混凝土結構設計原理期末試題2011年A試題及答案

石家莊鐵道學院2011-2012學年第1學期2009級本科班期末考試試卷(A)課程名稱：混凝土結構設計原理任課教師：考試時間：120分鐘學號：姓名：班級：考試性質(學生填寫)：題號一二三四五六七總分滿分10153012258100得分閱卷人(注：答案全部寫在答題紙上)選擇題(每小題1分，共10分)混凝土被壓碎的標志是()A.壓應力達到混凝土的抗壓強度；B.壓應變達到混凝土的極限壓應變；C.壓應變達到混凝土的峰值應變；D.壓應力達到混凝土的峰值應力?；炷潦湛s趨于穩(wěn)定所需的時間約()A.7天；B.1個月；C.6個月；D.1-2年。下列幾種鋼筋中，塑性最差的為()。A.HRB400B.高強鋼絲C.R235D.HRB335影響鋼筋與混凝土之間的粘結強度的因素很多，下列說法不正確的是()A.粘結強度隨混凝土強度等級的提高而提高；B.混凝土保護層厚度太薄，會導致粘結強度降低；C.水平放置的鋼筋比豎直放置的鋼筋粘結強度高；D.鋼筋凈距不足，會導致粘結強度降低。下列幾個狀態(tài)中被認為超過正常使用極限狀態(tài)的是()A.鋼筋混凝土梁裂縫寬度超過《公路橋規(guī)》規(guī)定限值；B.結構或構件喪失穩(wěn)定；C.鋼筋混凝土適筋梁受壓區(qū)混凝土被壓碎；D.連續(xù)梁中間支座截面產生塑性鉸。在受彎構件斜截面抗剪承載力計算中，避免發(fā)生斜拉破壞的措施是()A.規(guī)定縱筋最小配筋率；B.規(guī)定縱筋最大配筋率；C.規(guī)定最小截面尺寸；D.規(guī)定最小配箍率。為防止鋼筋混凝土矩形截面純扭構件發(fā)生部分超筋受扭破壞，可以采取的措施是()。A.保證構件的最小尺寸B.保證最小配箍率C.使配筋強度比在0.6和1.7之間D.保證縱筋最小配筋率兩個僅配筋率不同的軸壓柱，承受相同的荷載且作用時間相同，柱A配筋率大于柱B，則兩構件的混凝土徐變大小關系為()A.柱A=柱B；B.柱A>柱B；C.柱A<柱B；一鋼筋混凝土矩形截面梁，現需進行施工階段驗算。已知控制截面彎矩為，受拉縱筋面積；開裂截面慣性矩，受壓區(qū)高度；截面有效梁高；施工時混凝土彈模，鋼筋彈模。則受拉鋼筋的拉應力為()。6.23B.40.21C.105.60D.2.54E.16.37為了減小鋼筋混凝土受彎構件的正裂縫寬度，可采用的方法是()。A.減小構件的截面尺寸，其余條件不變；B.鋼筋直徑不變，減小鋼筋總面積；C.鋼筋總面積不變，用細鋼筋代替粗鋼筋；D.增大混凝土保護層厚度。填空題(每空1分，共15分)混凝土在空氣中凝結、硬化時體積隨時間推移而不斷減小的現象叫混凝土的()。結構的()、()和()總稱為結構的可靠性。根據極限狀態(tài)設計法，材料強度的標準值()設計值(括號內填：大于、小于或等于)。一等高度鋼筋混凝土簡支梁，矩形截面，截面尺寸為，縱筋通長布置，梁承受均布荷載，見圖1?？缰泻椭ё孛娴恼孛婵箯澇休d力分別為和，則兩者的大小關系是()。若單肢箍筋截面面積為，箍筋等間距布置，箍筋間距為110mm，則該梁的配箍率=()。圖1鋼筋混凝土受彎構件要求保證彎起鋼筋彎起點離充分利用點之間的距離，目的是為了滿足()。影響軸心受壓的鋼筋混凝土普通箍筋柱穩(wěn)定系數的主要因素是柱的()一圓形截面軸壓柱，鋼筋配置和長細比滿足螺旋箍筋柱要求。若按普通鋼筋混凝土柱計算，其正截面受壓承載力為400kN，若按螺旋箍筋柱計算，其受壓承載力為330kN，則該柱的受壓承載力應為()kN。在進行偏心受壓構件截面設計時，若和均未知，一般情況下，對于大偏心受壓構件，需要補充條件()；對于小偏心受壓構件，需要補充條件()，這么做可以使得縱筋總量最少。根據鋼筋混凝土受彎構件正截面受力全過程的彎矩-曲率的關系曲線，撓度的計算依據是第()階段，承載能力極限狀態(tài)的計算依據是第()階段。一鋼筋混凝土梁需設預拱度。已知結構自重引起的控制截面的長期豎向撓度為3mm，可變荷載頻遇值引起的該控制截面的長期豎向撓度為4mm，則控制截面的預拱度應設為()mm。簡答題(每小題5分，共30分)簡述鋼筋和混凝土兩種不同材料共同工作的原因。試利用平截面假定推導鋼筋混凝土梁相對界限受壓區(qū)高度的計算公式。在軸心受壓構件中，配置縱向鋼筋的作用是什么？為什么要控制縱向鋼筋的最小配筋率？簡述鋼筋混凝土構件承受彎矩、剪力和扭矩共同作用時的配筋方法。說明混凝土的彈性體假定的含義，什么情況下采用該假定？這個假定和正截面承載力計算時混凝土材料性能的假定有什么不同？影響混凝土結構耐久性的因素有哪些？名詞解釋(每個3分，共12分)混凝土軸心抗壓強度標準值混凝土徐變雙筋梁大偏心受壓破壞計算題(共25分)1(15分)、一兩端固定的等截面鋼筋混凝土T梁，計算跨度=4m。