《结构设计原理》试卷和答案

1、结构设计原理试题 1、单项选择题1配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【C】A.螺旋箍筋参与混凝土受压B.螺旋箍筋使混凝土密实C.螺旋箍筋横向约束了混凝土D.螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强2钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力Nu有哪项提供【B】A.混凝土B. 纵筋C.混凝土和纵筋D. 混凝土、纵筋和箍筋3混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】A.膨胀B. 收缩 C. 不变D. 先膨胀后收缩4两根适筋梁， 其受拉钢筋的配筋率不同， 其余条件相同， 正截面抗弯承载力 Mu【 A 】A. 配筋率大的， Mu 大B. 配筋率小的， Mu 大C. 两者 Mu 相等D.

2、 两者 Mu 接近5钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为A. 粘结力方面得考虑B. 耐久性方面得考虑C. 抗火方面得考虑D. 以上 3 者6其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的 关系是 关系是A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大【BD. 先增加后减少【BD. 升温养护混凝土7钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保

3、持不变A. 加强端部锚固 B. 超张拉 9预应力混凝土在结构使用中 A. 不允许开裂 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂&减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失CS2的措施是【 C 】B. 根据粘结情况而定D. 允许开裂C. 采用高强钢丝10 混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值A. 比例极限C. 弹性极限 四、简答题B. 强度极限D. 屈服强度或条件屈服强度31. 预应力混凝土结构中的预应力损失主要有那些？主要有：锚具变形损失，摩擦损失，温差损失，钢筋应力松弛损失，混凝土徐变损失， 挤压损失32. 简述混凝土结构中裂缝的种类（裂缝产生的原因）作用效应产生的裂缝；外加变形和约束变形

4、产生的裂缝；钢筋锈蚀产生的裂缝。33. 简述我国国内对配筋混凝土的分类方法。分为：全预应力混凝土；部分预应力混凝土；非预应力混凝土。34. 简述结构可靠度的概念及采用可靠度设计的理由。结构可靠度：在规定时间内，在正常设计、施工、使用及维护条件下，结构完成预 定功能的概率。理由：结构设计中遇到的结构效应、结构抗力都具有随机性，因此采用可靠 度设计方法更为合理。五、计算题35. 矩形截面单筋梁截面尺寸b x h= 200 x 500mm，混凝土 C25,纵向受拉钢筋n级，承受弯矩设计值Md=130kNm，进行配筋计算。解：fcdbx = fsd As°Md 二 Aofcdbh：1 130

5、 10611.5 200 4602-0.267=0.32 w0.56 （可）（5 分）fb 务115As cd 0200 0.32 460 = 1209mm （5 分）fsd280,As1209,“1.3% > 0.2% （可）（5 分）bh 200 46036. 普通箍筋轴压短柱（中=1）,截面尺寸350 x 350mm,混凝土 C25，已配纵向钢筋4切8（n级），所受轴压力Nd= 1500kN，问构件是否安全。解：' As/A=1018/（350 x 350）=0.83% >0.5%（可）（5 分）Nu=0.9 （fcdA+fsd'As' ）=0.X 1

6、 x （11.5X 350 x 350 + 280 x 1018）=1524.4kN >Nd（安全）（10 分）设计资料：结构重要性系数：0=1.0 ；纵筋最小配筋率：;?min=0.2 % （受弯）；'min =0.5 % （受压）；纵筋合力至构件边缘距离：as=40mmC25 混凝土： fcd=11.5MPa ； ftd=1.23MPa ；n 级钢筋:fsd=280 MPa ； fsd'=80 MPa ；相对界限受压区高度：b=0.56结构设计原理试题2、单项选择题1 当压应力(T < 0.5 fc时，徐变大致与 成正比，各条徐变曲线的 间距差不多是相等的，称为

7、线性徐变。A 时间 B 压应力C拉应力 D弹性变形【 B 】D 一轴受压，一轴受剪2 混凝土的抗压强度相比较，强度中等的是 A三轴受压 B单轴受压C 一轴受压，一轴受拉3 下例荷载中属于永久荷载的有 (A)风力(B)水浮力 人群汽车4 .长细比小于等于时的轴心受压构件称为短柱。(A) 5(B) 6(C) 7( D) 85.偏心受压构件中弯矩和轴力对构件的作用效应存在叠加和制约，在小偏心受压情况下,随轴向压力的增大，截面能承受的弯矩 【C 】(A)提高(B)不变(C)降低6 下例属于钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏形态的是 【 C 】(A )塑性破坏(B )适筋破坏(C)剪压破坏(D )超筋破坏7

