河北省一级建筑师《建筑结构》：钢筋混凝土结构试题

河北省一级建筑师《建筑结构》：钢筋混凝土结构试题一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分。每题的备选项中，只有1个最符合题意）1.我国《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）规定，混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，用于确定混凝土强度等级的立方体试件边长为（）。A.100mmB.150mmC.200mmD.250mm答案：B解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第4.1.1条，混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，立方体抗压强度标准值系指按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体试件，在28d或设计规定龄期以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值。100mm、200mm边长试件需分别乘以0.95、1.05的换算系数折算为150mm边长试件的强度值。2.下列钢筋牌号中，属于无明显屈服点钢筋的是（）。A.HPB300B.HRB400C.HRBF500D.预应力钢丝答案：D解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第4.2.2条，钢筋按力学性能可分为有明显屈服点钢筋和无明显屈服点钢筋。HPB300、HRB400、HRBF500均属于普通热轧钢筋，有明显屈服台阶；预应力钢丝、钢绞线、预应力螺纹钢筋等属于无明显屈服点钢筋，其强度标准值取极限抗拉强度，设计时取条件屈服强度（残余应变为0.2%时的应力）。3.建筑结构的承载能力极限状态设计中，永久荷载的分项系数取值，当其效应对结构不利时，由可变荷载效应控制的组合中应取（）。A.1.2B.1.3C.1.35D.1.4答案：A解析：根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012（2012年版）第3.2.4条，永久荷载的分项系数应符合下列规定：1当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合应取1.2，对由永久荷载效应控制的组合应取1.35；2当永久荷载效应对结构有利时，不应大于1.0。可变荷载的分项系数一般取1.4（对标准值大于4kN/㎡的工业房屋楼面活荷载取1.3）。4.钢筋混凝土单筋矩形截面受弯构件，在截面尺寸和材料强度确定的情况下，其正截面受弯承载力随受拉钢筋配筋率ρ的增大（）。A.持续线性增大B.持续非线性增大C.适筋范围内增大，超过最大配筋率后保持不变D.适筋范围内增大，超过最大配筋率后略有降低答案：C解析：钢筋混凝土单筋矩形截面受弯构件的正截面破坏分为适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏三类。适筋梁的受弯承载力随受拉钢筋配筋率ρ的增大而提高，当ρ达到最大配筋率ρmax时，受弯承载力达到最大值；当ρ超过ρmax时，发生超筋破坏，受拉钢筋不屈服，受压区混凝土先压碎，此时受弯承载力由受压区混凝土控制，不再随ρ的增大而提高，保持为最大受弯承载力值。少筋梁的受弯承载力由混凝土抗拉强度控制，一旦开裂即发生脆性破坏，工程中严禁采用。5.某钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=200mm×500mm，计算跨度l0=6m，承受均布荷载设计值q=20kN/m（含自重），混凝土强度等级C30，箍筋采用HPB300级钢筋，仅配置箍筋时，斜截面受剪承载力计算中，截面尺寸限制条件的作用是（）。A.防止发生斜压破坏B.防止发生斜拉破坏C.防止发生剪压破坏D.