混凝土结构期末考试试题及参考答案剖析

《混凝土结构设计原理》一．选择题（1分×10=10分）1．混凝土的弹性模量是指（A）。A．原点弹性模量；B．切线模量；C．割线模量；D．变形模量；2．属于有明显屈服点的钢筋有（A）。A．冷拉钢筋；B．钢丝；C．热处理钢筋；D．钢绞线；3．对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为（A）时，其轴心受压承载力最大。A．两端嵌固；B．一端嵌固，一端不动铰支；C．两端不动铰支；D．一端嵌固，一端自由；4．（A）作为受弯构件抗裂计算的依据。A．Ⅰa状态；B．Ⅱa状态；C．Ⅲa状态；D．第Ⅱ阶段；5．对于无腹筋梁，当1时，常发生什么破坏（A）。A．斜压破坏；B．剪压破坏；C．斜拉破坏；D．弯曲破坏；6．判别大偏心受压破坏的本质条件是：（C）。A．03.0hei；B．03.0hei；C．B；D．B；7．对于钢筋混凝土偏心受拉构件，下面说法错误的是（A）。A．如果b，说明是小偏心受拉破坏；B．小偏心受拉构件破坏时，混凝土完全退出工作，全部拉力由钢筋承担；C．大偏心构件存在混凝土受压区；D．大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N的作用点的位置；8．钢筋混凝土受扭构件，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比7.16.0说明，当构件破坏时，（A）。A．纵筋和箍筋都能达到屈服；B．仅箍筋达到屈服；C．仅纵筋达到屈服；D．纵筋和箍筋都不能达到屈服；9．钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是（B）。A．荷载、材料强度都取设计值；B．荷载、材料强度都取标准值；C．荷载取设计值，材料强度都取标准值；D．荷载取标准值，材料强度都取设计值；10．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失l应为（C）。A．21ll；B．321lll；C．4321llll；D．54321lllll；二．判断题（1分×10=10分）1．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（）2．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（）3．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（×）4．对于'fhx的T形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为'fb的矩形截面梁，所以其配筋率应按0'hbAfs来计算。（×）5．梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会出现弯剪斜裂缝。（×）6．轴向压力的存在对于偏心受压构件的斜截面抗剪能力是有提高的，但是不是无限制的。（）7．小偏心受拉构件破坏时，混凝土完全退出工作，全部拉力由钢筋承担。（）8．在钢筋混凝土受扭构件设计时，《混凝土结构设计规范》要求，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比应不受限制。（×）9．钢筋混凝土受弯构件两条裂缝之间的平均裂缝间距为1.0倍的粘结应力传递长度。（×）10．预应力混凝土结构可以避免构件裂缝的过早出现。（）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？2．轴心受压构件设计时，如果用高强度钢筋，其设计强度应如何取值？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？4．影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？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？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？7．为什么说裂缝条数不会无限增加，最终将趋于稳定?8．何为预应力？预应力混凝土结构的优缺点是什么？四．计算题（40分）1．已知：T形截面梁，80,500,200,400''ffhmmhmmbmmb，M=250KN·m，C30（2/3.14mmNfc），HRB335（2/300mmNfy），环境类别为一类。求：AS（10分）2．一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸250mm×500mm，混凝土强度等级为C20（2/1.1mmNft、2/6.9mmNfc），箍筋为热轧HPB235级钢筋（2/210mmNfy），纵筋为325的HRB335级钢筋（2/300mmNfy），支座处截面的剪力最大值为180kN。求：箍筋和弯起钢筋的数量。（10分）3．已知：N=3100KN,M=85mKN,600400hb；mmaass45'，混凝土22/1.1;/6.9:20mmNfmmNfCtc；钢筋HRB400级（2/360mmNfy），计算长度为6m。配筋有：22'603;1964mmAmmAss，试复核截面是否安全。（20分）《混凝土结构设计原理》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бs’=Esεs’=200×103×0.002=400N/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Ⅳ级和热处理钢筋在计算fy’值时只能取400N/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：（1）b，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。05.015.1TbhVWtt（0.5≤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σs1降低到σs2，混凝土的应力σc由零增大到ft，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：①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。②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。③缺点：构件的施工、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''ffhmmhmmbmmb，M=250KN·m，C30，HRB335，环境类别为一类。求：AS解：2122/43.1,550.0,0.1,/300,/3.14,60mmNfmmNfmmNfatbycmmahh440605000mkNhhhbfmkNMfffc183)280440(804003.140.1)2(250'0''1属于第二类截面2212''1126022266201'0''12215763145276330080)200400(3.140.1)(1452440827.030010)5.91250(827.05.01550.0346.0211286.04402003.140.1105.9110250)2()(mmAAAmmfhbbfAmmhfMAbhfhhhbbfMsssyffcssyssbscfffcs2．一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸250mm×500mm，混凝土强度等级为C20（ft=1.1N/mm2、fc=9.6N/mm2），箍筋为热轧HPB235级钢筋（fyv=210N/mm2），纵筋为325的HRB335级钢筋（fy=300N/mm2），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bhmmhhww属厚腹梁，混凝土强度等级为C20，fcuk=20N/mm250N/mm2故βc=1NVNbhfcc1800002790004652506.9125.025.0max0截面符合要求。（2）验算是否需要计算配置箍筋),180000(5.895124652501.17.07.0max0NVNbhft故需要进行配箍计算。（3）只配箍筋而不用弯起钢筋01025.17.0hsnAfbhfVsvyvt则mmmmsnAsv/741.021若选用Φ8@120，实有可以）(741.0838.01203.5021snAsv配箍率%335.01202503.5021bsnAsvsv最小配箍率)(%126.02101.124.024.0min可以svyv