一芬克式木屋架,几何尺寸及杆件编号如图1-7-11所示。处于正常环境,设计使用年限为25年。选用西北云杉TC11A制作。
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  1. 若该屋架为原木屋架,杆件D1未经切削,轴心压力设计值值N=120kN,其中恒载产生的压力占60%,试问,当按强度验算时,其设计最小截面直径(mm),与下列何项数值最为接近?
    A.
    (来学网)90
    B.
    (来学网)100
    C.
    (来学网)120
    D.
    (来学网)130
  2. 若杆件D2采用端面120mm×160mm(宽×高)的方木,跨中承受的最大初始弯矩设计值M=3.1kN·m,轴向压力设计值N=100kN,构件的初始偏心距e=0,已知恒载产生的内力不超过全部荷载所产生的内力的80%,试问,按稳定验算时,考虑轴向力与初始弯矩共同作用的折减系数‰,与下列何项数值最为接近?
    提示:小数点后四舍五入取两位。
    A.
    (来学网)0.46
    B.
    (来学网)0.48
    C.
    (来学网)0.52
    D.
    (来学网)0.54
正确答案:
(1)C
(2)B
答案解析:
42.依据《木结构设计规范》GB50005-2003的4.2.1条,TC11A的抗压强度设计值f=10N/mm,使用年限25年,强度调整系数1.05。依据4.2.3条,采用原木,调整系数1.15。于是,调整后,f=10×1.05×1.15=12.1N/mm。于是,所需截面积

上式中,0.95为设计使用年限25年的结构重要性系数。
对应的半径,故选择C。
点评:本题中,题目给出的"设计值"N是否要乘以结构重要性系数0.95,有不同的理解:(1)由于规范4.1.6条规定γS≤R,S为荷载效应的设计值,4.1.7条规定设计使用年限为25年时y不应小于0.95,据此,应将题目中给出的设计值N乘0.95之后计算,最后得到的结果为110mm,选择C;(2)规范自第5章开始给出的公式,均直接用内力的设计值,没有出现γ,也就是说,一旦出现"设计值"这一概念,是可以直接使用的,不必再考虑γ
实际上,在大多数规范中都存在这样一个问题:"设计值"是指γS还是S?只不过,问题并不是十分突出,这是因为,一般的建筑物安全等级为二级,取γ=1.0,这时有γS=S。只有《混凝土结构设计规范》GB50010-2002在3.2.3条特别指出:"公式(3.2.3-1)中的γS,在本规范各章中用内力设计值(N、M、V、T)表示"。
木结构由于其特殊性,设计使用年限不是50年也很常见,于是,就可能在"设计值"这一问题上有争执。为了避免误解,笔者认为,题目中宜对给出的设计值是否已经考虑γ有所交代。
另外,本题的结算结果虽然与选项B最接近,但选项B并不满足要求,故应选择符合条件且数值又接近的C。
43.依据《木结构设计规范》GB50005-2003的4.2.1条,TC11A的抗压强度设计值,f=10N/mm,抗弯强度f=11N/mm,使用年限25年,强度调整系数1.05。于是,调整后,f=10×1.05=10.5N/mm,f=11×1.05=11.55N/mm
杆件截面积:A=120×160=19200mm
截面抵抗矩:
依据规范5.3.2条,由于e=0,故

φ=(1-K)=(1-0.308)=0.48
点评:若考虑使用年限25年,将题目给出的设计值乘以0.95,得到,M=0.95×3.1=2.945kN?m,N=0.95×100=95kN,据此计算,K=0.295,‰保留两位小数为0.50,与B、C同样接近。