控制箍筋的最小配筋率答案：A解析：钢筋混凝土梁斜截面受剪破坏的主要形态有斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏三种。其中斜压破坏是因截面尺寸过小、剪跨比过小，混凝土被斜向压碎，属于脆性破坏，通过截面尺寸限制条件（即剪压比限值）防止其发生；斜拉破坏是因配箍率过小、剪跨比过大，斜裂缝一旦出现即迅速延伸至荷载作用点，属于脆性破坏，通过箍筋最小配箍率条件防止其发生；剪压破坏是通过受剪承载力计算配置箍筋来保证的。6.一类环境下，钢筋混凝土梁的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于（），且不应小于钢筋的公称直径。A.15mmB.20mmC.25mmD.30mm答案：B解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第8.2.1条，一类环境下，钢筋混凝土梁、柱的纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度为20mm，板、墙、壳为15mm，且保护层厚度均不应小于钢筋的公称直径。7.轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算中，稳定系数φ的主要作用是考虑（）对承载力的影响。A.初始偏心距B.构件长细比C.箍筋约束作用D.材料强度离散性答案：B解析：轴心受压构件根据长细比的不同，可分为短柱和长柱。短柱在轴心压力作用下发生材料破坏，即混凝土压碎、钢筋屈服；长柱由于纵向弯曲的影响，会在材料强度未充分发挥时发生失稳破坏，承载力低于短柱。稳定系数φ就是考虑构件长细比对受压承载力的降低系数，长细比越大，φ值越小，承载力越低。8.钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是（）。A.远离轴向力一侧的钢筋先受拉屈服，随后受压区混凝土压碎，受压侧钢筋屈服B.靠近轴向力一侧的钢筋先受压屈服，随后受拉区钢筋屈服C.受拉区钢筋屈服的同时，受压区混凝土压碎D.受压区混凝土先压碎，受拉区钢筋始终不屈服答案：A解析：大偏心受压构件的破坏属于受拉破坏，发生于轴向力的偏心距较大，且受拉钢筋配筋率不高的情况。其破坏特征是：远离轴向力一侧的钢筋先受拉屈服，随着荷载增加，受拉钢筋塑性变形发展，受压区高度减小，最终受压区边缘混凝土达到极限压应变被压碎，受压侧钢筋一般也能达到屈服强度。小偏心受压构件的破坏属于受压破坏，特征是靠近轴向力一侧的混凝土先压碎，同侧钢筋受压屈服，而远离轴向力一侧的钢筋可能受拉也可能受压，但均未屈服。9.钢筋混凝土受弯构件挠度验算时，采用的刚度是（）。A.短期刚度B.长期刚度C.弹性刚度D.开裂截面刚度答案：B解析：钢筋混凝土受弯构件的刚度随荷载作用时间的增长而降低，这是由于混凝土的徐变、收缩，以及受拉区混凝土和钢筋之间的粘结滑移徐变等因素导致的。因此，挠度验算时，应采用按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的刚度（即长期刚度），而短期刚度是按荷载标准组合计算的刚度，仅用于短期荷载作用下的变形计算。10.下列关于钢筋混凝土裂缝宽度验算的说法，正确的是（）。A.验算的是荷载作用下的最大裂缝宽度B.验算的是荷载和混凝土收缩共同作用下的最大裂缝宽度C.裂缝宽度限值仅与结构的使用环境有关D.预应力混凝土构件无需验算裂缝宽度答案：A解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第3.4.5条，钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应根据使用要求对构件的最大裂缝宽度进行验算，这里的最大裂缝宽度是指由荷载效应的准永久组合引起的最大裂缝宽度，混凝土收缩、温度变化等因素的影响已通过经验系数考虑。裂缝宽度限值与结构的使用环境类别、构件受力特征（如受弯、偏心受压等）有关；预应力混凝土构件根据裂缝控制等级的不同，需验算裂缝宽度或混凝土拉应力。11.弯剪扭构件的承载力计算中，为避免发生部分超筋破坏，规范规定了（）。A.截面尺寸限制条件B.箍筋最小配筋率C.纵筋最小配筋率D.