2020年注册结构工程师《专业考试二级》上午真题
- 推荐等级：
- 发布时间：2022-01-18 15:50
- 卷面总分：25分
- 答题时间：240分钟
- 试卷题量：25题
- 练习次数：26次
- 试卷分类：结构专业考试二级
- 试卷类型：历年真题
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某钢结构厂房设有三台抓斗式起理机。工作级别为A7，最大轮压标准值Pk，max＝342kN，最大轮压设计值Pk，max＝564kN（已考虑动力系数）。吊车梁计算跨度为15m，采用Q345钢焊接制作，焊后未经热处理，εk＝0.825。起重机轮压分布图及吊车梁截面如题～17图所示。
吊车梁截面特性；Ix＝2672278cm4，Wx上＝31797cm3，Wx下＝23045cm3；Inx＝2477118cm4，Wnx上＝－27813cm3，Wnx＝22328cm3。
假定，吊车梁腹板局部稳定计算要求配置横向加劲肋，如如图（a）所示。试问，当考虑为软钩吊车，对应于循环次数为2×106次时，如图（b）所示A点的横向加劲肋下端处吊车梁腹板应力循环中最大的正应力幅计算值（N/mm2），与下列何项数值最为接近？（ ）
提示：按净截面计算。
如图（a）
如图（b）
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正确答案：C
本题解析：
（1）根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第6.1.1条规定，在主平面内受弯的实腹式构件，其受弯强度应按下式计算：
净截面模量：
W1＝In/y1＝2672278×104/（1109－70）＝25719711.26mm3
反力：
RA＝342×103×（4000＋9000）/15000＝296400N
弯矩设计值：
MA＝RA×6000＝17784×105N·mm
则有最大正应力：
（2）根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第16.2.1条第1款规定，在结构使用寿命期间，当常幅疲劳或变幅疲劳的最大应力幅符合下列公式时，则疲劳强度满足要求。对于非焊接部位，应满足：
σ＝σmax－0.7σmin式中，σmax为计算部位应力循环中的最大拉应力（取正值）（N/mm2）；σmin为计算部位应力循环中的最小拉应力或压应力（N/mm2），拉应力取正值，压应力取负值。
则最大的正应力幅计算值：
σ＝σmax－0.7σmin＝69.15－0＝69.15N/mm2
选项中与69.15最接近的是70，因此选C项。
某钢结构厂房设有三台抓斗式起理机。工作级别为A7，最大轮压标准值Pk，max＝342kN，最大轮压设计值Pk，max＝564kN（已考虑动力系数）。吊车梁计算跨度为15m，采用Q345钢焊接制作，焊后未经热处理，εk＝0.825。起重机轮压分布图及吊车梁截面如题～17图所示。
吊车梁截面特性；Ix＝2672278cm4，Wx上＝31797cm3，Wx下＝23045cm3；Inx＝2477118cm4，Wnx上＝－27813cm3，Wnx＝22328cm3。
假定，吊车梁下翼缘与腹板的连接角焊缝为自动焊，焊缝外观质量标准符合二级。试问，计算跨中正应力幅的疲劳时，下翼缘与腹板连接类别为下列何项？（ ）
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正确答案：C
本题解析：
根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第K.0.2条规定，纵向传力焊缝的构件和连接分类应符合表K.0.2的规定。查表K.0.2可知，自动焊，角焊缝，焊缝外观质量标准符合二级，构件与连接类别为Z4类型。
某钢结构厂房设有三台抓斗式起理机。工作级别为A7，最大轮压标准值Pk，max＝342kN，最大轮压设计值Pk，max＝564kN（已考虑动力系数）。吊车梁计算跨度为15m，采用Q345钢焊接制作，焊后未经热处理，εk＝0.825。起重机轮压分布图及吊车梁截面如题～17图所示。
吊车梁截面特性；Ix＝2672278cm4，Wx上＝31797cm3，Wx下＝23045cm3；Inx＝2477118cm4，Wnx上＝－27813cm3，Wnx＝22328cm3。
