2004年秋季学期混凝土结构试题及答案

2004 年秋 混凝土结构设计原理 试卷 一 填空题 每空 1 分 共 20 分 1 钢筋和混凝土共同工作的基础是两者具有可靠的 和相近的线性系数 2 钢筋混凝土中常用的 HRB400 级钢筋代号中数字 400 表示 3 有明显屈服点钢筋设计强度取值依据为钢筋的 强度 4 衡量钢筋塑性性能好坏的指标有 和钢筋的冷弯性能 5 钢筋的冷拉能提高钢筋的 强度 但钢筋的塑性性能变差 6 混凝土的弹性系数 随着混凝土应力的增加而 7 影响混凝土徐变的最主要因素是 8 结构的极限状态包括承载力极限状态和 两种 9 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和 有关 10 钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算公式为 N 其中 主要与构件的 syc AfAf 有关 11 混凝土的耐久性应根据结构的 和设计使用年限进行设计 12 第一类 T 形截面受弯构件 中和轴位于翼缘内 计算中适用条件的判断公式中中 min 13 梁的斜截面抗剪承载力计算公式的建立是以 破坏模式为依据的 14 为保证 弯起钢筋弯起点离充分利用点距离应为 2 0 h 15 要求螺旋配筋混凝土轴心受压柱的承载力不大于同截面普通配筋柱承载力的 1 5 倍 是为 了 16 小偏心受压构件的破坏特点是 17 混凝土立方体强度 轴心抗压强度 18 影响裂缝宽度的主要因素是 19 双筋梁中要求箍筋间距不应大于 15d d 为受压筋直径 是为了 20 连续梁按塑性设计要求 0 35 是为了 二 单项选择题 每题 2 分 共 20 分 1 下列各项中 达到承载力使用极限状态 A 轴心受压柱因达到临界荷载而丧失稳定性 B 影响外观的变形 C 令人不适的振动 D 影响耐久性能的局部损坏 2 偏心受压构件 当 但时 该柱将发生 破坏 0 3 0 hei 0 hx b A 小偏心受压 B 大偏心受压 C 轴心受压 D 界限受压 3 受弯构件设计时 当时应 b A 提高钢筋级别 B 增加钢筋用量 C 采用的双筋梁 D 增加箍筋用量 4 减小构件挠度的最有效的措施是 A 增加梁截面宽度 B 选用直径较粗的钢筋 C 提高混凝土的强度等级 D 增加梁的截面高度 5 当钢筋强度充分利用时 下列正确的是 A 钢筋强度等级高则钢筋锚固长度短 B 混凝土强度等级高则钢筋锚固长度短 C 受压钢筋的锚固长度比受拉钢筋的锚固长度长 D 受剪钢筋的锚固长度比受拉钢筋的锚固长度长 6 下列正确的是 A 受拉纵筋越多 受弯构件的开裂弯矩越大 B 混凝土强度等级越高 受弯构件的开裂弯矩越大 C 截面相同时 形比 形截面的开裂弯矩大 D 肋宽相同时 形比 形截面的开裂弯矩小 7 计算等截面受弯构件挠度时 应采用 A 取同号弯矩区段内最大刚度 B 取同号弯矩区段内最大弯矩截面的刚度 C 平均刚度 D 构件各截面的实际刚度 8 螺旋箍筋约束混凝土抗压强度提高的原因是 A 螺旋箍筋直径受压 B 螺旋箍筋使混凝土密实 C 螺旋箍筋约束了混凝土的横向变形 D 螺旋箍筋是混凝土中不出现微裂缝 9 一两端固定对称配筋的钢筋混凝土构件 其支座距离不变 如图 设混凝土未开裂 由于 混凝土收缩产生结果是 A 混凝土和钢筋均不产 生应力 B 钢筋受拉 混凝土受 压 C 钢筋受压 混凝土受 拉 D 混凝土和钢筋受拉 10 下面正确的是 A 构件的承载力满足了目标可靠指标的要求 也就满足了允许失效概率的要求 B 受弯构件在正常使用条件下是不会出现裂缝的 C 可变荷载不参与荷载长期效应组合 D 荷载的标准值大于其设计值 