《结构设计原理》试卷和答案

结构设计原理试卷第1页（共24页）《结构设计原理》试题1一、单项选择题1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【C】A.螺旋箍筋参与混凝土受压B.螺旋箍筋使混凝土密实C.螺旋箍筋横向约束了混凝土D.螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力Nu有哪项提供【B】A.混凝土B.纵筋C.混凝土和纵筋D.混凝土、纵筋和箍筋3．混凝土在空气中结硬时其体积【B】A.膨胀B.收缩C.不变D.先膨胀后收缩4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力Mu【A】A.配筋率大的，Mu大B.配筋率小的，Mu大C.两者Mu相等D.两者Mu接近5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【D】A.粘结力方面得考虑B.耐久性方面得考虑C.抗火方面得考虑D.以上3者6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【A】A.保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大B.保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小C.保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大D.保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【B】A.逐渐增加B.逐渐减少C.保持不变D.先增加后减少8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【B】A.加强端部锚固B.超张拉C.采用高强钢丝D.升温养护混凝土9．预应力混凝土在结构使用中【C】A.不允许开裂B.根据粘结情况而定C.有时允许开裂，有时不允许开裂D.允许开裂10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【D】A.比例极限B.强度极限C.弹性极限D.屈服强度或条件屈服强度二、填空题11.所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。12.钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。13.在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其结构设计原理试卷第2页（共24页）中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗压设计强度。14.梁内纵向受力钢筋的弯起点应设在按正截面抗弯计算该钢筋强度全部发挥作用的截面以外h0／2处，以保证斜截面抗弯；同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外，以保证正截面抗弯。15.其他条件相同时，配筋率愈大，平均裂缝间距愈小，平均裂缝宽度愈小。其他条件相同时，混凝土保护层愈厚，平均裂缝宽度愈大。16.当截面内力大且截面受限时，梁中可配受压钢筋。17.在一定范围内加大配箍率可提高梁的斜截面承载力。18.截面尺寸和材料品种确定后，在min≤≤max条件下，受弯构件正截面承载力随纵向受拉钢筋配筋率的增加而增大。19.为避免少筋梁破坏，要求≥min。20.受扭构件的箍筋必须是封闭式的。三、判断题21.混凝土中配置钢筋的唯一作用是提高构件的承载力。【×】22.在一向受压另一向受拉应力状态下，混凝土抗压强度降低。【√】23.混凝土结构设计中，宁可超配筋也不可少配筋。【×】24.对于受压构件，截面弯矩和轴力越大越不利。【×】25.钢筋混凝土板一般配有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和分布钢筋。【×】26.在适筋范围内的钢筋混凝土受弯构件中，提高混凝土强度等级对于提高正截面抗弯承载力的作用是不很明显的。【√】27.最大配箍率是通过限制构件最大截面尺寸实现的。【×】28.