結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2004B1

1、2004（B）年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 一、 填空(每小題1分，共20分)1、 鋼結(jié)構(gòu)是按 容許應(yīng)力法 法設(shè)計(jì)，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件按標(biāo)準(zhǔn)荷載計(jì)算的應(yīng)力不超過公路橋規(guī)規(guī)定的 容許應(yīng)力 ；磚、石及混凝土是按 半概率極限狀態(tài) 法設(shè)計(jì)。2、 鋼筋混凝土在復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下，混凝土的強(qiáng)度有明顯的變化。當(dāng)其雙向受壓時(shí)，混凝土的強(qiáng)度比單向受壓強(qiáng)度 要高 ；當(dāng)一向受壓，一向受拉時(shí)，混凝土的強(qiáng)度 均低于 單向受力（壓或拉）的強(qiáng)度。3、 混凝土強(qiáng)度越高，延性越 差 。4、 混凝土在長期荷載作用下會(huì)產(chǎn)生徐變。其中徐變值隨著初應(yīng)力值的增大而 增大 ；隨著加載齡期的越短而 越大 。養(yǎng)護(hù)時(shí)，溫度越高，濕度越大

2、，徐變值 越小。5、 剪跨比m是影響受彎構(gòu)件斜截面破壞形態(tài)和抗剪能力的主要因素。隨著剪跨比m的加大，破壞形態(tài)按 斜壓 、 剪壓 和 斜拉 的順序演變，而抗剪強(qiáng)度逐漸 減小 。6、 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的承載力Mp與受拉區(qū)鋼筋是否施加預(yù)應(yīng)力無關(guān)，但對(duì)受壓區(qū)鋼筋A(yù)´g施加預(yù)應(yīng)力后構(gòu)件的承載力將比受壓鋼筋A(yù)´g不施加預(yù)應(yīng)力時(shí) 降低 ，使用階段的抗裂性也有所 降低 。7、 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的錨下承壓驗(yàn)算包括 局部承壓區(qū)的承載力 和 抗裂性 的驗(yàn)算。8、 為保證構(gòu)件在最小外荷載和最不利外荷載作用下，其上、下緣混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋的重心線的偏心距ey應(yīng)不超過束界范圍，即 e

3、y -Ks(在ey兩側(cè)填入合適的、號(hào))9、 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在受拉鋼筋配筋率和鋼筋應(yīng)力大致相同的情況下，裂縫寬度隨鋼筋直徑的增大而 增大 。二、 名詞解釋：(每小題4分，共20分)1、 界限破壞：受彎構(gòu)件的縱向受拉鋼筋屈服的同時(shí)，受壓區(qū)混凝土達(dá)到其極限壓應(yīng)變，使構(gòu)件破壞。這種破壞被稱作界限破壞2、 預(yù)拱度 ：橋梁上部的軸線沿縱向向上拱起的尺寸為預(yù)拱度。3、 張拉控制應(yīng)力s：預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固前張拉千斤頂所顯示的總拉力，除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積，錨口有摩擦?xí)r，應(yīng)扣除錨口摩擦力。4、 預(yù)應(yīng)力度（97年7題、2003B、2003A）：扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的預(yù)加應(yīng)力pc 與由作用

4、（或荷載）短期效應(yīng)組合產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂邊緣的法向拉應(yīng)力st的比值，用公式表示：=。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力度，也可按消壓彎矩Mo與作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩Ms之比計(jì)算。用公式表達(dá): = 5、 砌體:由不同形狀和尺寸的磚、石及混凝土塊材通過砂漿等膠結(jié)料按一定的砌筑規(guī)則砌筑而成的滿足構(gòu)件既定尺寸和形狀的受力整體。三、 簡答(每小題10分，共60分)1、 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的預(yù)加應(yīng)力階段和使用階段比較，荷載、預(yù)應(yīng)力、截面幾何特性和混凝土材料的強(qiáng)度各有什么不同？ 預(yù)加應(yīng)力階段使用階段荷載最小最大預(yù)應(yīng)力相對(duì)最大相對(duì)最小截面幾何特性凈截面幾何特性換算截面幾何特性混凝土材料強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)

