《結構設計原理》試卷和答案.doc
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《結構設計原理》試題1 一、單項選擇題 1．配螺旋箍筋的鋼筋混凝土柱，其其核心混凝土抗壓強度高于單軸混凝土抗壓強度是因為 【 C 】 A. 螺旋箍筋參與混凝土受壓 B. 螺旋箍筋使混凝土密實 C. 螺旋箍筋橫向約束了混凝土 D. 螺旋箍筋使縱向鋼筋參與受壓更強 2．鋼筋混凝土軸心受拉構件極限承載力Nu有哪項提供 【 B 】 A. 混凝土 B. 縱筋 C. 混凝土和縱筋 D. 混凝土、縱筋和箍筋 3．混凝土在空氣中結硬時其體積 【 B 】 A. 膨脹 B. 收縮 C. 不變 D. 先膨脹后收縮 4．兩根適筋梁，其受拉鋼筋的配筋率不同，其余條件相同，正截面抗彎承載力Mu【 A 】 A. 配筋率大的，Mu大 B. 配筋率小的，Mu大 C. 兩者Mu相等 D. 兩者Mu接近 5．鋼筋混凝土結構中要求鋼筋有足夠的保護層厚度是因為 【 D 】 A. 粘結力方面得考慮 B. 耐久性方面得考慮 C. 抗火方面得考慮 D. 以上3者 6．其他條件相同時，鋼筋的保護層厚度與平均裂縫間距、裂縫寬度（指構件表面處）的關系是 【 A 】 A. 保護層愈厚，平均裂縫間距愈大，裂縫寬度也愈大 B. 保護層愈厚，平均裂縫間距愈小，裂縫寬度也愈小 C. 保護層愈厚，平均裂縫間距愈小，但裂縫寬度愈大 D. 保護層厚度對平均裂縫間距沒有影響，但保護層愈厚，裂縫寬度愈大 7．鋼筋混凝土梁截面抗彎剛度隨荷載的增加以及持續(xù)時間增加而 【 B 】 A. 逐漸增加 B. 逐漸減少 C. 保持不變 D. 先增加后減少 8．減小預應力鋼筋與孔壁之間的摩擦引起的損失σs2的措施是 【 B 】 A. 加強端部錨固 B. 超張拉 C. 采用高強鋼絲 D. 升溫養(yǎng)護混凝土 9．預應力混凝土在結構使用中 【 C 】 A. 不允許開裂 B. 根據(jù)粘結情況而定 C. 有時允許開裂，有時不允許開裂 D. 允許開裂 10． 混凝土結構設計中鋼筋強度按下列哪項取值 【 D 】 A. 比例極限 B. 強度極限 C. 彈性極限 D. 屈服強度或條件屈服強度 四、簡答題 31. 預應力混凝土結構中的預應力損失主要有那些？ ——主要有：錨具變形損失，摩擦損失，溫差損失，鋼筋應力松弛損失，混凝土徐變損失，擠壓損失 32. 簡述混凝土結構中裂縫的種類（裂縫產(chǎn)生的原因）。 ——作用效應產(chǎn)生的裂縫；外加變形和約束變形產(chǎn)生的裂縫；鋼筋銹蝕產(chǎn)生的裂縫。 33. 簡述我國國內(nèi)對配筋混凝土的分類方法。 ——分為：全預應力混凝土；部分預應力混凝土；非預應力混凝土。 34. 簡述結構可靠度的概念及采用可靠度設計的理由。 ——結構可靠度：在規(guī)定時間內(nèi)，在正常設計、施工、使用及維護條件下，結構完成預定功能的概率。理由：結構設計中遇到的結構效應、結構抗力都具有隨機性，因此采用可靠度設計方法更為合理。 五、計算題 35. 矩形截面單筋梁截面尺寸bh＝200500mm,混凝土C25，縱向受拉鋼筋Ⅱ級，承受彎矩設計值Md=130kNm，進行配筋計算。 解： x=0.32≤0.56（可）（5分） mm（5分） ＞0.2%（可）（5分） 36. 普通箍筋軸壓短柱（j＝1），截面尺寸350350mm，混凝土C25，已配縱向鋼筋4f18（Ⅱ級），所受軸壓力Nd＝1500kN，問構件是否安全。 