长安大学初试

1、 在受弯构件中，无粘结预应力筋与有粘结预应力筋在受力变形上有什么区别？ 答：、相同弯矩作用下无粘结预应力筋的应力增量总是低于有粘结预应力筋的应力增量； 、无粘结预应力筋沿全 长应力相等；、无粘结预应力筋在梁破坏时极限应力不超过条件 屈服强度。 2、 混凝土收缩、徐变有什么区别和联系？试分析说明它们对混凝土结构产生的影响。 答：（丨 )、混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩；应力不变的情况下， 混凝土的应变随时间继续增长的现象称为混凝土的徐变。前者属于体积变形，后者属于受力 变形。 (之 )、引起混凝土的收缩的主要原因在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产 生的体积变化，硬化后期主要是混凝土内自由水分的蒸发而引起的干缩。主要影响因素为： 混凝土的组成和配比、构件 的养护条件以及构件的体表比。混凝土的徐变则是在荷载长期作 用下，混凝土凝胶体中的水分逐渐压出，水泥石逐渐粘性流动，微细空隙逐渐闭合，细晶体 内部逐渐滑动，微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。主要影响因素为：加载大小、加 载龄期、混凝土组成和配比、养护及使用条件。他们两者都可能造成混凝土的开裂，应予以 控制和避免。 3、 在钢筋混凝土受弯构件（单筋矩形截面）正截面承载力设计时，若应采取什 么措施？2006 年） 答：增大截面尺寸，或提高混凝土标号、或改用双筋截面，从而使该混凝土受弯构件成为适 筋梁。 1、钢筋 混凝土受弯构件常会发生哪几种形式的破坏？设计中如何设防或满足承载力要 求？ 2005 年、 2006 年） 答：正截面破坏中有少筋梁破坏、超筋梁破坏和适筋梁破坏，前两者为脆性破坏，后者为塑 性破坏，措施：合理选择截面尺寸，材料并控制其截面配筋率；斜截而破坏中有斜压破坏、 斜拉破坏和剪压破坏，措施：合理控制剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率和箍筋数 量及强度。 4、 钢筋混凝土板按受力类型可分为哪几种？其受力特征和钢筋布置有何不同？ 答：可分为双向板和单向板。单向板可以按照单向受力计算，而双向板则需按照双向 受力计 算，因此单向板步筋时只需考虑一个方向，双向板则应在两个方向设置受力钢筋。 9、混凝土在三向受压时的抗压强度和变形能力与单向受压时有何不同？简述其工程应用。 答：混凝土在三向受压时的抗压强度提高，变心能力降低。实际工程中的应用有：螺旋箍筋 柱、钢管混凝土等。 1、筋混凝土简支受弯构件为例回答 05分） 答：钢进行结构设计时，处理结构构造问题应考虑哪些因素？简述其理由（均以钢筋种 类及骨架形式；影响结构稳定性和施工的方便。 (之）纵向钢筋配筋率；直接影响结构的抗弯能力。 3混凝土保护层厚度；防止钢筋 受腐蚀并保证钢筋与混凝土的粘结。 “）钢筋净距；钢筋布置过密造成经济上的浪费，过疏则造成承载力不够。 (珏）箍筋设计；固定纵筋，帮助混凝土抗剪，并与纵筋、架立筋组成骨架。 弯起筋起弯点，截断点，各弯起钢筋的水平投影能相互有重叠部分。 1、 钢筋混凝土受弯构件指的是哪两种构件？它们在构造形式上（包括外形和配筋）有何不 同，在桥梁工程中常用于哪些部位？ 10分） 答：钢筋混凝土受弯构件指的是梁和板两种构件。在外形上，板结构一般采用整体式板、装 配式实心板和装配式空心板；梁结构则多采用矩形截面（高宽比一般可取 丁型 截面和箱型截面等，形式多样。配筋方面板结构主要为受力钢筋（部分要求弯起）和分布钢 筋；梁结构配筋种类较多，主要有受拉钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋和水平纵向钢筋， 另外二者在钢筋间距和保护层厚度要求不尽相同。在工程中，板结构多用作跨径较小的桥面 板，现浇或预制的人行道板和梁格系中的桥面板。梁结构则多用于跨径较大的桥梁中，框架 式结构承重构件、传力构件中。 2、 简述钢筋混凝土适筋梁的工作阶段及相应于各阶段的正截面应力和应变的变化规律？ 10 分 97、 2003 年扮 答：第 I 阶段 整体工作阶段混凝土未开裂，全截面参与工作，结构刚度最大，应力与 应变成正比。第 I 阶段末（开裂前）混凝土的受压区基本上仍是三角形分布。受拉区的应力 图形开始呈现曲线形。第 段（带裂缝工作阶段受拉混凝土退出工作，结构刚度下降 , 拉应力由受拉区钢筋承担。钢筋的拉应力随荷载的增加而增加，混凝土的压应力不再式三角 形分布，而形成微曲的曲线形，中和轴位置向上升高。第 筋屈服 钢筋达到 屈服，不再增长。第 10阶段（破坏阶段 钢筋应力不变，拉应变增加很快，裂缝尖端迅速 上升，受压区高度减小。混凝土压应力不断 增大，呈较高的塑性特征。第 10阶段末：混凝土 压应力达到极限，水平裂缝出现，梁截面破坏。 3、 试绘出双筋矩形截面（钢筋混凝土梁正截面强度计算图式，并写出其基本公式和应满 足的条件？ 10分） 答：本题可在教材上找到完全答案。步骤：画出计算图示，写出公式，写出三个条件。 