扭纵筋和扭箍筋的配筋强度比限值答案：D解析：弯剪扭构件的破坏形态与扭纵筋和扭箍筋的配筋强度比ζ有关。当ζ在0.6~1.7范围内时，扭纵筋和扭箍筋均能达到屈服，构件发生延性较好的剪扭破坏；当ζ过小时，说明扭箍筋相对过多，扭纵筋先屈服，箍筋可能不屈服；当ζ过大时，说明扭纵筋相对过多，箍筋先屈服，纵筋可能不屈服，这两种情况均属于部分超筋破坏。因此规范规定ζ应满足0.6≤ζ≤1.7，工程设计中一般取ζ=1.2左右较为经济合理。截面尺寸限制条件是防止发生完全超筋（斜压）破坏，最小配筋率是防止发生少筋破坏。12.钢筋混凝土单向板肋梁楼盖中，次梁的计算跨度，当两端与主梁整体连接时，取（）。A.主梁轴线之间的距离B.主梁内侧边缘之间的距离C.支座中心线之间的距离D.净跨加1倍支座宽度答案：A解析：钢筋混凝土肋梁楼盖中，构件的计算跨度与支座构造有关。对于次梁，当两端与主梁整体连接时，计算跨度取主梁轴线之间的距离；当一端与柱连接、另一端与主梁连接时，与柱连接端按刚接考虑，计算跨度取柱轴线至主梁轴线的距离；对于简支在砖墙上的次梁，计算跨度取净跨加支座宽度，且不超过1.05倍净跨。13.某钢筋混凝土框架结构，抗震等级为一级，框架梁端截面的底部与顶部纵向受力钢筋配筋量的比值，不应小于（）。A.0.3B.0.4C.0.5D.0.6答案：C解析：根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）第6.3.3条，框架梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配筋量的比值，除按计算确定外，一级抗震等级不应小于0.5，二、三级抗震等级不应小于0.3。该规定是为了保证梁端塑性铰区具有足够的延性，避免梁端底部钢筋过少导致破坏时底部混凝土过早压碎。14.钢筋混凝土剪力墙结构中，剪力墙的水平分布钢筋主要承受（）。A.竖向荷载作用下的轴力B.水平地震作用下的剪力C.水平地震作用下的弯矩D.温度应力答案：B解析：钢筋混凝土剪力墙是主要承受水平荷载（风荷载、水平地震作用）的竖向构件，其截面弯矩主要由两端的边缘构件（暗柱、端柱）纵向钢筋承受，截面剪力主要由水平分布钢筋和混凝土共同承受，竖向分布钢筋主要承受轴力和部分弯矩，同时也参与抗剪。15.预应力混凝土结构中，预应力钢丝、钢绞线采用先张法施工时，其张拉控制应力允许值为（）fptk。A.0.65B.0.70C.0.75D.0.80答案：C解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第10.1.3条，消除应力钢丝、钢绞线的张拉控制应力允许值σcon≤0.75fptk；中强度预应力钢丝σcon≤0.70fptk；预应力螺纹钢筋σcon≤0.85fptk。当符合施工阶段抗裂要求或需抵消预应力损失等条件时，张拉控制应力允许值可提高0.05fptk。16.钢筋混凝土构件中，纵向受拉钢筋的锚固长度la，与下列因素无关的是（）。A.钢筋的抗拉强度设计值B.混凝土的轴心抗拉强度设计值C.钢筋的公称直径D.构件的跨度答案：D解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第8.3.1条，纵向受拉钢筋的基本锚固长度labe=α×fy×d/ft，其中α为锚固钢筋的外形系数，fy为钢筋抗拉强度设计值，ft为混凝土轴心抗拉强度设计值，d为钢筋公称直径。锚固长度la是在基本锚固长度的基础上考虑锚固条件修正，与构件跨度无关。17.某钢筋混凝土矩形截面偏心受拉构件，轴向拉力作用在纵向受力钢筋合力点之外，该构件属于（）。A.大偏心受拉构件B.小偏心受拉构件C.轴心受拉构件D.受扭构件答案：A解析：偏心受拉构件按轴向拉力的作用位置不同，分为大偏心受拉和小偏心受拉两类。当轴向拉力作用在纵向受拉钢筋合力点和受压钢筋合力点之间时，属于小偏心受拉构件，破坏时全截面受拉，混凝土开裂后拉力全部由钢筋承受；当轴向拉力作用在纵向受力钢筋合力点之外时，属于大偏心受拉构件，破坏时截面部分受拉、部分受压，受压区混凝土压碎，受拉钢筋屈服。18.钢筋混凝土四边支承板中，单向板的长宽比应满足（）。A.长宽比≤2B.2<长宽比≤3C.长宽比≥3D.