8、公路桥规规定处于I类和n类环境下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过mm处于川类和W类环境下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过 mm【 A 】(A) 0.20.15(B) 0.20.2(C) 0.150.2(D) 0.30.38 预应力钢筋布置时其束界的确定是依据以下原则确定的：在预加应力阶段保证梁的上缘混凝土不出现 确定束界上限值，在荷载短期效应组合计算弯矩值作用下保证构件混凝土下缘不出现 确定束界下限值。【 D 】(A)拉应力压应力(D)拉应力 拉应力(B)压应力 压应力(C)压应力 拉应力9 热轧钢筋经冷拉后其抗拉强度 抗压强度，热轧钢筋经冷拔后其抗压强度抗拉强度。【C】(A)提高

9、提高提高提高(B)提高提高不变提高(C)提高不变提高提高(D)提高提高提高不变10.预应力钢筋强度有定要求,不能作为预应力筋的是【D 】(A)高强度钢丝(B)钢绞线(C)精轧螺纹钢筋(D) HRB335 钢筋四、简答题28.试绘出有明显屈服点钢筋的应力应变d £曲线并简述其特点？ ( 5 分)答：C/ ! / 'B:. :/,E/-/1&（1 分）弹性阶段OA :二：0.3fc时，二-；接近直线变化，混凝土弹性工作。（1分）弹塑性阶段AB : °.3仁岂二 0.8fc出现塑性变形，二-；为曲线变化。内部微裂缝发展。（1分0裂缝扩展阶段BC :裂缝发展，试件表

10、面出现不连续可见裂缝：构件中开始破坏，此时应力达到fc，应变达到；c0 （峰值应变）（1分）破坏阶段CD :缓慢卸载，应变继续增长，直至压碎。此时应变达极限压应变29.预应力损失有哪几种 ？（ 6分）3（1 分）答：预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（1分）-12（1分）钢筋与台座之间的温差引起的应力损失二13（1分）混凝土弹性压缩引起的应力损失4（1分）钢筋松弛引起的应力损失5（1分）混凝土收缩和徐变引起的应力损失匚16（1分）30. 轴心受压构件中纵筋的作用是什么？箍筋的作用是什么？ （ 6分）答：纵筋：（3分）1）协助混凝土抗压；2 ）承受可

11、能存在的弯矩；3）防止突然脆性破坏。 箍筋：（3分）1）缩短自由长度，防止纵筋压屈；2）为纵筋定位，并形成钢筋骨架；3）螺旋箍筋使中间混凝土成为约束混凝土，提高构件延性承载力。31 钢筋和混凝土两种物理力学性能不一致的材料能够相互结合共同工作的主要原因是 什么？ （ 6分）结构设计原理试卷第3页(共24页)（2分）（2分）（2分）答：1）二者有可靠的粘结力2）二者的温度线膨胀系数较为接近3）混凝土包裹钢筋，使钢筋免遭锈蚀五、计算题32.矩形截面梁b x h=250mm< 500mm截面处弯矩组合设计值 M=190KN.m,采用C25混凝土 和HRB335级钢筋。I类环境条件，安全等级为二

12、级。试进行配筋计算。（15分）（0=1.0 fcd=11.5Mpaftd=1.23Mpa fsd=280MpaE b=0.56 ）解：按一层钢筋布筋，假设as=40mm,则有效高度 h°=500-40=460mm.。（1分）（1）求受压高度x基本公式为r°Md 乞 M u = fcdbx（h°） = fcdbh2A 0（2 分）2代入数值可得6X1.0 190 10 =11.5 250x（460）解得 x=179.4mm ： bho0.56 460mm = 257.6） （4分）（2）求所需钢筋数量基本公式为fcdbx & As（2 分）代入数值可得11.