4、 普通箍筋柱与钢筋混凝土梁中都设有箍筋，两者的箍筋在设计上和作用上有何不同之 处？ 10分 2002年第四题 ) 答：普通箍筋柱中，箍筋的主要作用是防止纵向钢筋局部压屈。箍筋直径一般不小于 611101， 必须作成封闭式。箍筋间距应小于 纵向受力筋的 15倍或构件截面的较小尺寸，并不大于 400髓 1。 钢筋混凝土梁中，箍筋主要帮助混凝土抗剪。形式上有双肢开口式和双肢、四肢闭口式。 箍筋直径一般不小于 6 腿或主筋直径的 1/4。箍筋的间距不大于梁高的 3/4和 500腿 1，对于 薄壁受弯构件及高度小于 300腿的不应超过 200腿，梁高大于 4 1 的不应大于梁高的 1/10。 支承截面处，支座中心两侧各相当梁高 1/2的长度范围内箍筋间距不大于 100皿，直径不小 于 8 腿。 5、 你认为处理好结构构造问题和处理好结构计算问题哪个重要？为什么？ 10分） 答：两者都 很重要，结构构造可以影响到结构的稳定性、耐久性、施工的方便与否、钢筋的 耐腐蚀及其与混凝土的粘结，同时好的结构构造也可带来计算的简便；而结构计算则是验证 结构构造的有效手段，保证结构体的安全性、耐久性。因此二者同等重要，相辅相成。 1、 在进行钢筋混凝土结构构件计算时，为什么除应满足截面强度要求外，还必须进行裂缝 宽度的验算？ 0分） 答：截面强度计算只是验证材料是否满足受力要求，而裂缝宽度过多或过大会影响结构的外 观，造成使用者不安。另外从结构本身看，某些裂缝的发生或发展，将影响结构的使用寿命。 为了保证钢筋混凝土构件的耐久性，必须进行裂缝宽度的验算。 2、 为什么在钢筋混凝土梁中采用高强度钢筋是不必要的，而在预应力混凝土中则必须配置 高强度钢筋？ 2005、 1998、 20048 10 分 ) 答：由于钢筋混凝土构件中混凝土的抗拉强度低，极限拉应变也很小，在允许裂缝宽度内高 强度钢筋无法在钢筋混凝土结构充分发挥其强度作用。而在预应力混凝土中，只有采用高强 材料，才能充分发挥高强钢材的抗拉强度，有效的减少构件截面尺寸，减轻结构自重。 3、 何谓钢材的疲劳强度？桥梁结构用钢应具备什么特性？为什么？ 10分） 答：导致钢材疲劳破坏的应力叫做疲劳强度。桥梁结构用钢应具备较高的强度，即较高的 抗拉强度和屈服点。屈服点是衡量结构承载能力的指标，屈服点高可减轻结构自重，节约钢 材和降低造价；抗拉强度是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织 的优劣，同时较大的值可以增加结构的安全保证。足够的变形能力，即较好的塑性和韧性。 塑性好，结构在荷载作用下具有足够的应变能力，可减轻结构脆性破坏的倾向，同时可通过 较大的塑性变形调整局部应力。初性好，结构具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。良好 的工艺性能即冷加工 、热加工和可焊性。良好的工艺性能不但易于加工成各种形式的结构， 而且不会因加工对结构的强度、韧性和塑性造成较大的不利影响。 4、 设计钢筋混凝土弯、扭、剪复合受力构件时，可采用什么方法进行配筋计算？钢筋如何 布置 （以矩形截面梁为例 10 分） 答：桥规采用叠加计算的截面设计简化方法，即（具体可见课本） 5、 如何划分钢筋混凝土大、小偏心受压构件？简述各自的破坏特征。 10分） 98、 2003 年幻 答：当 I 彡 1 6时，构件为大偏心，反之为小偏心构件。大偏心构件（短柱受力后，截面 靠近偏心压力 筋为八、）受压，另一侧（钢筋为怂）受拉。随着荷载增大，拉 区混凝土先出现横向裂缝，裂缝的开展使拉区钢筋紅的应力增长较快，首先达到屈服。中 和轴受压边移动，受压区胡凝土压应变迅速增大，最后，受压区钢筋八、屈服，混凝土达到 极限压应变而压碎。大偏心受压破坏也称为受拉破坏。小偏心受压破坏的破坏特征一般是首 先受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达 到屈服强度，而另一侧的钢筋，不论受拉还是受压，其应力均达不到屈服强度；破坏前，构 件横向变形无明显的急剧增长。 1、 何谓 I 型梁 翼缘板的有效宽度（或计算宽度？钢筋混凝土和预应力混凝土 I 梁翼缘板 有效宽度的确定方法是否相同？影响 10分） 答；型梁翼缘板的有效宽度（或计算宽度由于剪力滞效应，翼缘上的压应力为非均匀 分布，计算抗弯承载力时，以轴心抗压强度为标准，所等效出的均匀分布宽度。两种构件的 确定方法相同。影响 面与跨径 (长度的相对尺寸、翼板厚 度、支承条件等。 2、 钢筋混凝土轴心受压构件中纵筋和箍筋的作用是什么？ 00 分） 答：纵筋的作用：协助混凝土承受压力，可 减小构件截面尺寸；承受可能存在的不大弯 矩；防止构件的突然脆性破坏。普通箍筋的作用：防止纵向钢筋局部压屈，并与纵向钢筋 形成钢筋骨架，便于施工。螺旋箍筋的作用是使截面中心部分混凝土成为约束混凝土，从而 提高构件的强度和延性。 3、 简述钢筋混凝土结构、全预应力混凝土结构及钢结构的特点和相应的适用范围？ 10 答：课本总论中可査到。 4、后张法预应力混凝土结构中一般发生哪些预应力损失，并分别说明减小这些预应力损失 的措施？ 10分） 答： 5、预应力混凝土梁内一般有哪些钢筋？