长安大学研究生入学结构设计原理试题科目及答案

1、1、 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）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。2、 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Ejg?（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

2、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Ejg,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Xc>±jgho时，为超筋截面，当Xc<±jgho时，为适筋截面。3、 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）答：（1）纵向受拉钢筋。主要受力筋，代替混凝土受拉。（2）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。（4）弯起筋或斜筋。抗剪。（5）水平纵向钢筋。梁高h>1m时设置，主要作用是在梁侧面发生裂缝后减

3、少混凝土裂缝宽度。4、 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？（10分）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，须进行应力验算。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。5、 某预应力筋的线型为圆曲线，圆曲线长度为L,半径为R,采用一端固定，一端张拉，假定已知管道摩阻系数小，偏差系数k,预应力筋截面积为Ay,弹

4、性模量为Ey,试确定仅考虑摩阻影响时张拉控制应力Nk与预应力筋张拉伸长量AL之间的关系（10分）答：结构设计原理P234或参照重点笔记中03试题答案第六题6、 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也和“有何区别？（10分）答：前者计算式为：Nu刊丫b（RaA/丫c+Rg'Ag'/丫s）;后者为：Nu=yb（RaAhe/丫c+2RgAjg/丫s+Rg'Ag'/Ts）0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

5、面积来进行承载力计算。轴心受压计算中的也为长柱失稳破坏时的临界压力Pc与短柱压坏时的轴心压力Nu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X=Lo/bo入08时为短柱，可不考虑纵向弯曲系数，巾=1。而偏心受压计算中的q=（eo+f）/eo,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X=Lo/h<8,对圆形截面为人=Lo/d07时构件为短柱，刀=1。其他情况下，4=1/（1-YcNjLo2/10aeEhIh丫b）,其中ae为考虑偏心距对刀值的影响系数，即ae=0.1/（0.3+e

6、o/h）+0.143,eo/h1时，取ae=0.22。7、 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：（1）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。（2）墩头锚。依靠钢丝的锻粗头承压进行锚固。主要用于直线式钢丝束的锚固，也可锚固直径14mmz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

7、损失小，能重复张拉。（4）火片锚具。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。16,也应力混澈土构林主要阳造姿求有哪些？鲁F施力混凝土构符主要构造要求包括：一般构造要求如截面类型，尺寸，瓢向顼应力楣笛和希礴力钢骊：先张法构造要求.如做应力铜薪的再间距及保护层厚度T踹部混凝土加强措施1后亦构造耍求.如锚具.我应力钠筋的孔遒小痛蒙，构件谓部加强措他,非预应力相膈的布¥外国金属的防腐等.17.公路13应力梅梁的15应力损失如何估算？与魏筑蛤构预应力梁的恂应力柳失有何异同？答：公睇他应力

8、济城的侑闷力我失可摘E公路带边打估：?与建筑结构河应力呦的朦电力根先比我.损失的将类相似,但有些损失计算方法有较大区别，如孤肚收埴、馀变引起的超应力损失.IH.公蹄标蟠!对施力混凝土受弯构件的应力股算是如何规定的T谷：略.可参见4公路柝规相播条文.19.预应力阻凝土的张拉控制应力仃.为何不脩取的九高新如果张拉空带泗力0*取得人高，则哎能，；II州的邪气尸盟或筛部卷款土局部小M.构件的邪性降低或产生我大域性婀预应力钢筋松为引起的预应力损失.可通过埼张拉诚小该项便应力损失：混播上收缩、馀变明起的僮应力损失。可通过裱小水泥用量、降低水灰化、保证格实性,加强养互等措施减小该项伐应力损失：螺应式预应力钢

9、筋构件.由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失.为减小该损失可适当增大构件直径5.预应力损失值为什么要分第一批和筠二批损失？先张法和后来法各项预应力损失是怎样州合的？答：应为六种情应力损失并II响时存在，有的只发生在先张法构件，有的只发生在后张法构件此外，有的只发生在混就上颅压前，有的发生在混盆上颓压后，所以应将其分为第批和第二批损失.预应力损失的组合如下表.预应力损失值的组合先张法构件后张法构件混凝土预压前第一批）损失O八%多混凝土预压后（第二批）损失%5*+6s+6.试述先张法和后张法情应力轴心受拉构件在施工所段.荷我仆用阶段各自的应力变化过程及相应应力值的计算公式.答：先张法构件：施工阶段

