裝配式建筑結(jié)構(gòu)安全性能評估試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，預制柱與基礎的連接節(jié)點采用灌漿套筒連接時，套筒內(nèi)灌漿料的抗壓強度設計值應不低于（）。A.30MPaB.40MPaC.50MPaD.60MPa2.下列哪項不屬于裝配式建筑結(jié)構(gòu)安全性能評估的核心指標？（）A.預制構(gòu)件材料強度B.連接節(jié)點可靠性C.結(jié)構(gòu)整體剛度D.建筑外觀裝飾效果3.根據(jù)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》（JGJ1-2020），預制疊合板的疊合層混凝土強度等級不應低于（）。A.C20B.C25C.C30D.C354.裝配式鋼結(jié)構(gòu)中，高強度螺栓連接的摩擦面抗滑移系數(shù)設計值，當構(gòu)件表面經(jīng)噴砂（丸）處理時，Q345鋼的最小值為（）。A.0.30B.0.35C.0.40D.0.455.對預制剪力墻水平接縫進行現(xiàn)場檢測時，若采用超聲波法檢測灌漿飽滿度，單個檢測剖面的有效檢測長度應不小于接縫長度的（）。A.60%B.70%C.80%D.90%6.裝配式結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的彈塑性變形驗算中，層間彈塑性位移角限值對于框架結(jié)構(gòu)應為（）。A.1/50B.1/80C.1/100D.1/1207.下列哪種連接方式不屬于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的干式連接？（）A.螺栓連接B.焊接連接C.灌漿套筒連接D.牛腿擱置+后澆混凝土封閉8.評估預制疊合梁的受彎承載力時，疊合面的抗剪驗算應考慮（）。A.疊合層混凝土與預制梁的粘結(jié)力B.預制梁內(nèi)箍筋的抗剪作用C.疊合層內(nèi)鋼筋的抗拉強度D.梁端支座的約束條件9.裝配式建筑結(jié)構(gòu)安全性能評估中，對既有結(jié)構(gòu)的荷載核查不包括（）。A.設計使用年限內(nèi)的活荷載變化B.設備更新引起的附加荷載C.風荷載和地震作用的重現(xiàn)期調(diào)整D.建筑裝修材料的美觀性要求10.某裝配式框架結(jié)構(gòu)中，預制柱的軸壓比限值為0.8，當實際計算軸壓比為0.85時，應采取的措施是（）。A.增加柱截面尺寸B.提高柱混凝土強度等級C.增大柱縱向鋼筋配筋率D.以上均需考慮二、填空題（每題2分，共20分）1.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，預制構(gòu)件的連接節(jié)點按受力性能可分為______、半剛性連接和柔性連接三類。2.評估預制墻板的平面外穩(wěn)定性時，需重點驗算______和______兩種工況下的承載力。3.裝配式鋼結(jié)構(gòu)的焊縫質(zhì)量等級分為三級，其中______級焊縫需進行100%超聲波檢測。4.預制樓梯與主體結(jié)構(gòu)的連接應采用______節(jié)點，以避免地震作用下的脆性破壞。5.根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術標準》（GB/T50344），現(xiàn)場檢測預制構(gòu)件混凝土強度時，當構(gòu)件數(shù)量較多且同批構(gòu)件混凝土強度變異系數(shù)不大于0.15時，可采用______抽樣方法。6.裝配式結(jié)構(gòu)整體性能評估中，動力特性測試的主要參數(shù)包括______、______和阻尼比。7.預制疊合樓板的疊合層厚度不應小于______mm，且應滿足鋼筋保護層厚度要求。8.高強度螺栓連接中，______螺栓需進行預拉力復驗，______螺栓僅需進行扭矩系數(shù)復驗。9.裝配式結(jié)構(gòu)的地震作用計算應采用______方法，當結(jié)構(gòu)規(guī)則且高度不超過40m時，可采用底部剪力法。10.對既有裝配式結(jié)構(gòu)進行安全性評估時，若發(fā)現(xiàn)預制梁跨中撓度超過規(guī)范限值（L/250），可能的原因包括______、______或連接節(jié)點失效。