钢筋混凝土梁中配置足量的纵向受力钢筋可以避免斜截面破坏。【×】29.钢筋混凝土受扭构件中必须配置受扭纵筋和箍筋。【√】30.轴心受拉构件中纵向钢筋的搭接，都必须加焊，不能采用非焊接的搭接接头。30.【×】四、简答题31.预应力混凝土结构中的预应力损失主要有那些？——主要有：锚具变形损失，摩擦损失，温差损失，钢筋应力松弛损失，混凝土徐变损失，挤压损失32.简述混凝土结构中裂缝的种类（裂缝产生的原因）。——作用效应产生的裂缝；外加变形和约束变形产生的裂缝；钢筋锈蚀产生的裂缝。33.简述我国国内对配筋混凝土的分类方法。——分为：全预应力混凝土；部分预应力混凝土；非预应力混凝土。34.简述结构可靠度的概念及采用可靠度设计的理由。——结构可靠度：在规定时间内，在正常设计、施工、使用及维护条件下，结构完成预结构设计原理试卷第3页（共24页）定功能的概率。理由：结构设计中遇到的结构效应、结构抗力都具有随机性，因此采用可靠度设计方法更为合理。五、计算题35.矩形截面单筋梁截面尺寸b×h＝200×500mm,混凝土C25，纵向受拉钢筋Ⅱ级，承受弯矩设计值Md=130kNm，进行配筋计算。解：2000bhfAMAfbxfcddssdcd267.04602005.11101301262000bhfMAcdd=0.32≤0.56（可）（5分）120946032.02002805.110sdcdsfhbfAmm（5分）%3.14602001209bhAs＞0.2%（可）（5分）36.普通箍筋轴压短柱（＝1），截面尺寸350×350mm，混凝土C25，已配纵向钢筋418（Ⅱ级），所受轴压力Nd＝1500kN，问构件是否安全。解：’=As/A=1018/(350×350)=0.83%＞0.5%(可)（5分）Nu=0.9(fcdA+fsd’As’)=0.9×1×(11.5×350×350＋280×1018)=1524.4kN＞Nd(安全)（10分）设计资料：结构重要性系数：0=1.0；纵筋最小配筋率：min=0.2％（受弯）；’min=0.5％（受压）；纵筋合力至构件边缘距离：as=40mmC25混凝土：fcd=11.5MPa；ftd=1.23MPa；Ⅱ级钢筋：fsd=280MPa；fsd’=280MPa；相对界限受压区高度：b=0.56结构设计原理试卷第4页（共24页）《结构设计原理》试题2一、单项选择题1．当压应力σ≤0.5fc时，徐变大致与成正比，各条徐变曲线的间距差不多是相等的，称为线性徐变。【B】A时间B压应力C拉应力D弹性变形2．混凝土的抗压强度相比较，强度中等的是【B】A三轴受压B单轴受压C一轴受压，一轴受拉D一轴受压，一轴受剪3．下例荷载中属于永久荷载的有【B】（A）风力（B）水浮力人群汽车4．长细比小于等于时的轴心受压构件称为短柱。【D】（A）5（B）6（C）7（D）85．偏心受压构件中弯矩和轴力对构件的作用效应存在叠加和制约，在小偏心受压情况下，随轴向压力的增大，截面能承受的弯矩【C】（A）提高（B）不变（C）降低6．下例属于钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏形态的是【C】（A）塑性破坏（B）适筋破坏（C）剪压破坏（D）超筋破坏7．《公路桥规》规定处于Ⅰ类和Ⅱ类环境下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过mm，处于Ⅲ类和Ⅳ类环境下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过mm。【A】（A）0.20.15（B）0.20.2（C）0.150.2（D）0.30.38．预应力钢筋布置时其束界的确定是依据以下原则确定的：在预加应力阶段保证梁的上缘混凝土不出现确定束界上限值，在荷载短期效应组合计算弯矩值作用下保证构件混凝土下缘不出现确定束界下限值。【D】（A）拉应力压应力（B）压应力压应力（C）压应力拉应力（D）拉应力拉应力9．热轧钢筋经冷拉后其抗拉强度抗压强度，热轧钢筋经冷拔后其抗压强度抗拉强度。【C】（A）提高提高提高提高（B）提高提高不变提高（C）提高不变提高提高（D）提高提高提高不变10．预应力钢筋强度有一定要求，不能作为预应力筋的是【D】（A）高强度钢丝（B）钢绞线（C）精轧螺纹钢筋（D）HRB335钢筋二、填空题11．光圆钢筋与混凝土之间的粘结力包含了水泥胶体对钢筋胶结力、钢筋与混凝土之间的摩察力和握裹力。