《混凝土結構設計原理》試卷A及答案

土木建筑學院2003級土木專業(yè)

《混凝土結構設計原理》試卷A

姓名學號成績

一、單項選擇題（每小題2分，共20分）

1.熱軋鋼筋冷拉后（）

A.可提高抗拉強度和抗壓強度B.只能提高抗拉強度

C.可提高塑性，強度提高不多D.只能提高抗壓強度

2.以下使結構進入承載能力極限狀態(tài)的是（）

A.結構的部分出現(xiàn)傾覆B.梁出現(xiàn)過大的撓度

C.梁出現(xiàn)裂縫D.鋼筋生銹

3.鋼筋混凝土偏心受壓構件，其大小偏心受壓的根本區(qū)別是（）

A.截面破壞時，受拉鋼筋是否屈服

B.截面破壞時，受壓鋼筋是否屈服

C.偏心距的大小D.受壓一側混凝土是否達到極限壓應變值

4.在梁的斜截面受剪承載力計算時，必須對梁的截面尺寸加以限

制（不能過小），其目的是為了防止發(fā)生（）

A.斜拉破壞B.剪壓破壞C.斜壓破壞D.斜截面彎曲破壞

5.對無腹筋梁的三種破壞形態(tài)，以下說法正確的是（）

A.只有斜壓破壞屬于脆性破壞B.只有斜拉破壞屬于脆性破壞

C.只有剪壓破壞屬于脆性破壞D.三種破壞都屬于脆性破壞

6.復合受扭構件設計計算時（）

A.要考慮混凝土抗剪和抗扭作用的相關性

B.要考慮鋼筋抗剪和抗扭作用的相關性

C.對截面的塑性抗扭抵抗矩要進行修改

D.當為I形截面時要考慮翼緣的抗剪作用

7.鋼筋混凝土純扭構件，受扭縱筋和箍筋的配筋強度比為

0.6<^<1.7,當構件破壞時（）

A.僅縱筋達到屈服強度B.縱筋和箍筋都不能達到屈服強度

C.縱筋和箍筋都能達到屈服強度D.僅縱筋達到屈服強度

8.減少鋼筋混凝土受彎構件裂縫寬度，首先應考慮的措施是（）

A.增加鋼筋面積B.采用細直徑的鋼筋或變形鋼筋

C.增加截面尺寸D.提高混凝土的強度等級

9.預應力混凝土和普通混凝土相比，提高了（）

A.承載能力B.承載能力和抗裂度C.延性D.抗裂性能

10.鋼筋混凝土結構容許帶裂縫工作是因為（）

A.實際結構很少出現(xiàn)裂縫，“容許帶裂縫工作”只是個理論概念

B.容許的裂縫很細小，肉眼看不見，對結構無害

C.有利于發(fā)揮受拉鋼筋的強度性能

D.裂縫可作為破壞的預兆，以利于及時對結構進行加固處理

二.判斷題（試判斷下述的正確與否，正確的請打J號，錯誤的請打

X號，每小題2分，共10分）

1.施加預應力不但可以明顯改善混凝土受彎構件的抗裂性能，同

樣還能使其承載能力提高（）

2.對于大偏心受壓構件，軸壓力的作用對抗彎是有利的，而在剪

扭構件中剪力作用對抗扭是不利的（）

3.鋼筋混凝土構件的混凝土強度等級不應低于C15（）

4.結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）為達到正常使用極限狀

態(tài)（）

5.鋼筋混凝土梁在受壓區(qū)配置鋼筋，將增大長期荷載作用下的撓

度（）

三.簡答題（共20分）

1.鋼筋混凝土適筋梁分為哪幾個工作階段？每個工作階段與設計

計算有什么聯(lián)系？（6分）

2.什么是結構構件變形驗算的“最小剛度原則”？（4分）

3.什么是混凝土徐變，影響徐變大小的主要因素有哪些？（5分）

4.影響梁斜截面受剪承載力的主要因素有哪些？（5分）

四.計算題（共50分）

1.一矩形截面簡支梁，截面尺寸）x/z=25O〃7mx600mm,混凝土強度

等級為C20（力=11.9N/mm2）,縱向鋼筋采用HRB400級（4=360

2

N/mm）,€b=0.518,環(huán)境類別為一類，梁跨中截面承受的最大彎

矩設計值為M=450KN.m,若上述設計條件不能改變，求截面所需

的受力鋼筋截面面積。（12分）

2.有一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，截面尺寸及縱筋數(shù)量等見圖1,

環(huán)境類別為一類，該梁承受均布荷載設計值70KN/m（包括自重），

2

混凝土強度等級為C20(/=1.1N/mm\/c=9.6N/mm),箍筋為

熱軋HPB235級鋼筋(4=210N/mni2),縱向鋼筋采用山田335級

