2025年注冊結(jié)構(gòu)工程師考試《結(jié)構(gòu)工程》：閱讀理解真題解析與實戰(zhàn)演練考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、閱讀以下關(guān)于某高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的描述，并回答問題。該建筑為一棟30層高的鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)，位于抗震設(shè)防烈度8度（0.20g）、場地類別II類地區(qū)。基礎(chǔ)形式初步選型為筏板基礎(chǔ)。地質(zhì)勘察報告顯示，基礎(chǔ)持力層為中等密實狀態(tài)的粘土，地基承載力特征值按規(guī)范取值為fak=220kPa。筏板基礎(chǔ)底面尺寸為40mx25m。初步計算表明，基礎(chǔ)總荷載標(biāo)準(zhǔn)值約為1.2x10^5kN，偏心距較小，基礎(chǔ)底面最大壓力標(biāo)準(zhǔn)值p_kmax計算約為300kPa。結(jié)構(gòu)工程師在審核基礎(chǔ)設(shè)計時，注意到設(shè)計單位采用了深度修正后的地基承載力特征值f_ak用于承載力計算，并考慮了基礎(chǔ)自重及覆土重量作為基礎(chǔ)底面壓力的反力進(jìn)行部分抵消。工程師要求對基礎(chǔ)抗沖切驗算和地基承載力進(jìn)行復(fù)核，重點關(guān)注持力層承載力是否足夠，并評估筏板厚度是否滿足抗沖切要求。請根據(jù)上述信息，闡述進(jìn)行地基承載力復(fù)核時需要重點考慮哪些因素？并簡述抗沖切驗算的核心內(nèi)容。二、閱讀以下關(guān)于某鋼筋混凝土框架柱配筋設(shè)計的描述，并回答問題。該框架柱位于建筑底層，承受上部結(jié)構(gòu)傳來的軸心壓力設(shè)計值N=4500kN，同時考慮地震作用下的組合彎矩設(shè)計值M=350kN·m（假設(shè)彎矩作用平面與柱截面核心區(qū)重合）。柱截面尺寸為bxh=400mmx400mm。結(jié)構(gòu)安全等級為二級，環(huán)境類別為一類。設(shè)計人員選用C40混凝土，柱主筋采用HRB400鋼筋。在進(jìn)行配筋計算時，發(fā)現(xiàn)僅按軸心受壓承載力計算所需縱筋面積較大，若按軸壓比限值配筋，則柱截面尺寸可能需要增大。設(shè)計人員考慮采用型鋼混凝土組合柱（型鋼為工字鋼），以減小截面尺寸并提高柱的受壓承載力和延性。請簡述在采用型鋼混凝土組合柱進(jìn)行設(shè)計時，相較于純鋼筋混凝土柱，其主要的優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？并說明在設(shè)計中需要考慮哪些關(guān)鍵問題。三、閱讀以下關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)梁-柱節(jié)點連接設(shè)計的描述，并回答問題。某鋼結(jié)構(gòu)廠房的框架梁與柱采用剛性連接。梁截面為工字鋼I32a，柱截面為焊接H型鋼H400x200x8x13。梁端通過高強(qiáng)度螺栓群與柱翼緣連接，螺栓材質(zhì)為8.8級，孔徑比螺栓直徑大2mm。連接處梁端翼緣經(jīng)過火焰切割并打磨平順。設(shè)計要求節(jié)點需承受的彎矩設(shè)計值M=800kN·m，剪力設(shè)計值V=200kN。在進(jìn)行螺栓連接設(shè)計時，需要驗算螺栓的抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及梁翼緣與柱翼緣之間的擠壓強(qiáng)度。同時，還需要考慮梁柱連接處的構(gòu)造措施，如設(shè)置加勁肋等，以防止梁翼緣發(fā)生局部屈曲。請說明在驗算高強(qiáng)度螺栓抗剪連接時，需要考慮哪些主要計算內(nèi)容？并簡述設(shè)置加勁肋的主要作用。四、閱讀以下關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則的描述，并回答問題。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》，某抗震設(shè)防烈度為7度（0.15g）地區(qū)的多層砌體房屋，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防類別為丙類。房屋總高度為18m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）蓋。