长宽比≥5答案：C解析：钢筋混凝土四边支承板，按其受力特点可分为单向板和双向板。当长宽比l2/l1≥3时，荷载主要沿短跨方向传递，长跨方向传递的荷载很小，可按单向板设计，仅沿短跨方向配置受力钢筋，长跨方向配置分布钢筋；当长宽比l2/l1≤2时，荷载沿两个方向传递，应按双向板设计，两个方向均配置受力钢筋；当2<l2/l1<3时，宜按双向板设计，也可按单向板设计，但应沿长跨方向配置足够的受力钢筋。19.下列关于螺旋箍筋轴心受压柱的说法，错误的是（）。A.螺旋箍筋可约束核心混凝土的横向变形，提高混凝土的抗压强度B.螺旋箍筋柱的承载力高于同截面尺寸、同材料强度的普通箍筋柱C.螺旋箍筋的间距不应大于80mm，且不应大于dcor/5（dcor为核心混凝土直径）D.当柱的长细比l0/d>12时，仍可按螺旋箍筋柱计算承载力答案：D解析：螺旋箍筋轴心受压柱通过配置间距较小的螺旋箍筋，约束核心混凝土的横向变形，使核心混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土的抗压强度和柱的承载力。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第6.2.16条，当柱的长细比l0/d>12时，纵向弯曲的影响显著，螺旋箍筋的约束作用不能有效发挥，不应按螺旋箍筋柱计算承载力；螺旋箍筋的间距不应大于80mm，且不应大于dcor/5，也不应小于40mm。20.钢筋混凝土受弯构件中，当纵向受拉钢筋配筋率超过最大配筋率时，会发生（）。A.适筋破坏B.超筋破坏C.少筋破坏D.剪压破坏答案：B解析：最大配筋率ρmax是适筋梁和超筋梁的界限配筋率，当受拉钢筋配筋率ρ>ρmax时，受拉钢筋在构件破坏时未达到屈服强度，受压区混凝土先被压碎，属于超筋破坏，具有明显的脆性，工程中严禁采用。当ρ<ρmin（最小配筋率）时，发生少筋破坏，也属于脆性破坏，工程中严禁采用。只有当ρmin≤ρ≤ρmax时，发生适筋破坏，具有延性，工程中采用。二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得0.5分）1.下列关于混凝土徐变的说法，正确的有（）。A.水灰比越大，徐变越大B.水泥用量越多，徐变越大C.骨料的弹性模量越高，徐变越大D.加载时混凝土的龄期越短，徐变越大E.构件的截面尺寸越大，徐变越大答案：ABD解析：混凝土的徐变是指在长期不变荷载作用下，混凝土的变形随时间而增长的现象。影响徐变的主要因素有：1材料因素：水灰比越大，徐变越大；水泥用量越多，徐变越大；骨料的弹性模量越高、用量越多，徐变越小。2养护与加载条件：养护温度越高、湿度越大，徐变越小；加载时混凝土的龄期越短，徐变越大；加载应力越大，徐变越大。3环境因素：使用环境的温度越高、湿度越低，徐变越大。4构件尺寸：构件的截面尺寸越大、体表比越小，徐变越小。2.钢筋混凝土受弯构件正截面受弯承载力计算的基本假定包括（）。A.截面应变保持平面B.不考虑混凝土的抗拉强度C.混凝土受压的应力与应变关系按抛物线上升段和水平段取用D.纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积，且不大于其强度设计值E.受拉区混凝土的拉应力全部由钢筋和混凝土共同承担答案：ABCD解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第6.2.1条，钢筋混凝土构件正截面承载力计算的基本假定为：1截面应变保持平面（平截面假定）；2不考虑混凝土的抗拉强度，受拉区拉力全部由纵向钢筋承担；3混凝土受压的应力与应变关系曲线按规定取用，即上升段为抛物线，非均匀受压时受压区应力图形可简化为等效矩形应力图形；4纵向钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于其相应的强度设计值，纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01。3.下列措施中，能够提高钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的有（）。A.提高混凝土强度等级B.