10、，从米拉便应力钢筋到放松预应力钢筋，坡终完成第二批预收力损失后,混凝土中的不效刖一力为儿='一“£,从8.如采用相同的控制应力。3,相同的帝!应力损失值，当加找至混凝土预压应力区、为零时，先张法和后张法两种构杵中预应力钠筋的附力。姑否相同，哪个大？n：/（7八为零时,由j光张法玲应力刑筋的应力7）为后张法构件应力出筋的应力。,为比较发现，二者不同，在给定条件下，后张法中打!应力钢舫中应力大一些.N-N9,预应力轴心受拉构件的裂缝宽度计”公式中，为什么钢筋的应力。、*="？4+4N-N囚为。”=总为等效钢筋W，,随锢筋合力点处掘凝匕预压附力被疝消4+A,后的钢筋中的应

11、力来确定.两%的不同在于.局部聆算是保证端部的受压承战能力，未受找面枳对于局部受货面枳有约束作用.从而可以间接的提高混欹土的抗压强僮：而轴压龄翼是保证整个构件的强度和稳定.12 .对受弯构件的纵向受拉钠舫施加Wi应力送，是否能捉岛正跋而受弯承载力熊极面受剪承载力，为什么？布时正截面受弯承,涉碗不明显因为侬力川以提高描国限“山陵坏时,预应力已经抵消掉，与非预期J钢筋混凝土受泻构件破坏特性相似苜先达到屈服,然后受压区泯凝土受压边缘应变到必及限应变而破坏。提高斜板而受剪家成力，因为预应力钢筋有约束斜裂缝开展的作用，增加了混凝土剪东卜高度，从而提高了混廉上剪压区所承担的购力.刈1力泥移土受力构件正战面

12、的界限相对受压区高度与钢筋氾寂1.受方构件正极面的界限相对受压区高度是否相同？答：通过比较可知，两行的正横面的界限相而受压区高应是不同的iif混凝土受弯构件的界限相对受压区高度与我应力钢筋强度，混凝土压应力为零时的应力有关.14 .很应力混凝土构件为什么要进行他.1阶段的险算？预应力轴心受Q构件行他工阶段的1E技面承找力舲算.抗裂度给算与预应力混凝土受弯构件相比较,有何区别？答：预应力混凝土构件在施工阶段，由于施加预应力，构件必须满足其承找和抗裂的要求，所以施工阶段需要验算。两柠的区别为受药构件受压区混凝土压应力需要满足求线力、执裂度要求之外，受拉区混凝土拉应力也需要满足相应要求.15 .侬力

13、混凝土受药构件的变形是如何进行计算的?与钢筋混凝土受弯构件的变形相比有何异同？答：孩应力混凝土受弯构件的挠发包括两部分：一部分为预加应力产生的反拱：一部分为荷蚊产生的挠度.荷技作用产生的挠度计算与钢筋混凝土受弯构件相似。2.斜截面破坏形态仃儿类？分别采用什么方注加以控制？答T(1)斜截面破坏形态有三类工斜压破坏，明压破坏.斜拉破坏踮斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制;/田破炜通过抗明承我h计旨来桎制斜拉破耳通过限制最小配轮率来控制：3,预应滉施上树件小1材料由何要求？为针么预应力孤寂土构件要求果用强度较高的钢筋和混凝土?答.采用强度等辗较高的混凝土和钢筋.因为预应力钢筋在米拉时就受到很高的拉应

