混凝土结构设计原理期末试题2011年A试题及答案

石家庄铁道学院2011-2012学年第1学期2009级本科班期末考试试卷(A)课程名称：混凝土结构设计原理任课教师：考试时间：120分钟学号：姓名：班级：考试性质(学生填写)：题号一二三四五六七总分满分10153012258100得分阅卷人(注：答案全部写在答题纸上)选择题(每小题1分，共10分)混凝土被压碎的标志是()A.压应力达到混凝土的抗压强度；B.压应变达到混凝土的极限压应变；C.压应变达到混凝土的峰值应变；D.压应力达到混凝土的峰值应力。混凝土收缩趋于稳定所需的时间约()A.7天；B.1个月；C.6个月；D.1-2年。下列几种钢筋中，塑性最差的为()。A.HRB400B.高强钢丝C.R235D.HRB335影响钢筋与混凝土之间的粘结强度的因素很多，下列说法不正确的是()A.粘结强度随混凝土强度等级的提高而提高；B.混凝土保护层厚度太薄，会导致粘结强度降低；C.水平放置的钢筋比竖直放置的钢筋粘结强度高；D.钢筋净距不足，会导致粘结强度降低。下列几个状态中被认为超过正常使用极限状态的是()A.钢筋混凝土梁裂缝宽度超过《公路桥规》规定限值；B.结构或构件丧失稳定；C.钢筋混凝土适筋梁受压区混凝土被压碎；D.连续梁中间支座截面产生塑性铰。在受弯构件斜截面抗剪承载力计算中，避免发生斜拉破坏的措施是()A.规定纵筋最小配筋率；B.规定纵筋最大配筋率；C.规定最小截面尺寸；D.规定最小配箍率。为防止钢筋混凝土矩形截面纯扭构件发生部分超筋受扭破坏，可以采取的措施是()。A.保证构件的最小尺寸B.保证最小配箍率C.使配筋强度比在0.6和1.7之间D.保证纵筋最小配筋率两个仅配筋率不同的轴压柱，承受相同的荷载且作用时间相同，柱A配筋率大于柱B，则两构件的混凝土徐变大小关系为()A.柱A=柱B；B.柱A>柱B；C.柱A<柱B；一钢筋混凝土矩形截面梁，现需进行施工阶段验算。已知控制截面弯矩为，受拉纵筋面积；开裂截面惯性矩，受压区高度；截面有效梁高；施工时混凝土弹模，钢筋弹模。则受拉钢筋的拉应力为()。6.23B.40.21C.105.60D.2.54E.16.37为了减小钢筋混凝土受弯构件的正裂缝宽度，可采用的方法是()。A.减小构件的截面尺寸，其余条件不变；B.钢筋直径不变，减小钢筋总面积；C.钢筋总面积不变，用细钢筋代替粗钢筋；D.增大混凝土保护层厚度。填空题(每空1分，共15分)混凝土在空气中凝结、硬化时体积随时间推移而不断减小的现象叫混凝土的()。结构的()、()和()总称为结构的可靠性。根据极限状态设计法，材料强度的标准值()设计值(括号内填：大于、小于或等于)。一等高度钢筋混凝土简支梁，矩形截面，截面尺寸为，纵筋通长布置，梁承受均布荷载，见图1。跨中和支座截面的正截面抗弯承载力分别为和，则两者的大小关系是()。若单肢箍筋截面面积为，箍筋等间距布置，箍筋间距为110mm，则该梁的配箍率=()。图1钢筋混凝土受弯构件要求保证弯起钢筋弯起点离充分利用点之间的距离，目的是为了满足()。影响轴心受压的钢筋混凝土普通箍筋柱稳定系数的主要因素是柱的()一圆形截面轴压柱，钢筋配置和长细比满足螺旋箍筋柱要求。若按普通钢筋混凝土柱计算，其正截面受压承载力为400kN，若按螺旋箍筋柱计算，其受压承载力为330kN，则该柱的受压承载力应为()kN。在进行偏心受压构件截面设计时，若和均未知，一般情况下，对于大偏心受压构件，需要补充条件()；对于小偏心受压构件，需要补充条件()，这么做可以使得纵筋总量最少。根据钢筋混凝土受弯构件正截面受力全过程的弯矩-曲率的关系曲线，挠度的计算依据是第()阶段，承载能力极限状态的计算依据是第()阶段。一钢筋混凝土梁需设预拱度。已知结构自重引起的控制截面的长期竖向挠度为3mm，可变荷载频遇值引起的该控制截面的长期竖向挠度为4mm，则控制截面的预拱度应设为()mm。简答题(每小题5分，共30分)简述钢筋和混凝土两种不同材料共同工作的原因。试利用平截面假定推导钢筋混凝土梁相对界限受压区高度的计算公式。在轴心受压构件中，配置纵向钢筋的作用是什么？为什么要控制纵向钢筋的最小配筋率？简述钢筋混凝土构件承受弯矩、剪力和扭矩共同作用时的配筋方法。说明混凝土的弹性体假定的含义，什么情况下采用该假定？这个假定和正截面承载力计算时混凝土材料性能的假定有什么不同？影响混凝土结构耐久性的因素有哪些？名词解释(每个3分，共12分)混凝土轴心抗压强度标准值混凝土徐变双筋梁大偏心受压破坏计算题(共25分)1(15分)、一两端固定的等截面钢筋混凝土T梁，计算跨度=4m。