在抗震設(shè)計中，需要滿足多道設(shè)防的原則，即在遭遇第一水準(zhǔn)地震（眾值加速度）影響時，房屋應(yīng)能滿足使用要求；遭遇第二水準(zhǔn)地震（地震基本烈度）影響時，房屋可能出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，但結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)滿足承載能力要求，保證結(jié)構(gòu)基本完好；遭遇第三水準(zhǔn)地震（罕遇地震）影響時，結(jié)構(gòu)應(yīng)具備必要的抗震承載能力，防止倒塌。請簡述在滿足“多道設(shè)防”原則時，對于該多層砌體房屋，結(jié)構(gòu)設(shè)計（特別是承重墻體設(shè)計）應(yīng)重點關(guān)注哪些方面？并說明為何要強(qiáng)調(diào)“防止倒塌”這一目標(biāo)。五、閱讀以下關(guān)于木結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用的材料描述，并回答問題。某園林景觀工程中，計劃采用木結(jié)構(gòu)作為景觀亭的屋蓋結(jié)構(gòu)。木材選用北方地區(qū)生長的落葉松（TC17A），屬于IIa類荷載耐久性等級。由于屋蓋跨度較大，且處于室外環(huán)境，受雨雪荷載影響，設(shè)計要求對木材的耐久性進(jìn)行加強(qiáng)處理?？晒┻x用的木材保護(hù)劑有CCA型、AC型和BMC型。設(shè)計人員初步選擇了CCA型保護(hù)劑進(jìn)行壓力浸漬處理，處理后的使用年限要求達(dá)到50年。請根據(jù)木材的耐久性等級和環(huán)境類別，說明選擇CCA型保護(hù)劑是否合理？并簡述在木結(jié)構(gòu)設(shè)計中，除了木材的耐久性處理外，還需要考慮哪些與材料性能相關(guān)的關(guān)鍵因素？試卷答案一、需要重點考慮的因素：1.地基承載力特征值的深度修正是否合理，特別是考慮到筏板基礎(chǔ)寬度較大（大于8m），可能需要根據(jù)規(guī)范進(jìn)行寬度修正。2.基礎(chǔ)底面壓力的分布是否均勻，偏心距是否在允許范圍內(nèi)，需要核算修正后的地基承載力設(shè)計值能否滿足p_kmax≤f_a'd的要求，其中f_a'd為深度修正后的地基承載力設(shè)計值。3.需要考慮基礎(chǔ)埋深帶來的地基承載力提高效應(yīng)，以及基礎(chǔ)自重和覆土重量對地基反力的抵消作用是否已正確計入。4.需要核算基礎(chǔ)持力層在組合荷載（包括地震作用）下的抗震承載力是否滿足要求，可能需要考慮地基土的液化可能性（雖未直接說明，但8度地區(qū)需考慮）。抗沖切驗算的核心內(nèi)容：1.確定需要驗算的部位，主要是柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處（若存在）。2.計算沖切破壞錐體的斜截面面積，其頂面為柱截面（或變階處截面）的邊長，底面為沖切破壞錐體與基礎(chǔ)底面的交線形成的長度。3.計算沖切面上的最大剪力設(shè)計值，通常取作用在沖切破壞錐體范圍內(nèi)的地基反力設(shè)計值減去沖切錐體范圍內(nèi)基礎(chǔ)自重設(shè)計值與覆土重設(shè)計值產(chǎn)生的反力。4.計算抗沖切承載力設(shè)計值，包括混凝土抗沖切強(qiáng)度計算（與混凝土軸壓強(qiáng)度、截面尺寸等因素有關(guān)）和根據(jù)抗剪強(qiáng)度計算的承載力。5.進(jìn)行抗沖切驗算，要求沖切面上的最大剪力設(shè)計值小于或等于其對應(yīng)的抗沖切承載力設(shè)計值。二、主要優(yōu)勢：1.承載力提高：型鋼提供了額外的受壓剛度和承載力，顯著提高了柱的軸心受壓承載力和偏心受壓承載力。2.延性增強(qiáng)：型鋼的存在改善了截面塑性鉸區(qū)的受力性能，有助于形成更穩(wěn)定的塑性鉸，提高了柱的延性，有利于抗震。3.截面尺寸減?。河捎谛弯摮袚?dān)了一部分壓力，可以減少混凝土的用量和截面尺寸，從而節(jié)約材料和方便施工。4.施工便捷：型鋼可以工廠預(yù)制，現(xiàn)場安裝，加快施工速度，并可能提高施工質(zhì)量。需要考慮的關(guān)鍵問題：1.節(jié)點連接設(shè)計：型鋼與混凝土、型鋼自身以及鋼筋之間的連接構(gòu)造需要可靠，確保荷載能有效傳遞。2.防火性能：需要采取有效的防火措施，保證型鋼在火災(zāi)發(fā)生時具有足夠的承載能力或變形能力。3.