2013年一级注册结构工程师《专业考试》下午真题

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1 单选题 1分

某城市快速路上的一座立交匝道桥，其中一段为四孔各30m的简支梁桥，其总体布置如题图所示。单向双车道，桥梁总宽9.0m，其中行车道净宽度为8.0m。上部结构采用预应力混凝土箱梁（桥面连续），桥墩由扩大基础上的钢筋混凝土圆柱墩身及带悬臂的盖梁组成。梁体混凝土线膨胀系数取α＝0.00001。设计荷载：城-A级。

该桥的中墩为单柱T形墩，墩柱为圆形截面，其直径为1.8m，墩顶设有支座，墩柱高度H＝14m，位于7度地震区。试问，在进行抗震构造设计时，该墩柱塑性铰区域内箍筋加密区的最小长度（m）与下列何项数值最为接近？（　　）

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正确答案：D

本题解析：

根据《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ 166—2011）第8.1.1条第1款规定，对地震基本烈度7度及以上地区，墩柱塑性铰区域内加密箍筋范围应符合：其加密区的长度不应小于墩柱弯曲方向截面边长或墩柱上弯矩超过最大弯矩80%的范围；当墩柱高度与弯曲方向截面边长之比小于2.5时，墩柱加密区的长度应取墩柱全高。

该中墩为墩顶设有支座的单柱墩，在纵桥向或横桥向水平地震力作用下，其潜在塑性铰区域均在墩柱底部，当地震水平力作用于墩柱时，最大弯矩在柱根截面，相应0.8Mmax的截面在距柱根截面0.2H处，即h＝0.2H＝0.2×14＝2.80m，该值大于墩柱直径；另其墩柱高度与弯曲方向截面边长之比为7.78，大于2.5。所以箍筋加密区最小长度应为2.80m。

2 单选题 1分

某城市快速路上的一座立交匝道桥，其中一段为四孔各30m的简支梁桥，其总体布置如题图所示。单向双车道，桥梁总宽9.0m，其中行车道净宽度为8.0m。上部结构采用预应力混凝土箱梁（桥面连续），桥墩由扩大基础上的钢筋混凝土圆柱墩身及带悬臂的盖梁组成。梁体混凝土线膨胀系数取α＝0.00001。设计荷载：城-A级。

该桥桥址处地震动峰值加速度为0.15g（相当抗震设防烈度7度）。试问，该桥应选用下列何类抗震设计方法？（　　）

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正确答案：A

本题解析：

根据《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ 166—2011）第3.1.1条表3.1.1规定，本桥位于城市快速路上，其抗震设防分类应为乙类。根据第3.3.3条表3.3.3规定，位于7度地震区的乙类桥梁应选用A类抗震设计方法。

3 单选题 1分

某城市快速路上的一座立交匝道桥，其中一段为四孔各30m的简支梁桥，其总体布置如题图所示。单向双车道，桥梁总宽9.0m，其中行车道净宽度为8.0m。上部结构采用预应力混凝土箱梁（桥面连续），桥墩由扩大基础上的钢筋混凝土圆柱墩身及带悬臂的盖梁组成。梁体混凝土线膨胀系数取α＝0.00001。设计荷载：城-A级。

该桥为四跨（4×30m）预应力混凝土简支箱梁桥，若三个中墩高度相同，且每个墩顶盖梁处设置的普通板式橡胶支座尺寸均为（长×宽×高）600mm×500mm×90mm。假定，该桥四季温度均匀变化，升温时为＋25℃，墩柱抗推刚度K柱＝20000kN/m，一个支座抗推刚度K支＝4500kN/m。试问，在升温状态下12#中墩所承受的水平力标准值（kN）与下列何项数值最为接近？（　　）

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正确答案：A

本题解析：

桥梁承载力具体计算如下：

①墩顶距温度位移零点距离：由于各中墩截面及高度完全相同，支座尺寸也完全相同，本段桥纵桥向为对称结构，故温度位移零点必在四跨总长的中心点处，则12#墩顶距温度位移零点距离L＝30m。

②升温引起的12#墩顶处水平位移：δ1＝L·α·Δt＝30×10－5×25＝0.0075m。

③墩柱的抗推集成刚度：1/K墩＝1/（4×K支）＋1/K柱，则K墩＝4K支·K柱/（4K支＋K柱）＝（4×4500×20000）/（4×4500＋20000）＝9474kN/m。

④墩所承受的水平力：P1＝δ1×K墩＝0.0075×9474＝71.06kN。

此值与A项最接近，因此选A。

4 单选题 1分

某城市快速路上的一座立交匝道桥，其中一段为四孔各30m的简支梁桥，其总体布置如题图所示。单向双车道，桥梁总宽9.0m，其中行车道净宽度为8.0m。上部结构采用预应力混凝土箱梁（桥面连续），桥墩由扩大基础上的钢筋混凝土圆柱墩身及带悬臂的盖梁组成。梁体混凝土线膨胀系数取α＝0.00001。设计荷载：城-A级。