12．根据抗扭配筋率得钢筋混凝土矩形截面纯扭构件破坏形态有少筋破坏、部分超筋破坏、超筋破坏、适筋破坏。结构设计原理试卷第5页（共24页）13．施加预应力的方法有先张法和后张法。14．张拉预应力筋时，张拉设备的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力筋截面面积得出的拉应力称为张拉控制应力。15．双筋矩形截面梁中，为了充分发挥受压钢筋的作用并确保其达到屈服强度必须满足'2sxa。16．影响有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有剪跨比、纵向受拉钢筋配筋率、混凝土强度、和箍筋强度及数量。17．混凝土的立方体抗压强度所规定的标准试件是以150mm边长的试块进行的，在实际工程中也有采用边长为200mm的混凝土立方体试件，则所测得的立方体强度应乘以1.05的换算系数。三、判断题18．混凝土立方体抗压强度受到多种因素影响，试件的尺寸越小，其抗压强度越小。【×】19．钢筋混凝土受弯构件正截面计算中受压高度界限系数ξb只与钢筋等级有关。【×】20．抗扭的箍筋必须做成闭口形式，且具有足够的锚固长度。【√】21．预应力混凝土梁的极限承载力比同截面同种材料的普通钢筋混凝土极限承载力大。【×】22．混凝土骨料弹性模量越大，其收缩值就越小。【√】23．混凝土受三向应力作用时，强度和延性相应降低。【×】24．钢筋混凝土受弯构件正截面的工作可分为整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段三个阶段。【√】25．大偏心受压破坏始于远离作用力一侧钢筋屈服。【√】26．钢筋混凝土受弯构件在长期荷载作用下，随着裂缝的发展，刚度变化不大。【×】27．《公路桥规》规定结构构件的承载能力极限状态设计原则是：荷载效应不利组合的设计值，必须小于等于结构抗力效应的设计值。【√】四、简答题28．试绘出有明显屈服点钢筋的应力——应变σ－ε曲线并简述其特点?（5分）答：ECB（1分）结构设计原理试卷第6页（共24页）弹性阶段OA：0.3cf时，接近直线变化，混凝土弹性工作。（1分）弹塑性阶段AB：0.30.8ccff出现塑性变形，为曲线变化。内部微裂缝发展。（1分0裂缝扩展阶段BC：裂缝发展，试件表面出现不连续可见裂缝：构件中开始破坏，此时应力达到cf，应变达到0c（峰值应变）(1分)破坏阶段CD：缓慢卸载，应变继续增长，直至压碎。此时应变达极限压应变cu(1分)29．预应力损失有哪几种?（6分）答：预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失(1分)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失2l(1分)钢筋与台座之间的温差引起的应力损失3l(1分)混凝土弹性压缩引起的应力损失4l(1分)钢筋松弛引起的应力损失5l(1分)混凝土收缩和徐变引起的应力损失6l(1分)30．轴心受压构件中纵筋的作用是什么?箍筋的作用是什么?（6分）答：纵筋：（3分）1）协助混凝土抗压；2）承受可能存在的弯矩；3）防止突然脆性破坏。箍筋：（3分）1）缩短自由长度，防止纵筋压屈；2）为纵筋定位，并形成钢筋骨架；3）螺旋箍筋使中间混凝土成为约束混凝土，提高构件延性承载力。31．钢筋和混凝土两种物理力学性能不一致的材料能够相互结合共同工作的主要原因是什么？（6分）答：1)二者有可靠的粘结力(2分)2)二者的温度线膨胀系数较为接近(2分)3)混凝土包裹钢筋，使钢筋免遭锈蚀(2分)五、计算题32．矩形截面梁b×h=250mm×500mm,截面处弯矩组合设计值Md=190KN.m,采用C25混凝土和HRB335级钢筋。Ⅰ类环境条件，安全等级为二级。试进行配筋计算。（15分）结构设计原理试卷第7页（共24页）（r0=1.0fcd=11.5Mpaftd=1.23Mpafsd=280Mpaξb=0.56）解：按一层钢筋布筋，假设as=40mm,则有效高度h0=500-40=460mm.。(1分)（1）求受压高度基本公式为20000()2ducdcdxrMMfbxhfbhA（2分）代入数值可得61.01901011.5250(460)2xx解得0179.4(0.56460257.6)bxmmhmm（4分）(2)求所需钢筋数量基本公式为cdsdsfb