试问，下列关于吊车梁疲劳计算的论述，何项正确？（ ）
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正确答案：D
本题解析：
根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第3.1.6条规定，计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；计算疲劳时，应采用荷载标准值。第3.1.7条规定，于直接承受动力荷载的结构：计算强度和稳定性时，动力荷载设计值应乘以动力系数；计算疲劳和变形时，动力荷载标准值不乘动力系数。计算吊车梁或吊车桁架及其制动结构的疲劳和挠度时，起重机荷载应按作用在跨间内荷载效应最大的一台起重机确定。因此，计算吊车梁疲劳时，吊车荷载应采用标准值，不乘动力系数。
某钢结构厂房设有三台抓斗式起理机。工作级别为A7，最大轮压标准值Pk，max＝342kN，最大轮压设计值Pk，max＝564kN（已考虑动力系数）。吊车梁计算跨度为15m，采用Q345钢焊接制作，焊后未经热处理，εk＝0.825。起重机轮压分布图及吊车梁截面如题～17图所示。
吊车梁截面特性；Ix＝2672278cm4，Wx上＝31797cm3，Wx下＝23045cm3；Inx＝2477118cm4，Wnx上＝－27813cm3，Wnx＝22328cm3。
假定，起重机钢轨理号为QU80，轨道高度hR＝130m。试问，在施理机最大轮压作用下，该吊车梁腹板计算高度上边缘的局部承压强度计算值（N/mm2），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《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第6.1.4条第1款规定，当梁受集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋时，当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下列公式计算：
σc＝ψF/（twlz）lz＝a＋5hy＋2hR式中，F为集中荷载设计值，对动力荷载应考虑动；ψ为集中荷载的增大系数；对重级工作制吊车梁，ψ＝1.35；对其他梁，ψ＝1.0；lz为集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度。
因此，有：
ψ＝1.35，F＝564kN
lz＝a＋5hy＋2hR＝50＋5×30＋2×130＝460mm
σc＝ψF/（twlz）＝1.35×564×103/（14×460）＝118.23N/mm2
选项中与118.23最接近的是118，因此选D项。
某钢结构厂房设有三台抓斗式起理机。工作级别为A7，最大轮压标准值Pk，max＝342kN，最大轮压设计值Pk，max＝564kN（已考虑动力系数）。吊车梁计算跨度为15m，采用Q345钢焊接制作，焊后未经热处理，εk＝0.825。起重机轮压分布图及吊车梁截面如题～17图所示。
吊车梁截面特性；Ix＝2672278cm4，Wx上＝31797cm3，Wx下＝23045cm3；Inx＝2477118cm4，Wnx上＝－27813cm3，Wnx＝22328cm3。
假定，按2台起重机同时作用进行吊车梁强度，计算简图如如图所示。试问，仅按起重机荷载进行计算，吊车梁下翼缘受弯强度计算值（N/mm2），与下列何项数值最为接近？（ ）
提示：腹板设置加劲肋，满足局部稳定要求。
如图 吊车梁最大弯矩计算简图
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正确答案：B
本题解析：
（1）依据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第3.5.1条规定，进行受弯和压弯构件计算时，截面板件宽厚比等级及限值应符合表3.5.1的规定。
翼缘上：b/t＝（460－14）/（2×30）＝7.43≤9εk；
翼缘下：b/t＝（300－14）/（2×20）＝7.15≤9εk；
腹板：h0/tw＝（2000－50）/14＝139.3≤250；
