混凝土结构设计原理考试试卷答案

同济大学混凝土结构设计原理考试试卷

一、选择（每小题2分，共24分）

1. 混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是（B）。

A．150×150×150；B．150×150×300；

C．200×200×400；D．150×150×400；

2. 复合受力下，混凝土抗压强度的次序为：（B ）

A .Fc1 < Fc2 < Fc3；B. Fc2 < Fc1 < Fc3 ；C. Fc2 < Fc1 = Fc3；D.Fc1 = Fc2 < Fc3；

3. 仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（A）

A. ξ3＞ξ2＞ξ 1

B. ξ3＝ξ2＞ξ 1

C. ξ2＞ξ3＞ξ 1

D. ξ3＞ξ2＝ξ 1

4. 受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（A）。

A．斜压破坏；B．斜拉破坏；C．剪压破坏；D．弯曲破坏；

5. ( C )作为受弯构件正截面承载力计算的依据。

A．Ⅰa状态；B．Ⅱa状态；C．Ⅲa状态；D．第Ⅱ阶段；

6.下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失?( B )

A．两次升温法；B．采用超张拉；C．增加台座长度；D．采用两端张拉；

7. 用ηｅi≥（或＜＝0.3ｈ0作为大、小偏心受压的判别条件（D ）

A 是对称配筋时的初步判别；

B 是对称配筋时的准确判别；

C 是非对称配筋时的准确判别；

D 是非对称配筋时的初步判别；

8. 梁的剪跨比减小时，受剪承载力（B ）

A 减小；

B 增加；

C 无影响；

D 不一定；

9．配置箍筋的梁中，ｂ、ｆc、ｈ三因素哪个对提高抗剪承载力最有效？（A ）

A ｈ；

B ｆc；

C ｂ；

D ｈ、ｂ；

10．矩形截面非对称配筋的小偏拉构件（B）

A 没有受压区，A's不屈服；

B 没有受压区，A's受拉屈服；

C 有受压区，A's受压屈服；

D 有受压区，A's不屈服；

11. 当钢筋混凝土裂缝宽度不满足要求时，可以采取（ A ）等措施。

A ．增大截面尺寸

B ．提高混凝土强度等级

C ．减少钢筋直径 D. 增大钢筋截面面积

12. 双筋矩形截面应满足s a 2x '≥的条件，其目的是（ B ）

。 A. 防止超筋破坏 B. 保证受压钢筋屈服 C. 防止少筋破坏 D. 保证受拉钢筋屈服

二、填空题（每空1分，共8分）

1. 衡量钢筋塑性的两个指标为 冷弯性能 、 伸长率。

2. 钢筋混凝土梁斜截面的破坏形态主要有 破坏、 破坏和 破坏三种。

3．钢筋混凝土梁中的腹筋指 和 。

4. 轴心受拉构件用先张法施工，放松钢筋后混凝土的应力为∏σpc ，则预应力钢筋的的应力为 。

三、简答题（每空1分，共10分）

1. 简述钢筋和混凝土共同工作的原因。

2. 普通箍筋柱中纵筋和箍筋的作用分别是什么？

3. 简述弯剪扭构件的破坏形态及其特点。

4、何谓张拉控制应力？为什么先张法构件预应力筋的张拉控制应力限值比后张法构件高？

四、计算题（共48分）

1.（14分）已知混凝土简支梁计算跨度为6.0m ，板传来的永久荷载以及梁的自重标准值为15.6kN/m ，板传来的楼面活荷载标准值为10.7kN/m ，梁的截面尺寸为b ×h ＝250mm ×500mm ，混凝土强度等级为C25（ξb ＝0.518），钢筋采用HRB335（f y =300N/mm 2）, 环境类别为一类（最小保护层厚度为25mm ），结构安全等级为二级。试求:所需纵向钢筋截面面积A s 。

2. （10

尺寸b ×h ＝250mm ×600mm ，混凝土等级C25纵向钢筋HRB400级（f y =360N/mm 2）HPB235级（f y v =210N/mm 2），承受均布荷载

设计值q ＝86kN/m （包括自重）求确定只配箍筋时的箍筋用量。

3.（14分）钢筋混凝土偏心受压柱，承受轴向压力设计值,kN 2300N =弯矩设计值m kN 550M ?=，

截面尺寸为mm 40a a mm 650h

mm 500b s s ====',,，柱的计算长度m 84l 0.=，采用C35混凝土（2c mm N 716f .=）和HRB335钢筋（2y y mm N 300f f =='），要求进行截面对称配筋设计。（本题计算时稳定系数984.0=?。

） 4.（10分）矩形混凝土简支梁，截面尺寸为200mm ×500mm

级受力钢筋，混凝土强度等级为C20，保护层厚度c ＝25mm ，l 0=5.6m ；承中永久荷载（包括自重）标准值g k ＝12.4kN/m ，活载标准值q k ＝8kN/m ，活载准永久系数ψq ＝0.5。构件的短期刚度为

21310182mm N .??，梁的允许挠度为2000/l ，试验算其挠度。

附：①C25的混凝土f c =11.9N/mm 2，f t =1.27N/mm 2，α1＝1.0。

②永久荷载分项系数为1.2，活荷载分项系数为1.4，结构重要性系数为1.0。

③混凝土强度影响系数βc 当混凝土等级不超过C50时取1.0，混凝土等级为C80时取0.8，其间按直线内插取用。

④梁高500＜ｈ≤800，Ｖ＞070bh f .t ，梁中箍筋最大间距为250ｍｍ；Ｖ≤070bh f .t ，梁中箍筋最大间距为350ｍｍ。

⑤偏心距增大系数计算公式：

2

120014001

1ζζ??? ??+=ηh l h e i 其中：N A f .c 501＝ζ，当11?ζ时，取11=ζ； h /l ..~h /l .h /l 0202001015130150115-ζ=ζ<＝时，＝时， 0150.h /l ＝时，可取η≤

