2025年注冊結(jié)構(gòu)工程師考試全真試卷結(jié)構(gòu)抗震與加固專項(xiàng)訓(xùn)練考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、某單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)安全等級為二級，抗震設(shè)防類別為丙類，位于地震烈度7度（0.10g）地區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場地類別為II類。結(jié)構(gòu)某柱（采用C30混凝土，縱筋HRB400）承受的荷載組合值如下：豎向荷載作用下柱軸力N=1000kN，地震作用下水平剪力V=150kN。試驗(yàn)算該柱在地震作用下的受剪承載力是否滿足要求（提示：可按矩形截面偏心受壓構(gòu)件計(jì)算，取剪跨比λ=1.5）。二、簡述“三水準(zhǔn)、兩階段”抗震設(shè)計(jì)方法的含義及其在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)。三、某鋼筋混凝土框架梁，跨度6m，截面尺寸b×h=300mm×600mm，采用C30混凝土，縱筋HRB400。在重力荷載代表值作用下，梁端部截面由永久荷載和可變荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值分別為V_Gk=180kN和V_qk=120kN。結(jié)構(gòu)抗震等級為三級，抗震設(shè)計(jì)烈度為8度（0.20g）。試驗(yàn)算該梁端部截面的受剪承載力是否滿足要求（提示：可按構(gòu)造要求配置箍筋）。四、說明鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件（梁、柱）在抗震設(shè)計(jì)中，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，主要有哪些不同的抗震設(shè)計(jì)考慮因素？五、某砌體結(jié)構(gòu)房屋，層數(shù)為4層，層高3m，抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)計(jì)烈度為8度（0.20g），設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場地類別為III類。墻體采用MU10燒結(jié)普通磚、M10混合砂漿砌筑，墻厚240mm。試驗(yàn)算該底層中段縱墻在地震作用下的抗震承載力是否滿足要求（提示：可簡化為豎向均布荷載作用下的偏心受壓短柱，取組合的軸向力設(shè)計(jì)值N和彎矩設(shè)計(jì)值M進(jìn)行驗(yàn)算，并考慮砌體抗震抗剪強(qiáng)度提高系數(shù)γ_v）。六、比較粘貼鋼板加固法和外包鋼加固法在結(jié)構(gòu)加固方面的主要優(yōu)缺點(diǎn)。七、簡述結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)的基本概念及其設(shè)計(jì)流程。八、某鋼筋混凝土框架柱，截面尺寸b×h=400mm×400mm，采用C40混凝土，縱筋HRB500。經(jīng)計(jì)算，該柱在重力荷載代表值作用下軸力N=2000kN，地震作用下組合的剪力設(shè)計(jì)值V=300kN，軸壓比λ_n=0.45。試驗(yàn)算該柱是否需要進(jìn)行抗震驗(yàn)算（提示：首先判斷是否屬于小偏心受壓，然后根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行受剪承載力驗(yàn)算）。試卷答案一、解析思路：根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011，查表確定抗震等級（本題已給出為三級），再根據(jù)烈度、分組、場地類別查表得到剪力增大系數(shù)β_v。對于框架柱，抗震等級三級時(shí)，柱端剪力設(shè)計(jì)值V=(V_GE+V_qE)×β_v。此處簡化處理，直接使用地震作用下的剪力V=150kN作為設(shè)計(jì)剪力進(jìn)行驗(yàn)算。按矩形截面偏心受壓構(gòu)件計(jì)算受剪承載力，需要先判斷偏心受壓類型（大偏心或小偏心），然后根據(jù)公式計(jì)算受剪承載力V_n。小偏心受壓時(shí)，受剪承載力計(jì)算需考慮軸壓比對受剪能力的不利影響。將計(jì)算得到的V_n與設(shè)計(jì)剪力V=150kN進(jìn)行比較，若V_n≥V，則滿足要求。具體計(jì)算需代入混凝土強(qiáng)度、縱筋強(qiáng)度、截面尺寸及計(jì)算參數(shù)進(jìn)行。二、解析思路：“三水準(zhǔn)、兩階段”抗震設(shè)計(jì)方法是指：1.“三水準(zhǔn)”目標(biāo)：小震不壞（水準(zhǔn)I）、中震可修（水準(zhǔn)II）、大震不倒（水準(zhǔn)III）。即在不同強(qiáng)度地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的三個(gè)不同性能目標(biāo)。2.