《钢筋混凝土结构》期末考试试卷附答案

《钢筋混凝土结构》期末考试试卷附答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.混凝土强度等级的划分依据是下列哪项指标？A.轴心抗压强度标准值B.立方体抗压强度标准值C.抗拉强度标准值D.抗折强度设计值答案：B解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010，混凝土强度等级按边长150mm的立方体试件在标准条件下养护28d测得的、具有95%保证率的抗压强度值划分，共14个等级。2.受弯构件适筋梁的破坏特征是？A.受拉钢筋先屈服，随后受压区混凝土压碎B.受压区混凝土先压碎，受拉钢筋始终不屈服C.受拉钢筋屈服的同时发生断裂D.裂缝一出现构件立即发生破坏答案：A3.对于无腹筋简支梁，当剪跨比λ>A.斜压破坏B.剪压破坏C.斜拉破坏D.弯曲破坏答案：C解析：剪跨比λ<1时发生斜压破坏，1≤4.轴心受压构件的稳定系数φ主要由下列哪项因素决定？A.混凝土强度等级B.纵向钢筋配筋率C.构件长细比D.箍筋配筋率答案：C5.钢筋与混凝土之间的粘结力组成不包括下列哪项？A.化学胶结力B.摩擦力C.机械咬合力D.预应力答案：D6.提高受弯构件正截面受弯承载力最有效的措施是？A.提高混凝土强度等级B.增加截面宽度C.增加截面高度D.提高钢筋强度等级答案：C解析：正截面受弯承载力与截面有效高度近似呈平方关系，因此增加截面高度对提高承载力的效果最显著。7.下列哪种状态属于承载能力极限状态？A.裂缝宽度超过规范限值B.挠度超过正常使用限值C.构件发生受弯屈服破坏D.混凝土表面出现碳化答案：C8.预应力混凝土构件对混凝土性能的要求不包括下列哪项？A.高强度B.收缩徐变小C.快硬早强D.高流动性答案：D9.受弯构件中箍筋的主要作用不包括下列哪项？A.承受剪力B.固定纵向钢筋位置C.承受正截面弯矩D.抑制温度裂缝开展答案：C10.对于有明显屈服点的热轧钢筋，其强度设计值的取值依据是？A.比例极限B.屈服强度C.极限抗拉强度D.条件屈服强度答案：B解析：有明显屈服点的钢筋以屈服强度作为强度设计值的依据；无明显屈服点的预应力钢筋以条件屈服强度（残余应变为0.2%对应的应力）作为取值依据。二、判断题（每题1分，共10分）1.超筋梁的破坏属于延性破坏，破坏前有明显预兆。答案：错误解析：超筋梁是受压区混凝土先压碎、受拉钢筋不屈服的破坏形态，属于脆性破坏，无明显预兆。2.混凝土的徐变会导致预应力混凝土构件的预应力损失增大。答案：正确3.受弯构件的正截面受弯承载力随配筋率增大而线性提高。答案：错误解析：当配筋率超过最大配筋率后，构件发生超筋破坏，承载力不再随配筋率增大而提高。4.轴心受压构件的纵向钢筋可以承受偶然偏心产生的附加弯矩。答案：正确5.斜截面受剪承载力计算时，限制截面最小尺寸的目的是防止发生斜拉破坏。答案：错误解析：限制截面最小尺寸是为了防止发生斜压破坏；配置最小配箍率、限制箍筋最大间距是为了防止发生斜拉破坏。6.混凝土的抗拉强度远低于其抗压强度，一般仅为抗压强度的1/10~1/20。答案：正确7.适筋梁正截面受弯承载力计算的依据是弹性工作阶段末（第Ⅰ阶段末）。答案：错误解析：正截面受弯承载力计算的依据是破坏阶段末（第Ⅲ阶段末）；第Ⅰ阶段末是抗裂验算的依据。8.预应力混凝土技术可以显著提高构件的正截面受弯承载力。答案：错误解析：预应力主要改善构件的正常使用性能（提高抗裂度、减小挠度），正截面受弯承载力与普通钢筋混凝土构件的计算原理一致，不会因预应力显著提升。9.钢筋混凝土结构的耐久性是无限的，不需要维护。答案：错误10.箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。答案：正确三、简答题（每题6分，共30分）1.简述适筋梁正截面受弯的三个工作阶段及其工程应用。答案：(1)第Ⅰ阶段（弹性工作阶段）：混凝土未开裂，受拉、受压区应力均呈线性分布，钢筋应力很小，挠度很小；阶段末受拉混凝土即将开裂，是构件抗裂验算的依据。(2分)(2)第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）：受拉区混凝土开裂，拉力主要由钢筋承担，裂缝随荷载发展，挠度增长加快；是正常使用极限状态下挠度、裂缝宽度验算的依据。(2分)(3)第Ⅲ阶段（破坏阶段）：受拉钢筋屈服，裂缝显著开展，挠度急剧增大，最终受压区混凝土压碎，构件破坏；阶段末是正截面受弯承载力计算的依据。(2分)2.影响钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？答案：(1)剪跨比：剪跨比越大，受剪承载力越低，当λ>(2)混凝土强度等级：混凝土强度越高，受剪承载力越高，近似呈线性关系；(1.5分)(3)腹筋配置：箍筋、弯起钢筋的配筋率越大、强度越高，受剪承载力越高；(1.5分)(4)纵向钢筋配筋率：纵筋配筋率越大，销栓作用越强，受剪承载力略有提升。(1.5分)3.轴心受压构件中配置箍筋的作用是什么？答案：(1)约束纵向钢筋，防止纵筋受压屈曲外凸，保证纵筋共同受力；(2分)(2)与纵筋形成钢筋骨架，固定纵筋的设计位置；(2分)(3)承受部分剪力，约束核心混凝土变形，提高构件延性；螺旋箍筋还可提高核心混凝土抗压强度，进而提升构件承载力。(2分)4.什么是混凝土的立方体抗压强度标准值？答案：混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件(2分)，在28d龄期用标准试验方法测得的、具有95%保证率的抗压强度值(3分)，是混凝土强度等级的划分依据(1分)。5.与普通钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土结构有哪些优缺点？答案：优点：①显著提高构件抗裂性能，适用于对裂缝控制要求高的结构；②增大构件刚度，减小使用阶段挠度；③可充分利用高强度材料，减轻结构自重；④提升构件耐久性和抗疲劳性能。(3分，答出3点即可)缺点：①施工工艺复杂，对技术要求高；②需要专用张拉设备和锚具，造价相对较高；③设计计算流程更复杂。(3分)四、计算题（共40分）1.已知某矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=250 mm×500 mm，承受的弯矩设计值M=120 kN·m，混凝土强度等级为C30（答案：解：(1)计算基本参数截面有效高度：h0(2)计算相对受压区高度ξ单筋矩形截面正截面受弯承载力公式：M代入数值：120解得：ξ(1−ξ=(3)计算受拉钢筋面积A$$A_s=\frac{\alpha_1f_cb\xih_0}{f_y}=\frac{1.0\times14.3\times250\times0.173\times460}{360}\approx791\\text{mm}^2$$(3分)