分别说明各种钢筋的作用？ 10 分 ) (。 (年八） 答： )预应力筋：承受荷载，在梁端起弯起筋作用，布置原则： 3、重心线不超出束界范 围； 13、钢束弯起的角度应与所承受的剪力变化规律相配合；、应符合构造要求。箍筋： 承受剪力。 3水平纵向辅助钢筋：为了缩小腹板裂缝。局部加强钢筋：设在局部受力 较大部位，承受局部受力。 5架立筋与定位钢筋：用于固定预留孔道制孔器位置的钢筋。 6、 简述简支梁中普通钢筋和预应力钢束的布置原则？ 10分） 答 ： 预应力钢束布置原则： 3、重心线不超出束界范围；、钢束弯起的角度应与所承受 的剪力变化规律相配合 ；、应符合构造要求。 2箍筋：满足抗剪要求，符合构造规定。 3水平纵向辅助钢筋：符合构造要求即可，达到防裂目的。“）局部加强钢筋：按照受 力计算设置。 5架立筋与定位钢筋：满足施工需要即可。 7、 部分预应力混凝土结构有哪些特点？ 10分） 答：部分预应力混凝土结构， 1 1 ,其受力特点为：沿预应力筋方向正截面出现拉应力 或出现不超过规定宽度的裂缝。结构优点：节省预应力钢筋与锚具；改善结构性能：减 小了反拱度、锚下局部应力，裂缝闭合能力强，提高了构件的延性和能量耗散能力，有利构 件抗震。 1、钢筋混凝土适筋梁的最大、最小配筋率是根据什么原则确定的？在进行正截面强度计算 时，控制最大、最小配筋率有何意义？ 10 分） 答：当受压区高度系数等于混凝土高度界限系数时，配筋率为最大配筋率 ； 当混凝土梁在破 坏时正截面承载力等于同样截面尺寸、同样材料的素混凝土梁正截面开裂弯矩的标准值时， 此时的配筋率为最小配筋率。控制最大、最小配筋率可防止构件出现超筋梁或少筋梁破坏。 2、 何谓结构构造？结构构造在结构设计中起什么作用？ 10分） 答：结构构造泛指结构的截面、配筋种类、配筋分布、保护层厚度等。结构设 计前，需要进 行截类型 措施 预应力筋与管道壁间摩擦引起的 应力损失 0 31 两端 张拉，超张拉 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩 引起的应力损失 0 4 超张拉、选用变形小的锚具 混凝土弹性压缩引起的应力损失 54 分阶段张拉一即每束钢筋不一次张拉到位，循环张拉， 直至全部预应力束张拉到位。 钢筋松弛引起的应力损失 0 4 超张拉 混凝土收缩和徐变引起的应力损 失0 采用高标号水泥，减少水泥用量，降低水灰比，采用硬 性混凝土；采用级配较好的骨料，加强振捣，提高混凝 土的密实性；加强养护，以减小混凝土的收缩。 面设计，良好的构造可以影响为后续计算带来极大的方便性，减少计算的反复性，另外 也能为施工设计带来方便。 3、 在双筋截面梁中配置受压钢筋的主要作用是什么？通常适用于何种情况？有何优缺 点？ 10 分 :） 2000、 2003 年八） 答：双筋截面梁中受压钢筋的主要作用：协助混凝土受压，改变截面的塑性变形能力。 适用于幻较大而截面尺寸受使用条件或混凝土限制，按单筋计算出现超筋。 5、承受异 号弯矩连续梁内支点处截面。、由于构造方面原因，支点处往往有很大剪力，防止混凝 土碎。么装配式构件为减 轻自重。 优缺点 ： 提高截面延性，并减小长期荷载下变形，但一般情况下采用受压筋承受部分压力不 经济。 4、 在进行钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯强度计算时，为何要验算抗剪强度的上限值和下 限值？如不满足上下限要求，应如何处理？ 10 分） 答：桥规中所采用的公式是半经验办理论的公式，它是根据剪压破坏形态发生时得受力特征 和试验资料所制定的，它仅在一定的条件下才适用，因而必须限定公式的使用范围，即公式 的上、下限值。如果超出上限制，着应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级；如果低于下限 值，则应继续计算是否低于上限值 。 5、 试以公路桥梁结构为例，说明构件产生扭矩的原因，并指出由理想弹塑性材料构成的矩 形截面受扭构件在弹性阶段和塑性阶段截面的剪应力是如何分布的。 00分） 答：由于弯桥、斜梁（板）的构造原因，使构件中产生偏离中心或支撑中心线的作用力，进 而产生扭矩。可画出图形说明，见课本。 一、 钢筋混凝土结构对其组成材料（混凝土和钢筋）的性能有哪些要求？为什么？ 10 分） 2001年、 2003年人、 2003年丑） 答：钢筋混凝土对混凝土的要求：早期强度高，混凝土低收缩，低徐变，和易性好，强度适 中。早期强度高为了提高 施工进度，低收缩避免混凝土产生拉应力而开裂。和易性好便于施 工，与钢筋共同作用。徐变会使构件变性增加，引起应力重分布。 对钢筋的要求：强度高，有良好的塑性和可焊性，以适应变形，避免突然破坏，保证焊 接接头性能，不产生裂纹及过大变形。良好的粘结性，为了与混凝土共同工作。 二、 何谓钢筋混凝土梁的“界限破坏”，为什么要引入混凝土相对界限受压区高度系数 4 允？ 10分） 答：钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变而开始屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到 其极 限压应变而破坏，此时成为界限破坏。