13、5 250 179.42802=1842.05mm（2 分）（3）验算f1 23最小配筋率计算：45（）=45（）=0.20而配筋率应不小于 0.2%fsd280取九=02（2 分）实际配筋率1842.05 =16 爲（=02 ）（2 分）bh。250 汉 46033.钢筋混凝土偏心受压构件， 截面尺寸为b x h=400mm x 500mm,构件的计算长度l0=4m。 计算轴向力Nd=400KN，计算弯矩 Md=240KN.m。构件采用 C20级混凝土，HRB335级钢筋，采用对称配筋，取as =as =50mm ,试确定纵向钢筋的数量(12 分)(0=1.0,f cd=9.2Mpa, f

14、sd=f sd=280Mpa, E b=0.56 ,p min =0.02%)1l"丽”二 T2 251. 0 2=1. 1 5-解：由N=400Kn , M=240kN，可以得到偏心距为6M 240 10_e03 = 600mmN 400 10(1 分)在弯距作用方向，构件长细比l°/h=400/500= 8 > 5。 （1分）设 as=as=50mmh0=h-a s=450mm结构设计原理试卷第9页（共24页）& 6001 =0.22.73.801.0 取匕=1.0450= 1.0 (1 分)2 =1.15 -0.01 理0 =1.071.0 取 2500

15、(1 分)=1 1(000)2 =1.0341400 型 500450e0 =1.034 600 = 620mm(1 分)结构设计原理试卷第#页（共24页）结构设计原理试卷第#页（共24页）（1）判别大、小偏心受压:400故可按大偏心受压构件设计。（2）求纵向钢筋面积Nfcdbg 9. 2 400 45010 =0. 242 b =( 0.56)(2 分)结构设计原理试卷第#页（共24页）结构设计原理试卷第#页（共24页）由 E = O.242,h0 =450mm,得到受压区高度 x= -h0 =0.242x 450=109mn>2a s=100mm 而es 二 e0 - - as =

16、620 500 - 50 = 820mm(1 分)2 2基本公式为N( e h-as)EMu 二 Gbh； (1-0.5 ) fsdAs(h°-as)2400 103 820 乞 Mu =9.2 400 4502 0.242(1-0.5 0.242) 280 A (450-50)解得所需纵向钢筋面积为:' 2As = A = 1513mm（3 分）（1 分）（3）aS -1513mm2 0.002bg =（0.002 400 450 = 360mm2）结构设计原理试题 3、单项选择题1 下例钢筋不属于有明显流幅的钢筋的是 【A R235钢筋B HRB 335钢筋C冷拔热轧钢筋

17、D 冷拉热轧钢筋2 对于没有明显流幅的钢筋，结构设计时常取作为其条件屈服强度。A 屈服上限B c 0.2C 屈服下限D 极限强度3钢筋混凝土全梁承载能力校核一般采用图解法，要使全梁的正截面抗弯承载能力得到保证 必须使图全部覆盖图，且两者差距越小说明设计越经济。【A 抵抗弯矩图C.弯矩包络图4.公路桥规弯矩包络图B .弯矩包络图抵抗弯矩图弯矩包络图D 抵抗弯矩图抵抗弯矩图中对 T形截面梁受压翼板有效宽度取值的规定中，下例不正确的是：【A 简支梁计算跨径的1/4B 相邻两梁的平均间距C b 2bh 12hf结构设计原理试卷第11页（共24页）结构设计原理试卷第#页（共24页）D 对连续梁各中间跨正

18、弯矩区段取该跨计算跨径的0.2倍5 矩形截面抗扭纵筋布置首先是考虑角隅处，然后考虑 【A 截面长边中点B 截面短边中点C截面下边D 除前述的其余地方6下列哪项不是提高梁刚度的主要措施是A .加大截面宽度B .加大受拉钢筋配筋率C .加大保护层厚度D .加大截面有效高度10%（仍未超过张拉】7根已设计好的预应力混凝土轴心受拉构件，现将张拉控制应力提高 控制应力的上限值），下面哪个结论正确A 构件承载力不变，但抗裂度提高B 承载力和抗裂度都有提高C承载力有提高，抗裂度不变D 承载力降低，抗裂度不变&受弯构件正截面承载力根据下列哪项提出A .少筋梁B.适筋梁 C.超筋梁D .综合三种破坏形态

19、9 .冷拉钢筋的目的是A .提高抗压强度B .提高抗拉强度C .增加塑性D .提高抗拉强度和增加塑性10 钢筋混凝土矩形截面简支梁，原设计受拉钢筋用410 （H级），现根据等强代换原则（fsd1As1=fsd2As2）改为314 （I级），原设计均满足承载力、挠度、裂缝要求，那么钢筋代换后 【 B 】A 仅需验算承载力，而不需验算挠度、裂缝宽度B 仅需验算裂缝宽度，而不需验算挠度、承载力结构设计原理试卷第#页（共24页）C 仅需验算挠度，不必验算裂缝宽度、承载力D 三者都不必验算四、简答题28 .减小裂缝宽度的措施有哪些？裂缝宽度的影响因素有哪些？ （5分）答：减小裂缝宽度的措施：（2分）1）