“兩階段”設(shè)計(jì)：第一階段設(shè)計(jì)（水準(zhǔn)II對應(yīng)的性能目標(biāo)）是進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要階段，保證結(jié)構(gòu)在小震作用下基本不受損壞；第二階段設(shè)計(jì)（水準(zhǔn)III對應(yīng)的性能目標(biāo)）是對重要或高層結(jié)構(gòu)，在滿足第一階段設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)上，進(jìn)行彈塑性分析，確保在大震作用下結(jié)構(gòu)主要承重構(gòu)件不發(fā)生破壞，整體結(jié)構(gòu)有足夠的變形能力而不倒塌。該方法體現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)抗震性能的定量控制和分區(qū)設(shè)計(jì)思想，通過兩階段設(shè)計(jì)手段，實(shí)現(xiàn)三個(gè)水準(zhǔn)的抗震目標(biāo)。三、解析思路：首先，計(jì)算組合的剪力設(shè)計(jì)值V=(V_Gk+V_qk)×γ_V。根據(jù)抗震等級三級、烈度8度（0.20g）、重力荷載分項(xiàng)系數(shù)γ_G通常取1.2，水平地震作用分項(xiàng)系數(shù)γ_Eh通常取0.5（或根據(jù)組合情況取1.0，此處假設(shè)γ_Eh=0.5），則V=(180+120)×1.2×0.5=216kN。然后，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011，查表或計(jì)算得到受剪承載力計(jì)算系數(shù)（如V_c）。對于三級抗震等級的框架梁，若按構(gòu)造配置箍筋，則其受剪承載力主要取決于混凝土的抗剪能力和箍筋的構(gòu)造要求。需要檢查箍筋的配置是否滿足最小直徑、最大間距、配箍率等構(gòu)造規(guī)定。若滿足構(gòu)造要求，則梁的受剪承載力一般能夠滿足V≤V_n的要求。若需精確計(jì)算，則V_n=α_vβ_hf_cbh_0+f_tbh_0+(η_vνV_Gb+f_yvρ_vA_sv)σ_s0。由于題目提示按構(gòu)造要求配置箍筋，且未給出箍筋具體參數(shù)，故判斷承載力滿足要求基于構(gòu)造滿足。四、解析思路：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)相較于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要考慮因素包括：1.延性性能：鋼結(jié)構(gòu)需保證構(gòu)件（特別是梁、柱）具有足夠的延性，以實(shí)現(xiàn)塑性變形耗能，避免脆性破壞。設(shè)計(jì)中對構(gòu)件的極限承載力、屈服承載力以及變形能力有明確要求。2.彈塑性分析：鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)常需要進(jìn)行彈塑性分析，考慮構(gòu)件進(jìn)入塑性的性能化設(shè)計(jì)。3.連接節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度、剛度和延性對結(jié)構(gòu)整體抗震性能至關(guān)重要，節(jié)點(diǎn)的破壞往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p毀甚至倒塌，故設(shè)計(jì)中對梁柱節(jié)點(diǎn)、支撐連接等有嚴(yán)格規(guī)定。4.軸壓比限制：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸壓比限制通常比混凝土結(jié)構(gòu)更嚴(yán)格，以防止構(gòu)件過早進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)。5.材料性能：鋼材的強(qiáng)度、屈服后強(qiáng)度、延性、脆性轉(zhuǎn)變溫度等是抗震設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。6.防銹與防火：鋼結(jié)構(gòu)易銹蝕，抗震設(shè)計(jì)需考慮防銹措施；火災(zāi)下鋼材強(qiáng)度會(huì)降低，需考慮耐火設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施。五、解析思路：首先，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011，確定該房屋的抗震等級。由層數(shù)4層、層高3m、烈度8度、設(shè)計(jì)地震分組第二組、場地類別III類，查表確定抗震等級為四級。四級砌體結(jié)構(gòu)房屋，其抗震承載力驗(yàn)算要求相對較低。驗(yàn)算時(shí)，需計(jì)算組合的軸向力設(shè)計(jì)值N（由自重、活載等組合）和彎矩設(shè)計(jì)值M（由地震作用產(chǎn)生）。由于是底層中段縱墻，彎矩M=V×e，其中V為地震作用產(chǎn)生的剪力，e為偏心距。砌體抗震抗剪強(qiáng)度提高系數(shù)γ_v可根據(jù)烈度、砌體類型、構(gòu)造措施等查表確定，對于四級、MU10磚、M10砂漿，可查得γ_v值。然后，將計(jì)算得到的N、M代入《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003或GB50023中關(guān)于砌體偏心受壓構(gòu)件承載力的公式，或直接采用考慮γ_v提高的抗震受剪承載力公式進(jìn)行驗(yàn)算。