引入 I 允，可以更好的为适 筋截面和超筋截面 划清界限，当截面实际受压高度乂 0纟曲 0 时，为超筋截面，当乂 0 4 允以时，为适筋截面。 三、 钢筋混凝土梁内一般有哪几种钢筋？分别说明各种钢筋的作用 10分 09、 2001、 2003 六、20038 答：（丨）纵向受拉钢筋。主要受力筋，代替混凝土受拉。箍筋。帮助混凝土抗剪，抑制 裂缝开展和延伸，固定纵向钢筋，并和纵向钢筋以及架立筋等组成骨架。 3架立筋。和主 筋、箍筋等组成钢筋骨架便于施工。“）弯起筋或斜筋。抗剪。水平纵向钢筋。梁高 心以时设置，主要作用是在梁侧面发生裂缝后减少混凝 土裂缝宽度。 四、 为什么预应力混凝土梁需要进行正常使用阶段应力验算？而钢筋混凝土梁却不需 要进行使用阶段应力验算？（分 2001年、 2003幻 答 :预应力混凝土梁在各个受力阶段有其不同受力特点，正常使用阶段预应力损失全部完成 , 有效预应力最小，既为永存预应力，显然，永存预应力要小于施工阶段的有效预应力值。为 保证结构安全可靠，需进行应力验算。 而钢筋混凝土梁的不利受力阶段在施工阶段，特别是梁的安装、运输过程中的，梁的支承条 件、受力图式会发生变化，故只需进行施工阶段的应力验算。 五、 钢筋混凝土轴心受 压普通箍筋柱和螺旋箍筋柱在承载能力计算方面有何不同？考 虑纵向弯曲影响时，轴心受压与偏心受压计算中的伞和 何区别？ 分） 答 :前者计算式为 :灿二巾丫匕“ / 丫 0+此 八 7 丫 3)5 后者为 : 丫丫 0 十 2 邮 丫 5 丫可见钢筋混凝土轴心受压普通箍筋柱计算承载力时需考虑纵向弯曲系数，后 者不用。而螺旋箍筋柱中螺旋箍筋需换算成体积相等的纵向钢筋面积来进行承载力计算。 轴心受压计算中的巾为长柱失稳破坏时的临界压力？ 0 与短柱压坏时的轴心压力仙的比值， 称为纵向弯曲系数。主 要受柱长细比的影响，对矩形 截面为 吐外。 X 8 时为短柱，可 不考虑纵向弯曲系数，少 1。而偏心受压计算中的“ 0,考虑的是构件由于侧 向挠度而引起的二阶弯矩的影响，称为偏心受压构件考虑纵向挠曲影响的轴向力偏心距增大 系数。也受柱长细比的影响，对矩形截面为入4外； 8,对圆形截面为入 40/(1 彡 7 时构件 为短柱， 11=1。其他情况下，打 / 0 儿 2八 0 68？ 1 工匕丫匕，其中为考虑偏心距 对打值的影响系数，即 0 6=0,1/说 3+60/10 十 0,143，60/11彡 1 时，取 0 6= 六、 简述我国常用锚具的种类 、工作原理、适用场合及相应的优缺点 10分） 答：（丨）锥形锚。依靠摩阻力锚固的锚具。主要用于钢丝束的锚固。优点是锚固面积小，便 于在梁体上分散布置，缺点是锚固时钢丝的回缩量大，应力损失较其他锚具大，不能重复张 拉和接长。口）墩头锚。依靠钢丝的镦粗头承压进行锚固。主要用于直线式钢丝束的锚固， 也可锚固直径 14111111 以下的直线式钢筋束。优点是锚固可靠，不滑丝，应力损失小。缺点是 筋束张拉吨位大，钢丝数多，施工麻烦。 3钢筋螺纹锚具。依靠钢筋螺纹承压进行锚固。 主要用于预应力筋束为高强粗钢筋时。优点是锚 固可靠，施工方便，预应力损失小，能重复 张拉。“）夹片锚具。主要用于锚固钢绞线筋束。其中钢绞线夹片锚和扁型夹片锚具主要是 靠摩阻力进行锚固，一端张拉时固定端采用的压花锚具主要靠粘结力锚固，挤压锚具主要靠 摩阻力。 1、试述钢筋混凝土和全预应力混凝土简支受弯构件的主要设计步骤，并对各自的设计特点 进行对比分析 25分） 2002、 20048步骤可适当简化，本答案只作参考） 答：钢筋混凝土受弯构件主要设计步骤： 根据设计要求，参照已有设计的图纸和资料，选定构件的截面型式与相应尺寸。 根据结构可能出现的荷载组 合，计算控制截面最大的设计弯矩和剪力。 对于控制截面进行受拉钢筋计算。 腹筋设计，包括箍筋和弯起钢筋及斜筋设计。 斜截面抗剪强度验算。 施工阶段应力验算。 最大裂缝宽度验算。 () 梁跨中挠度验算。 全预应力混凝土简支受弯构件的主要设计步骤： 根据设计要求，参照己有设计的图纸和资料，选定构件的截面型式与相应尺寸。 (之）根据结构可能出现的荷载组合，计算控制截面最大的设计弯矩和剪力。 根据正截面抗弯要求和已初定的混凝土截面尺寸，估算预应力钢筋的数量并进 行合理布置 (斗）计算主梁截面几何特性 计算预应力筋 的张拉控制应力，估算各项合理损失并计算各阶段相应的有效预 应力 () 进行施工和使用阶段的应力验算 进行正截面、斜截面强度验算 进行主梁的变形计算 () 进行锚端局部承受计算与锚固区设计 七、 钢筋混凝土深梁与普通混凝土梁在破坏形态、配筋构造和内力计算等方面有何差 异？ 10分 ) 答：破坏形态上。钢筋混凝土深梁主要是弯曲破坏、剪压破坏、局部承压破坏和锚固破 坏。普通钢筋混凝土梁正截面上主要是少筋、超筋梁破坏和适筋梁破坏，斜截面上主要是斜 拉破坏、斜压破坏和剪压破坏。 (之）配筋构造上。对于钢筋混凝土深 梁，纵向受拉钢筋宜均匀布置在深梁下边缘以上 0,2匕 的高度范围内，下部纵向钢筋应全部伸入支座且应可靠地锚固，不得在跨间弯起或截断。对 于荷载作用在顶部的深梁，在端支座处应设置附加水平钢筋和附加竖向钢筋，其范围为 0. 