2025年注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師考試結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范深度解析試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010）中，受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算的基本假定有哪些？并說明其中一條假定在計(jì)算中的具體體現(xiàn)。二、根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010），解釋什么是受彎構(gòu)件的受剪承載力？影響受彎構(gòu)件受剪承載力的主要因素有哪些？請(qǐng)列舉其中三個(gè)因素并簡(jiǎn)述其影響。三、某簡(jiǎn)支梁，跨度6m，截面尺寸b×h=200mm×500mm，承受均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10kN/m（含自重），均布活載標(biāo)準(zhǔn)值qk=15kN/m。采用C30混凝土，HRB400鋼筋。試問：1.該梁按單筋矩形截面計(jì)算，其最大彎矩設(shè)計(jì)值M（考慮荷載組合系數(shù)γG=1.2，γQ=1.4）為多少？2.若按上述彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行配筋，請(qǐng)計(jì)算所需受拉鋼筋截面面積As，并說明按構(gòu)造要求配筋時(shí)，最小配筋率ρmin應(yīng)滿足什么條件？若采用HRB400鋼筋，則最小鋼筋直徑和根數(shù)建議為多少？四、簡(jiǎn)述《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017）中，梁腹板設(shè)置加勁肋的主要目的。并分別說明用于提高抗剪承載力的加勁肋（焊透的縱向加勁肋）和用于構(gòu)造要求的加勁肋（橫向加勁肋）的設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)。五、某軸心受壓柱，截面為工字型（I50b），材料為Q345鋼，柱凈高Hn=5m。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017），請(qǐng)簡(jiǎn)述如何驗(yàn)算該柱的整體穩(wěn)定（即彎矩作用平面內(nèi)和平面外的整體穩(wěn)定性）。并指出影響該柱整體穩(wěn)定性的主要因素有哪些（至少列出三個(gè)）。六、根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007），簡(jiǎn)述地基承載力特征值（fk）的確定方法有哪些？并說明在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算中，如何根據(jù)地基承載力特征值確定地基承載力設(shè)計(jì)值（f）？七、某框架結(jié)構(gòu)底層中柱，承受上部傳來軸心荷載設(shè)計(jì)值N=2500kN，基礎(chǔ)埋深d=1.5m，基礎(chǔ)底面尺寸為2m×2m。地基土為粘性土，基礎(chǔ)底面以下地基承載力特征值fk=180kPa，基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均容重γm=18kN/m3，地下水位在基礎(chǔ)底面處。請(qǐng)計(jì)算該柱基礎(chǔ)底面處的附加壓力pa。八、簡(jiǎn)述《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003）中，砌體抗壓強(qiáng)度影響的因素有哪些？并說明這些因素是如何影響砌體抗壓強(qiáng)度的。九、某窗間墻截面尺寸為1200mm×240mm，采用MU10燒結(jié)普通磚和M5水泥砂漿砌筑，墻高H=4.8m。根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50003），請(qǐng)驗(yàn)算該墻的高厚比是否滿足要求？[取砂漿強(qiáng)度等級(jí)影響系數(shù)γβ=1.0，墻體的允許高厚比限值[β]=24]。若不滿足，可采取哪些措施使其滿足要求？十、根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011），簡(jiǎn)述什么是建筑的抗震設(shè)防類別？并說明確定建筑抗震設(shè)防類別的主要依據(jù)有哪些？