试问，当城-A级车辆荷载的最重轴（4号轴）作用在该桥箱梁悬臂板上时，其垂直于悬臂板跨径方向的车轮荷载分布宽度（m）与下列何项数值最为接近？（　　）

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正确答案：B

本题解析：

根据《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）第10.0.2条第4款规定，计算箱梁悬臂板上的车辆荷载布置见题解图所示。

题解图根据《城市桥规》第3.0.15条规定，桥梁结构构件的设计应符合国家现行有关标准的规定。本题中的悬臂板应按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）计算。

①车轮横桥向布置见题35解图，由于悬臂长度为2.0m，小于2.5m。

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）第4.2.5条规定，垂直于悬臂板跨径方向的车轮荷载分布宽度，可按式（4.2.5）计算，即a＝（a1＋2h）＋2lc，其中桥面铺装厚度h＝0.15m。

由《城市桥规》第10.0.2条及表10.0.2可知，车辆4号轴的车轮的横桥面着地宽度（b1）为0.6m，纵桥向着地长度（a1）为0.25m。

所以平行于悬臂板跨径的车轮着地尺寸的外缘，通过铺装层45°分布线的外边线至腹板外边缘的距离为：lc＝1＋（0.6/2）＋0.15＝1.45m。

②对于车辆4号轴：

纵桥向荷载分布宽度a＝（0.25＋2×0.15）＋2×1.45＝0.55＋2.9＝3.45m＜6.0m或7.2m。

所以正确答案为B项。

5 单选题 1分

某城市快速路上的一座立交匝道桥，其中一段为四孔各30m的简支梁桥，其总体布置如题图所示。单向双车道，桥梁总宽9.0m，其中行车道净宽度为8.0m。上部结构采用预应力混凝土箱梁（桥面连续），桥墩由扩大基础上的钢筋混凝土圆柱墩身及带悬臂的盖梁组成。梁体混凝土线膨胀系数取α＝0.00001。设计荷载：城-A级。

假定，计算该桥箱梁悬臂板的内力时，主梁的结构基频f＝4.5Hz。试问，作用于悬臂板上的汽车荷载作用的冲击系数的μ值应取用下列何项数值？（　　）

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正确答案：C

本题解析：

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）第4.3.2条第6款规定，箱梁悬臂板上的冲击系数的μ值应采用0.3。

6 单选题 1分

某城市快速路上的一座立交匝道桥，其中一段为四孔各30m的简支梁桥，其总体布置如题图所示。单向双车道，桥梁总宽9.0m，其中行车道净宽度为8.0m。上部结构采用预应力混凝土箱梁（桥面连续），桥墩由扩大基础上的钢筋混凝土圆柱墩身及带悬臂的盖梁组成。梁体混凝土线膨胀系数取α＝0.00001。设计荷载：城-A级。

该桥主梁的计算跨径为29.4m，冲击系数的μ＝0.25。试问，该桥主梁支点截面在城-A级汽车荷载作用下的剪力标准值（kN）与下列何项数值最为接近？（　　）

提示：不考虑活载横向不均匀因素。

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正确答案：D

本题解析：

根据《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）第10.0.2条规定，主梁截面剪力效应应采用车道荷载，并计及汽车的冲击作用。城-A级车道荷载的均布荷载标准值为：qk＝10.5kN/m，集中荷载标准值为：Pk＝180＋[（29.4－5）/（50－5）]×（360－180）＝278kN。

μ＝0.25，且集中荷载的剪力增大系数为1.2，所以梁支点截面在城-A级汽车荷载作用下的剪力标准值为：V＝[（1/2×10.5×29.4×1＋1.2×278）×（1＋0.25）]×2＝（15435＋333.6）×1.25×2≈1220kN。

7 单选题 1分

某70层办公楼，平、立面如题图所示，采用钢筋混凝土筒中筒结构，抗震设防烈度为7度，丙类建筑，Ⅱ类建筑场地。房屋高度地面以上为250m，质量和刚度沿竖向分布均匀。已知小震弹性计算时，振型分解反应谱法求得的底部地震剪力为16000kN，最大层间位移角出现在k层，θk＝1/600。

假定，正确选用的7条时程曲线分别为：AP1～AP7，由同一软件计算所得的第k层结构的层间位移角（同一层）见题表。试问，估算的大震下该层的弹塑性层间位移角参考值最接近下列何项数值？（　　）

提示：按《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）作答。

题表　第k层结构的层间位移角

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正确答案：B

本题解析：

同一楼层弹塑性层间位移与小震弹性层间位移之比分别为：5.8、5.8、5.82、6.0、5.91、5.82、5.8。平均值为5.85；最大值为6.0。

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）（2016年版）条文说明第3.10.4条规定，结构非线性分析模型相对于弹性分析模型可有所简化，但二者在多遇地震下的线性分析结果应基本一致；应计入重力二阶效应、合理确定弹塑性参数，应依据构件的实际截面、配筋等计算承载力，可通过与理想弹性假定计算结果的对比分析，着重发现构件可能破坏的部位及其弹塑性变形程度。