截面詳細尺寸見圖2，梁的受壓翼緣有效寬度=1340mm。各截面的彎矩設計值已知，其中跨中A截面的彎矩設計值為=570，兩固定端B截面的彎矩設計值均為=-282?；炷翉姸鹊燃墳镃30(＝13.8MPa)，縱筋強度等級為HRB335(=280MPa)。結構重要性系數，＝70mm，mm，＝0.55，＝0.2％。試分別計算該梁跨中和固定端截面所需的受力縱筋面積并示意縱筋位置(均按單筋截面設計，不必配筋)。圖2鋼筋混凝土梁內力圖及梁截面尺寸(尺寸單位：mm)圖32(10分)、一矩形截面偏心受壓構件，截面尺寸為300×550mm，柱承受軸向力設計值＝1152kN，彎矩設計值，受力簡圖及截面尺寸見圖3。構件在彎矩作用平面內的計算長度＝5.2m。混凝土采用C30，＝13.8MPa；縱筋采用HRB335，對稱配筋，鋼筋面積為，MPa。結構安全等級二級，彎矩作用平面內近似?。?.1。＝45mm，＝0.55。試校核該柱在彎矩作用平面內能否安全承載。圖3綜合分析題(8分)結合鋼筋混凝土梁斜截面發(fā)生剪壓破壞的情況，分析說明箍筋如何影響鋼筋混凝土受彎構件斜截面的抗剪承載力。2009級A卷標準答案選擇題(每小題1分，共10分)BDBCADCCCC填空題(每空1分，共15分)1、收縮；2、安全性、適用性、耐久性3、大于；4、=，0.3%5、斜截面抗彎承載力6、長細比7、400kN8、，9、Ⅱ，Ⅲa10、5cm三、簡答題(每小題5分，共30分)簡述鋼筋和混凝土兩種不同材料共同工作的原因。答：有良好的粘結力；有相近的溫度膨脹系數；鋼筋被混凝土包裹，防止生銹。試利用平截面假定推導鋼筋混凝土梁相對界限受壓區(qū)高度的計算公式。在軸心受壓構件中，配置縱向鋼筋的作用是什么？為什么要控制縱向鋼筋的最小配筋率？答：縱筋的作用：協助混凝土受壓，提高構件承載力；有助于減小構件截面尺寸；承受可能存在的彎矩；承受混凝土收縮、溫度變化引起的拉應力；防止構件的突然脆性破壞?！?分控制最小配筋率的原因：軸心受壓構件中不可避免存在混凝土徐變、可能存在的較小偏心彎矩等，充分發(fā)揮縱筋的作用，保證構件破壞時的延性?！?分簡述鋼筋混凝土構件承受彎矩、剪力和扭矩共同作用時的配筋方法。答：采取疊加計算的配筋方法，先按彎矩、剪力和扭矩各自單獨作用進行配筋計算，然后再把各種相應配筋疊加進行截面設計?！?分縱筋：抗彎縱筋+抗扭縱筋；箍筋：抗剪箍筋+抗扭箍筋。（2分）（只要回答上疊加原則即可得全分）說明混凝土的彈性體假定的含義，什么情況下采用該假定？這個假定和正截面承載力計算時混凝土材料性能的假定有什么不同？答：混凝土的彈性體假定指受壓混凝土的應力-應變關系曲線按直線考慮，應力和應變成正比關系。在進行構件正常使用極限狀態(tài)計算時使用?！?分承載力計算時，認為受壓混凝土為彈塑性材料，應力應變關系不成正比——2分影響混凝土結構耐久性的因素有哪些？答：外界環(huán)境：溫度、濕度、酸性氣體等；內部因素：混凝土密實度、強度、滲透性、保護層厚度、材料品種、用量等；另外還有設計不周、施工不良、維修不當等原因。常見的耐久性問題有：混凝土凍融破壞、混凝土堿集料反應、侵蝕性介質的侵蝕、機械磨損、混凝土碳化和鋼筋銹蝕。四、名詞解釋(每個3分，共12分)混凝土軸心抗壓強度標準值：按照標準方法制作、養(yǎng)護的150mm×150mm×300mm的棱柱體試件，在28天齡期用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度稱為混凝土軸心抗壓強度標準值。混凝土徐變：在荷載的長期作用下，混凝土的變形將隨時間而增加，亦即在應力不變的情況下，混凝土的應變隨時間繼續(xù)增長，這種現象稱為混凝土徐變。雙筋梁：在梁的受拉區(qū)和受壓區(qū)都配置縱向受力鋼筋的梁。大偏心受壓破壞：當偏心距較大，且受拉鋼筋配置不太多時，發(fā)生受拉區(qū)鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓壞，相對受壓區(qū)高度ξ≤ξb的破壞形態(tài)稱為大偏心受壓破壞。五、計算題1（15分）、解：=1\*GB3①先設計跨中截面=570，按T型截面設計?！?分判斷T梁類型，=13.8×1340×100×（730-100/2）=1257.4kNm，為第I類T梁；——2分求x：==0.0578ξ=1-=0.0596<ξb=0.56——3分求As：As=fcdbf’xfsd'②設計固定端截面按矩形截面設計，為單筋梁?！?分求x:QUOTE1-2A0=0.1555<——3分——2分=0.766%>——1分2（共10分）、解：，，已知，，。，則。，------------------(2分)假定為大偏心受壓，即取，由式（7-26）可解得混凝土受壓區(qū)高度為---