⑥s k

q k B M )(M M B ?+-θ=1，式中ρρ'-=θ4002..，B l M f k 20485?= 混凝土结构设计原理考试试卷标准答案

（20 07 至20 08 学年第 2 学期 期末）（A 卷）

一、选择（每小题2分，共24分）

1.B

2.B

3. A

4.A

5. C

6. C

7. D

8.B

9.A 10.B 11. A 12. B

二、填空题（每空1分，共8分）

1. 冷弯性能 、 伸长率

2. 斜压 、 剪压、 斜拉

3. 箍筋 、 弯起钢筋

4.∏σα-σ-σpc E lI com

三、简答题（每题5分，共20分）

1. 简述钢筋和混凝土共同工作的原因。

答：1)二者具有相近的线膨胀系数

2)在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括

(ⅰ)钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力

(ⅱ)混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力

（ⅲ）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力

2. 普通箍筋柱中纵筋和箍筋的作用分别是什么？

答：纵筋的作用：提高柱的承载力，减小截面尺寸，改善破坏时构件的延性，减小混凝土的徐变变形；

箍筋的作用：与纵筋形成骨架，防止纵筋受力后外凸。

3. 简述弯剪扭构件的破坏形态及其特点。

答：1) 弯型破坏：底面、两侧面混凝土开裂，底部钢 筋先屈服，顶面混凝土后压碎，剪力较小，弯矩/扭矩较大，底部钢筋多于顶部钢筋

2) 扭型破坏：顶面、两侧面混凝土开裂，顶部钢 筋受扭屈服，底部混凝土后压碎，剪力较小，扭矩/弯矩较大，顶部钢筋较少

3) 扭剪型破坏：长边一侧混凝土开裂，该侧抗扭纵筋，抗扭、抗剪箍筋屈服，另一长边混凝土压碎，剪力、扭矩较大。

4. 何谓张拉控制应力？为什么先张法构件预应力筋的张拉控制应力限值比后张法构件高？

答：张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。

先张法构件预应力钢筋的张拉控制应力限值比后张法高的原因是：先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力con σ。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，在张拉的同时，混凝土被压缩，张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力。所以后张法构件的con σ值应适当低于先张法。

四、计算题（共48分）

1.解：1)求最大弯矩设计值。

m

kN 65151067108

14106615812101M M M 22Qk Q Gk G 0?=???+????=γ+γγ=.)......(.)

( 2)求钢筋面积

设mm 35a s =, 则 h0=500-35=465mm 。

2360465

250911011065151bh f M 26

20c 1s ....=????=α=α 求计算系数518027302360211211b s ...=ξ<=?--=α--

=ξ满足适筋破坏条件。

求A s 2y c 1s mm 91258300

465273025091101f bx f A ....=????=α= 2.解：（1）支座边缘截面剪力设计值 V=?2

186×(5.4-0.24) kN =221.9kN （2）复核梁截面尺寸

h w =h 0=600-35=565mm

26.2250

565==b h w ＜4，属一般梁 则0.25βc f c bh 0=0.25×1.0×11.9×250×565 kN =420.2kN ＞221.9kN 截面尺寸满足要求。

（3）验算是否按构造配箍

0.7f t bh 0=0.7×1.27×250×565 kN =125.6k N ＜V =221.9kN

故需按计算配置箍筋

（4）所需腹筋的计算

由V ≤0.7f t bh 0 +1.25f y v S A sv h 0得

s nA sv 1≥mm mm 649.0565

21025.1125600221900=??-

选

则A s v 1=50.3mm 2，可求得 s ≤mm mm 155649.0=

取s=150mm ，箍筋沿梁长均布置。 3. 解：1）计算偏心距增大系数η。

4.748000==h l ＞5，应考虑二阶弯矩的影响。

mm N M e 23910

230010550360=??==；mm h 223065030==＞mm 20，取mm e a 22= mm e e e a i 261222390=+=+=

18.110

23006505007.165.05.031=????==N A f c ζ＞1，取11=ζ 4.70=h l ＜15，取12=ζ

()09.1114.7610

261140011140011221200=???+=??? ??+=ζζηh l h e i mm a h e e s i 569402

65026109.12=-+?=-+=η 2）判别偏心类型

mm b f N x c 275500

7.160.11023003

1=???==α mm a s 804022'=?=＜x ＜mm h b 33661055.00=?=ξ； 属于大偏心受压，且x 为真实值。

3)计算钢筋面积

2

3'0'01'1308)40610(300)2275610(2755007.160.1569102300)

()2(m m a h f x h bx f Ne A A s y c s s =-?-

????-??=

---==α

's A ＞2'min 650650500002.0mm bh =??=ρ 4）验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力

kN

A f A f N s y c u 5175)13883006505007.16(984.09.0)(9.0''=?+????=+=?

满足要求。

4. 解：（1）求M k 及M q 。 m kN ....l q l g M k k k ?=??+??=+=97796588

165412818181222020 m kN .....l q l g M k q k q ?=???+??=ψ+=2964658508

165412818181222020 （2）计算Ｂ。

020.＝，所以＝θρ'

2

13131021110182977912296497791mm N .....B M )(M M B s k q k ????+-?+-θ=＝）（＝

（3）变形验算。

mm ...B l M f k 592110211560010977948548513

2

620=????=?= 200

12591560059210?=

=/.l /f ，变形满足要求。