增大截面尺寸C.增大配箍率D.增大纵向受拉钢筋配筋率E.减小剪跨比答案：ABCE解析：影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素有：1混凝土强度等级：强度越高，受剪承载力越高；2截面尺寸：截面高度越大，受剪承载力越高；3配箍率和箍筋强度：配箍率越大、箍筋强度越高，受剪承载力越高；4剪跨比：剪跨比越小，受剪承载力越高（当剪跨比小于1时，受剪承载力基本不变）；5纵向受拉钢筋配筋率：在一定范围内，纵向受拉钢筋配筋率越大，受剪承载力略有提高，但影响较小，且当配筋率超过一定值后，影响可忽略，不属于主要有效措施。4.钢筋混凝土偏心受压构件中，属于大偏心受压构件的判定条件有（）。A.相对受压区高度ξ≤ξb（界限相对受压区高度）B.相对受压区高度ξ>ξbC.轴向力偏心距ei>0.3h0D.轴向力偏心距ei≤0.3h0E.受拉钢筋应力σs=fy答案：ACE解析：大偏心受压构件的本质是受拉钢筋先屈服，属于受拉破坏，其判定的核心条件是相对受压区高度ξ≤ξb，此时受拉钢筋应力达到屈服强度σs=fy。对于矩形截面偏心受压构件，当轴向力的初始偏心距ei>0.3h0，且受拉钢筋配筋率不高时，一般属于大偏心受压；当ei≤0.3h0时，一般属于小偏心受压，但这是初步判定条件，最终判定以ξ≤ξb为准。5.下列关于钢筋混凝土结构构造要求的说法，正确的有（）。A.梁中纵向受力钢筋的净间距，上部钢筋不应小于30mm和1.5d（d为钢筋最大直径）B.板中受力钢筋的间距，当板厚h≤150mm时，不应大于200mmC.柱中纵向受力钢筋的直径不应小于12mm，净间距不应小于50mmD.箍筋的末端应做135°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）E.一类环境下，柱的混凝土保护层最小厚度为15mm答案：ABCD解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）：1梁中纵向受力钢筋的净间距，上部钢筋不应小于30mm和1.5d，下部钢筋不应小于25mm和d，故A正确；2板中受力钢筋的间距，当板厚h≤150mm时，不宜大于200mm，当h>150mm时，不宜大于1.5h，且不宜大于250mm，故B正确；3柱中纵向受力钢筋的直径不应小于12mm，净间距不应小于50mm，且不宜大于300mm，故C正确；4箍筋的末端应做135°弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d，对于有抗震要求的构件，尚不应小于75mm，故D正确；5一类环境下，柱的混凝土保护层最小厚度为20mm，板为15mm，故E错误。6.钢筋混凝土框架结构的抗震构造措施中，关于框架柱的说法，正确的有（）。A.柱的纵向钢筋宜对称配置B.柱总配筋率不应大于5%C.剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于200mmD.柱端箍筋加密区的长度，取柱截面长边尺寸、柱净高的1/6和500mm三者的最大值E.二级抗震等级的中柱，纵向钢筋的最小总配筋率为0.6%答案：ABD解析：根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）：1柱的纵向钢筋宜对称配置，以保证构件双向受力性能均衡，故A正确；2柱中纵向受力钢筋的总配筋率不应大于5%，避免配筋过密影响混凝土浇筑质量，故B正确；3剪跨比不大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm，且不应大于6d（d为纵向钢筋直径），故C错误；4柱端箍筋加密区的长度，取柱截面长边尺寸、柱净高的1/6和500mm三者的最大值，底层柱根加密区长度取柱净高的1/3，故D正确；5二级抗震等级的中柱、边柱，纵向钢筋的最小总配筋率为0.7%，角柱为0.9%，故E错误。7.下列预应力损失中，属于先张法构件第一批预应力损失（混凝土预压前）的有（）。A.张拉端锚具变形和钢筋内缩损失σl1B.预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦损失σl2C.