查表3.5.1可知，截面板件宽厚比等级为S5级，但腹板设置加劲肋，满足局部文档要求。
（2）依据力学性质：P×（1012×8＋5000×4）＝∑p·a，可得：
RA·l＝2p·a
RA＝4p·a/L＝（4×564×103×1024）/150000＝1056409.6N
RB＝4P－RA＝1199590.4N
M＝RB×a－p×（1012×2＋5000）
＝1199590.4×7024－564000×（1012×2＋5000）
＝4464386970N·mm
（3）根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第6.1.1条规定，在主平面内受弯的实腹式构件，其受弯强度应按下式计算：
σ＝Mx/（γxWnx）＝4464386970/（1.00×22328000）＝200N/mm2选项中与200最接近的是203，因此选B项。
某钢结构厂房设有三台抓斗式起理机。工作级别为A7，最大轮压标准值Pk，max＝342kN，最大轮压设计值Pk，max＝564kN（已考虑动力系数）。吊车梁计算跨度为15m，采用Q345钢焊接制作，焊后未经热处理，εk＝0.825。起重机轮压分布图及吊车梁截面如题～17图所示。
吊车梁截面特性；Ix＝2672278cm4，Wx上＝31797cm3，Wx下＝23045cm3；Inx＝2477118cm4，Wnx上＝－27813cm3，Wnx＝22328cm3。
计算重级工作制吊车梁及其制动结构的强度、稳定性以及连接强度时，应考虑由起重机摆动引起的横向水平力。试问，作用于每个轮压处由起重机摆动引起的横向水平力标准值Hk（kN），与下列何项数值最为接近？（ ）
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正确答案：C
本题解析：
根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第3.3.2条规定，计算重级工作制吊车梁或吊车桁架及其制动结构的强度、稳定性以及连接的强度时，应考虑由起重机摆动引起的横向水平力，此水平力不宜与荷载规范规定的横向水平荷载同时考虑。作用于每个轮压处的横向水平力标准值可按下式计算：
Hk＝αPk，max式中，α为系数，对软钩起重机，取0.1；对抓斗或磁盘起重机，取0.15；对硬钩起重机，取0.2。Pk，max为起重机最大轮压标准值。
已知本题为抓斗式起理机，起重机最大轮压标准值为Pk，max＝342kN。则有横向水平力标准值：
Hk＝αPk，max＝0.15×342＝51.3kN
某三层砌体结构局部平、剖如题～25图所示，各层平面布置相同，各层层高均为3.40m；楼、屋盖均为现浇钢筋混凝土板，底层设有刚性地坪，静力计算方案为刚性方案。纵横墙厚度均为240mm，采用MU10级烧结普通砖、M7.5级混合砂浆建筑，砌体施工质量控制等级为B级。
假定，二层带壁柱墙A的T形截面尺寸发生变化，截面折算厚度hT＝566.7mm，截面面积A＝5×105m。构件安全等级为二级。试问，当按轴心受压构件计算时，二层带壁柱墙A的最大承载力设计值（kN），与下列何项数值最为接近？（ ）
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正确答案：B
本题解析：
（1）根据《砌体结构设计规范》（GB 50003—2011）第5.1.3条，对于二层带壁柱墙A：
H＝3400mm2H＝6800mm＜s＝9000mmH0＝1.0H＝3400mm（2）根据《砌体结构设计规范》（GB 50003—2011）第5.1.2条，则有：
（3）附录D第D.0.1条规定，无筋砌体矩形截面单向偏心受压构件（图D.0.1）承载力的影响系数φ，可按表D.0.1-1～表D.0.1-3采用。对于M7.5级混合砂浆建筑，按轴心受压构件计算时，查表D.0.1，φ＝0.95。
（4）第3.2.1条第1款规定，烧结普通砖、烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值，应按表3.2.1-1采用。对于MU10级烧结普通砖、M7.5级混合砂浆建筑，查表3.2.1-1，可知抗压强度设计值f＝1.69MPa。
（5）第5.1.1条规定，受压构件的承载力，应符合下式的要求：
