試卷1答案-混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

班級學(xué)號姓名裝訂線共NUM頁裝訂線混凝土結(jié)構(gòu)基本原理試題答案（學(xué)年第1學(xué)期）一二三四五總分一、選擇題（本大題共6小題，共18分）ACBBAC二、簡答題（共14分）7.光圓鋼筋與混凝土粘結(jié)作用主要由哪幾部分構(gòu)成(寫出三種)？并寫出影響鋼筋和混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的因素(至少寫四種）。(8分)答：(1)光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用主要有三部分組成：①混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的化學(xué)膠著力；②鋼筋與混凝土接觸面上的摩擦力；③鋼筋表面粗糙凹凸不平和混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合。(2)影響鋼筋和混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的因素有：①混凝土強(qiáng)度，粘結(jié)強(qiáng)度隨混凝土的強(qiáng)度等級的提高而提高；②鋼筋的表面狀況，如變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于光面鋼筋；③保護(hù)層厚度和鋼筋之間的凈距，構(gòu)造規(guī)定，混凝土中的鋼筋必需有一個最小的凈距；④混凝土澆筑時鋼筋的位置：對于梁高超過一定高度時，施工規(guī)范要求分層澆筑及采用二次振搗。8.影響斜截面受剪性能的主要因素有哪些？(6分)答：影響斜截面受剪性能的主要因素有：(1)剪跨比；(2)混凝土強(qiáng)度；(3)箍筋配箍率；(4)縱筋配筋率；(5)斜截面上的骨料咬合力；(6)截面尺寸和形狀。三、分析題（共16分）9.什么叫少筋梁、適筋梁和超筋梁？在建筑工程中為什么應(yīng)避免采用少筋梁和超筋梁？(8分)答：(1)適筋梁是指與當(dāng)縱向受拉鋼筋配筋率ρ滿足ρmin≤ρ≤ρ(2)由于少筋梁在滿足承載力需要時的截面尺寸過大，造成不經(jīng)濟(jì)，且它的承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，屬于脆性破壞類型，故在實(shí)際工程中不允許采用。由于超筋梁破壞時受拉鋼筋應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度，使得配置過多的受拉鋼筋不能充分發(fā)揮作用，造成鋼材的浪費(fèi)，且它是在沒有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞，屬于脆性破壞類型，故在實(shí)際工程中不允許采用。10.在什么情況下要考慮P-δ效應(yīng)？(8分)答：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)只要滿足下述三個條件中的一個條件時，就要考慮P-δ二階效應(yīng)：M1/M2>0.9或軸壓比N/fcA>0.9或lci式中，M1、M2分別為已考慮側(cè)移影響的偏心受壓構(gòu)件兩端截面按結(jié)構(gòu)彈性分析確定的同一主軸的組合彎矩設(shè)計值，絕對值較大端為M2，絕對值較小端為M1，當(dāng)構(gòu)件按單曲率彎曲時，M1/M2取正值l0為構(gòu)件的計算長度，可近似取偏心受壓構(gòu)件相應(yīng)主軸方向上下支撐點(diǎn)之間的距離；i為偏心方向的截面回轉(zhuǎn)半徑，對于矩形截面bh四、計算題（37分）11.（15分）簡支矩形截面梁的截面尺寸b×h=300mm×600mm，設(shè)計使用年限為50年，環(huán)境類別一類，混凝土強(qiáng)度等級為C30，配置3根直徑為20mm的HRB335級鋼筋，箍筋直徑8mm，混凝土保護(hù)層厚度c=20mm，按荷載準(zhǔn)永久組合計算的跨中彎矩Mq=90kN?m，最大裂縫寬度限值wlim=0.3mm。試驗(yàn)算其最大裂縫寬度是否符合要求。（ftk=2.01N/mm2，Es=200×103N/mm2，αcr=1.9）【解】h0=600-20-8-20/2=562mm（2分）vi=v=1.0，As=3×3.14×102=942mm2（1分）deq=d/v=20mm（1分）cs=20+8=28mm（1分）ρte=As/0.5bh=942/(0.5×300×600)=0.0105（2分）σsq=Mq/0.87h0As=90×106/(0.87×562×942)=195.4N/mm2（2分）ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsq)=0.637>0.2且ψ<1.0（2分）Wmax=αcrψσsq/Es(1.9cs+0.08deq/ρte)=1.9*0.637*195.4200*1000(1.9*28+0.08*20/0.0105)=滿足要求（1分）12.（22分）某矩形截面偏心受壓柱，截面尺寸b×h=400mm×500mm，柱的計算長度l0=lc=4.5m，選用C30混凝土(fc=14.3N/mm2)，HRB400級鋼筋(求：當(dāng)采用非對稱配筋時所需鋼筋截面面積As及A【解】（1）判斷是否考慮附加彎矩效應(yīng)長細(xì)比判定條件i=112h=144.34lci=4500144.34=31.18>34-12M（2）計算彎矩設(shè)計值h0=h-as=500-40=460mmea=20,h/30maxζc=0.5fcCm=0.7+0.3M1M2=0.7+0.3×0.5=0.85>ηns=1+11300(M2N+M=CmηnsM2，Cmηns=0.96<1.0，則取M（3）計算eie0=MN=300×10ei=e0+e因此，可先按大偏心受壓構(gòu)件計算。（4）計算As'為使配筋（As'+As）最小，令x=e=ei+h2-則由基本公式可得：可判別該受壓側(cè)不少筋。（3分）由基本公式得:A可判別該受拉側(cè)不少筋。（3分）五、設(shè)計題（15分）12.（15分）試根據(jù)以下參數(shù)設(shè)計一個計算跨度為6m的簡支梁，使其能夠承受M=150kN?m的彎矩值，請給出截面的配筋圖?；炷恋燃墸篊20（fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2）鋼筋等級和初擬直徑：縱筋采用HRB335級鋼筋（fy=300N/mm2），初擬直徑20mm；箍筋采用HPB300級鋼筋，初擬直徑8mm。保護(hù)層厚度：25mm其他設(shè)計參數(shù)：ρmin=0.2%，ξb=0.550，αsb=0.399（1）試設(shè)計該梁的截面尺寸。（2）試畫出截面計算簡圖。（3）計算所需鋼筋截面面積。（4）畫出截面配筋圖。【解】取梁高h(yuǎn)=l/10=6000/10=600mm（1分）梁寬b=h/2=300mm（1分）as=25+8+20/2=43mmh0=h-as=600-43=557mm（1分）αs=M/(α1fcbh02)=150000000/(9.6×300×5572)=0.168<αsb=0.399（2分）不超筋γs=(1+sqrt(1-2αs))/2=0.907（1分）As=M/(fyγsh0)=150000000/(300×0.907×557)=989.7