长安大学结构设计原理-2003B 含答案.doc

长安大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：结构设计原理 共一页 第一页一、 名词解释（每题3分，共30分）1、徐变 2、极限状态 3、尺寸效应 4、预应力损失 5、局部承压6、有效预应力 7、消压弯矩 8、预应力度 9、开裂弯矩 10、粘结应力二、 填空（每空2分，共30分）1、钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形态与 的含量、 和混凝的 有关。2、钢结构是由若干构件组成的，各构件按某种方式加以连接，按照受力的不同，连接可分为 和 两种。3、由于结构构件中块材与砂浆实际强度值的不同，砌体在受剪、受拉、及弯曲受拉时，其破坏可分为 、 两种情况。4、无腹筋简支梁斜截面破坏形态有 、 、 三种。5、影响钢筋混凝土构件钢筋锈蚀的主要因素 、 、 、 等等。6、应力循环特征值是多次重复作用的荷载所引起的最小应力和最大应力的比值。 和与值大小有关。三、 叙述题（共90分）1、 为什么钢筋混凝土梁不需进行正常使用阶段的应力验算，而预应力混凝土梁却需要？（20分）2、 钢筋混凝土偏心受压构件有几种破坏形态？试说明其破坏机理及如何判定大、小偏心受压构件的界限？（10分）3、 简述复合应力状态下的混凝土强度特性？并说明其在结构设计中的应用？（15分）4、 钢筋混凝土受弯构件从加载到破坏正截面的受力和变形全过程共分了几个阶段？并说明各阶段梁正截面上的应力分布规律？（15分）5、 试述钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件对钢筋和混凝土材料性能的要求？（10分）6、 试述钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件配筋种类及其作用？（20分）一、 名词解释（每题3分，共30分）1. 在长期荷载作用下，混凝土的变形将随时间而增加，即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为混凝土的徐变。2. 是指一个结构或结构的一部分达到一个使它不适合使用的特殊状态。 3. 试验表明,混凝土立方试块愈小,则量测所得的强度愈高,这种现象称为尺寸效应.4. 由于施工因素、材料性能、环境不同等的影响，钢筋中的预拉应力将要逐渐减小。这种减小的应力就称为预应力损失。 5. 构件的受力表面上仅有部分面积承受压力时，称为局部承压。6. 是指锚下控制应力，扣除相应阶段的应力损失后，在筋束中实际存在的预拉应力值。7就是用荷载产生的弯矩，去消除预应力混凝土构件控制截面受拉区边缘混凝土的预压应力，使该边缘混凝土的应力恰好为零时的荷载弯矩值，就是消压弯矩。它是表示预应力度的重要参数。构件的荷载弯矩小于或等于消压弯矩时为全预应力混凝土，构件的荷载弯矩大于消压弯矩时为部分应力混凝土。8. 按正常使用极限状态设计时受弯构件预应力度是由预加力大小确定的消压弯矩M0与外荷载弯矩M的比值。9. 构件在荷载作用下，受拉区混凝土应力达到抗拉极限强度时的应力状态，即称为裂缝即将出现状态。此时荷载产生的弯矩就称为开裂弯矩。预应力混凝土梁的开裂弯矩等于消压弯矩加上同截面钢筋混凝土梁的开裂弯矩。10.在钢筋单位表面积上的粘结力。当粘结应力达到极限值时，就会发生粘结破坏而使钢筋产生相对于混凝土的滑动。二、 填空(每空2分,共30分)1筋混凝土受弯构件正截面破坏形态与纵向受力钢筋的含量、钢筋和混凝土的强度有关。2 钢结构是由若干构件组成的,各构件按某种方式加以连接,按照工作性质的不同,连接可分为受力性连接和缀连性连接两种。3 由于结构构件中块材与砂浆实际强度值的不同，砌体在受剪、受拉、弯曲受拉时，其破坏可分为沿砌体通缝、沿砌体齿缝截面的砌缝和块材本身两种情况。4 无腹筋简支梁斜截面破坏形态有剪压、斜拉、斜压三种。5 响钢筋混凝土构件钢筋锈蚀的主要因素密实程度、裂缝宽度、裂缝形状、裂缝长度等。考试科目：结构设计原理 共3页 第2页 6 应力循环特征值是多次重复作用的荷载所引起的最小应力和最大应力的比值。疲劳强度与值大小有关。1. 叙述题（共90分）（答题要点）答：预应力混凝土梁从预应力建立起，混凝土和预应力钢筋就始终处于高应力水平状态下工作，随着预应力损失发生到正常使用阶段已基本完成，预加力效应在此过程中发生了较大改变，预应力钢筋和混凝土材料的变形能力较差，已发生脆性破坏，故需进行正常使用阶段的应力验算来保证结构的安全性。（10分）钢筋混凝土中的钢筋和混凝土材料的变形能力较好，潜在的承载力大，正常使用阶段的裂缝宽度限制条件实际上同时也限制了钢筋和混凝土的应力，故钢筋混凝土梁不需要进行正常使用阶段的应力验算。（10分）2.答：有受拉（大偏心受压）和受压（小偏心受压）破坏。（2分）大偏心受压破坏：偏心受压构件的破坏是由于受拉钢筋首先到达屈服强度导致受压混凝土压坏。（3分）小偏心受压破坏：偏心受压构件的破坏是由于受压区混凝土先被压碎的一种破坏。（3分）对于矩形截面偏心受压构件，当受拉钢筋达到屈服应变时，受压边缘混凝土也刚好达到极限压应变值，这就是界限状态。（3分）由上可见，矩形截面偏心受压构件部分受拉部分受压时的应变变化规律于受弯构件截面应变变化是相似的，则两种不同偏心受压破坏可用受压区高度界限系数jg来判定。（4分）3.答：复合应力状态下的混凝土强度有二向应力状态、三向应力状态、法向应力和剪应力复合后的强度。（5分）在二向应力状态中双向受拉两应力相互影响不大，双向受压混凝土强度要比单向受强度提高27%，拉压复合时混凝土的强度将会降低。法向应力和剪应力复合状态下，由于剪应力的存在，混凝土的抗压强度将低于单轴向抗压强度。三向应受压状态下，混凝土的抗压强度将大为提高，比单向受强度提高67倍。（5分）在设计中采用受压柱中配置箍筋和钢管混凝土柱以及抗剪钢筋与预应力筋等满足这些特性。（5分）4.答：共分了三个阶段。（5分）；应力分布规律（略）（10分）5. 答：钢筋混凝土中的钢筋和混凝土的强度不宜过高，受混凝土的裂缝控制，太高导致有效利用率低。对钢筋的塑性、可焊性及混凝土的握裹力要较好。（5分）预应力混凝土受弯构件对混凝土的要求有强度要高、收缩和徐变变行要小。对钢 筋的要求是强度要高有较好的塑性和焊接性能、较好的粘结性能。（5分）考试科目：结构设计原理 共3页 第3页 6.答：钢筋混凝土受弯构件中所配钢筋有主钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋及纵向水平钢筋等。（5分）主钢筋主要承受拉应力；弯起钢筋主要抗剪；箍筋除抗剪外，还起固定主筋与架立筋形成钢筋骨架；架立钢筋是固定箍筋并与主筋形成钢筋骨架；纵向水平钢筋主要用与抵抗温度应力与混凝土收缩应力等。（5分）预应力混凝土受弯构件所配钢筋除预应力钢筋外，还配置有各种型式的非预应力钢筋，如箍筋、水平纵向辅助钢筋