弹塑性位移与弹性位移之比取平均值时：5.85×（1/600）＝1/103，取最大值时：6×（1/600）＝1/100。

故选B项。

8 单选题 1分

某70层办公楼，平、立面如题图所示，采用钢筋混凝土筒中筒结构，抗震设防烈度为7度，丙类建筑，Ⅱ类建筑场地。房屋高度地面以上为250m，质量和刚度沿竖向分布均匀。已知小震弹性计算时，振型分解反应谱法求得的底部地震剪力为16000kN，最大层间位移角出现在k层，θk＝1/600。

该结构性能化设计时，需要进行弹塑性动力时程分析补充计算，现有7条实际地震记录加速度时程曲线P1～P7和4组人工模拟加速度时程曲线RP1～RP4，假定，任意7条实际记录地震波及人工波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符，各条时程曲线由同一软件计算所得的结构底部剪力见题表。试问，进行弹塑性动力时程分析时，选用下列哪一组地震波最为合理？（　　）

题表　结构底部剪力值

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正确答案：B

本题解析：

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第4.3.5条第1款规定，应按建筑场地类别和设计地震分组选取实际地震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际地震记录的数量不应小于总数量的2/3。每条时程曲线计算所得的结构底部剪力最小值为：16000×65%＝10400kN，P3、P6不能选用，D项不准确。

选用7条加速度时程曲线时，实际地震记录的加速度时程曲线数量不应少于总数量的2/3，即5条，人工加速度时程曲线只能选2条，A项不准确。

各条时程曲线计算所得的剪力的平均值不应小于：16000×80%＝12800kN。

若选C项，则有：（14000＋13000＋13500＋11000＋12000＋10700＋12000）/7＝12314kN＜12800kN。故C项不准确。

若选B项，则有：（14000＋13000＋13500＋11000＋12000＋14500＋12000）/7＝12857kN＞12800kN。故选B项。

9 单选题 1分

某普通办公楼，采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构，房屋高度116.3m，地上31层，地下2层，3层设转换层，采用桁架转换构件，平、剖面如题图所示。抗震设防烈度为7度（0.1g），丙类建筑，设计地震分组第二组，Ⅱ类建筑场地，地下室顶板±0.000处作为上部结构嵌固部位。

假定，振型分解反应谱法求得的2～4层的水平地震剪力标准值（Vi）及相应层间位移值（Δi）见题表。在P＝1000kN水平力的作用下，按题图模型计算的位移分别为：Δ1＝7.8mm；Δ2＝6.2mm。试问，进行结构竖向规则性判断时，宜取下列哪种方法及结果作为结构竖向不规则的判断依据？（　　）

提示：3层转换层按整层计。

表　2～4层的水平地震剪力标准值及相应层间位移值

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正确答案：B

本题解析：

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）附录E第E.0.1条规定，转换层设置在3层时，侧向刚度比验算根据第E.0.2条规定，按式（3.5.2－1）计算第2层侧向刚度与相邻第3层（转换层）的侧向刚度之比不应小于0.6，γ1＝ViΔi＋1/（Vi＋1Δi）。等效剪切刚度比验算方法不是规范规定的适用于本题的方法。

2层与3层侧向刚度比：，γ23＝V2Δ3/（V4Δ2）＝900×3.0/（1500×3.5）＝0.51＜0.6，不满足规范要求。

3层与4层的侧向刚度比：γ34＝V3Δ4/（V4Δ3）＝1500×2.1/（900×3.0）＝1.17＞0.6，满足规范要求。

等效侧向刚度比：按式（E.0.3）：γe2＝Δ2H1/（Δ1H2）＝6.2×18/（7.8×17.5）＝0.82＞0.8，满足规范要求。

2层与3层侧向刚度比起控制作用，故选B项。

10 单选题 1分

某普通办公楼，采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构，房屋高度116.3m，地上31层，地下2层，3层设转换层，采用桁架转换构件，平、剖面如题图所示。抗震设防烈度为7度（0.1g），丙类建筑，设计地震分组第二组，Ⅱ类建筑场地，地下室顶板±0.000处作为上部结构嵌固部位。

该结构需控制罕遇地震作用下薄弱层的层间位移。假定，主体结构采用等效弹性方法进行罕遇地震作用下弹塑性计算分析时，结构总体上刚刚进入屈服阶段。电算程序需输入的计算参数分别为：连梁刚度折减系数S1；结构阻尼比S2；特征周期值S3。试问，下列各组参数中（依次为S1、S2、S3），其中哪一组相对准确？（　　）

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正确答案：A

本题解析：

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）条文说明第3.11.3条规定，在弹性方案中，剪力墙连梁刚度折减系数不小于0.3，D项不准确。

剪力墙结构阻尼比宜适当增加，但增加值不大于0.02，即0.05≤ξ≤（0.05＋0.02）＝0.07，C项不准确。

根据第4.3.7条规定，计算罕遇地震时，特征周期应增加0.05s，查表4.3.7－2可得，Tg＝0.40s，则S3＝0.45s，B项不准确。