解： r’=As/A=1018/(350350)=0.83%＞0.5%(可) （5分） Nu=0.9j(fcdA+fsd’As’)=0.91(11.5350350＋2801018)=1524.4kN＞Nd(安全) （10分） 設計資料： 結構重要性系數(shù)：g0=1.0； 縱筋最小配筋率：rmin=0.2％（受彎）；r’min =0.5％（受壓）； 縱筋合力至構件邊緣距離：as=40mm C25混凝土： fcd=11.5MPa；ftd=1.23MPa； Ⅱ級鋼筋：fsd=280 MPa；fsd’=280 MPa； 相對界限受壓區(qū)高度：xb=0.56 《結構設計原理》試題2 一、單項選擇題 1．當壓應力σ≤0.5fc時，徐變大致與 成正比，各條徐變曲線的間距差不多是相等的，稱為線性徐變。 【 B 】 A 時間 B 壓應力 C 拉應力 D彈性變形 2．混凝土的抗壓強度相比較，強度中等的是 【 B 】 A三軸受壓 B 單軸受壓 C一軸受壓，一軸受拉 D 一軸受壓，一軸受剪 3．下例荷載中屬于永久荷載的有 【 B 】 （A）風力 （B）水浮力 人群 汽車 4．長細比小于等于 時的軸心受壓構件稱為短柱。 【 D 】 （A）5 （B）6 （C）7 （D）8 5．偏心受壓構件中彎矩和軸力對構件的作用效應存在疊加和制約，在小偏心受壓情況下，隨軸向壓力的增大，截面能承受的彎矩 【 C 】 （A）提高 （B）不變 （C）降低 6．下例屬于鋼筋混凝土受彎構件斜截面破壞形態(tài)的是 【 C 】 （A）塑性破壞 （B）適筋破壞 （C）剪壓破壞 （D）超筋破壞 7．《公路橋規(guī)》規(guī)定處于Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境下的鋼筋混凝土構件，容許裂縫寬度不應超過 mm，處于Ⅲ類和Ⅳ類環(huán)境下的鋼筋混凝土構件，容許裂縫寬度不應超過 mm。 【 A 】 （A）0.2 0.15 （B）0.2 0.2 （C）0.15 0.2 （D）0.3 0.3 8．預應力鋼筋布置時其束界的確定是依據(jù)以下原則確定的：在預加應力階段保證梁的上緣混凝土不出現(xiàn) 確定束界上限值，在荷載短期效應組合計算彎矩值作用下保證構件混凝土下緣不出現(xiàn) 確定束界下限值。 【 D 】 （A）拉應力 壓應力 （B）壓應力 壓應力 （C）壓應力 拉應力 （D）拉應力 拉應力 9．熱軋鋼筋經(jīng)冷拉后其抗拉強度 抗壓強度 ，熱軋鋼筋經(jīng)冷拔后其抗壓強度 抗拉強度 。 【 C 】 （A）提高 提高 提高 提高 （B）提高 提高 不變 提高 （C）提高 不變 提高 提高 （D） 提高 提高 提高 不變 10．預應力鋼筋強度有一定要求，不能作為預應力筋的是 【 D 】 （A）高強度鋼絲 （B）鋼絞線 （C）精軋螺紋鋼筋 （D）HRB335鋼筋 四、簡答題 28．試繪出有明顯屈服點鋼筋的應力——應變σ－ε曲線并簡述其特點?（5分） 答： （1分） 彈性階段OA：時，接近直線變化，混凝土彈性工作。（1分） 彈塑性階段AB：出現(xiàn)塑性變形，為曲線變化。內(nèi)部微裂縫發(fā)展。（1分0 裂縫擴展階段BC：裂縫發(fā)展，試件表面出現(xiàn)不連續(xù)可見裂縫：構件中開始破壞，此時應力達到，應變達到（峰值應變） (1分) 破壞階段CD：緩慢卸載，應變繼續(xù)增長，直至壓碎。此時應變達極限壓應變(1分) 29．預應力損失有哪幾種?