通混凝土梁则主要是纵筋，箍筋，架立筋等，纵筋按计算要求确定，箍筋一 般满足规范构造要求既可。 内力计算方面。简支梁与普通钢筋混凝土简支梁类似，以支座反力推算截面上的弯矩 和剪力。连续梁的内力计算，跨高比较小，作用在深梁上的荷载主要通过压缩刚度和剪切刚 度直接传到支座上，因 此弯矩和剪力与一般连续梁不同，其跨中正弯矩比一般连续梁大，而 支座负弯矩偏小，且随跨高比和跨度的不同而变化，计算应考虑剪切变形的影响，按弹性力 学方法计算。 2、普通箍筋柱与钢筋混凝土梁中都设置有箍筋，两者的箍筋在设计和作用方面有何不同之 处？ 10 分 0997、 2002 答：普通箍筋柱中，箍筋的主要作用是防止纵向钢筋局部压屈。箍筋直径一般不小于 6111111， 必须作成封闭式。箍筋间距应小于纵向受力筋的 15倍或构件截面的较小尺寸，并不大于 400腿 钢筋混凝土梁中，箍筋主要帮助混凝土抗剪。形式上有双 肢开口式和双肢、四肢闭口式。 箍筋直径一般不小于 6 画 1 或主筋直径的 1/4。箍筋的间距不大于梁高的 3/4和 500腿，对于 薄壁受弯构件及高度小于 300腿的不应超过 20001111， 梁高大于 4111的不应大于梁高的 1/10。 支承截面处，支座中心两侧各相当梁高 1/2的长度范围内箍筋间距不大于 100111111，直径不小 于 8 腦 3、钢结构常用的连接方式有哪些？简述各连接方式的构造和受力特点 1997、 2000、2001、 2002 15 分 ) 答：焊接连接、铆钉连接、普通螺栓连接和高强度螺栓连接 焊接连接有 三种形式，具体为对接、搭接和角接。对接的受力特点是传力均匀，没有显 著的应力集中，对承受动力荷载有利。搭接和角接的受力特点是焊缝处应力集中现象较为严 重，在反复荷载下易疲劳。 铆钉连接主要连接形式为对接、搭接和角接。对接受力情况对称，内力传递不会产生偏 心，不会发生挠曲和转动，承载能力较高。搭接受力会产生挠曲和转动，承载力较低。角接 受力平均，但承载力小。 普通螺栓连接分为剪力螺栓连接和拉力螺栓连接。前者依靠螺杆的承压和抗剪传递垂直 于螺杆的外力；后者依靠螺杆受拉传递平行于螺杆的外力。 高强螺栓连接分为摩擦 型高强螺栓和承压型高强螺栓，前者只靠被连接构件接触面之间 摩擦力传力，后者除靠摩擦力外，还依靠杆身的承压和抗剪传力。 4、试以预应力度为基础，对配筋混凝土结构进行分类，并简述各类配筋混凝土结构的受力 特点 97、2002 10 分） 答：按预应力度加筋混凝土结构可分为：（丨）全预应力混凝土结构，其受力特点为 : 沿预应力筋方向的正截面不出现拉应力，不出现裂缝，全截面受压。部分预应力混凝土 结构， 0 1 ,其受力特点为：沿预应力筋方向正截面出现拉应力或出现不超过规定宽度 的裂缝。 3钢筋混凝土结构， 1=0,其受力特点为：受拉区混凝土很快达到其极限拉应变 , 出现裂缝，拉力主要由钢筋承受，只至钢筋屈服，受压区混凝土最终压碎破坏。 一、钢筋混凝土受弯构件及预应力混凝土受弯构件对其组成材料的物理力学性能有何要 求？简述 其原因。 05分） 答：钢筋混凝土受弯构件： 2001年、 2003年六、 2003年幻 对钢筋的要求：强度高，有良好的塑性和可焊性，以适应变形，避免突然破坏，保证焊接接 头性能，不产生裂纹及过大变形。良好的粘结性，为了与混凝土共同工作。 对混凝土的要求：早期强度高，混凝土低收缩，低徐变，和易性好，强 度适中。早期强度高 为了提高施工进度，低收缩避免混凝土产生拉应力而开裂。和易性好便于施工，与钢筋共同 作用。徐变会使构件变性增加，引起应力重分布。 预应力混凝土受弯构件： 对钢筋的要求：强度高，弥补各种因素所造成的预应力损失，有效建立预应力。 2良 好的塑性和焊接性能，以保证破坏前由较大变形能力，焊接则保证钢筋加工质量。 3由良 好的粘结性能。“）应力松弛要低，以较少预应力损失。 预应力钢筋的发展趋势：高强度，粗直径，低松弛和耐腐蚀。 对混凝土的要求：强度高，为了充分发挥早高强钢材的抗拉强度，有效减少构 件截面尺寸， 减轻自重。快硬，早强，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高模板设备利用率。 均质性好，保证混凝土的饶筑质量。低收缩，低徐变，以减少预应力损失。 二、有四根截面尺寸相同但配筋不同的钢筋混凝土单筋简支梁： 11111111； 1 1111181； 以以 0161又 试回答以下问题： 1、 这四根梁各自将出现出什么样的破坏形态？ 为少筋为适筋为界限为超筋 2、 破坏时钢筋分别处于什么范围？ 钢筋达到了强度甚至极限强度屈服屈服未屈服 3、 破坏时所能承受的最大弯矩如何计算？（以矩形截面梁为例，用计算式表达 25分） 对少筋按素混凝土梁他 / 此 3 , 得出 社 二肚 此 2 “ 适筋，他 1 1 0 又 / ) 7 丫 3 如化（ 。一又 /) 乂 丫 3 超筋，取 4 二 4 化， X： 5 匕 0 ， 则 他 尺 3 以 ( 匕 0 又 /之）久丫 0 四、 在钢筋混凝土双筋截面梁中配置受压钢筋的主要作用是什么？该配筋方式在桥梁工 程中适用于哪些情况？有何优缺点？ 