2

(4=300N/mm)o求：箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量(要求4助＞0)。

(14分)70kN/m

3.已知圓形截面現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，直徑為350nlm,承受軸心壓力

設計值N=1900KN,設計長度/°=4m,混凝土強度等級為C25

22

（/c=ll.9N/mm）,柱中縱筋采用HRB335級（y；=300N/mm）,箍

2

筋為熱軋HPB235級鋼筋（fyv=210N/mm）,所處環(huán)境類別為一類。

試求該柱的縱向鋼筋截面面（IJd=l2,（p=O.92;/o/J=10.5,^=0.95）

（10分）。

4.已知，荷載作用下柱的軸向力設計值N=300KN,彎矩M=159KN.m,

截面尺寸：bxh=300〃vwx4OO/W77，as=as=40/wn；混凝土強度等

級為C20（力=9.6N/W,當=0.55）,鋼筋采用HRB335級（人=300

N/mm2）；計算長度/。=2.4機。求：鋼筋截面面積A；及A.。

（/0/^<8,^=1.0）（14分）

鋼筋的計算截面面積及公稱質■表附表軍1

直徑不同根數(shù)鋼筋的計值48面面枳(m?)電根鋼肺螺紋鋼

d公稱質量筋外徑

(mm)123456789(kg/m)(mm)

37.114.121.228.335.342.449.556.563.60.055

412.625.137.750.262.875.487.9100.51130.099

519.6395979981181381571770.154

628.357851131421701982262550.222

6.533.2661001331661992322652990.260

850.3101151201終3023524024530.395

8.252.81061582112643173704234750.432

1078.51572363143934715506287070.61711.3

12113.122633945256567879190410170.88813.5

14153.93084616157699231077123013871.2115.5

16201.140260380t100512061407160818091.5818

18254.5靠7?1017127215261780203622902.0020

206M94!1256157018S42200251328272.4722

22380.176011401520190022812661XM134212.9824

25490.998214731964"54期3436392744183.8527

28615.3123218472463307936954310492655424.8330.5

32804.3160924183217402148265630643472386.3134.5

361017.9203630544072508961077125814391617.99

401256.125133770502762837540879610053113109.87

土木建筑學院2003級土木專業(yè)

《混凝土結構設計原理》試卷A答案

一、單項選擇題（每小題2分，共20分）

1.B2.A3.A4.C5.D6.A7C8.B9D10.C

二.判斷題（試判斷下述的正確與否，正確的請打J號，錯誤的請打

X號，每小題2分，共10分）

1.X2.V3.V4.X5.X

三.簡答題（共20分）

L答：適筋梁正截面受彎的全過程可劃分為三個工作階段：

第I階段：混凝土開裂前的未裂階段；（1分）

第II階段：混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段（1分）

第m階段：鋼筋開始屈服至截面破壞的破壞階段。（1分）

la階段可作為受彎構件抗裂度的計算依據(jù)；（1分）

n階段可作為使用階段驗算變形和裂縫開展寬度的依據(jù);