（6分） 答：預應力筋與管道壁間摩擦引起的應力損失 (1分) 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失 (1分) 鋼筋與臺座之間的溫差引起的應力損失 (1分) 混凝土彈性壓縮引起的應力損失 (1分) 鋼筋松弛引起的應力損失 (1分) 混凝土收縮和徐變引起的應力損失 (1分) 30．軸心受壓構件中縱筋的作用是什么?箍筋的作用是什么? （6分） 答：縱筋：（3分） 1）協(xié)助混凝土抗壓；2）承受可能存在的彎矩；3）防止突然脆性破壞。 箍筋：（3分） 1）縮短自由長度，防止縱筋壓屈； 2）為縱筋定位，并形成鋼筋骨架； 3）螺旋箍筋使中間混凝土成為約束混凝土，提高構件延性承載力。 31．鋼筋和混凝土兩種物理力學性能不一致的材料能夠相互結合共同工作的主要原因是什么？（6分） 答：1)二者有可靠的粘結力 (2分) 2)二者的溫度線膨脹系數(shù)較為接近 (2分) 3)混凝土包裹鋼筋，使鋼筋免遭銹蝕 (2分) 五、計算題 32．矩形截面梁bh=250mm500mm,截面處彎矩組合設計值Md=190KN.m,采用C25混凝土和HRB335級鋼筋。Ⅰ類環(huán)境條件，安全等級為二級。試進行配筋計算。（15分） （r0=1.0 fcd=11.5Mpa ftd=1.23Mpa fsd=280Mpa ξb=0.56 ） 解：按一層鋼筋布筋，假設as=40mm,則有效高度 h0=500-40=460mm.。(1分) （1） 求受壓高度 基本公式為 （2分） 代入數(shù)值可得 解得 （4分） (2)求所需鋼筋數(shù)量 基本公式為 （2分） 代入數(shù)值可得 （2分） （3）驗算 最小配筋率計算： 而配筋率應不小于0.2%， 取 （2分） 實際配筋率 （2分） 33．鋼筋混凝土偏心受壓構件，截面尺寸為bh=400mm500mm,構件的計算長度l0=4m。計算軸向力Nd=400KN，計算彎矩Md=240KN.m。構件采用C20級混凝土，HRB335級鋼筋，采用對稱配筋，取，試確定縱向鋼筋的數(shù)量。(r0=1.0,fcd=9.2Mpa,fsd=f’sd=280Mpa,ξb=0.56,ρmin=0.02%) （12分） 解：由N=400Kn，M=240kN，可以得到偏心距為 （1分） 在彎距作用方向，構件長細比l0/h=400/500=8＞5。設as=a’s=50mm，h0=h-as=450mm。 (1分) 取 取 (1分) （1分） （1分） （1）判別大、小偏心受壓： 故可按大偏心受壓構件設計。（2分） （2）求縱向鋼筋面積 由，得到受壓區(qū)高度=0.242450=109mm＞2a’s=100mm。而 （1分） 基本公式為 解得所需縱向鋼筋面積為： （3分） （3） （1分） 《結構設計原理》試題3 一、單項選擇題 1．下例鋼筋不屬于有明顯流幅的鋼筋的是＿＿＿＿ 【 C 】 A．R235鋼筋 B．HRB335鋼筋 C．冷拔熱軋鋼筋 D．冷拉熱軋鋼筋 2．對于沒有明顯流幅的鋼筋，結構設計時常取＿＿＿＿作為其條件屈服強度。 【 B 】 A．屈服上限 B．σ0.2 C．屈服下限 D． 極限強度 3．鋼筋混凝土全梁承載能力校核一般采用圖解法，要使全梁的正截面抗彎承載能力得到保證必須使＿＿＿＿圖全部覆蓋＿＿＿＿圖，且兩者差距越小說明設計越經(jīng)濟。 【 A 】 A．抵抗彎矩圖 彎矩包絡圖 B．彎矩包絡圖 抵抗彎矩圖 C．彎矩包絡圖 彎矩包絡圖 D．抵抗彎矩圖 抵抗彎矩圖 4．《公路橋規(guī)》中對T形截面梁受壓翼板有效寬度取值的規(guī)定中，下例不正確的是：＿＿＿＿ 【 A 】 A．簡支梁計算跨徑的1/4 B．