混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座之间的温差损失σl3D.预应力钢筋的应力松弛损失σl4E.混凝土的收缩和徐变损失σl5答案：ACD解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第10.2.7条，先张法构件的预应力损失分两批：第一批（混凝土预压前）包括锚具变形和钢筋内缩损失σl1、温差损失σl3、应力松弛损失σl4；第二批（混凝土预压后）包括混凝土收缩徐变损失σl5。后张法构件第一批损失为σl1+σl2（孔道摩擦损失），第二批为σl4+σl5+σl6（环形构件挤压损失）。8.钢筋混凝土双向板的受力特点有（）。A.荷载沿两个方向传递给支座B.两个方向均配置受力钢筋C.跨中弯矩短跨方向大于长跨方向D.支座弯矩长跨方向大于短跨方向E.破坏时仅短跨方向钢筋屈服答案：ABC解析：钢筋混凝土四边支承双向板的长宽比l2/l1≤2，荷载沿两个方向传递给四边支座，两个方向均承受弯矩，因此两个方向均需配置受力钢筋。由于短跨方向的跨度小，分配的弯矩大，因此跨中弯矩、支座弯矩均为短跨方向大于长跨方向，短跨方向的受力钢筋应放在受拉区外侧（板底短跨钢筋在下，板顶短跨钢筋在上）。破坏时两个方向的受拉钢筋均能达到屈服，属于延性破坏。9.下列关于钢筋混凝土受扭构件的说法，正确的有（）。A.受扭构件的破坏形态与配筋率有关，可分为少筋、适筋、部分超筋、完全超筋破坏B.弯剪扭构件的承载力计算，应分别按受弯、受剪、受扭单独计算，然后叠加配筋C.对于剪扭构件，混凝土受扭承载力应乘以降低系数βtD.受扭纵向钢筋应沿截面周边均匀对称布置E.受扭箍筋间距不应大于200mm，与构件截面尺寸无关答案：ACD解析：1钢筋混凝土受扭构件的破坏形态与扭纵筋和扭箍筋的配筋率有关，可分为少筋破坏、适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏四类，故A正确；2弯剪扭构件的承载力计算需考虑剪扭相关性，即混凝土受剪和受扭承载力分别乘以相应的降低系数，不能简单叠加，钢筋面积可叠加，故B错误，C正确；3受扭纵向钢筋应沿截面周边均匀对称布置，间距不应大于200mm，且不应大于截面短边尺寸，故D正确；4受扭箍筋应为封闭式，间距不应大于梁中箍筋的最大间距，且不应大于截面短边尺寸，与构件截面尺寸相关，故E错误。10.钢筋混凝土结构的耐久性设计，应考虑的因素有（）。A.结构的设计使用年限B.环境类别C.混凝土强度等级D.钢筋的强度等级E.保护层厚度答案：ABCE解析：根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）第3.5.1条，混凝土结构的耐久性应根据结构的设计使用年限和所处的环境类别进行设计。耐久性的主要技术措施包括：规定最低混凝土强度等级、最大水胶比、最小保护层厚度、最大氯离子含量、最大碱含量等。钢筋的强度等级与结构耐久性无直接关系，故D错误。三、综合应用题（共2题，每题20分，共40分。要求写出必要的计算步骤、公式和结果，计算结果保留2位小数）1.某钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸b×h=250mm×600mm，计算跨度l0=5.4m，承受均布荷载，其中永久荷载标准值gk=12kN/m（含自重），可变荷载标准值qk=10kN/m，可变荷载组合值系数ψc=0.7，准永久值系数ψq=0.5。混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm²，ft=1.43N/mm²，α1=1.0，ξb=0.518），纵向受力钢筋采用HRB400级（fy=360N/mm²），箍筋采用HPB300级（fyv=270N/mm²）。一类环境，保护层厚度c=20mm，梁内纵筋按一排布置，取as=40mm，h0=560mm。要求：（1）计算梁的跨中最大正弯矩设计值；（2）按正截面受弯承载力计算所需的纵向受拉钢筋面积，并验证配筋率是否满足要求；（3）若梁的支座最大剪力设计值V=160kN，仅配置双肢箍筋，试确定箍筋的直径和间距（要求满足最小配箍率要求）。