9 混凝土结构设计试题及答案

9混凝土结构设计试题及答案混凝土结构设计试题及答案一、选择题1.混凝土结构设计时，承载能力极限状态设计应采用A.荷载标准值B.荷载设计值C.材料标准值D.材料设计值答案：B2.钢筋混凝土受弯构件的正截面承载力计算依据是A.弹性理论B.塑性理论C.极限平衡理论D.有限元理论答案：C3.混凝土强度等级的代表符号是A.CB.MC.MUD.M答案：A4.钢筋的屈服强度标准值用以下哪个符号表示A.fyB.fykC.fyD.fyk答案：B5.受弯构件斜截面承载力计算中，箍筋的抗拉强度设计值取值不应超过A.210MPaB.300MPaC.360MPaD.400MPa答案：D6.钢筋混凝土轴心受压构件中，混凝土的轴心抗压强度设计值用哪个符号表示A.fcB.fckC.ftD.ftk答案：A7.持久状况下，构件应进行A.承载能力极限状态计算B.正常使用极限状态计算C.承载能力和正常使用极限状态计算D.构造要求检查答案：C8.钢筋混凝土梁中，钢筋的混凝土保护层厚度是指A.钢筋外边缘至构件表面的距离B.箍筋外边缘至构件表面的距离C.主筋中心至构件表面的距离D.钢筋内边缘至构件表面的距离答案：A9.下列关于钢筋混凝土柱的叙述，错误的是A.柱是承受轴向压力的构件B.柱可以承受弯矩C.柱的破坏都是由于材料强度不足D.柱应进行稳定计算答案：C10.预应力混凝土构件中，预应力钢筋的张拉控制应力不宜超过A.0.5fptkB.0.6fptkC.0.75fptkD.0.9fptk答案：C二、填空题1.混凝土结构的设计方法包括_____和正常使用极限状态设计。答案：承载能力极限状态设计2.钢筋混凝土梁的正截面破坏形态有_____、____和_____三种。答案：适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏3.混凝土的收缩和_____对结构构件有不利影响。答案：徐变4.钢筋的冷拉加工可以提高其_____强度。答案：屈服5.受弯构件斜截面破坏的主要形态有_____和_____两种。答案：斜压破坏、斜拉破坏6.钢筋混凝土偏心受压构件的破坏类型分为_____和_____。答案：受压破坏、受拉破坏7.预应力混凝土构件中，建立有效预压应力的方法有_____和_____。答案：先张法、后张法8.结构的可靠度是指结构在规定时间内、规定条件下完成预定功能的_____。答案：概率9.钢筋与混凝土之间能够共同工作的主要原因是_____和_____。答案：钢筋与混凝土之间有粘结力、温度线膨胀系数相近10.混凝土结构耐久性设计应考虑_____、_____和_____等因素。答案：材料性能、环境条件、设计使用年限三、简答题1.钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定有哪些？答案：（1）截面应变保持平面（2）不考虑混凝土的抗拉强度（3）混凝土的应力-应变关系已知（4）钢筋的应力-应变关系已知（5）受压区混凝土的应力图形可简化为等效矩形应力图2.试述钢筋混凝土柱偏心受压构件的破坏特征。答案：偏心受压构件的破坏分为两类：（1）受拉破坏（又称大偏心受压破坏）：当偏心距较大时，受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土被压碎（2）受压破坏（又称小偏心受压破坏）：当偏心距较小时，构件全截面受压，靠近轴力一侧的混凝土先被压碎3.预应力混凝土结构有哪些主要优点？答案：（1）可以提高构件的抗裂性能（2）可以提高构件的刚度（3）可以减小构件的挠度（4）可以减轻构件自重（5）可以提高构件的耐久性4.钢筋混凝土梁斜截面承载力包括哪些内容？答案：（1）斜截面抗剪承载力（2）斜截面抗弯承载力其中抗剪承载力由混凝土、箍筋和弯起钢筋共同承担5.混凝土结构耐久性设计的基本要求有哪些？答案：（1）根据环境类别和设计使用年限选择混凝土材料（2）规定混凝土的最大水胶比和最小水泥用量（3）规定混凝土保护层厚度（4）采取必要的防腐蚀措施（5）考虑混凝土的裂缝控制四、计算题1.已知某矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级，受拉钢筋为3根直径20mm，as=35mm。求该梁能承受的弯矩设计值。答案：已知：C30混凝土，fc=14.3N/mm²HRB400钢筋，fy=360N/mm²As=3×π×20²/4=942mm²h0=500-35=465mm由公式：αs=M/(fc·b·h0²)得M=αs·fc·b·h0²计算相对受压区高度：ξ=As·fy/(fc·b·h0)=942×360/(14.3×200×465)=0.139αs=ξ(1-0.5ξ)=0.139×(1-0.0695)=0.129M=0.129×14.3×200×465²=79.8×10⁶N·mm=79.8kN·m该梁能承受的弯矩设计值为79.8kN·m2.