20、选择较细直径的钢筋及变形钢筋；2）增大钢筋截面面积，从而增大截面配筋率；3）采用改变截面形式及尺寸或提高混凝土强度等级。影响因素：（3分）1）土强度等级2）保护层厚度3）钢筋应力4）直径d5）钢筋配筋率6）的外形7）作用的性质8）的受力性质29.预应力混凝土构件张拉时先张法、后张法各将会产生哪几种预应力损失？（ 6分）答：先张法产生的损失有：（3分）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失"12、钢筋与台座之间的温差引起的应力损失匚13、混凝土弹性压缩引起的应力损失匚14、钢筋松弛引起的应力损失 匚15、混凝土收缩和徐变引起的应力损失 二16后张法产生的损失有：（3分）预应力筋与管

21、道壁间摩擦引起的应力损失Cu、锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失2、混凝土弹性压缩引起的应力损失4、钢筋松弛引起的应力损失 匚15、钢筋松弛引起的应力损失二1530 .轴心受压构件中纵筋的作用是什么？箍筋的作用是什么？ （ 6分）答：纵筋：（3分）1）协助混凝土抗压；2 ）承受可能存在的弯矩；3）防止突然脆性破坏。箍筋：（3分）1）缩短自由长度，防止纵筋压屈；2）为纵筋定位，并形成钢筋骨架；3）螺旋箍筋使中间混凝土成为约束混凝土，提高构件延性承载力。31. 梁斜截面破环的主要形态有哪几种？它们分别在什么情况下发生 ？破环性质如何？ （ 6分）结构设计原理试卷第8页（共24页）答：斜压破

22、坏当剪跨比mw 1或腹筋配置过多脆性破坏（2分）剪压破坏当剪跨比1<m<3或腹筋配置适中脆性破坏（2分）斜拉破坏当剪跨比m3或腹筋配置太少脆性破坏（2分）五、计算题32钢筋混凝土矩形截面梁 b h = 300mm 500mm ,截面处计算弯矩 Md =200kN m，采用 C30 混凝土，HRB335 级钢筋，试进行配筋计算（0=l.0,f cd = 14.5Mpa,fsd=280Mpa, E b=0.56,ftd=1.39Mpa）（15 分）解：按一层钢筋布筋，假设as=40mm,则有效高度 h°=500-40=460mm.。（1分）（1）求受压高度X2基本公式为r&#

23、176;Md 乞 M u = fcdbx（h°） = Qbh A ° （2分）2代入数值可得6X1.0 200 1014.5 300x（460）2x2 -920x 91954 =0解得 x = 114.1mm ： bh0（ = 0.56 460mm = 257.6）x2 = 805.9mm （大于梁高，舍去）（4分）结构设计原理试卷第10页(共24页)结构设计原理试卷第10页(共24页)（2）求所需钢筋数量基本公式为fcdbx td As （2 分）代入数值可得14.5 300 114 12802= 1772 6mm（2 分）结构设计原理试卷第10页(共24页)（3）验算最

24、小配筋率计算:45（严）=45（f sd1.39280）=0.22即配筋率应不小于 0.22%结构设计原理试卷第10页(共24页)结构设计原理试卷第10页(共24页)即九=0.22（2 分）实际配筋率'说=晟心 *（=0.22）（2分）33 .钢筋混凝土偏心受压构件， 截面尺寸为bx h=400mm x 500mm,构件的计算长度lo=4m。计 算轴向力Nd=420KN，计算弯矩 Md=255KN.m。构件采用C20级混凝土， HRB335级钢筋，采用对称配筋，取as二as二50mm ， 试确定纵向钢筋的数量。（0=1.0,fcd=9.2Mpa,f sc=f sd=280Mpa, E