（1分）

IHa階段可作為正截面受彎承載力計算的依據(jù)。（1分）

2.答：“最小剛度原則”就是在簡支梁全跨長范圍內，可都按彎

矩最大處的截面彎曲剛度，亦即按最小的截面彎曲剛度,

用材料力學方法中不考慮剪切變形影響的公式來計算撓

度。（4分）

3.答：在不變的應力長期持續(xù)作用下，混凝土的變形隨時間而徐

徐增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。（2分）

影響徐變的因素主要有：（1）持續(xù)作用壓應力的大小；

（1分）（2）混凝土的組成成分，包括水灰比、水泥的用量、

骨料的彈性模量和所占體積；（1分）（3）混凝土所處的外

部環(huán)境，包括養(yǎng)護環(huán)境、使用環(huán)境。（1分）

4.答：影響梁斜截面受剪承載力的主要因素有：（1）剪跨比；（1

分）（2）混凝土強度；（1分）（3）箍筋的配筋率；（1分）

（4）縱筋配筋率；（1分）（5）截面尺寸和形狀（1分）

四.計算題（共50分）

1,解：（1）判斷是否需要設計成雙筋梁

假設受拉鋼筋按兩排放置時，%=〃-氏=600-60=540mm

（1分）

單筋截面所能承受的最大彎矩為：

加皿=a/切港M一0.5芻）

=1x9.6x250x5402x0.518x（l-0.5x0.518）

=268.7KNm<M=450KN?m

故應設計成雙筋。（2分）

（2）計算所需受拉和受壓縱筋的截面面積

設受壓鋼筋按一排考慮：a；=35mm（1分）

取工=蒜%（1分）

,/一%/力片或（>0.5,）

.二，）

_450X1一1X9.6X250x540?x0.518x（1-0.5x0.518）（2分）

360x（540-35）

=997.2mm2

2

As=997.2〃削2>Pmjn^=0.2%x250x540=270znw（1分）

f、A+aC360x997.2+1x9.6x250x0.518x5402

A=——;-----------=-----------------------------------=2S62mm

5e

fy360

（2分）

選配鋼筋：受拉鋼筋：6根直徑25（4=2945如標）（1分）

受壓鋼筋：4根直徑18（A；=1017/wn2）（l分）

2.解：（1）求剪力設計值

支座邊緣處截面的剪力值最大

=-^/=-X70X3.56=124.6KN（1分）

nax2102

（2）驗算截面尺寸

ax=600-35=465nvn（1分）

^=—=2.325<4（1分）

b200

屬厚腹梁。

混凝土強度等級為C20<C50,故取4=1

0.25/yJ0%=0.25x1x9.6x200x465=223.2KN>Vmax（2分）

截面復合要求。

（3）驗算是否需要計算配置箍筋

0.7f,bhQ=0.7x1.1x200x465=71.61KN<V（=124.6KN）,（2分）

故需要按計算配置箍筋。

（4）計算箍筋和彎起鋼筋數(shù)量

根據(jù)已配的縱向鋼筋，可利用一根直徑22以450彎起,（1分）

則彎起鋼筋承擔的剪力：

VvZ,=0.8Av/,/ysin=0.8x380.1x300x=64.5AT/V（1分）

混凝土和箍筋承擔的剪力：

V；,=V-VvZ,=124.6-64.5=60.1^（1分）

2x28.3

選66@200,鞏i=0.142%>=0.126%（可以）

P=-夕vs.min

svbs200x200

（1分）

匕￡=().7//%+1.25小廠3/。

s

=71.61+1.25x210x2x283x465(1分)

200

=106.15KN>60.1KN婀以)

（5）驗算彎起鋼筋彎起點處的

斜截面受剪承載力，見圖

該處剪力設計值：

7”人（1.78-0.48）

V=124.6x-^----------

1.78（2分）

=91KN<106.15KN

可不必再彎起鋼筋或加大箍筋。

3.解：由1嗡="43,。分）由內插法得:

12-10.512-11.43

0.95-0.92=^-0.92解得：0=0.93（1分）

4=^1=2x3502=9.62x1()4加2Q分)

44

由軸心受壓公式可得:

1(1900000

4

30010.9x0.93-11.9x9.62xl0=3742.6W

（2分）

選配8根直徑25得二級鋼筋:A；=3927〃削2（1分）

二A；二3927

=4.08%>3%（1分）

一工一9.62x104

上式中A應用A-A；代換，重新計算A；

1f1900000-1L9X9,62X10^3889W

A==

萬R礪。300-11.9<0.9x0.93

（2分）

選配8根直徑25得二級鋼筋：4；=3927M，（1分）

d國？M15.9xl04°八一八、

4,解:金=—=---------=530/WH（1分）

ea=20mm（0.5分）

貝lj《=+〃=530+20=550/ww（1分）

h^=h-ax=400-40=360zwn（0.5分）

0.5/；/0.5x9.6x300x400

<.==1.92>1（0.5分）

N300x103

取<i=l

/0"=6<15.<2=1（0.5分）

2

70

有rj=1+-------~h“2

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