20分 2000、 2003年八 答：双筋截面梁中受压钢筋的主要作用：协助混凝土受压，改变截面的 塑性变形能力。 适用于较大而截面尺寸受使用条件或混凝土限制，按单筋计算出现超筋。 6、承受异 号弯矩连续梁内支 点处截面。、由于构造方面原因，支点处往往有很大剪力，防止混凝 土碎。 1、装配式构件为减轻自重。 优缺点：提高截面延性，并减小长期荷载下变形，但一般情况下采用受压筋承受部分压力不 经济。 五、 钢筋混凝土及预应力混凝土简支粱中一般配置有哪些钢筋？请分别说明这些钢筋的 作用和布置原则。 30分 99、 2001、 2003人、 20038 答：钢筋混凝土梁：（丨）纵向受拉钢筋。主要受力筋，代替混凝 土受拉。（卩）箍筋。帮助混 凝土抗剪，抑制裂缝开展和延伸，固定纵向钢筋，并和纵向钢筋以及架立筋等组成骨架。 架立筋。和主筋、箍筋等组成钢筋骨架便于施工。（彳）弯起筋或斜筋。抗剪。（卩）水平纵向 钢筋。梁高心化时设置，主要作用是在梁侧面发生裂缝后减少混凝土裂缝宽度。 预应力混凝土梁 ： （丨）预应力筋：承受荷载，在梁端起弯起筋作用，布置原则： 3、重心线 不超出束界范围； 13、钢束弯起的角度应与所承受的剪力变化规律相配合；、应符合构造要 求。 2箍筋：承受剪力。 3水平纵向辅助钢筋：为了缩小腹板裂缝。“）局部 加强钢筋： 设在局部受力较大部位，承受局部受力。架立筋与定位钢筋：用于固定预留孔道制孔器 位置的钢筋。 六、 试推导预应力摩阻损失 0 31 的计算公式。 10分） 答：见课本。 七、 简述桥梁用高强螺栓连接的工作机理和计算方法。 05分 0999、 2003八 答：高强螺栓主要是靠被连接构件接触而之间的摩擦力来传递内力，一种是只靠摩擦力传力 的摩擦型螺栓，一种是除摩擦力还依靠杆身的承压和抗剪传力的承压型螺栓。 次要构件按最大内力法；主要构件按等强度法。 八、 试述影响砌体抗压强度的主要因素及其原因。 0998年、 2001年、 2003年人）（ :15 分） 答：影响砌体主要抗压强度的重要因素是：（丨）块材的强度、尺寸和形状。块材是砌体的主 要组成材料，因此对砌体的强度起重要作用。砂浆的强度、和易性和保水性。砂浆强度 直接影响砌体的抗压强度和块材与其之间的横向变形差异。砂浆的和易性和保水性则影响砂 浆的强度，及其作用的发挥。砌筑质量。灰缝的质量，砂浆铺砌的质量都直接影响整体 的受力而影响砌体的抗压强度。 八、 试述影响砌体抗压强度的主要因素及其原因（川分） 2001年、 2003年八 答：影响砌体主要抗压强度的重要因素是 ：（丨）块材的强度、尺寸和形状。块材是砌体的主 要组成材料，因此对砌体的强度起重要作用。砂浆的强度、和易性和保水性。砂浆强度 直接影响砌 体的抗压强度和块材与其之间的横向变形差异。砂浆的和易性和保水性则影响砂 浆的强度，及其作用的发挥。砌筑质量。灰缝的质量，砂浆铺砌的质量都直接影响整体 的受力而影响砌体的抗压强度。 九、 何谓钢结构的受力性连接和缀连性连接？常用的钢结构连接方法有哪些？ 10分 ) 0997、 2000、 2001、 2002 答：受力性连接是将内力由结构的一部分传至另一部分的连接方式；缀连性连接是 使所有组 成构件的各部分形成整体而共同工作，而在计算时不考虑连接处受力的连接方式。常用的连 接方式有：焊接连接、铆钉连接、普通螺栓连接和高强螺栓连接。焊接连接不削弱截面，刚 性好，构造简单，施工方便，可采用自动化操作，但有残余应力；铆钉连接费料费工，但塑 韧性比较好，工作可靠；普通螺栓连接拆装方便，施工简单，一般用于临时结构；高强螺栓 强度高，工作可靠，安装方便，用于永久性结构。 1、后张法预应力混凝土梁的预加应力阶段和使用阶段比较，荷载、预应力、截面几何特性 和混凝土材料的强度各有什么不同？ 2、 为什么钢筋混凝土偏心受压长柱的偏心距增大系数 值为负值或大于 3 时应增大截 面尺寸？ 答：当 时，说明荷载效应值大于临界压力，构件要发生失稳破坏， 3 时，荷载效 应值接近临界压力，安全储备不足。要增大构件的稳定性，必须增大截面尺寸。 3、 为什 么螺 旋 箍 筋柱 的 长细 比 为圆 形 截面 直 径 ) 时 ， 不考 虑 螺旋 箍 筋的 作 用？ 答：当 1 二 1 “ 7 时为长柱，构件破坏为失稳破坏，而螺旋箍筋不能提到起稳定性，只能 提高其材料的抗压强度。 4、 为什么预应力混凝土结构要求使用高标号的混凝土和高强钢材，而普通钢筋混凝土却不 使用高标号的混凝土和高强钢材？ 2005、 1998、 20048 答：预应力混凝土结构，使用高标号混凝土是因为混凝土处于高压状态，高标号混凝土的自 重轻、预加应力阶 段 使用阶段 荷载 最小 最大 预应力 相对最大 相对最小 截面几何特性 净截面几何特性 换算截面几何特性 混凝土材料强度 未达到设计强度 已达到设计强度 收缩和徐变值小；使用高强度刚才是由于如果不采用高强度钢材，由于多方面的预应 力孙树就不能建立起有效的预加力。普通钢筋混凝土构件中，使用普通钢筋是由于限制混凝 土裂缝宽度使得钢筋的拉 应变值较小，而使高强度刚才不能发挥作用；同样高标号混凝土不 能发挥作用，因为混凝土标号提高时抗拉能力提高不大。 5、 钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋的弯起位置的确定，应考虑哪三方面的问题？