三 简答题 每题 4 分 共 24 分 1 试说明在抗剪能力计算时 下列条件的作用是什么 1 c fbhV 0 25 0 2 yv c sv f f 02 0 2 为什么 T 形截面受弯构件翼缘的宽度应在计算中有所限制 3 设计双筋梁时 若不满足下列条件 会出现什么问题 1 2 b 2 s ax 4 受弯构件计算时 受压区应力图形用矩形代替曲线的原则是什么 5 塑性铰的特点有哪些 6 试解释受弯构件最大裂缝宽度计算公式中和的意 08 0 9 1 1 2 max te eq s sk d c E W sk 义 四 计算题 共 36 分 1 已知矩形截面梁 b h 250 500mm 35mm 由荷载设计值产生的弯矩 M 200kNm 混凝土 s a 强度等级 C30 钢筋选用 HRB400 级 求受拉钢筋面积 C30 混凝土 s A 10 分 3 14 0 1 2 1 mmNfc 2 0 52 0 360 400 min 2 b y mmNfHRB 2 如图所示承受均布荷载的梁 截面 b h 200 500mm 在距边支座 1m 范围内配有双肢箍6 筋 每肢截面积 50 3 s 150mm 梁的中段配双肢箍筋 s 200mm 混凝土 C25 2 mm6 钢筋 HPB235 级 试按抗剪 22 27 1 9 11mmNfmmNf tc 2 210mmNfy 承载力确定梁上均布荷载 p 的设计值 包括自重 提示 10 分 25 1 7 0 tcs fV 3 某混凝土柱截面尺寸 b h 400 600mm 计算长度 在荷载设mmaa ss 40 ml3 0 计值作用下纵向压力 N 1000kN 长边方向作用弯矩 M 600kNm 混凝土用 C30 钢筋用 HRB335 求 该柱满足正截面承载力所需的钢筋截面面积及值 s A s A 2 300mmNff yy 002 0 550 0 3 14 0 1 min 2 1 bc mmNf 10 分 4 一两跨连续次梁如图所示 混凝土采用 C25 纵向钢筋为 2 1 9 11 0 1mmNfc HRB335 级 的面积 该梁有足够的抗剪承载力 2 300mmNfy 202 2 628mmAs 且构造满足要求 问 1 在图示荷载作用下塑性铰的出现顺序 2 求连续梁的极限承载 力 并问此时的中间支座弯矩调幅值是否满足要求 6 分 u P 弹性弯矩系数 2004 年秋 混凝土结构设计原理 试卷答案 一 填空题 每空 1 分 共 20 分 1 钢筋和混凝土共同工作的基础是两者具有可靠的 粘结力 和相近的线性系数 2 钢筋混凝土中常用的 HRB400 级钢筋代号中数字 400 表示 钢筋强度的标准值为 400 2 mmN 3 有明显屈服点钢筋设计强度取值依据为钢筋的 屈服 强度 4 衡量钢筋塑性性能好坏的指标有 伸长率 和钢筋的冷弯性能 5 钢筋的冷拉能提高钢筋的抗拉强度 但钢筋的塑性性能变差 6 混凝土的弹性系数 随着混凝土应力的增加而 减小 7 影响混凝土徐变的最主要因素是 混凝土的应力水平 8 结构的极限状态包括承载力极限状态和 正常使用极限状态 两种 9 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和 破坏形式 有关 10 钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算公式为 N 其中 主要与构件的长细 syc AfAf 比 有关 11 混凝土的耐久性应根据结构的 使用环境 和设计使用年限进行设计 12 第一类 T 形截面受弯构件 中和轴位于翼缘内 计算中适用条件的判断公式中中 min bhAs 13 