i=e_0+e_a=167+20=187mm\)。-計算偏心距增大系數(shù)\(\eta\)，\(\zeta_1=\frac{0.5f_cA}{N}=\frac{0.5\times11.9\times400\times400}{1200\times10^3}\approx0.793\)，\(l_0/h=\frac{4000}{400}=10\lt15\)，\(\zeta_2=1.0\)。\(\eta=1+\frac{1}{1400\frac{e_i}{h_0}}(\frac{l_0}{h})^2\zeta_1\zeta_2=1+\frac{1}{1400\times\frac{187}{360}}\times10^2\times0.793\times1.0\approx1.10\)。-偏心距\(e=\etae_i+\frac{h}{2}-a_s=1.10\times187+\frac{400}{2}-40=365.7mm\)。-按對稱配筋計算，\(x=\frac{N}{\alpha_1f_cb}=\frac{1200\times10^3}{1.0\times11.9\times400}\approx252mm\gt\xi_bh_0=0.55\times360=198mm\)，屬于小偏心受壓。-利用小偏心受壓構(gòu)件的近似公式計算\(A_s=A_s'\)，經(jīng)過一系列計算（此處省略詳細中間步驟）可得\(A_s=A_s'\approx1520mm^2\)。（二）鋼結(jié)構(gòu)1.某軸心受拉構(gòu)件，截面為\(2L100\times8\)（等邊角鋼），鋼材為\(Q235-B\)，承受的軸心拉力設計值\(N=300kN\)。試驗算該構(gòu)件的強度。-解答：-查型鋼表得\(2L100\times8\)的截面面積\(A=2\times15.63cm^2=31.26cm^2=3126mm^2\)。-鋼材\(Q235-B\)的抗拉強度設計值\(f=215N/mm^2\)。-構(gòu)件的正應力\(\sigma=\frac{N}{A}=\frac{300\times10^3}{3126}\approx96N/mm^2\ltf=215N/mm^2\)，所以該構(gòu)件的強度滿足要求。2.某焊接工字形截面簡支梁，跨度\(l=6m\)，梁上作用均布荷載設計值\(q=30kN/m\)（包括自重），鋼材為\(Q345\)，截面尺寸為\(h=600mm\)，\(b=250mm\)，\(t_w=8mm\)，\(t_f=12mm\)。驗算該梁的整體穩(wěn)定性。-解答：-首先計算梁的最大彎矩\(M_{max}=\frac{1}{8}ql^2=\frac{1}{8}\times30\times6^2=135kN\cdotm\)。-確定梁的整體穩(wěn)定系數(shù)\(\varphi_b\)，根據(jù)相關規(guī)范公式計算（過程較復雜，此處省略部分中間步驟），對于該焊接工字形截面簡支梁，\(\varphi_b\)可通過查相關表格或公式計算得到\(\varphi_b\approx0.9\)。-鋼材\(Q345\)的抗彎強度設計值\(f=310N/mm^2\)。-梁的整體穩(wěn)定驗算\(\frac{M_{max}}{\varphi_bW_x}\)，先計算梁的凈截面模量\(W_x\)（根據(jù)截面尺寸計算），假設\(W_x=1.2\times10^6mm^3\)。\(\frac{M_{max}}{\varphi_bW_x}=\frac{135\times10^6}{0.9\times1.2\times10^6}=125N/mm^2\ltf=310N/mm^2\)，所以該梁的整體穩(wěn)定性滿足要求。二、專業(yè)知識（下午卷）（一）地基與基礎1.某條形基礎，寬度\(b=2m\)，埋深\(d=1.5m\)，地基土為粉質(zhì)黏土，重度\(\gamma=18kN/m^3\)，黏聚力\(c=15kPa\)，內(nèi)摩擦角\(\varphi=20^{\circ}\)。試按太沙基公式計算地基的極限承載力\(p_{u}\)。-解答：-太沙基公式\(p_{u}=cN_c+\gammadN_q+\frac{1}{2}\gammabN_{\gamma}\)。-根據(jù)內(nèi)摩擦角\(\varphi=20^{\circ}\)，查太沙基承載力系數(shù)表得\(N_c=17.69\)，\(N_q=7.44\)，\(N_{\gamma}=5.00\)。-代入數(shù)據(jù)計算：\(p_{u}=15\times17.69+18\times1.5\times7.44+\frac{1}{2}\times18\times2\times5.00\)\(=265.35+200.88+90\)\(=556.23kPa\)。2.某獨立基礎，底面尺寸為\(2m\times3m\)，基礎頂面作用豎向荷載設計值\(F=1500kN\)，力矩設計值\(M=200kN\cdotm\)（沿長邊方向）。求基礎底面邊緣的最大和最小壓力。-解答：-基礎自重和基礎上土重\(G=\gamma_GAd\)，假設\(\gamma_G=20kN/m^3\)，\(d=1.5m\)，則\(G=20\times2\times3\times1.5=180kN\)。-合力\(N=F+G=1500+180=1680kN\)。-偏心距\(e=\frac{M}{N}=\frac{200}{1680}\approx0.119m\lt\frac{6}=\frac{3}{6}=0.5m\)（\(b\)為基礎長邊）。-基礎底面邊緣的最大壓力\(p_{max}=\frac{N}{A}(1+\frac{6e})=\frac{1680}{2\times3}(1+\frac{6\times0.119}{3})\)\(=280\times(1+0.238)=346.64kPa\)。-基礎底面邊緣的最小壓力\(p_{min}=\frac{N}{A}(1-\frac{6e})=\frac{1680}{2\times3}(1-\frac{6\times0.119}{3})\)\(=280\times(1-0.238)=213.36kPa\)。（二）高層建筑結(jié)構(gòu)1.某\(10\)層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，首層層高\(4.5m\)，其余各層層高\(3.6m\)，建筑場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組，抗震設防烈度為\(7\)度（\(0.1g\)）。已知結(jié)構(gòu)的基本自振周期\(T_1=1.0s\)，試計算結(jié)構(gòu)的水平地震作用標準值。-解答：-根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》，查地震影響系數(shù)曲線相關參數(shù)。對于Ⅱ類場地，第一組，\(7\)度（\(0.1g\)），\(\alpha_{max}=0.08\)，\(T_g=0.35s\)。-因為\(T_g\ltT_1=1.0s\lt5T_g=1.75s\)，地震影響系數(shù)\(\alpha=(\frac{T_g}{T_1})^{\gamma}\eta_2\alpha_{max}\)，其中\(zhòng)(\gamma=0.9\)，\(\eta_2=1.0\)。\(\alpha=(\frac{0.35}{1.0})^{0.9}\times1.0\times0.08\approx0.03\)。-假設結(jié)構(gòu)的總重力荷載代表值\(G_{eq}=0.85G\)，\(G\)為結(jié)構(gòu)總重力荷載，設\(G=80000kN\)，則\(G_{eq}=0.85\times80000=68000kN\)。-結(jié)構(gòu)的水平地震作用標準值\(F_{Ek}=\alphaG_{eq}=0.03\times68000=2040kN\)。2.某高層剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻厚度\(t=200mm\)，混凝土強度等級為\(C35\)，在水平地震作用下，某片剪力墻的底部截面承受的彎矩設計值\(M=3000kN\cdotm\)，剪力設計值\(V=800kN\)。驗算該剪力墻的斜截面受剪承載力。-解答：-確定參數(shù)：\(f_c=16.7N/mm^2\)，\(f_t=1.57N/mm^2\)。