且说明 如何保证该方面受力的安全性。 答：钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋的弯起位置的确定，应考虑正截面抗弯强度、斜截面 抗弯强度和斜截面抗剪强度三方面的问题。其中正截面抗弯强度通过计算满足此保证 安全；斜截面抗弯强度通过构造保证其安全性，即弯起点距钢筋充分利用点的距离 0； 斜截面抗剪通过计算满足 0彡 11保证其受力的安全性。 6、 钢筋混凝土适筋梁截面设计时，出现允，则应采取什么措施，使满足什么条 件为目的？ 答：增大截面尺寸，或提高混凝土标号、或改用双筋截面，使 I 彡 I 允，从而使该混凝土 受弯构件成为适筋梁。 一、 论述题每小题 15分，共 30分 2002、 20048 1、 论述钢筋混凝土受弯构件的设计和验算的内容、步骤、依据。 拟定截面尺寸，按承载能力极限状态进行纵向钢筋和腹筋的计算和强度校核，并复 核截面尺寸、修正截面尺寸 匕）按构造要求对计算的钢筋进行布置 按正常使用极限状态法对混凝土受弯构 件的变形、裂缝应力进行验算等等 2、 试述预应力混凝土构件的设计和验算的内容、步骤、依据。 答： 1、设计预应力混凝土结构时，为什么要进行预应力损失计算？预应力损失为何要分阶段组 合？另请简要表达出先张法和后张法构件不同阶段各应考虑哪些损失？ 10分） 答：由于施工因素、材料性能和环境条件等的影响，出现预应力损失，使得预加应力逐渐减 小，因此要进行预应力损失计算。预应力损失在各个受力阶段出现的项目不同，决定在计算 中要分阶段组合。参考课本组合表。 1、为什么钢筋混凝土梁不需进行正常使用阶段的应力验算，而预应 力混凝土梁却需要？ 20 分 2001 年、 20038 答 :预应力混凝土梁在各个受力阶段有其不同受力特点，正常使用阶段预应力损失全部完成 , 有效预应力最小，既为永存预应力，显然，永存预应力要小于施工阶段的有效预应力值。为 保证结构 安全可靠，需进行应力验算。 而钢筋混凝土梁的不利受力阶段在施工阶段，特别是梁的安装、运输过程中的，梁的支承条 件、受力图式会发生变化，故只需进行施工阶段的应力验算。 2、 钢筋混凝土偏心受压构件有几种破坏形态？试说明其破坏机理及如何判定大、小偏心受 压构件的界限？ 10分 98、 2003年幻 答：分为大、小偏心受压破坏。当时，构件为大偏心，反之为小偏心构件。大偏心 构件（短柱受力后，截面靠近偏心压力 X 的一侧（钢筋为厂受压，另一侧（钢筋为紅 ) 受拉。随着荷载增大，拉区混凝土先出现横向裂缝，裂缝的开展使拉区钢筋紅的应力增长 较快，首先达到屈服。中和轴受压边移动，受压区混凝土压应变迅速增大，最后，受压区钢 筋八、屈服，混凝土达到极限压应变而压碎。大偏心受压破坏也称为受拉破坏。小偏心受压 破坏一般是首先受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的 钢筋压应力 达到屈服强度，而另一侧的钢筋，不论受拉还是受压，其应力均达不到屈服强度 ; 破坏前，构件横向变形无明显的急剧增长。 3、 简述复合应力状态下的混凝土强度特性？并说明其在结构设计中的应用？ 15 分） 答：双向受力：双向受压时，一侧压力强度随另一侧压力的增加而增加；双向受拉时， 接近于单向受拉强度一侧受拉，一侧受压时，混凝土的强度均低于单向受力的强度。三向 受压：混凝土轴向抗压强度明显提高。在设计中我们只要增加侧向约束，便可以在不提高混 凝土标号的情况下提高其抗压强度。常用的“套箍原理”即是采用了三向受压的 理论，工程 设计中如设置箍筋、套箍、构件侧向施加约束等均以该理论为基础。 4、 钢筋混凝土受弯构件从加载到破坏正截面的受力和变形全过程共分了几个阶段？并说 明各阶段梁正截面上的应力分布规律？ 05分 97、 2003年抝 答：答：第 I 阶段整体工作阶段混凝土未开裂，全截面参与工作，结构刚度最大，应 力与应变成正比。第 I 阶段末（开裂前）混凝土的受压区基本上仍是三角形分布。受拉区的 应力图形开始呈现曲线形。第 裂缝工作阶段：受拉混凝土退出工作，结构刚度 下降，拉应力由受拉区钢筋承担。钢筋的拉应力随荷 载的增加而增加，混凝土的压应力不再 式三角形分布，而形成微曲的曲线形，中和轴位置向上升高。第 段末（ 钢 筋屈 服 钢 筋达到屈服，不再增长。第 坏阶段 钢筋应力不变，拉应变增加很快，裂缝尖 端迅速上升，受压区高度减小。混凝土压应力不断增大，呈较高的塑性特征。第 混凝土压应力达到极限，水平裂缝出现，梁截面破坏。 5、 试述钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件对钢筋和混凝土材料性能的要求？ 10分） 2001 年、2003 年人、 2003 年丑 ) 答：钢筋混凝土受弯构件： 对钢筋的要求：强 度高，有良好的塑性和可焊性，以适应变形，避免突然破坏，保证焊接接 头性能，不产生裂纹及过大变形。良好的粘结性，为了与混凝土共同工作。 对混凝土的要求：早期强度高，混凝土低收缩，低徐变，和易性好，强度适中。早期强度高 为了提高施工进度，低收缩避免混凝土产生拉应力而开裂。和易性好便于施工，与钢筋共同 作用。