月份考试结构设计原理次作业

1、2013年9月份考试结构设计原理第三次作业一、填空题（本大题共30分，共10小题，每小题3分）1. 单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩小于计算弯矩时，应 。2. 界限相对受压区高度冋需要根据 等假定求出。3. 工程中一般把和称为腹筋。4. 对于T形、工字形、倒T形截面梁，当梁上作用着集中荷载时，需要考虑剪跨比影响的截面梁是 。5. 梁的斜截面破坏主要形态有3种，其中，以 破坏的受力特征为依据建立斜截面承载力的计算公式。6. 梁内设置弯起筋的目的是 ，它不能承担弯矩。7. 是少筋梁与适筋梁的界限8. 钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越 、直径越、混凝土强度越 ，则钢筋的锚固长度就越长。

2、9. 混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于 极限状态的设计要求，验算时材料强度采用 o10. 受弯构件的最小配筋率是 构件与构件的界限配筋率，是根据确定的。二、名词解释题（本大题共15分，共3小题，每小题5 分）1. 抵抗弯矩图2. 变形模量3. 混凝土立方体强度三、计算题（本大题共40分，共4小题，每小题10分）1. 已知某矩形截面偏心受压构件，截面尺寸bx h=30X 50cm计算长度l0=4m，采用20混凝土和U级钢筋，对称配筋，承受计算纵向力 Nj=825KN,计 算弯矩Mj=114KN.m 求：所需纵向钢筋的截面面积。 提示：1、入=l0/h=8时 可不考虑挠度对偏心的影响，取 n

3、=1o 2、设，a = a， =3.5cm。3、由式（7 4）;（ 75）;（ 710）联立求解可得X的三次方程，X的解为 X=311mr作为参考，不得依此作为计算依据进行计算。2. 已知矩形截面偏心受压柱，截面尺寸 bx h=30X 40cm计算长度l=4m，采用C20混凝土和U级钢筋，承受计算纵向力Nj=188KN,计算弯矩Mj=120KN.m求：所需纵向钢筋截面面积3. 一箱形截面简支梁截面尺寸如图所示。采用25号混凝土、U级钢筋，计算弯矩MJ= 4970kN,计算跨径L= 20m相邻箱形梁间距为2.4m，试进行配筋设 计。4. 已知某石拱桥的拱圈在拱脚处的1m宽的抗剪面积bh=100x

4、115cm2,承受计 算剪力Qj=1014KN相应的计算纵向力Nj=1035KN,拱圈采用10号砂浆，60号 块石砌筑，摩擦系数 卩=0.4，验算此截面的抗剪强度。四、问答题（本大题共15分，共3小题，每小题5分）1. 钢筋混凝土有哪些优点？2. 钢筋和混凝土共同工作的基础是什么？3. 钢筋混凝土偏心受压构件在纵向弯曲影响下的破坏类型有哪几种？怎样考虑纵向弯曲影响?答案:、填空题（30分，共10题，每小题3 分）1.参考答案：提高混凝土强度等级增大截面尺寸（特别是LI）采用较低级别的钢筋 存解题万案： 单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩小于计算弯矩时应提高混凝土强度等级， 增大截面尺寸（特别是口

5、），采用较低级别的钢筋 评分标准： 每空i分2.参考答案： 平截面 解题方案： 界限相对受压区高度U需要根据平截面等假定求出。 评分标准：每空1分3.参考答案： 箍筋弯起钢筋 解题方案： 工程中一般把箍筋和弯起钢筋称为腹筋 评分标准：每空1分4.参考答案： 倒T形截面梁 解题方案：对于T形、工字形、倒T形截面梁，当梁上作用着集中荷载时，需要考虑剪跨 比影响的截面梁是倒T形截面梁。评分标准： 每空1分5.参考答案：剪压 解题方案： 梁的斜截面破坏主要形态有3种，其中，以剪压破坏的受力特征为依据建立斜 截面承载力的计算公式。评分标准：每空 1 分6.参考答案：承担剪力解题方案： 梁内设置弯起筋的目

6、的是承担剪力，它不能承担弯矩。评分标准：每空 1 分7.参考答案：最小配筋率解题方案：最小配筋率是少筋梁与适筋梁的界限评分标准：每空 1 分8.参考答案：高粗低解题方案：钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越高、直径越粗、混凝土强 度越低，则钢筋的锚固长度就越长。评分标准：每空 1 分9.参考答案：正常使用 标准值解题方案：混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算 时材料强度采用标准值评分标准：每空 1 分10.参考答案：少筋 适筋 少筋构件的破坏弯矩等于相同截面的素混凝土构件的破坏弯矩 解题方案： 受弯构件的最小配筋率是少筋构件与适筋构件的界限配筋率，是根

7、据少筋构件 的破坏弯矩等于相同截面的素混凝土构件的破坏弯矩确定的。评分标准：每空 1 分二、名词解释题（ 15 分，共 3 题，每小题 5 分）3 / 61.参考答案： 沿梁长各个正截面按实际配置的纵向受拉钢筋面积，能产生的抵抗弯矩图形， 即表示各正截面所具有的抗弯承载能力解题方案： 沿梁长各个正截面按实际配置的纵向受拉钢筋面积，能产生的抵抗弯矩图形， 即表示各正截面所具有的抗弯承载能力评分标准：关键点答对给满分2.参考答案：连接混凝土应力应变曲线的圆点 0及曲线上某一点K作割线，K点混凝土应力 为c c (=0.5R0a)贝9该割线的斜率即为变形模量解题方案：连接混凝土应力应变曲线的圆点 0