答案及解析：（1）计算跨中最大正弯矩设计值首先确定荷载效应基本组合的两种工况：由可变荷载效应控制的组合：q1=1.2gk+1.4qk=1.2×12+1.4×10=14.4+14=28.4kN/m由永久荷载效应控制的组合：q2=1.35gk+1.4×ψc×qk=1.35×12+1.4×0.7×10=16.2+9.8=26kN/m取较大值q=28.4kN/m作为计算荷载。跨中最大正弯矩设计值：M=1/8ql0²=1/8×28.4×5.4²=0.125×28.4×29.16=103.46kN·m（4分）（2）正截面受弯承载力计算及配筋率验证单筋矩形截面受弯承载力基本公式：M=α1fcbx(h0-x/2)令相对受压区高度ξ=x/h0，代入得等效计算公式：αs=M/(α1fcbh0²)代入数值计算：αs=103.46×10^6/(1.0×14.3×250×560²)=103460000/1121120000≈0.0923相对受压区高度：ξ=1-√(1-2αs)=1-√(1-2×0.0923)=1-√0.8154≈0.097<ξb=0.518，符合适筋梁要求。纵向受拉钢筋面积：As=α1fcbξh0/fy=(1.0×14.3×250×0.097×560)/360≈539.43mm²（6分）配筋率验证：最小配筋率ρmin=max(0.2%,45ft/fy)计算得45ft/fy=45×1.43/360≈0.179%<0.2%，故ρmin=0.2%最小配筋面积As,min=ρmin×b×h=0.2%×250×600=300mm²<As=539.43mm²，满足最小配筋率要求。实际配筋率ρ=As/(b×h0)=539.43/(250×560)≈0.39%，介于ρmin与最大配筋率ρmax=ξbα1fc/fy≈2.06%之间，符合适筋梁设计要求。（3分）（3）斜截面受剪承载力计算，确定箍筋直径和间距首先验算截面尺寸限制条件：矩形截面梁，当hw/b≤4时，截面尺寸应满足V≤0.25βcfcbh0，其中βc=1.0（C30≤C50）代入得：0.25×1.0×14.3×250×560=500500N=500.5kN>V=160kN，截面尺寸满足要求。（2分）判断是否需要按计算配置箍筋：0.7ftbh0=0.7×1.43×250×560=140140N=140.14kN<V=160kN，故需按计算配置箍筋。（1分）仅配置双肢箍筋时，斜截面受剪承载力公式：V≤0.7ftbh0+fyv·Asv/s·h0整理得配箍特征值要求：Asv/s≥(V-0.7ftbh0)/(fyvh0)代入数值：Asv/s≥(160000-140140)/(270×560)=19860/151200≈0.131mm²/mm（2分）选择箍筋并验证构造要求：初选φ6双肢箍，单肢面积Asv1=28.27mm²，总截面面积Asv=2×28.27=56.54mm²按计算要求最大允许间距s≤Asv/0.131≈431.6mm构造要求：梁高h=600mm（500<h≤800），箍筋最大间距为250mm；最小配箍率ρsv,min=0.24ft/fyv=0.24×1.43/270≈0.127%取s=150mm，验算配箍率：ρsv=Asv/(b·s)=56.54/(250×150)≈0.151%>0.127%，满足最小配箍率要求，且间距小于最大限值250mm，符合构造要求。最终选用φ6双肢箍筋，间距150mm。（2分）2.某钢筋混凝土矩形截面偏心受压柱，截面尺寸b×h=400mm×600mm，计算长度l0=4.8m，承受轴向压力设计值N=800kN，弯矩设计值M=320kN·m。混凝土强度等级为C35（fc=16.7N/mm²，ft=1.57N/mm²，α1=1.0，ξb=0.518），纵向受力钢筋采用HRB400级（fy=fy'=360N/mm²）。一类环境，保护层厚度c=20mm，as=as'=40mm，h0=560mm。要求：（1）计算初始偏心距ei，判断偏心类型；（2）若为大偏心受压构件，采用对称配筋，计算所需的受拉钢筋面积As和受压钢筋面积As'；（3）验证配筋率是否满足构造要求。答案及解析：（1）计算初始偏心距，判断偏心类型轴向力初始偏心距e0=M/N=320