徐变会使构件变性增加，引起应力重分布。 预应力混凝土受弯构件： 对钢筋的要求：（丨）强度高，弥补各种因素所造成的预应力损失，有效建立预应力。良 好的塑性和焊接性能，以保证破坏前由较大变形能力，焊接则保证钢筋加 工质量。由良 好的粘结性能。“）应力松弛要低，以较少预应力损失。 预应力钢筋的发展趋势：高强度，粗直径，低松弛和耐腐蚀。 对混凝土的要求：强度高，为了充分发挥早高强钢材的抗拉强度，有效减少构件截面尺寸， 减轻自重。快硬，早强，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高模板设备利用率。 均质性好，保证混凝土的浇筑质量。低收缩，低徐变，以减少预应力损失。 6、 试述钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件配筋种类及其作用？ 20分 20038 答：钢筋混凝土梁：（丨）纵向受拉钢筋。主要受力筋，代替混凝土受拉。以）箍筋。 帮助混 凝土抗剪，抑制裂缝开展和延伸，固定纵向钢筋，并和纵向钢筋以及架立筋等组成骨架。 3 架立筋。和主筋、箍筋等组成钢筋骨架便于施工。“）弯起筋或斜筋。抗剪。 5水平纵向 钢筋。梁高心化时设置，主要作用是在梁侧面发生裂缝后减少混凝土裂缝宽度。 预应力混凝土梁：预应力筋：承受荷载，在梁端起弯起筋作用，布置原则：心重心线 不超出束界范围；、钢束弯起的角度应与所承受的剪力变化规律相配合；、应符合构造要 求。 2箍筋：承受剪力。 3水平纵向辅助钢筋：为了缩小腹板裂缝。局部加强钢筋： 设在局部受力较大部位 ，承受局部受力。 5架立筋与定位钢筋：用于固定预留孔道制孔器 位置的钢筋。 3、什么是深梁？在计算连续深梁的内力时，应考虑哪些变形的影响？ 答：梁的计算跨径与梁高度之比 17112 的简支梁和 5 的连续梁称为深梁。应考 虑剪切变形的影响。 4、 什么是张拉控制应力？为什么张拉控制应力取值不能过高也不能过低？ 答：预应力钢筋锚固前张拉千斤顶所显示的总拉力，除以预应力钢筋截面积，锚口有摩擦时， 应扣除锚口摩擦力。张拉控制应力过低，材料得不到有效利用，过高，则可能在施工中被拉 断；另外其应力松弛也将增大；此外冷拉 其增加了先张法 工艺下事故的出现率。 5、 简支受弯构件中的预应力钢筋在趋向支点时，弯起的作用是什么？若不弯起，应采用什 么相应措施？ 答：增加截面抗剪能力。布置斜钢筋、箍筋、增大截面尺寸或混凝土材料强度。 6、 影响钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度的主要因素有哪些？大致规律如何？ 答：影响钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度的主要因素有：钢筋表面形状、荷载作用性质、构件 形式、纵向受拉钢筋的直径、受拉钢筋应力，这些系数的增加将使裂缝计算值变大，另外含 筋率和钢筋弹性模量也影响计算结果，只是 作用相反。 7、 普通螺栓连接与高强螺栓连接受力模式有何异同 ?各需进行哪些方面计算？ 答：普通螺栓是靠螺杆的承压和抗剪、受拉来传力，高强螺栓则主要是靠被连接构件接触面 之间的摩擦力来传递内力。普通螺栓需计算螺杆的抗剪能力、承压能力、抗拉能力、板材强 度验算。高强螺栓主要进行单个螺栓的承载能力计算、螺栓数量的计算。 1、 试述钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力计算的步骤及相应计算内容。 答：选定斜截面顶端位置，斜截面抗剪强度复核。 2、 后张法预应力混凝土受弯构件计算中，为什么要采用毛截而参数、净截面参 数及换算截面参数等三种不同的截面参数？列举各阶段中应考虑的荷载及相应阶段荷载 效应计算公式。 答：由于施工阶段不同，构件有效受力面积不同，需要选用不同的参数进行计算。略。 1、如何保证钢筋混凝土结构具有足够的耐久性？ 答：提高混凝土结构的耐久性要从以下方面入手：结构设计、材料选用、施工质量、维护措 施和外界环境。 4、平截面假定在钢筋混凝土及预应力混凝土构件的计算中有哪些具体应用？试 给出其中一种具体应用的（公式导出过程。 答：在受压、受拉或受弯构件中，当对其正截面承载能力计算时，采用平截面假定。过 程略 。 1、 在抗剪设计中，如何对三种形式的剪切破坏设防？ 答：对于斜压和斜拉破坏，一般是采用截面限制条件和一定的构造措施予以避免： 防止发生斜拉破坏，使其转化为剪压破坏； 051 防止发生斜压破坏，使其转化为剪压破坏； 对于常见的剪压破坏，由于发生这种破坏形态时梁的斜截面抗剪能力变化幅度较大，故须进 行斜截面的抗剪强度的计算，合理确定截面并配置腹筋。 2、 在什么情况下需在受弯构件的受压区配置预应力钢筋，在受弯构件受压区配置预应力钢 筋会带来什么不利影响？ 答：对跨度较大的构件，为满足运输，安装过程中的 受力要求，有时需在使用阶段的受压区 配置预应力钢筋； 不利影响：抗裂性和承载力均下降。 3、 徐变和收缩对预应力混凝土受弯构件有什么不利影响？ 答：（“引起预应力损失； 以）徐变使构件变形逐渐加大； 收缩有时会引起构件开裂。 4、 全预应力混凝土梁正截面从开始