5、度已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度2、 為什么鋼筋混凝土偏心受壓長柱的偏心距增大系數(shù)的值為負(fù)值或大于3時(shí)應(yīng)增大截面尺寸？ 答：當(dāng)<0時(shí)，說明荷載效應(yīng)值大于臨界壓力，構(gòu)件要發(fā)生失穩(wěn)破壞，>3時(shí)，荷載效應(yīng)值接近臨界壓力，安全儲(chǔ)備不足。要增大構(gòu)件的穩(wěn)定性，必須增大截面尺寸。3、 為什么螺旋箍筋柱的長細(xì)比lo/d>7(d為圓形截面直徑)時(shí)，不考慮螺旋箍筋的作用？答：當(dāng)lo/d>7時(shí)為長柱，構(gòu)件破壞為失穩(wěn)破壞，而螺旋箍筋不能提到起穩(wěn)定性，只能提高其材料的抗壓強(qiáng)度。4、 為什么預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)要求使用高標(biāo)號(hào)的混凝土和高強(qiáng)鋼材，而普通鋼筋混凝土卻不使用高標(biāo)號(hào)的混凝土和高強(qiáng)鋼材？（2005、1998、2

6、004B）答：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，使用高標(biāo)號(hào)混凝土是因?yàn)榛炷撂幱诟邏籂顟B(tài)，高標(biāo)號(hào)混凝土的自重輕、收縮和徐變值??；使用高強(qiáng)度剛才是由于如果不采用高強(qiáng)度鋼材，由于多方面的預(yù)應(yīng)力孫樹就不能建立起有效的預(yù)加力。普通鋼筋混凝土構(gòu)件中，使用普通鋼筋是由于限制混凝土裂縫寬度使得鋼筋的拉應(yīng)變值較小，而使高強(qiáng)度剛才不能發(fā)揮作用；同樣高標(biāo)號(hào)混凝土不能發(fā)揮作用，因?yàn)榛炷翗?biāo)號(hào)提高時(shí)抗拉能力提高不大。5、 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋的彎起位置的確定，應(yīng)考慮哪三方面的問題？且說明如何保證該方面受力的安全性。答：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋的彎起位置的確定，應(yīng)考慮正截面抗彎強(qiáng)度、斜截面抗彎強(qiáng)度和斜截面抗剪強(qiáng)度三方面

7、的問題。其中正截面抗彎強(qiáng)度通過計(jì)算滿足MjMu保證安全；斜截面抗彎強(qiáng)度通過構(gòu)造保證其安全性，即彎起點(diǎn)距鋼筋充分利用點(diǎn)的距離0.5ho；斜截面抗剪通過計(jì)算滿足QjQu保證其受力的安全性。6、 鋼筋混凝土適筋梁截面設(shè)計(jì)時(shí)，出現(xiàn)>jg，則應(yīng)采取什么措施，使?jié)M足什么條件為目的？ 答：增大截面尺寸，或提高混凝土標(biāo)號(hào)、或改用雙筋截面，使jg，從而使該混凝土受彎構(gòu)件成為適筋梁。四、 論述題（每小題15分，共30分）（2002、2004B）1、 論述鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算的內(nèi)容、步驟、依據(jù)。a) 擬定截面尺寸，按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行縱向鋼筋和腹筋的計(jì)算和強(qiáng)度校核，并復(fù)核截面尺寸、修正截面尺寸b)

8、 按構(gòu)造要求對(duì)計(jì)算的鋼筋進(jìn)行布置c) 按正常使用極限狀態(tài)法對(duì)混凝土受彎構(gòu)件的變形、裂縫應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算等等2、 試述預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算的內(nèi)容、步驟、依據(jù)。答：五、 計(jì)算題(第1小題10分，第2、3小題各5分，共20分)已知：鋼筋混凝土簡支梁全長Lo19.5m,T梁截面尺寸如圖所示。采用25號(hào)混凝土（Ra14.5MPa），級(jí)鋼筋（Ra340 Mpa當(dāng)d<28mm時(shí)：Rg320Mpa當(dāng)d28mm時(shí)），箍筋采用級(jí)鋼筋，8，抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度為240Mpa，跨間等間距布置，間距為25cm。其中2N1,2N2,2N3,2N4見第5題（a）和（b）圖是直徑為32mm的級(jí)鋼筋，2N5,2N6,2N7,2N8,2N9見第5題（a）和（b）圖是直徑為16mm的級(jí)鋼筋。簡支梁控制截面的計(jì)算內(nèi)力為跨中截面：Mjm2100KNm，Qjm84KN及其相應(yīng)彎距Mjm1509KNm1/4跨截面：Mj1/4=1500KNm支點(diǎn)截面：Mjo0KNm，Qjo440KN及其相應(yīng)彎距Mjo0KNm要求：1、 進(jìn)行A-A截面位置見圖（b）正截面強(qiáng)度復(fù)核。（10分）2、 進(jìn)行A-A截面位置見圖（b）斜截面抗彎強(qiáng)度復(fù)核。（5分）3、（1） 進(jìn)行B-B截面位置見圖（b）斜截面