《混凝土结构设计原理》 模拟试题

1、混凝土结构设计原理模拟试题3参考答案一.选择题(1分×10=10分1.A;2。A;3。A;4。A;5。A;6。C;7。A;8。A;9。B;10。C二.判断题(1分×10=10分1.;2。;3。×4。×5。×6。;7。;8。×9。×10。三.问答题(5分×8=40分1.钢筋冷加工的目的是什么?冷加工方法有哪几种?简述冷拉方法?答:钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度,以节约钢材。除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外,其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶,冷加工钢筋的设计强度提高,而延性大幅度下降。冷加工方法有冷拨、冷拉、冷轧、冷

2、扭。冷拉钢筋由热轧钢筋在常温下经机械拉伸而成,冷拉应力值应超过钢筋的屈服强度。钢筋经冷拉后,屈服强度提高,但塑性降低,这种现象称为冷拉强化。冷拉后,经过一段时间钢筋的屈服点比原来的屈服点有所提高,这种现象称为时效硬化。时效硬化和温度有很大关系,温度过高(450以上强度反而有所降低而塑性性能却有所增加,温度超过700,钢材会恢复到冷拉前的力学性能,不会发生时效硬化。为了避免冷拉钢筋在焊接时高温软化,要先焊好后再进行冷拉。钢筋经过冷拉和时效硬化以后,能提高屈服强度、节约钢材,但冷拉后钢筋的塑性(伸长率有所降低。为了保证钢筋在强度提高的同时又具有一定的塑性,冷拉时应同时控制应力和控制应变。2.轴心受

3、压构件设计时,如果用高强度钢筋,其设计强度应如何取值?答:纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级,不宜采用高强度钢筋,因为与混凝土共同受压时,不能充分发挥其高强度的作用。混凝土破坏时的压应变0.002,此时相应的纵筋应力值s=E ss=200×103×0.002=400 N/mm2;对于HRB400级、HRB335级、HPB235级和RRB400级热扎钢筋已达到屈服强度,对于级和热处理钢筋在计算f y值时只能取400 N/mm2。3.钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式?其破坏特征有何不同?答:钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少

4、筋破坏。梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服,钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长,受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变,混凝土压碎,构件破坏。梁破坏前,挠度较大,产生较大的塑性变形,有明显的破坏预兆,属于塑性破坏。梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏,而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点,拉区的裂缝宽度较小,破坏是突然的,没有明显预兆,属于脆性破坏,称为超筋破坏。梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂,受拉钢筋即达到屈服,并迅速经历整个流幅而进入强化阶段,梁即断裂,破坏很突然,无明显预兆,故属于脆性破坏。4.影响斜截面受剪承载力

5、的主要因素有哪些?答:(1剪跨比的影响,随着剪跨比的增加,抗剪承载力逐渐降低;(2混凝土的抗压强度的影响,当剪跨比一定时,随着混凝土强度的提高,抗剪承载力增加;(3纵筋配筋率的影响,随着纵筋配筋率的增加,抗剪承载力略有增加;(4箍筋的配箍率及箍筋强度的影响,随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加,抗剪承载力增加;(5斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用;(6加载方式的影响;(7截面尺寸和形状的影响;5.判别大、小偏心受压破坏的条件是什么?大、小偏心受压的破坏特征分别是什么?答:(1b ,大偏心受压破坏;b >,小偏心受压破坏;(2破坏特征:大偏心受压破坏:破坏始自于远端钢筋的受拉屈服,然后近端混

6、凝土受压破坏; 小偏心受压破坏:构件破坏时,混凝土受压破坏,但远端的钢筋并未屈服;6.混凝土结构设计规范是如何考虑弯矩、剪力、和扭矩共同作用的?t 的意义是什么?起什么作用?上下限是多少?答:实际工程的受扭构件中,大都是弯矩、剪力、扭矩共同作用的。构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的,这种相互影响的性质称为复合受力的相关性。由于构件受扭、受弯、受剪承载力之间的相互影响问题过于复杂,采用统一的相关方程来计算比较困难。为了简化计算,混凝土结构设计规范对弯剪扭构件的计算采用了对混凝土提供的抗力部分考虑相关性,而对钢筋提供的抗力部分采用叠加的方法。05.015.1Tbh VW t t +=(0.5