14、力.在便用荷载作用卜，钢筋的拉应力会维续提高，另一fj面，混凝土也受到高压应力的作用，为了提高莪应力的效果，酒应力混凝土构件要求采用强度等级较高的钢筋和混凝J10.结构可靠性的含义是什么？它包括哪些方面的功能要求？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？11 .“作用”和“荷载”有什么区别？结构上的作用按时间的变异、按空间的变异、以及按结构的反应各分为哪几类？12 .什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？或者说结构超过极限状态会产生什么后果？13 .什么是结构的可靠度和可靠指标？统一标准对可靠指标是如何定义的？14 .什么是失效概率？可靠指标和失效概率有何定性关系？为什么说

15、我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率的极限状态设计法？分析其主要特点。15 .什么是荷载标准值？什么是活荷载的频遇值和准永久值？什么是荷载的组合值？对正常使用极限状态验算，为什么要区分荷载的标准组合和准永久组合？如何考虑荷载的标准组合和荷载的准永久组合？对于承载能力极限状态，如何确定其荷载效应组合？永久荷载和可变荷载的分项系数一般情况下如何取值？16 .各种材料强度的标准值根据什么原则确定？材料性能分项系数和强度设计值是如何确定的？17 .绘出有明显流幅的钢材（钢筋）的拉伸图，说明各阶段的特点，指出比例极限、屈服极限和强度极限（极限强度）的含义。18 .软钢和硬钢的拉伸图有何不同，抗拉强

16、度设计值fy各对应于图中何处的应力值？19 .钢材质量等级分A、B、C、D、E级的依据是什么？20 .钢材抗剪强度取抗拉强度的58%,依据何在？21 .高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力的大小与承载能力有什么关系？高强度螺栓与普通螺栓计算有什么不同？摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有何区别？22 .在交变受力过程中，钢材的疲劳计算是用最大应力、最小应力、平均应力、还是用应力幅？为什么不采用材料力学中的“疲劳极限”这一概念？23 .钢筋进行冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？每种加工方法对强度有何影响？24 .何谓冷拉时效？25 .混凝土立方体抗压强度能不能代表实际构件中混凝土的强度？

17、既然用立方体抗压强度fcu作为混凝土的强度等级，为什么还要有轴心抗压强度fc?26 .混凝土的基本强度指标有哪些？各用什么符号表示，它们之间有什么关系？27 .混凝土应力等于fc时的应变£0和极限压应变£cu有什么区别？它们各在什么受力情况下考虑，其应变值大致为多少？28 .为什么混凝土棱柱体试件在短期轴压作用下的应力应变曲线中有一个“下降段”。为什么会出现应变不断增加，而应力不断降低的现象？29 .什么叫约束混凝土？处于三向受压的混凝土，其变形特点如何？30 .混凝土的受压变形模量有几种表达方式？我国现行规范是怎样确定混凝土的受压弹性模量的？31 .混凝土在重复荷载作用下

18、，其应力应变曲线有何特征，在实用上有何意义？32 .混凝土的收缩和徐变有什么不同？是由什么原因引起的？变形特点是什么？33 .混凝土的收缩和徐变对钢筋混凝土结构各有什么影响？减少收缩和徐变的措施有哪些？34 .为什么钢筋和混凝土能够共同工作？它们之间的粘结力是由哪几部分组成的？提高钢筋和混凝土之间的粘结力可采取哪些措施？35 .粘结力沿钢筋长度方向的分布图形如何？钢筋埋入混凝土中的长度无限增大时，粘结力图形的长度是否也随之无限增大？为什么？36 .为使钢筋在混凝土中有可靠的锚固，可采取哪些措施？37 .什么叫配筋率？适筋梁，超筋梁和少筋梁的破坏特征有什么不同？38 .适筋梁从开始加载到破坏，经

19、历了哪几个阶段，各阶段截面上应力应变分布，裂缝展开，中和轴位置，梁跨中挠度等变化的规律如何？每个阶段是哪种极限状态设计的依据？39 .矩形截面应力图中的高度x的含义是什么？它是否是截面实际的受压区高度？40 .什么叫“界限”破坏？“界限”破坏时£cu及£s各等于多少？何谓相对界限受压区高度Hb?它在受弯承载力计算中起什么作用？41 .适筋梁的适用条件是什么？其限制目的何在？42 .在适筋梁承载力计算公式M=asbh20a1fc或M=fyAs丫sh0中，as、丫s的物理意义是什么？它与什么因素有关？43 .当钢筋混凝土受弯构件正截面承载力不足时，可采取哪几种措施来提高截面的抗