試卷答案一、受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算的基本假定包括：1.截面上的應(yīng)力分布按平截面假定，即正截面上任一點(diǎn)的平均應(yīng)變沿截面高度成線性變化。2.不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土僅考慮其受壓性能，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力圖形簡(jiǎn)化為矩形應(yīng)力圖（或采用更精確的曲線應(yīng)力圖，如《規(guī)范》推薦的三次拋物線加矩形應(yīng)力圖）。3.鋼筋應(yīng)力與其應(yīng)變之比（即彈性模量E_s與屈服強(qiáng)度fy之比）保持不變，鋼筋應(yīng)力達(dá)到抗拉或抗壓屈服強(qiáng)度時(shí)，其應(yīng)變可假定等于其條件屈服應(yīng)變。其中，平截面假定在計(jì)算中的具體體現(xiàn)是：通過建立截面上應(yīng)變分布的線性關(guān)系（ε?=αε_(tái)c），結(jié)合材料本構(gòu)關(guān)系（σ-c曲線或簡(jiǎn)化曲線）和內(nèi)外力平衡方程，推導(dǎo)出正截面受彎承載力計(jì)算的基本公式，如矩形截面受彎承載力公式M=α?f_cbx(h?-x)。二、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010）中，受彎構(gòu)件的受剪承載力是指構(gòu)件抵抗斜截面破壞的能力。影響受彎構(gòu)件受剪承載力的主要因素包括：1.荷載條件：剪力設(shè)計(jì)值的大小直接影響受剪承載力需求。2.混凝土強(qiáng)度：混凝土抗壓強(qiáng)度f_c是決定無腹筋梁或組合截面受剪承載力的主要因素之一。3.截面幾何特征：截面有效高度h?、腹筋截面面積（對(duì)有腹筋梁）等影響剪應(yīng)力分布和承載力。三、1.計(jì)算荷載組合設(shè)計(jì)值：q=1.2×10+1.4×15=42kN/m。計(jì)算跨中彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：M_k=qk(l/2)2=10×(6/2)2+15×(6/2)2=270kN·m。計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值：M=γG·M_k+γQ·M_k=1.2×270+1.4×270=648kN·m。2.按單筋矩形截面計(jì)算：混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f_c=14.3N/mm2。鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f_y=360N/mm2。截面有效高度：h?=h-a_s≈500-35=465mm（假定一層鋼筋，a_s=35mm）。計(jì)算受拉鋼筋截面面積：As=M/(0.9·f_c·b·h?)=648×10?/(0.9×14.3×200×465)≈981mm2。最小配筋率要求：ρ_min=α?ρ_min_base=0.45·f_t/f_y=0.45×1.43/360≈0.0179。取ρ_min=0.015。最小鋼筋面積：A_s_min=ρ_min·b·h?=0.015×200×465≈1395mm2。按構(gòu)造要求配筋時(shí)，As≥A_s_min，即需≥1395mm2。若采用HRB400鋼筋，直徑選擇需滿足最小直徑要求（≥10mm），且根數(shù)和排布需保證實(shí)際配筋率不低于最小配筋率。建議選用4Φ20鋼筋，單排布置，實(shí)際配筋面積A_s=4×314=1256mm2，不滿足最小面積要求。建議選用4Φ22鋼筋，單排布置，實(shí)際配筋面積A_s=4×484=1936mm2，滿足A_s≥1395mm2的要求。也可選用5Φ16鋼筋，單排布置，實(shí)際配筋面積A_s=5×201=1005mm2，不滿足要求。因此，4Φ22是較合適的選筋方案。四、梁腹板設(shè)置加勁肋的主要目的是：1.提高腹板的抗剪承載力，防止腹板因剪應(yīng)力過大發(fā)生剪切破壞。2.防止腹板發(fā)生局部屈曲（剪切屈曲）。用于提高抗剪承載力的加勁肋（通常是位于梁腹板中部區(qū)域的縱向加勁肋，且常設(shè)計(jì)為焊透的）的設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)：1.