梁的斜截面抗剪承载力计算公式的建立是以 剪压 破坏模式为依据的 14 为保证 斜截面抗弯承载力 弯起钢筋弯起点离充分利用点距离应为 h 2 15 要求螺旋配筋混凝土轴心受压柱的承载力不大于同截面普通配筋柱承载力的 1 5 倍 是为 了 防止正常使用阶段的混凝土保护层脱落 16 小偏心受压构件的破坏特点是 混凝土压坏 As屈服 As无论受压还是受拉均不屈服 17 混凝土立方体强度 大于 轴心抗压强度 18 影响裂缝宽度的主要因素是 裂缝间距 19 双筋梁中要求箍筋间距不应大于 15d d 为受压筋直径 是为了 防止受压筋屈服 20 连续梁按塑性设计要求 0 35 是为了保证塑性铰有足够的转动能力 二 单项选择题 每题 2 分 共 20 分 1 下列各项中 A 达到承载力使用极限状态 E 轴心受压柱因达到临界荷载而丧失稳定性 F 影响外观的变形 G 令人不适的振动 H 影响耐久性能的局部损坏 2 偏心受压构件 当 但时 该柱将发生 B 破坏 0 3 0 hei 0 hx b A 小偏心受压 B 大偏心受压 C 轴心受压 D 界限受压 3 受弯构件设计时 当时应 C b A 提高钢筋级别 B 增加钢筋用量 C 采用的双筋梁 D 增加箍筋用量 4 减小构件挠度的最有效的措施是 D A 增加梁截面宽度 B 选用直径较粗的钢筋 C 提高混凝土的强度等级 D 增加梁的截面高度 5 当钢筋强度充分利用时 下列正确的是 B A 钢筋强度等级高则钢筋锚固长度短 B 混凝土强度等级高则钢筋锚固长度短 C 受压钢筋的锚固长度比受拉钢筋的锚固长度长 D 受剪钢筋的锚固长度比受拉钢筋的锚固长度长 6 下列正确的是 B E 受拉纵筋越多 受弯构件的开裂弯矩越大 F 混凝土强度等级越高 受弯构件的开裂弯矩越大 G 截面相同时 形比 形截面的开裂弯矩大 H 肋宽相同时 形比 形截面的开裂弯矩小 7 计算等截面受弯构件挠度时 应采用 B E 取同号弯矩区段内最大刚度 F 取同号弯矩区段内最大弯矩截面的刚度 G 平均刚度 H 构件各截面的实际刚度 8 螺旋箍筋约束混凝土抗压强度提高的原因是 C E 螺旋箍筋直径受压 F 螺旋箍筋使混凝土密实 G 螺旋箍筋约束了混凝土的横向变形 H 螺旋箍筋是混凝土中不出现微裂缝 9 一两端固定对称配筋的钢筋混凝土构件 其支座距离不变 如图 设混凝土未开裂 由于 混凝土收缩产生结果是 C E 混凝土和钢筋均不产生 应力 F 钢筋受拉 混凝土受压 G 钢筋受压 混凝土受拉 H 混凝土和钢筋受拉 10 下面正确的是 A E 构件的承载力满足了目标可靠指标的要求 也就满足了允许失效概率的要求 F 受弯构件在正常使用条件下是不会出现裂缝的 G 可变荷载不参与荷载长期效应组合 H 荷载的标准值大于其设计值 三 简答题 每题 4 分 共 24 分 1 试说明在抗剪能力计算时 下列条件的作用是什么 3 c fbhV 0 25 0 4 yv c sv f f 02 0 1 最小截面尺寸限制条件 防止发生斜压破坏 2 最小配箍率要求 防止发生斜拉破坏 2 为什么 T 形截面受弯构件翼缘的宽度应在计算中有所限制 混凝土的应力沿翼缘宽度并不是均匀分布的 存在剪力滞后现象 在计算中限制翼缘的宽度 可将计算宽度内的应力简化为均匀分布 以便计算 3 设计双筋梁时 若不满足下列条件 会出现什么问题 1 2 b 2 s ax 1 配置过多不屈服 发生脆性破坏 s A 2 最小配箍率要求 防止发生斜拉破坏 4 受弯构件计算时 受压区应力图形用矩形代替曲线的原则是什么 压应力合力的大小不变 压应力的合力作用点不变 5 塑性铰的特点有哪些 1 塑性铰是一个区段 2 塑性铰能承担一定的弯矩 3 塑性铰是单向铰 6 