相鄰兩梁的平均間距 C． D．對連續(xù)梁各中間跨正彎矩區(qū)段取該跨計算跨徑的0.2倍 5．矩形截面抗扭縱筋布置首先是考慮角隅處，然后考慮＿＿＿＿ 【 A 】 A．截面長邊中點 B．截面短邊中點 C．截面下邊 D．除前述的其余地方 6．下列哪項不是提高梁剛度的主要措施是＿＿＿＿ 【 C 】 A．加大截面寬度 B．加大受拉鋼筋配筋率 C．加大保護層厚度 D．加大截面有效高度 7．一根已設計好的預應力混凝土軸心受拉構件，現(xiàn)將張拉控制應力提高10％（仍未超過張拉控制應力的上限值），下面哪個結論正確＿＿＿＿ 【 A 】 A．構件承載力不變，但抗裂度提高 B．承載力和抗裂度都有提高 C．承載力有提高，抗裂度不變 D．承載力降低，抗裂度不變 8．受彎構件正截面承載力根據(jù)下列哪項提出＿＿＿＿ 【 B 】 A．少筋梁 B．適筋梁 C．超筋梁 D．綜合三種破壞形態(tài) 9．冷拉鋼筋的目的是＿＿＿＿ 【 B 】 A．提高抗壓強度 B．提高抗拉強度 C．增加塑性 D．提高抗拉強度和增加塑性 10．鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，原設計受拉鋼筋用4Φ10（Ⅱ級），現(xiàn)根據(jù)等強代換原則（fsd1As1=fsd2As2）改為3Φ14（Ⅰ級），原設計均滿足承載力、撓度、裂縫要求，那么鋼筋代換后＿＿＿＿ 【 B 】 A．僅需驗算承載力，而不需驗算撓度、裂縫寬度 B．僅需驗算裂縫寬度，而不需驗算撓度、承載力 C．僅需驗算撓度，不必驗算裂縫寬度、承載力 D．三者都不必驗算 四、簡答題 28．減小裂縫寬度的措施有哪些？裂縫寬度的影響因素有哪些? （5分） 答：減小裂縫寬度的措施：（2分） 1）選擇較細直徑的鋼筋及變形鋼筋； 2）增大鋼筋截面面積，從而增大截面配筋率； 3）采用改變截面形式及尺寸或提高混凝土強度等級。 影響因素：（3分） 1)土強度等級 2)保護層厚度 3)鋼筋應力 4)直徑d 5)鋼筋配筋率 6)的外形 7)作用的性質 8)的受力性質 29．預應力混凝土構件張拉時先張法、后張法各將會產(chǎn)生哪幾種預應力損失?（6分） 答：先張法產(chǎn)生的損失有：（3分） 錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失 、鋼筋與臺座之間的溫差引起的應力損失、混凝土彈性壓縮引起的應力損失、鋼筋松弛引起的應力損失、混凝土收縮和徐變引起的應力損失 后張法產(chǎn)生的損失有：（3分） 預應力筋與管道壁間摩擦引起的應力損失、錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失、混凝土彈性壓縮引起的應力損失、鋼筋松弛引起的應力損失、鋼筋松弛引起的應力損失 30．軸心受壓構件中縱筋的作用是什么?箍筋的作用是什么? （6分） 答：縱筋：（3分） 1）協(xié)助混凝土抗壓；2）承受可能存在的彎矩；3）防止突然脆性破壞。 箍筋：（3分） 1）縮短自由長度，防止縱筋壓屈； 2）為縱筋定位，并形成鋼筋骨架； 3）螺旋箍筋使中間混凝土成為約束混凝土，提高構件延性承載力。 31．梁斜截面破環(huán)的主要形態(tài)有哪幾種?它們分別在什么情況下發(fā)生?破環(huán)性質如何? （6分） 答：斜壓破壞 當剪跨比m≤1或腹筋配置過多 脆性破壞（2分） 剪壓破壞 當剪跨比1
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