將加勁肋及其附近混凝土視為工字形截面的一部分，按《規(guī)范》公式計(jì)算其受剪承載力，通常要求該承載力不低于按腹板屈服應(yīng)力計(jì)算的承載力。2.加勁肋的尺寸（高度、厚度）需滿足構(gòu)造要求，并保證與梁腹板可靠連接（如焊透）。3.加勁肋布置位置需根據(jù)腹板高厚比確定，當(dāng)腹板高厚比大于《規(guī)范》限值時(shí)才需要設(shè)置。用于構(gòu)造要求的加勁肋（通常是橫向加勁肋，常位于梁支座附近或彎矩較大處）的設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)：1.其主要作用是防止腹板在梁高范圍內(nèi)發(fā)生局部彎曲屈曲，并可作為縱向加勁肋之間或梁高范圍內(nèi)的橫向支撐點(diǎn)。2.橫向加勁肋通常不承擔(dān)提高抗剪承載力的主要作用（除非同時(shí)滿足提高承載力的條件）。3.橫向加勁肋的尺寸（高度、厚度）需滿足構(gòu)造要求，并保證其與腹板的連接強(qiáng)度。4.橫向加勁肋的間距需滿足《規(guī)范》要求，以保證腹板在相鄰加勁肋之間不發(fā)生屈曲。五、驗(yàn)算軸心受壓柱整體穩(wěn)定性（即彎矩作用平面內(nèi)和平面外的整體穩(wěn)定性）主要依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017）中關(guān)于柱的穩(wěn)定計(jì)算公式。1.彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：通常采用考慮等效彎矩的歐拉公式或其修正形式。計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比λx（或λy，取決于彎矩作用平面），然后根據(jù)λx查表或計(jì)算得到整體穩(wěn)定系數(shù)φx（或φy），最后驗(yàn)算N/(φx·A)≤f或N/(A·f)+Mx/(Wx·φb)≤f（當(dāng)同時(shí)考慮軸壓和彎矩時(shí)）。其中N為軸心壓力，Mx為繞強(qiáng)軸的彎矩，A為截面面積，Wx為繞強(qiáng)軸的截面模量，φb為梁的整體穩(wěn)定系數(shù)（有時(shí)也用于柱的彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算）。2.彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：通常采用彎矩作用平面外的歐拉公式。計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比λy（或λx，取決于彎矩作用平面），然后根據(jù)λy查表或計(jì)算得到整體穩(wěn)定系數(shù)φy（或φx），最后驗(yàn)算N/(φy·A)≤f。其中N為軸心壓力，A為截面面積，φy為繞弱軸的整體穩(wěn)定系數(shù)。影響該柱整體穩(wěn)定性的主要因素有：1.材料強(qiáng)度（f）：強(qiáng)度越高，臨界力越大，穩(wěn)定性越好。2.截面幾何特性（回轉(zhuǎn)半徑ix,iy；截面面積A）：回轉(zhuǎn)半徑越大，長(zhǎng)細(xì)比越小，穩(wěn)定性越好。截面形狀對(duì)ix和iy有直接影響。3.柱的計(jì)算長(zhǎng)度（l0x,l0y）：計(jì)算長(zhǎng)度越大，長(zhǎng)細(xì)比越大，穩(wěn)定性越差。計(jì)算長(zhǎng)度與支承條件有關(guān)。六、地基承載力特征值（fk）的確定方法主要有：1.基坑開挖后，由巖土工程勘察單位通過現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試（如靜載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、平板載荷試驗(yàn)等）確定。2.根據(jù)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)（如壓縮模量Es、快剪強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N等），由巖土工程勘察單位按《規(guī)范》推薦的理論公式（如Mises公式、漢森公式、Vesic公式等）進(jìn)行計(jì)算確定。3.查閱地區(qū)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或相關(guān)規(guī)范、手冊(cè)中的參考值，但需注意其適用性。