20、弯承载力，其中哪个措施最为有效？44 .梁、板中应配置哪几种钢筋，各种钢筋起何作用？在构造上有什么要求？45 .混凝土保护层起什么作用？梁内纵向受拉钢筋的根数、直径及间距有何规定，与梁宽b之间的关系如何？46 .什么情况下可采用双筋截面？受压钢筋起什么作用，为什么说在一般情况下采用受压钢筋是不经济的？47 .双筋矩形截面受弯构件，当受压区混凝土压碎时，受压钢筋的抗压强度设计值如何确定？48 .双筋矩形截面受弯构件不满足适用条件xR2a'时，应按什么公式计算正截面受弯承载力？并解释理由。49 .T形梁受弯承载力计算公式与单筋及双筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式有何异同？50 .钢筋混凝土

21、梁在荷载作用下，为什么会出现斜裂缝？51 .无腹筋梁和有腹筋梁沿斜裂缝破坏的主要形态有哪几种？它们的破坏特征是怎样的？满足什么条件才能避免这些破坏发生？52 .影响有腹筋梁斜截面承载力的主要因素有哪些？剪跨比的定义是什么？53 .配箍率Psv的表达式是怎样的？它与斜截面受剪承载力有何关系？54 .斜截面受剪承载力计算时，为什么要对梁的最小截面尺寸加以限制？所有梁都一样吗？55 .均匀分布荷载作用下的钢筋混凝土简支梁，沿梁长配置直径相同的等间距箍筋，单从受力角度来考虑，是否合理？如果综合地从受力、施工，构造等要求来考虑，则又怎样？如果按计算不需要配置箍筋和弯起钢筋，此时梁中是否还要配置腹筋？56

22、 .在一般情况下，限制箍筋及弯起钢筋的最大间距的目的是什么？满足最大间距时，是不是必须满足最小配箍率psvmin的规定？如果有矛盾，该怎样处理？57 .设计板时为何一般不进行斜截面承载力计算，不配置箍筋？58 .何谓抵抗弯矩图，它与设计弯矩图应有怎样的关系？59 .为什么会发生斜截面受弯破坏？应采取哪些措施来保证不发生这些破坏？60 .纵向受拉钢筋一般不宜在受拉区截断，如必需截断时，应从理论切断点外延伸一段长度，试解释其理由。61 .在实际工程中，哪些构件可按轴心受压构件或轴心受拉构件计算？哪些应按偏心受力构件进行计算？62 .混凝土的抗压性能较好，为什么在轴心受压柱中还要配置一定数量的钢筋？

23、63 .轴心受压普通箍筋短柱和长柱的破坏形态有何不同？构件的长细比对其破坏形态有何影响？轴心受压长柱的稳定系数（）如何确定？64 .轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算有何不同？65 .如何计算轴心受压构件和偏心受压构件的长细比？受压构件的计算长度如何确定？为何不直接采用其实际长度？67 .受压柱采用高强度钢筋是否合适？为什么？68 .按螺旋配箍柱计算时，规范规定了哪些限制条件？为什么？69.偏心受压构件的破坏形态有哪些？根据其破坏特点偏心受压构件如何分类？大小偏受压构件的根本区别是什么？70偏心受压长柱正截面受压破坏与短柱的破坏有何不同？什么是偏心受压长柱的二阶弯矩？71偏心距增大系数Y的含义是什么，其计算公式如何建立？与轴心受压构件的稳定系数（）有何不同？78 .试分析偏心受压截面承载力Mu-Nu关系曲线，对于大小偏心受压构件，随着截面所受弯矩的增加，其抗压承载力分别发生怎样的变化？79 .如何进行偏心受压构件的斜截面抗剪承载力计算？与受弯构件抗剪承载力计算有何异同？80 .综合钢筋混凝土受弯构件，哪些构件的计算公式须满足适用条件2a'<x<xb?81 .何谓预应力结构？为什么要对构件