25、b=056, p min =0.02%）（12 分）1400S 甲T2 2e7h0'1. 0 2=1.15- 0.-0 1 _1. 0h解：由N=420Kn , M=255kN，可以得到偏心距为M255 106e0可=607.1mmN 420 10（1 分）构件(1分)l°/h=400/500= 8 > 5 。设as=as=50mm ,ho=h-a s=450mm 。.607.1.1 =0.22.73.841.0 取七=1.0450.400一£2 =1.15-0.011.071.0 取 2 =1.0500T 07 （000）2 =1.0341400 沢'

26、;6071500450（1 分）（1分）（1 分）q =1.034 607.1 =627.7mm（1 分）(1)判别大、小偏心受压:420 恂=0.fcdbg 9. 2 400 450254 ；=（0. 56）故可按大偏心受压构件设计。(2)求纵向钢筋面积（2 分）由 E = O.254,h0 =450mm,得到受压区高度 x= -h0 =0.254x 450=114.1mm>2a s=100mm 而es 二 e0 h - as 二 627.7 500 -50 = 827.7mm（2 分）2 2基本公式为N（ e h-as） Mu 二 Gbh； （1 -0.5 ） fsdAs（h。-as

27、）2结构设计原理试卷第10页(共24页)420 1 03 8 27.7 乞 Mu =9.2 400 4502 0.254(1 -0.5 0.254) 280 As (450 -50)解 得所需纵向钢筋面积为：' 2& 二 A = 1628.5mm(3 分)(3)= As = 1628.5mm2 0.002bg = (0.002 400 450 = 360mm2)(2 分)我国钢材按化学成分可分为：a、光圆钢筋和变形钢筋；b、碳素钢和普通低合金钢；c、I、U、M、W、和5号钢；d、螺纹钢筋和人字形钢筋。答案：b对混凝土梁，如果实际配筋率 小于最大配筋率，贝a、梁的破坏始于受拉钢筋

28、的屈服；b、梁的破坏始于受压钢筋的屈服；c、梁的破坏始于受拉混凝土的屈服；d、梁的破坏始于受压混凝土的屈服。答案：a 梁沿斜截面破坏时，当裂缝一出现，很快形成一条主要斜裂缝，并迅速延伸至荷载作用点，使梁斜向被拉断，这种破坏称为：a、斜压破坏；b、剪压破坏；c、斜拉破坏；d、剪切破坏。 答案：c 我国公路桥规采用的纯扭构件强度计算理论为：a、斜弯曲破坏理论；b、变角度空间桁架模型；c、换算截面法；d、薄壁扭转模型。答案：a 对偏心受压构件，下述那种情况必须考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对纵向力偏心矩的影响？a、矩形截面；b、矩形截面；c、矩形截面；d、矩形截面。 答案：c结构设计原理试卷第11页

29、(共24页) 下列那种受力构件属于轴心受拉构件？a、混凝土桁架桥的弦杆；b、抗拔桩；c、预应力混凝土梁；d、摩擦桩。答案：b 以下那种预应力筋的造价最高？a、高强度钢筋；b、高强钢丝；c、钢铰线；d、复合材料预应力筋答案：d 采用两端张拉可减小那种应力损失？a、预应力松弛引起的应力损失；b、混凝土弹性压缩引起的盈利损失；c、预应力筋与孔道壁摩擦引起的应力损失；d、混凝土徐变引起的应力损失。 答案： c 普通钢筋混凝土受弯构件预拱度值为：a、恒载挠度；b、恒载+活载挠度；c、活载挠度；d、恒载+ 1/2活载挠度。答案：d 部分预应力混凝土与全预应力混凝土相比，具有那种优点？a、节省钢材；b、裂缝

30、宽度小；c、承载力大；d、挠度小；答案:a（11）临时结构广泛采用的钢结构连接方式为：a、焊接；b、铆钉连接；c、螺栓连接d、各种连接均可。答案：c问答题举例 （1）简述正常使用极限状态的理论基础和验算内容 答：正常使用极限状态的计算是以弹性理论或弹塑性理论为基础的，主要进行三个方面 的验算，即限制应力；短期荷载下的变形计算（挠度）：混凝土的裂缝计算。（ 2 ）简述梁内主要钢筋种类及各自作用 答：梁内主要钢筋包括主钢筋、弯起钢筋、箍筋等，其中主钢筋是主要的受力钢筋，对 梁断面而言，它承受所有的因弯矩而产生的拉应力（若受压区布置主筋，也承担一定的压应 力）；弯起钢筋是为满足斜截面抗剪而设置的，一般