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述裝配式建筑結(jié)構(gòu)安全性能評估的主要流程。2.預制混凝土構(gòu)件連接節(jié)點的常見破壞模式有哪些？如何通過檢測手段識別？3.裝配式鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼結(jié)構(gòu)在節(jié)點安全性能評估中，需重點關注的差異點有哪些？4.請說明預制疊合梁受彎承載力驗算的關鍵步驟，并列出主要計算公式。5.某裝配式住宅項目在施工驗收階段發(fā)現(xiàn)部分預制剪力墻水平接縫灌漿不飽滿（飽滿度僅70%），請分析可能的安全隱患，并提出處理措施。四、計算題（15分）某裝配式框架結(jié)構(gòu)中的預制混凝土梁，截面尺寸為b×h=250mm×600mm，計算跨度L=6m，采用C30混凝土（f_c=14.3N/mm2，f_t=1.43N/mm2），縱向受拉鋼筋為4Φ25（HRB400，f_y=360N/mm2，A_s=1964mm2），疊合層混凝土強度等級為C30，厚度為150mm。已知梁承受的跨中彎矩設計值M=280kN·m（包括預制部分和疊合層荷載），不計受壓區(qū)鋼筋。要求：驗算該疊合梁的正截面受彎承載力是否滿足要求（提示：按整體截面計算，α_1=1.0，ξ_b=0.518）。五、案例分析題（25分）背景資料：某6層裝配式混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，建于2018年，設計使用年限50年，抗震設防烈度7度（0.15g），設計地震分組第一組，場地類別Ⅱ類。近期業(yè)主反映頂層部分預制樓板出現(xiàn)裂縫，裂縫主要分布在板跨中，寬度0.2~0.3mm，沿板長方向延伸。經(jīng)初步檢測：（1）預制樓板混凝土強度推定值為C25（設計為C30）；（2）樓板底筋為Φ8@200（設計為Φ10@150）；（3）疊合層厚度實測為70mm（設計為80mm）；（4）樓板與預制梁的連接節(jié)點無明顯缺陷，灌漿飽滿度90%。問題：1.分析樓板裂縫產(chǎn)生的主要原因。2.評估該樓板的安全性能是否滿足規(guī)范要求（需結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010相關規(guī)定）。3.提出針對性的加固處理建議。答案一、單項選擇題1.B2.D3.B4.C5.C6.A7.C8.A9.D10.D二、填空題1.剛性連接2.風荷載作用；地震作用平面外3.一4.滑動或鉸接5.隨機6.自振頻率；振型7.608.大六角頭；扭剪型9.振型分解反應譜10.混凝土徐變過大；鋼筋銹蝕導致有效截面減小三、簡答題1.主要流程包括：（1）資料收集：核查設計圖紙、施工驗收記錄、構(gòu)件出廠檢測報告等；（2）現(xiàn)場勘查：觀察結(jié)構(gòu)外觀缺陷（如裂縫、節(jié)點滲漏），測量構(gòu)件尺寸偏差；（3）材料性能檢測：采用回彈法、鉆芯法檢測混凝土強度，超聲波檢測焊縫質(zhì)量，螺栓預拉力復驗等；（4）結(jié)構(gòu)驗算：根據(jù)檢測數(shù)據(jù)修正計算模型，驗算承載力、變形、穩(wěn)定性；（5）荷載核查：確認實際荷載與設計荷載的差異（如裝修荷載、設備荷載）；（6）綜合評估：結(jié)合檢測與驗算結(jié)果，判定結(jié)構(gòu)安全等級（安全、局部危險、危險）；（7）結(jié)論與建議：提出維修、加固或限制使用的具體措施。2.常見破壞模式及檢測方法：（1）灌漿套筒連接破壞：表現(xiàn)為套筒內(nèi)灌漿不密實、鋼筋與灌漿料粘結(jié)失效；檢測方法：超聲波法檢測灌漿飽滿度，拉拔試驗檢測粘結(jié)強度。（2）螺栓連接滑移：螺栓預拉力不足或摩擦面抗滑移系數(shù)不達標；檢測方法：扭矩扳手檢測螺栓緊固扭矩，現(xiàn)場抗滑移系數(shù)試驗。（3）焊接節(jié)點斷裂：焊縫存在氣孔、夾渣等缺陷；檢測方法：超聲波或X射線檢測焊縫內(nèi)部質(zhì)量，磁粉檢測表面裂紋。（4）后澆混凝土結(jié)合面剝離：疊合面粗糙度過低或界面劑失效；檢測方法：取芯觀察結(jié)合面粘結(jié)情況，原位拉拔試驗檢測粘結(jié)強度。3.