7、t 1.0,t 称为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数,当t 小于0.5时,取t 等于0.5;当t 大于1.0时,取t 等于1.0。7.为什么说裂缝条数不会无限增加,最终将趋于稳定?答:直到距开裂截面为l 处,钢筋应力由s1降低到s2,混凝土的应力c 由零增大到f t ,才有可能出现新的裂缝。显然,在距第一条裂缝两侧l 的范围内,即在间距小于2l 的两条裂缝之间,将不可能再出现新裂缝。8.何为预应力?预应力混凝土结构的优缺点是什么?答:预应力:在结构构件使用前,通过先张法或后张法预先对构件混凝土施加的压应力。优点:提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性,能够充分发挥材料的性能,节约钢材。缺点:构件的施工

8、、计算及构造较复杂,且延性较差。四.计算题(40分1.已知:T 形截面梁,80,500,200,400''=f f h mm h mm b mm b ,M=250KN ·m ,C30, HRB335,环境类别为一类。求:A S解: 2122/43.1,550.0,0.1,/300,/3.14,60m m N f m m N f m m N f a t b y c =mm a h h 440605000=-=-=m kN h h h b f m kN M ff f c =-=->=183280440(804003.140.12(250'0''

9、;1属于第二类截面 2212''1126022266201'0''12215763145276330080200400(3.140.1(1452440827.0300105.91250(827.05.01550.0346.0211286.04402003.140.1105.91102502(m m A A A m m f h b b f A m m h f M A bh f h h h b b f M s s s y ff c s s y s s b s c f f f c s =+=+=-=-=-=-=<=-=-=-= 2.一钢筋混凝土矩形截面简

10、支梁,截面尺寸250mm ×500mm ,混凝土强度等级为C20(f t =1.1N/mm 2、f c =9.6 N/mm 2,箍筋为热轧HPB235级钢筋(f yv =210 N/mm 2,纵筋为325的HRB335级钢筋(f y =300 N/mm 2,支座处截面的剪力最大值为180kN 。 求:箍筋和弯起钢筋的数量。解:(1验算截面尺寸 486.1250465,4650<=b h mm h h w w 属厚腹梁,混凝土强度等级为C20,f cuk =20N/mm 2<50 N/mm 2故c =1N V N bh f c c 1800002790004652506.9

11、125.025.0max 0=>= 截面符合要求。(2验算是否需要计算配置箍筋,180000(5.895124652501.17.07.0max 0N V N bh f t =<=故需要进行配箍计算。(3只配箍筋而不用弯起钢筋01025.17.0h snA f bh f V sv yv t += 则 mm mm snA sv /741.021= 若选用8120 ,实有可以(741.0838.01203.5021>=s nA sv 配箍率%335.01202503.5021=bs nA sv sv 最小配箍率(%126.02101.124.024.0min 可以sv yv t

12、sv f f <= (4既配箍筋又配弯起钢筋根据已配的325纵向钢筋,可利用125以45°弯起,则弯筋承担的剪力:N f A V sy sb sb 5.83308223009.4908.0sin 8.0= 混凝土和箍筋承担的剪力:N V V V sb cs 5.966915.83308180000=-=-=选用6200 ,实用(5.966912.1240564652003.28221025.15.8951225.17.0010可以N N h snA f bh f V sv yvt cs >=+=+=。 3.已知:N=3100KN,M=85KN.m, 600400=h b

13、;mm a a s s 45'=,混凝土C20,钢筋HRB400级,计算长度为6m 。配筋有:22'603;1964mm A mm A s s =,试复核截面是否安全。解:22/1.1;/6.9:20mm N f mm N f C t c =钢筋HRB400级:2/360mm N f y =(1弯矩作用平面外轴压验算895.0,1540060000=取b l KN KN A f A f N s y c u 310026006031964(3606004006.9895.09.0(9.0''<=+=+=不安全。(2弯矩作用平面内承载力验算 mm a h h

14、s 555456000=-=-=由s y s y c u A f A f bx f N -+=''1得到:231''7014006.90.16033001964300103100mm b f A f A f N x c sy s y u =+-=+-= mm h b 305555550.00= 所以为小偏心受压构件。(3由 s s s y c u A A f bx f N -+=''1y b f 11-= 可求出08.1=,60055508.10=h x 由(2('0''01s s y c u a h A f xh bx f e N -+-=得到: mm N a h A f x h bx f e u s s y c 30610310045555(1964360300555(6004006.90.1(2(3'0''01=-+-=-+-= 由s i a h e e -+=2得到:mm a h e e s i 51453003062=+-=+-= 0.1371.01031006004006.95.05.031<=N A f c