试解释受弯构件最大裂缝宽度计算公式中和的意 08 0 9 1 1 2 max te eq s sk d c E W sk 义 裂缝间钢筋应力 应变 的不均匀系数 其值随钢筋应力的增加而增大 在荷载标准值组合情况下 裂缝处钢筋的应力 sk 四 计算题 共 36 分 1 已知矩形截面梁 b h 250 500mm 35mm 由荷载设计值产生的弯矩 M 200kNm 混凝土 s a 强度等级 C30 钢筋选用 HRB400 级 求受拉钢筋面积 C30 混凝土 s A 3 14 0 1 2 1 mmNfc 2 0 52 0 360 400 min 2 b y mmNfHRB 10 分 解解 2 分 Mxhbxfc 5 0 01 1 2 0 21 1 465250 1410A 1 1410360 0 142250 3 140 1 2 2 52 0 305 0 465 0 142 1 0 142 0559444650 5 110200 5 0465 250 3 140 1 min 0 2 1 1 0 2 6 分 分 分 分 分 分 bh mmfbxfA fAbxf hx mmx xx x s ycs ysc b 2 如图所示承受均布荷载的梁 截面 b h 200 500mm 在距边支座 1m 范围内配有双肢箍6 筋 每肢截面积 50 3 s 150mm 梁的中段配双肢箍筋 s 200mm 混凝土 C25 2 mm6 钢筋 HPB235 级 试按抗剪 22 27 1 9 11mmNfmmNf tc 2 210mmNfy 承载力确定梁上均布荷载 p 的设计值 包括自重 提示 10 分 25 1 7 0 tcs fV 解 解 支座处的剪力 1111 180036005 05 0pplpV 支座处的抗剪承载力 N h s A fbhfV sv yvtcs 164540465 150 2 3 50 21025 1 46520027 1 7 0 25 1 7 0 001 按支座处的抗剪承载力计算均布荷载 分 5 4 91 1800 164540 1800 1 111 mkN V pVV cs cs 距支座 1m 处的剪力pplp8001000 5V 222 支座处的抗剪承载力 N h s A fbhfV sv yvtcs 144074465 200 2 3 50 21025 1 46520027 1 7 0 25 1 7 0 002 按支座处的抗剪承载力计算均布荷载 分 取 分 2 4 91 min 5 1 180 800 144074 800 21 2 222 mkNppp mkN V pVV cs cs 3 某混凝土柱截面尺寸 b h 400 600mm 计算长度 在荷载设mmaa ss 40 ml3 0 计值作用下纵向压力 N 1000kN 长边方向作用弯矩 M 600kNm 混凝土用 C30 钢筋用 HRB335 求 该柱满足正截面承载力所需的钢筋截面面积及值 s A s A 2 300mmNff yy 002 0 550 0 3 14 0 1 min 2 1 bc mmNf 10 分 解 解 1 0 1 55600 3000h l0分 620mmeee 20mm 30 600 30 h e 6m 0 1000 600 N M e a0ia0 分 可按大偏压计算 2 168mm5603 03h 0 620mme 0i 880mm40300620a 2 h ee si 令 b mmN1027 715 55 0 5 01 55 0 560400 3 141 5 01 bhfM 62 bb 2 0c12 3 5873mm 300 55 0 560400 3 141 f bhf A 2 y b