結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理試卷B24答案

1、. 試卷適用班級(jí) 土木0515，土木0567（升） 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 山東交通學(xué)院期末考試 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 課程試卷答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （ B ）卷 20072008 學(xué)年第 一 學(xué)期 第 1 頁(yè) 共 4 頁(yè)一、 填空題（每空0.5分，共14分）1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是要使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在規(guī)定 時(shí)間內(nèi) 能夠在具有足夠 可靠性 的前提下，完成 全部預(yù)定功能 的要求。2. 我國(guó)公路橋梁的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期統(tǒng)一取 100年 。3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三種狀況是 持久狀況 、 短暫狀況 、 偶然狀況 三種。4. 鋼筋混凝土斜截面破壞形態(tài)有 剪壓破壞 、 斜壓破壞 、 斜拉破壞 。5. 鋼筋混凝土梁內(nèi)的五種鋼筋中 主鋼筋 、 箍

2、筋 、 架立鋼筋 和 縱向水平鋼筋 有抗扭作用。6. 影響裂縫寬度的主要因素有 混凝土強(qiáng)度 、 鋼筋保護(hù)層厚度 、 受拉鋼筋應(yīng)力 、 鋼筋直徑 、 鋼筋外形 、 直接作用的性質(zhì) 、 構(gòu)件受力性質(zhì) 。7.鋼筋混凝土短梁的破壞形態(tài)主要有 彎曲破壞 和 剪切破壞 兩種。8.后張法構(gòu)件在預(yù)加應(yīng)力階段可能發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失有 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 、 錨具變形、鋼筋回縮及接縫壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 、 混凝土彈性壓縮 引起的預(yù)應(yīng)力損失 三種。9.預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土等級(jí) 不低于C40 。二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.鋼筋混凝土：由鋼筋和混凝土兩種不同材料組成的結(jié)構(gòu)。 2.剪跨

3、比：驗(yàn)算截面處，反映彎矩與相應(yīng)剪力的相對(duì)量，。 3.螺旋箍筋柱： 配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件稱為螺旋箍筋柱。 4.后張法：后張法是先澆筑構(gòu)件混凝土，養(yǎng)護(hù)硬結(jié)后，再在構(gòu)件上張拉鋼筋的方法。 5.永存預(yù)應(yīng)力：從張拉控制應(yīng)力中扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后所得的鋼筋中的有效應(yīng)力。三、簡(jiǎn)答題（每小題7分，共35分）1.簡(jiǎn)述雙筋梁的概念、特點(diǎn)及適用范圍。答：（1）雙筋梁：在梁截面混凝土受壓區(qū)配置鋼筋以協(xié)助混凝土承擔(dān)壓力的梁。（3分）（2）雙筋梁的特點(diǎn)是：用鋼筋來承受截面的部分壓力是不經(jīng)濟(jì)的；受壓鋼筋的存在可以提高截面的延性,并可減小長(zhǎng)期荷載作用下的變形。 （2分）（3）雙筋梁的適用范圍：當(dāng)梁截面承受異號(hào)

4、彎矩時(shí),則必須采用雙筋截面。有時(shí),由于結(jié)構(gòu)本身受力的原因,例如連續(xù)梁的內(nèi)支點(diǎn)處截面,將會(huì)產(chǎn)生事實(shí)上的雙筋截面。當(dāng)截面承受彎矩組合設(shè)計(jì)值較大,而梁截面尺寸受到使用條件的限制或混凝土強(qiáng)度又不宜提高的情況下,又出現(xiàn)而抗力不足時(shí),則應(yīng)改用雙筋截面。 （2分）2. 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪計(jì)算公式上、下限驗(yàn)算的實(shí)質(zhì)是什么？答：規(guī)定抗剪能力上限值的實(shí)質(zhì)是通過控制截面的最小尺寸防止梁發(fā)生斜壓破壞，即截面尺寸應(yīng)滿足 (KN) 的要求。 （3分）規(guī)定抗剪能力下限值的實(shí)質(zhì)是通過控制箍筋的最小用量防止梁發(fā)生斜拉破壞，即滿足 (KN) 要求時(shí)，則只需按構(gòu)造要求配置箍筋，但應(yīng)滿足最小配箍率的要求，否則應(yīng)通過斜截面抗

5、剪強(qiáng)度計(jì)算確定箍筋用量。 （4分）密封線 試卷適用班級(jí) 土木0515，土木0567（升） 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 山東交通學(xué)院期末考試 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 課程試卷答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （ B ）卷 20072008學(xué)年第 一學(xué)期 第 2 頁(yè) 共 4 頁(yè) 3. 簡(jiǎn)述普通鋼筋混凝土單筋二類T形梁配筋設(shè)計(jì)的步驟，寫出主要計(jì)算公式。答：1）判定T形截面類型 由，說明該梁為第二類 T 形截面梁。 （3分）2）求中性軸位置并復(fù)核由得 且，說明該梁為二類T梁且不是超筋梁。 （2分） 3) 求 由 得 （2分）4. 鋼筋混凝土圓形偏壓承載力計(jì)算的基本假定有哪些？答：(1)截面應(yīng)變分布符合平截面假定； （2分）(2)不考慮混凝