某轴心受压柱，截面尺寸为400mm×400mm，柱计算长度l0=4.8m，混凝土强度等级C30，配置4根直径18mm的HRB400纵向钢筋。求该柱的轴向承载力设计值。答案：已知：b=400mm，h=400mm，l0=4.8mC30混凝土，fc=14.3N/mm²HRB400钢筋，fy=360N/mm²As=4×π×18²/4=1017mm²柱的长细比：l0/b=4800/400=12查表得稳定系数φ=0.95轴向承载力设计值：N=0.9φ(fcA+fyAs)=0.9×0.95×(14.3×400×400+360×1017)=0.9×0.95×(2288000+366120)=0.9×0.95×2654120=2268×10³N=2268kN该柱的轴向承载力设计值为2268kN3.某矩形截面梁，b×h=250mm×600mm，as=35mm，混凝土强度等级C25，fc=11.9N/mm²，箍筋采用HPB300级，fyv=270N/mm²。梁承受剪力设计值V=180kN。求所需箍筋数量。答案：已知：b=250mm，h0=600-35=565mmV=180kN=180×10³Nfc=11.9N/mm²，fyv=270N/mm²验算截面尺寸：hw=h0=565mm0.25βcfcbh0=0.25×1.0×11.9×250×565=420×10³N=420kNV=180kN<420kN，截面满足要求验算是否需要按计算配置箍筋：0.7ftbh0=0.7×1.27×250×565=125×10³N=125kNV=180kN>125kN，需要按计算配置箍筋由V≤Vu=0.7ftbh0+1.25fyv·Asv/s·h0得Asv/s≥(V-0.7ftbh0)/(1.25fyvh0)=(180×10³-125×10³)/(1.25×270×565)=55×10³/(1906875)=0.0288mm选用双肢箍φ8mm，Asv=2×50.3=100.6mm²s≤Asv/0.0288=100.6/0.0288=3493mm按构造要求，箍筋最大间距不应大于min(0.25h0,350mm)=min(141mm,350mm)=141mm取箍筋间距s=120mm则Asv/s=100.6/120=0.838mm复核抗剪承载力：Vu=0.7×1.27×250×565+1.25×270×0.838×565=125×10³+159×10³=284×10³N=284kNV=180kN<284kN，满足要求配置双肢箍φ8@120mm4.已知某矩形截面偏心受压柱，b×h=400mm×600mm，as=40mm，l0/h=8，N=800kN，M=320kN·m，混凝土强度等级C30，钢筋HRB400级。求所需纵向钢筋。答案：已知：b=400mm，h=600mm，as=40mmh0=560mm，l0/h=8N=800×10³N，M=320×10⁶N·mmC30混凝土，fc=14.3N/mm²HRB400钢筋，fy=360N/mm²偏心距：e0=M/N=320×10⁶/800×10³=400mm附加偏心距：ea=20mmeie=e0+ea=420mm计算长度：l0=8h=4800mm稳定系数：查表得φ=0.85初始偏心距：ei=eie+As(h0-as)/N假设As=As，先按对称配筋计算由N≤α1fcbx+fyAs-fyAsN≤α1fcbξh0+fyAs(1-ξ)取ξ=0.5试算N=0.5×14.3×400×560+360×As(1-0.5)=1601.6×10³+180As800×10³=1601.6×10³+180AsAs<0，取As=0重新计算：由N(ei+h0-as/2)≤α1fcbx(h0-x/2)+fyAs(h0-as)800×10³(420+560-20)=800×10³×960=768×10⁹=14.3×400×x(560-x/2)试算得x=230mmξ=x/h0=230/560=0.411<ξb=0.518，大偏心受压As=N(ei+h0-as/2)/(fy(h0-as))-α1fcbx/fy=[800×10³×960/(360×520)]-14.3×400×230/360=4117×10³-3656×10³=461mm²按构造要求，最小配筋率：Asmin=0.002×400×600=480mm²取As=480mm²实配钢筋：4φ14，As=615mm²5.某T形截面梁，翼缘宽度bf=600mm，翼缘厚度hf=100mm，腹板宽度b=250mm，梁高h=600mm，as=35mm。承受弯矩设计值M=280kN·m，混凝土强度等级C30，钢筋HRB400级。求受拉钢筋面积。答案：已知：bf=600mm，hf=100mm，b=250mm，h=600mmas=35mm，h0=565mmM=280×10⁶N·mmC30混凝土，fc=14.3N/mm²HRB400钢筋，fy=360N/mm²判断截面类型：α1fcbfhf(h0-hf/2)=1.0×14.3×600×100×(565-50)=14.3×600×10