(4)验算最小配筋率

最小配筋率$\rho_{\text{min}}=\max\left(0.2\%,0.45\frac{f_t}{f_y}\right)$，代入得$0.45\times\frac{1.43}{360}\approx0.179\%<0.2\%$，故$\rho_{\text{min}}=0.2\%$。

实际配筋率：$\rho=\frac{A_s}{bh}=\frac{791}{250\times500}=0.633\%>0.2\%$，满足最小配筋率要求。(3分)

(5)选配钢筋

选用3根直径20mm的HRB400钢筋，实配面积$A_s=942\\text{mm}^2$，满足设计要求。(1分)

所需纵向受拉钢筋面积约$791\\text{mm}^2$，选配3Φ20。

2.某矩形截面简支梁，截面尺寸$b\timesh=200\\text{mm}\times500\\text{mm}$，$h_0=465\\text{mm}$，承受的最大剪力设计值$V=140\\text{kN}$，混凝土强度等级为C25（$f_c=11.9\\text{N/mm}^2$，$f_t=1.27\\text{N/mm}^2$），箍筋采用HPB300级（$f_{yv}=270\\text{N/mm}^2$）。试确定箍筋的直径和间距。（12分）

**答案**：

解：(1)验算截面尺寸

$h_w/b=h_0/b=465/200=2.325\leq4$，截面限制条件为：

$$0.25\beta_cf_cbh_0$$C25混凝土取βc0.25截面尺寸满足要求。(3分)(2)判断是否需按计算配箍0.7需按计算配置箍筋。(2分)(3)计算箍筋用量斜截面受剪承载力公式：V变形得：$$\frac{A_{sv}}{s}\geq\frac{V-0.7f_tbh_0}{f_{yv}h_0}=\frac{140\times10^3-82677}{270\times465}\approx0.457\\text{mm}^2/\text{mm}$$(3分)

(4)选配箍筋

选用双肢φ8箍筋，单肢面积$A_{sv1}=50.3\\text{mm}^2$，总箍筋面积$A_{sv}=2\times50.3=100.6\\text{mm}^2$。

允许最大间距：$s\leq\frac{100.6}{0.457}\approx220\\text{mm}$，取$s=200\\text{mm}$（符合规范对梁高500mm时箍筋最大间距的限值要求）。(2分)

验算配箍率：

$$\rho_{sv}=\frac{A_{sv}}{bs}=\frac{100.6}{200\times200}=0.252\%$$最小配箍率ρs选配双肢φ8@200箍筋，满足设计要求。3.某钢筋混凝土轴心受压柱，计算长度l0=6 m，截面尺寸b×h答案：解：(1)计算长细比$$\frac{l_0}{b}=\frac{6000}{400}=15$$(1分)

(2)确定稳定系数$\varphi$

查规范轴心受压构件稳定系数表，通过线性插值得$l_0/b=15$时，$\varphi\approx0.895$。(2分)

(3)计算纵向钢筋面积

轴心受压承载力公式：

$$N\leq0.9\varphi\left(f_cA+f_y'A_s'\right)$$变形得：A截面面积A=Nf由于N0.9(4)最小配筋率验算轴心受压构件全部纵向钢筋最小配筋率为0.55%（HRB400级钢筋），最小配筋面积：$$A_{s,\text{min}}'=0.55\%\timesA=0.0055\times160000=880\\text{mm}^2$$(2分)

(5