6、土的抗拉強(qiáng)度； （2分）(3)受壓區(qū)混凝土的極限壓應(yīng)變，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)C50及以下時(shí)取cu=0.0033，C80時(shí)取cu=0.003，中間強(qiáng)度等級(jí)采用直線內(nèi)插； （1分）(4)混凝土的壓應(yīng)力圖形為矩形; （1分）(5) 鋼筋的應(yīng)力視為理想的彈塑性體，各根鋼筋的應(yīng)力根據(jù)應(yīng)變確定。 （1分） 5. 什么是預(yù)應(yīng)力混凝土？其作用是什么？預(yù)應(yīng)力構(gòu)件有何優(yōu)點(diǎn)？答：預(yù)應(yīng)力混凝土是事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其值和分布，能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適的程度的混凝土。 （3分）預(yù)應(yīng)力的作用是使混凝土構(gòu)件在使用荷載作用下不致開裂，或推遲開裂，或者減小裂縫開展的寬度。 （2分）預(yù)應(yīng)力構(gòu)件

7、的優(yōu)點(diǎn)有提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度；可以節(jié)省材料，減輕自重；可以減小梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力；結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠；預(yù)應(yīng)力可做為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的手段 , 促進(jìn)了橋梁結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展。 （2分）四、計(jì)算題（每小題12分，共36分）1.裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁，梁肋寬度b=200mm，梁高h(yuǎn)=1500mm，翼緣板的計(jì)算寬度為=1380mm，=140mm，計(jì)算跨徑，擬采用C30混凝土，主筋HRB400（），箍筋R235（），梁內(nèi)跨中截面配主筋1025（） ，受拉主鋼筋形心到截面下緣的距離as=100mm， 主筋最小配筋率min=0.15%，b=0.53，設(shè)225（, as=45mm）通入支座，箍筋最

8、小配筋率min=0.18%，剪力設(shè)計(jì)值為跨中截面，支點(diǎn)截面，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0。試設(shè)計(jì)相對(duì)支座而言的第一排彎筋。 密封線 密封線 試卷適用班級(jí) 土木0515，土木0567（升） 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 山東交通學(xué)院期末考試 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 課程試卷答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （ B）卷 20072008學(xué)年第一 學(xué)期 第3 頁(yè) 共 4 頁(yè)解:1) 求混凝土抗剪強(qiáng)度上限值（復(fù)核梁的截面尺寸）因?yàn)? =982/4909=20%，所以225主鋼筋通入支座滿足構(gòu)造要求。=h- =1500-45=1455mm 因?yàn)?<,所以說明該梁的截面尺寸滿足要求。 （3分）2) 求混凝土抗剪強(qiáng)度下限值（確定配箍區(qū)域）=h-

9、=1500-100=1400mm因?yàn)?，而，所以在近跨中區(qū)域可按構(gòu)造要求配置箍筋，而支座區(qū)域需按計(jì)算配置箍筋。 （3分）3) 確定計(jì)算剪力并進(jìn)行分配距支座中心h/2=1500/2=750mm處的由剪力圖中的比例關(guān)系得： 即 解得： 由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力為：；由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力為：。 （3分）4） 相對(duì)支座而言的第一排彎起鋼筋設(shè)計(jì)相對(duì)支座而言的第一排彎起鋼筋時(shí)，取距支座中心h/2處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分計(jì)算剪力值，即。第一排彎起鋼筋的截面面積 （3分）2、鋼筋混凝土矩形偏心受壓構(gòu)件，截面尺寸為b×h=300mm×500mm，計(jì)算長(zhǎng)度。承受軸向力組合設(shè)計(jì)值Nd=800kN，

10、彎矩組合設(shè)計(jì)值Md=200kN.m。擬采用C30混凝土，縱向鋼筋為HRB335， 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，=280MPa， =13.8Mpa， Es=2.0×105Mpa,設(shè)。試按對(duì)稱配筋設(shè)計(jì)鋼筋。解：(l) 大、小偏心受壓的初步判別，故構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的側(cè)向撓度對(duì)縱向力偏心距系數(shù)。 ， 由e0=1250=250mm>0.3h0=0.3450=135mm，故可先按大偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （4分）(2) 求中性軸位置由 ，=， =得 解bh0 =0.56450=252 mm 說明該構(gòu)件確為大偏心受壓構(gòu)件。（4分） (3)計(jì)算所需的縱向鋼筋面積由 得 解=692mm2=0.2%bh=

11、0.2%×300×500=300 mm2滿足最小配筋率要求。 （4分） 密封線 試卷適用班級(jí) 土木0515，土木0567（升） 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 山東交通學(xué)院期末考試 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 課程試卷答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （B）卷 20072008 學(xué)年第 一 學(xué)期 第 4 頁(yè) 共 4 頁(yè) 3. 已知后張預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，表1為跨中截面彎矩(KNm)計(jì)算結(jié)果，表2為跨中截面幾何性質(zhì)，表3為跨中截面預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算結(jié)果，設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，彈性模量 ， ，張拉控制應(yīng)力1395MPa，采用C50混凝土，彈性模量 ，公路橋規(guī)規(guī)定，全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性應(yīng)滿足要求, 試驗(yàn)算該構(gòu)件正截面抗裂性。表1 跨中截面彎矩(KNm)計(jì)算結(jié)果主梁自重后加恒載車輛荷載（計(jì)沖擊）人群荷載 21007001700150注：車輛荷載沖擊系數(shù)。表2 跨中截面幾何性質(zhì)截面面積A構(gòu)件下邊緣至截面中性軸的距離構(gòu)件上邊緣至截面中性軸的距離預(yù)應(yīng)力鋼筋重心至截面中性軸的距離慣性矩I(×106mm2) (mm)(mm)(mm)(×1012m