將計(jì)算得到的抗震承載力F_m≥N，則滿足要求。具體計(jì)算需代入砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f、抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f_v、截面尺寸、γ_v等參數(shù)。六、解析思路：粘貼鋼板加固法和外包鋼加固法均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)加固中常用的外包鋼加固技術(shù)，但施工程序和構(gòu)造形式不同。粘貼鋼板加固法：優(yōu)點(diǎn)：施工相對簡單，對原結(jié)構(gòu)損傷較小，加固后外觀影響較小，施工周期較短。缺點(diǎn)：鋼板與混凝土之間可能存在粘結(jié)不充分的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致鋼板不能充分發(fā)揮作用；加固后的整體剛度變化可能較大，對原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大應(yīng)力重分布；受鋼板與混凝土界面抗剪能力限制，承載力提升幅度相對有限；對于已有較大裂縫或損傷的結(jié)構(gòu)，效果可能打折扣。外包鋼加固法：優(yōu)點(diǎn)：鋼板直接包裹構(gòu)件外部，對原結(jié)構(gòu)損傷?。ㄖ笇诵幕炷粒?；加固效果可靠，鋼板與構(gòu)件共同工作較好；承載力提升幅度大，變形能力也有一定提高；適用于各種形狀的構(gòu)件加固。缺點(diǎn)：施工相對復(fù)雜，濕作業(yè)量大（需混凝土填芯），施工周期較長；加固后會(huì)使構(gòu)件截面尺寸增大，對空間有影響；鋼板與混凝土之間仍需保證良好的粘結(jié)和錨固。七、解析思路：結(jié)構(gòu)抗震性能化設(shè)計(jì)是一種基于概率和損傷概念的抗震設(shè)計(jì)方法，其基本概念是：在結(jié)構(gòu)全生命周期內(nèi)，根據(jù)業(yè)主可接受的風(fēng)險(xiǎn)水準(zhǔn)，通過合理的抗震設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震作用下表現(xiàn)出預(yù)設(shè)的、可接受的性能水準(zhǔn)。設(shè)計(jì)流程通常包括：1.設(shè)定性能目標(biāo)：明確結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震（如小震、中震、大震）作用下應(yīng)達(dá)到的性能水準(zhǔn)（如完好、可修復(fù)、可繼續(xù)使用、不倒塌等）。2.性能指標(biāo)定義：為每個(gè)性能水準(zhǔn)定義具體的、可測量的性能指標(biāo)（如層間位移角、構(gòu)件變形、損傷程度等）。3.結(jié)構(gòu)分析：采用適當(dāng)?shù)姆治龇椒ǎň€性、非線性靜力、動(dòng)力時(shí)程分析等）預(yù)測結(jié)構(gòu)在不同水準(zhǔn)地震作用下的響應(yīng)，并與性能指標(biāo)進(jìn)行比較。4.設(shè)計(jì)與驗(yàn)算：若分析結(jié)果不滿足性能目標(biāo)，則需調(diào)整設(shè)計(jì)方案（如調(diào)整結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件尺寸、材料強(qiáng)度、耗能裝置等），重新進(jìn)行分析和驗(yàn)算，直至滿足所有性能目標(biāo)。5.驗(yàn)證與評估：通過模型試驗(yàn)、計(jì)算分析或?qū)嶋H地震觀測數(shù)據(jù)驗(yàn)證性能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度。八、解析思路：首先，根據(jù)軸壓比λ_n=N/A_h=2000kN/(0.4m×0.4m)=12.5，判斷偏心受壓類型。由于λ_n=12.5>0.85（對于HRB500鋼筋），屬于小偏心受壓。其次，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011，對于小偏心受壓柱，需進(jìn)行抗震受剪承載力驗(yàn)算。驗(yàn)算公式通常為V_n≤(η_vνV_Gb+f_yvρ_vA_sv)σ_s0+γ_vf_vbh_0。其中，η_vν是重力荷載作用下的剪力增大系數(shù)，ν通常取0.2；V_Gb是重力荷載作用下產(chǎn)生的剪力；f_yv是箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；ρ_vA_sv是箍筋體積配箍率；σ_s0是箍筋應(yīng)力；γ_v是砌體（此處指混凝土）抗震抗剪強(qiáng)度提高系數(shù)；f_v是混凝土抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。由于題目未給出箍筋配置參數(shù)（ρ_vA_sv）和具體混凝土抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f_v，也未明確說明是否按構(gòu)造配箍，無法直接計(jì)