8、及曲线上某一点K作割线，K点混凝土应力 为c c (=0.5R0a)贝9该割线的斜率即为变形模量评分标准：关键点答对给满分3.参考答案： 混凝土的立方体抗压强度是一种在规定的统一试验方法下衡量混凝土强度的基 本指标。解题方案： 混凝土的立方体抗压强度是一种在规定的统一试验方法下衡量混凝土强度的基 本指标。评分标准：关键点答对给满分三、计算题( 40 分，共 4 题，每小题 10 分)1.参考答案：( 1)计算偏心距增大系数( 2 )判定大小偏心受压 先按小偏心受压计算联立求X的一元三次方程一一确为小偏心受压(3)纵向钢筋面积c g=207.4Mpa< Rg； Ag , =4.47cm2，

9、选用 3© 14, Ag= Ag , =4.61cm2。 解题方案：解：1.计算偏心距增大系数，因，故可不考虑挠度对偏心距的影响，取 2. 判定 大小偏心受压 因为对称配筋，由式 (7-4) 式和( 7-10)可得： 带入数据，联立 求解得的三次方程： 解得：=311mn计算表明确为小偏心受压3.计算所需纵向 筋面积 将以求解的带入式( 7-10)得： 由式( 7-4)得受压钢筋面积：由钢筋 面积选配钢筋。评分标准：参考答案：A' g=313mm2 Ag=1509mm2 解题方案：解： =11Mpa,=340Mpa（, 1）由 =188KN, 得 弯距作用平面内的长细比为 ，

10、故考 虑偏心距增大系数的影响： 其中， （2）初判 设, 则 故可先按大偏压情况进 行设计 （3）计算、取由 ， 得 由 ，且 得 选用受压钢筋为 ，受压钢筋 为 ， 设计的纵筋沿截面短边 b 方向布置一排，所需截面最小宽度， 设计截面 中仍取 评分标准：3.参考答案：将箱形截面换算成等效T形截面，取b'i最小值b' i二240cm 判断截面 类型 Mu= 4810.75 kN.m v Mj= 4970kN.m 属第二类 T 型截面。Ag2 = 15353mmMj2 = 3925.44 X 106N mm Mj2= Mj- Mj2= 1044.56 X 106N.mm Ag0.

11、212 计 算钢筋面积。Ag1 = 4242mm2 Ag Ag1+ Ag2= 19595cm2 选用 42 25 , Ag= 20617.8mm2钢筋分两排布置在箱梁底板2X 21 25解题方案：解：1.将箱梁转换为等效的T形截面进行设计 梁肋宽b=13x2+14=40cm梁缘 高=18cm;梁高h=110cm翼缘计算宽度的确定： 按跨径按梁间距240cm按翼缘 厚度按规范取三者最小值：（超过实际翼缘宽度），箱梁等效 T梁截面如图所 示。进行截面强度计算时，不考虑受拉翼缘作用。设钢筋双排布置，取a=70mm 则=1100-70=1030mm 2判别截面类型=4810.75评分标准：4.参考答案

12、：抗剪强度不安全解题方案：解：根据题意查得：安全系数 =2.31 ，抗剪极限强度： =2.64 ，由公式可得：=427.14可能=1014KN故不安全。评分标准：四、问答题（ 15分，共 3 题，每小题 5 分）1.参考答案： 钢筋混凝土除了能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性外，还有下述一些 优点：（ 1）在钢筋混凝土结构中，混凝土强度是随时间而不断增长的，同时， 钢筋被混凝土所包裹而不致锈蚀，所以，钢筋混凝土结构的耐久性是较好的。 钢筋混凝土结构的刚度较大，在使用荷载作用下的变形较小，故可有效地用于 对变形有要求的建筑物中。（ 2）钢筋混凝土结构既可以整体现浇也可以预制装 配，并且可以根

13、据需要浇制成各种构件形状和截面尺寸。（ 3）钢筋混凝土结 构所用的原材料中，砂、石所占的比重较大，而砂、石易于就地取材，故可以 降低建筑成本。解题方案：评分标准：2.参考答案： 在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土这两种材料之所以能共同工作的基本前提 是具有足够的粘结强度。解题方案： 在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土这两种材料之所以能共同工作的基本前提 是具有足够的粘结强度。评分标准： 关键点答对可给满分3.参考答案： 钢筋混凝土偏心受压构件按长细比可分为短柱、长柱和细长柱。在纵向弯曲影 响下，短柱、长柱发生材料破坏；而细长柱则发生失稳破坏。 考虑纵向弯曲影 响，引入偏心距增大系数 n。偏心受压构件实际弯矩为 M=N n eO,这里n称 为偏心受压构件考虑纵向挠曲影响的轴向力偏心距增大系数。n越大表明二阶弯矩的影响越大，则截面所承担的一阶弯矩 NeO在总弯矩占比例相对地就越 小。解题