截面详细尺寸见图2，梁的受压翼缘有效宽度=1340mm。各截面的弯矩设计值已知，其中跨中A截面的弯矩设计值为=570，两固定端B截面的弯矩设计值均为=-282。混凝土强度等级为C30(＝13.8MPa)，纵筋强度等级为HRB335(=280MPa)。结构重要性系数，＝70mm，mm，＝0.55，＝0.2％。试分别计算该梁跨中和固定端截面所需的受力纵筋面积并示意纵筋位置(均按单筋截面设计，不必配筋)。图2钢筋混凝土梁内力图及梁截面尺寸(尺寸单位：mm)图32(10分)、一矩形截面偏心受压构件，截面尺寸为300×550mm，柱承受轴向力设计值＝1152kN，弯矩设计值，受力简图及截面尺寸见图3。构件在弯矩作用平面内的计算长度＝5.2m。混凝土采用C30，＝13.8MPa；纵筋采用HRB335，对称配筋，钢筋面积为，MPa。结构安全等级二级，弯矩作用平面内近似取＝1.1。＝45mm，＝0.55。试校核该柱在弯矩作用平面内能否安全承载。图3综合分析题(8分)结合钢筋混凝土梁斜截面发生剪压破坏的情况，分析说明箍筋如何影响钢筋混凝土受弯构件斜截面的抗剪承载力。2009级A卷标准答案选择题(每小题1分，共10分)BDBCADCCCC填空题(每空1分，共15分)1、收缩；2、安全性、适用性、耐久性3、大于；4、=，0.3%5、斜截面抗弯承载力6、长细比7、400kN8、，9、Ⅱ，Ⅲa10、5cm三、简答题(每小题5分，共30分)简述钢筋和混凝土两种不同材料共同工作的原因。答：有良好的粘结力；有相近的温度膨胀系数；钢筋被混凝土包裹，防止生锈。试利用平截面假定推导钢筋混凝土梁相对界限受压区高度的计算公式。在轴心受压构件中，配置纵向钢筋的作用是什么？为什么要控制纵向钢筋的最小配筋率？答：纵筋的作用：协助混凝土受压，提高构件承载力；有助于减小构件截面尺寸；承受可能存在的弯矩；承受混凝土收缩、温度变化引起的拉应力；防止构件的突然脆性破坏。——3分控制最小配筋率的原因：轴心受压构件中不可避免存在混凝土徐变、可能存在的较小偏心弯矩等，充分发挥纵筋的作用，保证构件破坏时的延性。——2分简述钢筋混凝土构件承受弯矩、剪力和扭矩共同作用时的配筋方法。答：采取叠加计算的配筋方法，先按弯矩、剪力和扭矩各自单独作用进行配筋计算，然后再把各种相应配筋叠加进行截面设计。——3分纵筋：抗弯纵筋+抗扭纵筋；箍筋：抗剪箍筋+抗扭箍筋。（2分）（只要回答上叠加原则即可得全分）说明混凝土的弹性体假定的含义，什么情况下采用该假定？这个假定和正截面承载力计算时混凝土材料性能的假定有什么不同？答：混凝土的弹性体假定指受压混凝土的应力-应变关系曲线按直线考虑，应力和应变成正比关系。在进行构件正常使用极限状态计算时使用。——3分承载力计算时，认为受压混凝土为弹塑性材料，应力应变关系不成正比——2分影响混凝土结构耐久性的因素有哪些？答：外界环境：温度、湿度、酸性气体等；内部因素：混凝土密实度、强度、渗透性、保护层厚度、材料品种、用量等；另外还有设计不周、施工不良、维修不当等原因。常见的耐久性问题有：混凝土冻融破坏、混凝土碱集料反应、侵蚀性介质的侵蚀、机械磨损、混凝土碳化和钢筋锈蚀。四、名词解释(每个3分，共12分)混凝土轴心抗压强度标准值：按照标准方法制作、养护的150mm×150mm×300mm的棱柱体试件，在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度称为混凝土轴心抗压强度标准值。混凝土徐变：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土徐变。双筋梁：在梁的受拉区和受压区都配置纵向受力钢筋的梁。大偏心受压破坏：当偏心距较大，且受拉钢筋配置不太多时，发生受拉区钢筋先屈服，然后受压区混凝土压坏，相对受压区高度ξ≤ξb的破坏形态称为大偏心受压破坏。五、计算题1（15分）、解：=1\*GB3①先设计跨中截面=570，按T型截面设计。——1分判断T梁类型，=13.8×1340×100×（730-100/2）=1257.4kNm，为第I类T梁；——2分求x：==0.0578ξ=1-=0.0596<ξb=0.56——3分求As：As=fcdbf’xfsd'②设计固定端截面按矩形截面设计，为单筋梁。——1分求x:QUOTE1-2A0=0.1555<——3分——2分=0.766%>——1分2（共10分）、解：，，已知，，。，则。，------------------(2分)假定为大偏心受压，即取，由式（7-26）可解得混凝土受压区高度为---