N＝φfA＝0.95×1.69×5×105×103＝802.75kN选项中与802.75最接近的是800，因此选B项。
某三层砌体结构局部平、剖如题～25图所示，各层平面布置相同，各层层高均为3.40m；楼、屋盖均为现浇钢筋混凝土板，底层设有刚性地坪，静力计算方案为刚性方案。纵横墙厚度均为240mm，采用MU10级烧结普通砖、M7.5级混合砂浆建筑，砌体施工质量控制等级为B级。
假定带壁柱墙A对截面形心x轴的回转半径i＝160mm。试问，确定影响系数φ时，底层带壁柱墙A的高厚比β的最小取值，应与下列何项数值最为接近？（ ）
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正确答案：B
本题解析：
（1）根据《砌体结构设计规范》（GB 50003—2011）第5.1.3条，对于底层带壁柱墙A：
H＝3400＋300＋500＝4200mm2H＝8400mm＜s＝9000mmH0＝1.0H＝4200mm（2）第5.1.2条规定，确定影响系数时，T形构件高厚比β应按下列公式计算：
式中，γβ为不同材料砌体构件的高厚比修正系数，按表5.1.2采用，查表5.1.2，对于采用MU10级烧结普通砖，γβ取1；H0为受压构件的计算高度，按本规范表5.1.3确定；hT为T形截面的折算厚度，可近似按3.5i计算，i为截面回转半径。
则有：
hT＝3.5i＝3.5×160＝560mm
某三层砌体结构局部平、剖如题～25图所示，各层平面布置相同，各层层高均为3.40m；楼、屋盖均为现浇钢筋混凝土板，底层设有刚性地坪，静力计算方案为刚性方案。纵横墙厚度均为240mm，采用MU10级烧结普通砖、M7.5级混合砂浆建筑，砌体施工质量控制等级为B级。
x轴通过墙A整截面的形心，试问，带壁柱墙A对截面形心x轴的惯性矩I（mm4），与下列何项数值最为接近？（ ）
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正确答案：D
本题解析：
（1）带壁柱墙A截面中性轴高度：
（2）壁柱墙A对截面形心x轴的惯性矩：
I＝1/12×600×2×6103＋600×2×610×（610/2－237.8）2－1/12×355×3703×2－355×370×2×（370/2＋240－237.8）2＝13790×106mm2
选项中与13790×106最接近的是13800×106，因此选D项。
某多跨单层厂房中柱（视为有侧移框架柱）为单阶柱。上柱（上端与实腹梁刚接）采用焊接实腹工字形截面H900×400×12×25，翼缘为焰切边，截面无栓（钉）孔削弱，截面特性：A＝302cm2，Ix＝44329cm4，Wx＝9874cm2，lx＝38.35cm，ly＝9.39cm。下柱（下端与基础刚接）采用格构式钢柱。计算简图及上柱截面如题～22图所示。框架结构的内力和位移采用一阶弹性分析进行计算，上柱内力基本组合设计值为：N＝970kN，Mx＝1706kN·m。钢材采用Q345钢，εk＝0.825，不考虑抗震。
假定上柱截面板件宽厚比符合《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）S4级截面要求。不设置加劲肋时，上柱截面腹板件宽厚比限值，与下列何项数值最为接近？（ ）
提示：腹板计算边缘的最大压应力σmax＝195N/mm2，腹板计算高度另一边缘相应的拉应力σmin＝131N/mm2。
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正确答案：C
本题解析：
根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第3.5.1条规定，进行受弯和压弯构件计算时，截面板件宽厚比等级及限值应符合表3.5.1的规定，其中参数α0应按下式计算：
式中，σmax为腹板计算边缘的最大压应力，N/mm2；σmin为腹板计算高度另一边缘相应的应力，N/mm2，压应力取正值，拉应力取负值。
对于S4级截面，查表3.5.1，上柱截面腹板件宽厚比限值：
（40＋18α01.5）εk＝65＜h0/tw＜（45＋25α01.66）εk＝85.44
故选择B项。
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