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算中，根據(jù)地基承載力特征值fk確定地基承載力設(shè)計(jì)值（f）的方法：一般采用承載力抗力分項(xiàng)系數(shù)γ_R對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行折減。即：f=fk/γ_R。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007），地基承載力抗力分項(xiàng)系數(shù)γ_R通常取值為1.3。因此，最常用的計(jì)算公式為：f=fk/1.3。七、計(jì)算地基附加壓力pa的步驟：1.計(jì)算基礎(chǔ)底面處的總壓力P：P=N+G=N+γ_m·d·A=2500+18×1.5×2×2=2500+108=2608kN。2.計(jì)算基礎(chǔ)底面處的平均附加壓力p：p=(P-γ_m·d·A)/A=(2608-18×1.5×4)/4=(2608-108)/4=2500/4=625kPa。3.因?yàn)榈叵滤辉诨A(chǔ)底面處，計(jì)算附加壓力時(shí)需考慮水的浮力影響。基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均容重γ_m是飽和容重，基礎(chǔ)底面以下土的有效容重為γ'=γsat-γw=γ_m-γw=18-10=8kN/m3（假設(shè)γw=10kN/m3）。4.重新計(jì)算附加壓力p'：p'=(P-γ_m·d·A-γ'·A)/A=(P-γ_m·d-γ')=2500-18×1.5-8=2500-27-8=2465kPa?；蛘吒鼫?zhǔn)確地說，附加壓力是總壓力減去基礎(chǔ)自重（按有效重度計(jì)算）。p'=P/A-γ'·d=2500/4-8×1.5=625-12=613kPa。（注：這里假設(shè)基礎(chǔ)底面上下土層性質(zhì)和容重相同，實(shí)際計(jì)算可能需要區(qū)分）。采用第二種更通用的表達(dá)方式：p'=(P-γ'·d·A)/A=(P/A)-γ'·d=平均壓力-基礎(chǔ)埋深乘以有效重度。p'=625kPa-8kN/m3×1.5m=625kPa-12kPa=613kPa。故基礎(chǔ)底面處的附加壓力pa≈613kPa。八、砌體抗壓強(qiáng)度受以下因素影響：1.砌體材料強(qiáng)度：砌塊（磚、砌塊）的強(qiáng)度等級(jí)和砂漿的強(qiáng)度等級(jí)是決定砌體抗壓強(qiáng)度的最主要因素。材料強(qiáng)度越高，砌體抗壓強(qiáng)度越高。2.砂漿飽滿度：砂漿飽滿度是指砂漿實(shí)鋪面積占砌體水平截面積的百分率。砂漿飽滿度越高，砌體整體性越好，其抗壓強(qiáng)度越高。3.砌筑質(zhì)量：砌筑質(zhì)量包括灰縫的厚度、均勻性、飽滿度以及砌塊的排列方式等。良好的砌筑質(zhì)量能保證砌體均勻受力，提高其抗壓強(qiáng)度。4.砌體構(gòu)造方式：如砌筑方法（順砌、丁砌）、砌體高厚比、截面形狀等也會(huì)對(duì)砌體抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響。例如，磚柱的高厚比過大時(shí)，其抗壓強(qiáng)度會(huì)降低。九、驗(yàn)算墻高厚比：1.墻高H=4.8m，計(jì)算高度l?：由于未說明支承情況，一般按承重墻考慮，取H作為計(jì)算高度，l?=H=4.8m。2.墻厚h=240mm。3.砌體類型：燒結(jié)普通磚砌體。4.砂漿強(qiáng)度等級(jí)：M5。5.查表確定砂漿強(qiáng)度等級(jí)影響系數(shù)γβ：對(duì)于M5砂漿，γβ=1.0（根據(jù)《規(guī)范》表3.2.5-1）。6.查表確定允許高厚比限值[β]：對(duì)于燒結(jié)普通磚砌體，M5砂漿，承重墻，[β]=24（根據(jù)《規(guī)范》表3.2.5）。7.計(jì)算實(shí)際高厚比：β=l?/h=4800mm/240mm=20。8.比較：實(shí)際高厚比β=20，小于允許高厚比限值[β]=24。9.結(jié)論：該墻的高厚比滿足要求。若不滿足要求（即β>[β]），可采取以下措施使其滿足要求：1.減小墻的計(jì)算高度l?：例如，改單跨為雙跨、增加壁柱、改變支承條件等。2.增加墻厚h：這是最直接有效的方法。3.提高砂漿強(qiáng)度等級(jí)：選用更高強(qiáng)度等級(jí)的砂漿。4.增設(shè)壁柱或構(gòu)造柱：壁柱可以減小墻的計(jì)算寬度，構(gòu)造柱可以約束墻體，提高墻體的整體性和穩(wěn)定性，從而間接提高允許高厚比（需按《規(guī)范》相關(guān)規(guī)定計(jì)算）。十、建筑的抗震設(shè)防類別是指根據(jù)建筑