材料兼容性：需考慮型鋼與混凝土之間的粘結(jié)、握裹性能，以及不同材料間的長期性能變化。4.抗震構(gòu)造細(xì)節(jié)：需滿足相關(guān)的抗震構(gòu)造要求，如型鋼翼緣和腹板的厚度、焊縫質(zhì)量等。5.制作和安裝精度：型鋼混凝土組合柱對制作和安裝的精度要求較高。三、主要計算內(nèi)容：1.螺栓抗剪計算：驗算每個螺栓承受的剪力設(shè)計值是否小于其抗剪承載力設(shè)計值（單螺栓抗剪承載力設(shè)計值與螺栓材質(zhì)、直徑、孔壁質(zhì)量等級有關(guān)）。對于承壓型連接，還需驗算螺栓承壓承載力設(shè)計值。2.螺栓抗拉計算：驗算螺栓承受的拉力設(shè)計值（通常由連接處的彎矩引起）是否小于其抗拉承載力設(shè)計值（單螺栓抗拉承載力設(shè)計值與螺栓材質(zhì)、直徑有關(guān)）。3.擠壓計算：驗算梁翼緣或墊板與柱翼緣接觸面承受的擠壓壓力設(shè)計值是否小于其抗擠壓承載力設(shè)計值（與混凝土或鋼材的強(qiáng)度、接觸面面積有關(guān)）。4.高強(qiáng)度螺栓連接效率：對于摩擦型連接，需計算連接的摩擦系數(shù)，并確保連接承載力設(shè)計值滿足要求；對于承壓型連接，需考慮預(yù)緊力損失的影響。設(shè)置加勁肋的主要作用：1.提高連接區(qū)域承載能力：加勁肋可以增大承壓面積，提高梁柱翼緣連接處的局部承壓能力。2.防止梁翼緣局部屈曲：增強(qiáng)梁翼緣在彎矩作用下的穩(wěn)定性，防止其發(fā)生局部失穩(wěn)。3.改善應(yīng)力分布：加勁肋有助于將應(yīng)力更均勻地傳遞到柱翼緣，減少應(yīng)力集中。4.傳遞剪力：在某些情況下，加勁肋也可以幫助傳遞梁柱間的水平剪力。四、重點關(guān)注方面：1.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)固性：確保房屋結(jié)構(gòu)在地震作用下整體不發(fā)生傾覆、滑移或連續(xù)倒塌。2.承重墻體抗震構(gòu)造措施：對承重砌體墻體的連接（如與圈梁、構(gòu)造柱的拉結(jié)）、墻體的高厚比控制、構(gòu)造柱的設(shè)置和配筋、圈梁的設(shè)置和截面等，需滿足規(guī)范要求，以提高墻體的抗震性能和變形能力。3.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震措施：雖然要求非結(jié)構(gòu)構(gòu)件允許破壞，但仍需采取措施限制其破壞程度，避免對結(jié)構(gòu)安全造成影響，如對附屬構(gòu)件、裝飾物等進(jìn)行錨固。為何強(qiáng)調(diào)“防止倒塌”：“防止倒塌”是建筑抗震設(shè)計的最低目標(biāo)，也是最重要的目標(biāo)。倒塌將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)完全喪失使用功能，并可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。在多道設(shè)防策略中，通過提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件（特別是承重構(gòu)件）的承載力和變形能力，確保即使在遭遇罕遇地震這樣的極端事件時，結(jié)構(gòu)也能保持基本完整，避免發(fā)生不可恢復(fù)的損壞或倒塌，從而保障生命安全。這是抗震設(shè)計必須滿足的底線要求。五、選擇CCA型保護(hù)劑是否合理：CCA型保護(hù)劑（含砷、銅、鉻）具有較高的殺菌和防腐能力，歷史上是應(yīng)用最廣泛的木材保護(hù)劑之一，對于IIa類荷載耐久性等級的木材，其標(biāo)準(zhǔn)處理使用年限通?？梢赃_(dá)到50年或更長。因此，對于要求使用年限為50年的北方地區(qū)落葉松木結(jié)構(gòu)，在未考慮更優(yōu)環(huán)保型替代品的情況下，選擇CCA型保護(hù)劑是符合耐久性要求的，是合理的。但需注意CCA型保護(hù)劑含有砷，存在環(huán)境和健康風(fēng)險，其在新建建筑中的應(yīng)用可能受到更嚴(yán)格的限制或禁用，需確認(rèn)當(dāng)?shù)刈钚碌沫h(huán)保法規(guī)要求。需要考慮的關(guān)鍵因素：1.木材耐久性等級與使用環(huán)境：確認(rèn)木材的天然耐久性等級，并根據(jù)實際使用環(huán)境（如濕度、溫度、暴露情況）選擇合適的保護(hù)劑類型和處理水平。2.保護(hù)劑的類型、濃度和處理方法：不同類型的保護(hù)劑（如CCA、AC、BMC、AC