主要差異點：（1）節(jié)點形式：裝配式鋼結(jié)構(gòu)多采用螺栓連接或栓焊混合連接，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)以全焊接為主，需重點檢測螺栓預拉力、摩擦面處理質(zhì)量。（2）構(gòu)件運輸與安裝損傷：預制鋼構(gòu)件在運輸中可能產(chǎn)生變形，需檢測構(gòu)件平直度、焊縫損傷。（3）防腐性能：裝配式節(jié)點可能存在防腐薄弱區(qū)（如螺栓孔、拼接縫隙），需檢測涂層厚度、銹蝕程度。（4）施工誤差累積：多構(gòu)件拼接導致的尺寸偏差可能影響節(jié)點傳力，需測量節(jié)點間隙、構(gòu)件軸線偏差。4.關鍵步驟及公式：（1）確定計算截面：疊合梁按整體截面計算，截面高度h=預制梁高度+疊合層厚度。（2）計算受壓區(qū)高度x：由平衡方程α_1f_cbx=f_yA_s，得x=f_yA_s/(α_1f_cb)。（3）驗算界限受壓區(qū)高度：x≤ξ_bh_0（h_0為截面有效高度），確保為適筋破壞。（4）計算受彎承載力M_u=α_1f_cbx(h_0-x/2)，若M_u≥M，則滿足要求。5.安全隱患：灌漿不飽滿會導致節(jié)點抗剪承載力降低，地震作用下可能發(fā)生剪切破壞；接縫處傳力不連續(xù)，影響結(jié)構(gòu)整體剛度，增大層間位移；長期荷載作用下，未填充區(qū)域可能引發(fā)應力集中，導致預制墻板開裂。處理措施：（1）對不飽滿區(qū)域進行壓力補灌，使用高流動性、早強型灌漿料；（2）補灌后采用超聲波復檢，確保飽滿度≥90%（重要節(jié)點需100%）；（3）對補灌區(qū)域進行短期監(jiān)測，觀察是否有新的裂縫或變形；（4）若補灌無法滿足要求，需在接縫處增設附加鋼筋或采用粘貼碳纖維布加固。四、計算題（1）計算截面有效高度h_0=h-保護層厚度（假設保護層厚度為20mm），則h_0=600+150-20=730mm（整體截面高度h=750mm）。（2）受壓區(qū)高度x=f_yA_s/(α_1f_cb)=360×1964/(1.0×14.3×250)=(707040)/(3575)=197.8mm。（3）驗算x≤ξ_bh_0：ξ_bh_0=0.518×730=378.1mm，x=197.8mm＜378.1mm，滿足適筋條件。（4）受彎承載力M_u=α_1f_cbx(h_0-x/2)=1.0×14.3×250×197.8×(730-197.8/2)=14.3×250×197.8×(730-98.9)=14.3×250×197.8×631.1=14.3×250×124871.78=14.3×31217945≈446,416,613.5N·mm≈446.4kN·m（5）比較M_u與M：446.4kN·m＞280kN·m，滿足要求。五、案例分析題1.裂縫產(chǎn)生原因：（1）混凝土強度不足（C25＜設計C30），導致抗拉強度降低；（2）底筋配置不足（Φ8@200的配筋率ρ=(π×42×1000)/(200×750)=50.27/150≈0.335%，設計Φ10@150的ρ=(π×52×1000)/(150×750)=78.54/112.5≈0.698%），實際配筋率低于設計值；（3）疊合層厚度不足（70mm＜設計80mm），導致整體截面有效高度減小，受彎承載力降低；（4）長期荷載作用下，混凝土收縮與徐變加劇裂縫發(fā)展。2.安全性能評估：（1）承載力驗算：根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010，受彎承載力M_u=α_1f_cbx(h_0-x/2)，其中實際混凝土強度f_c=11.9N/mm2（C25），底筋A_s=(π×42)/4×(1000/200)=50.27×5=251.35mm2/m（原設計為Φ10@150，A_s=(π×52)/4×(1000/150)=78.54×6.667≈523.6mm2/m）。計算得實際M_u遠小于設計荷載下的彎矩值，不滿足承載力要求。（2）裂縫寬度驗算：根據(jù)規(guī)范，正常使用極限狀態(tài)下，裂縫寬度限值為0.3mm（一類環(huán)境）。實測裂縫寬度0.2~0.3mm，雖未超過限值，但考慮混凝土強度和配筋不足，長期可能發(fā)展為有害裂縫。綜上，該樓板安全性能不滿足規(guī)范要求，存在承載力不足風險。