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1、中国民航学院 20052006 学年第一学期 砼结构设计原理期末考试试卷(A)标准答案 一、填空题一、填空题（每空 1 分，共 25 分） 1检验钢筋塑性性能的指标有 冷弯性能 和 伸长率 。 2应用双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式时，必须满足适用条件2sxa是为了 使受压钢筋位置不低于矩形受压应力图形的重心 。 3结构的极限状态包括 承载能力极限状态 和 正常使用极限状态 两种极限状态。 4混凝土强度等级为C20，即 立方体抗压强度标准值 为20N/mm2，它具有 95% 的保证率。 5在应用双筋矩形截面梁的基本计算公式时，应满足下列适用条件：1b，22sxa；其中第1 条是为了防止
2、 发生超筋破坏 ，而第2 条是为了保证 受压钢筋在破坏时能屈服 。 6混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于 正常使用 极限状态的设计要求，验算时材料强度采用 标准 值，荷载采用 标准 值和 准永久 值。 7混凝土结构设计应根据 使用环境类别和设计使用年限进行耐久性设计。 8增大构件截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。 9结构构件正常使用极限状态的要求，主要是指在各种作用下的 裂缝宽度 和 变形 不应超过规定的限值。 10施加预应力的方法有 先张法 和 后张法 。 11受弯构件斜截面破坏的主要形态有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。 二、名词解释二、名词解释（每题 3 分，共 15
3、 分） 1结构的设计使用年限 答： 指设计规定的结构或构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。 2结构的可靠度 答：结构的可靠度是结构可靠性的概率度量，即结构在设计使用年限内，在正常使用条件下，完成预定功能的概率。 3间接配筋 答： 在柱的横向采用螺旋箍筋或焊接环式箍筋也能像直接配置纵向钢筋那样起到提高承载力和变形能力的作用， 这种配筋方式称为“间接配筋” 。 4张拉控制应力 答：是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。 5最小刚度原则 答： “最小刚度原则”就是受弯构件的挠度计算中，采用相同符号弯矩范围内，按最大弯矩处截面的最小弯曲刚度进行计算。 三、简答题三、简答题（每题 5
4、 分，共 25 分） 1简述钢筋混凝土结构的优缺点？ 答：优点： （1）可模性好； （2）用材合理； （3）耐火性能好；（4）耐久性能好； （5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能； （6）可以就地取材。 钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。 2钢筋与混凝土共同工作的条件是什么？ 答：混凝土和钢筋协同工作的条件是： （1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合
5、为整体； （2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏； （3）设置一定厚度混凝土保护层； （4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。 3画出混凝土在一次短期加载下的应力-应变全曲线，并简要说明各特征点的意义。 答：轴心受压混凝土典型的应力应变曲线如下图， 混凝土轴心受压时的应力应变曲线 各个特征阶段的特点如下： 1）应力 0.3 fc0 当荷载较小时，即0.3 fc0，曲线近似是直线（图中OA段） ，A点相当于混凝土的弹性极限。此阶段中混凝土的变形主要取决于骨料和水泥石的弹性变形。 2）应力 0.3 fc0 0.8 f c0 随着荷载的增加，当应力约为
6、(0.30.8) fc0，曲线明显偏离直线， 应变增长比应力快， 混凝土表现出越来越明显的弹塑性。 3）应力 0.8 fc0 1.0 f c0 随着荷载进一步增加，当应力约为(0.81.0) fc0，曲线进一步弯曲，应变增长速度进一步加快，表明混凝土的应力增量不大，而塑性变形却相当大。此阶段中混凝土内部微裂缝虽有所发展，但处于稳定状态，故b点称为临界应力点，相应的应力相当于混凝土的条件屈服强度。 曲线上的峰值应力C点， 极限强度fc0，相应的峰值应变为0。 4）超过峰值应力后 超过 C 点以后，曲线进入下降段，试件的承载力随应变增长逐渐减小，越过拐点 D，曲线开始凸向应变轴，这时只靠骨料间的咬
7、合力及摩擦力与残余承压面来承受荷载。 之后曲线逐渐凸向应变轴发展，比段曲线中曲率最大的一点 E 称为“收敛点” ，过了 E 点之后，裂缝已经很宽，内聚力耗尽。 4受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏，经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？各个阶段分别是计算什么的依据？ 答：适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。 第阶段荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。 第阶段弯矩超过开裂弯矩Mcrsh，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质，当梁处于第阶段末a时，受拉钢筋开始屈服。
8、第阶段钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升， 受压区高度不断减小。 受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，压区混凝土被压碎，构件丧失承载力。 第阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。 第阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。 第阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。 5预应力损失包括哪些？如何减少各项预应力损失值？ 答：预应力损失包括：锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。 可通过选择变形小锚具或增加台座长度、 少用垫板等措施减小该项预应力损失； 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。 可通过两端张拉或超张拉减小该项预应力损失
9、； 预应力钢筋与承受拉力设备之间的温度差引起的预应力损失。可通过二次升温措施减小该项预应力损失； 预应力钢筋松弛引起的预应力损失。 可通过超张拉减小该项预应力损失； 混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。可通过减小水泥用量、降低水灰比、 保证密实性、 加强养互等措施减小该项预应力损失； 螺旋式预应力钢筋构件， 由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失。为减小该损失可适当增大构件直径。 （注：简答题答出要点即可给分） 四、计算题（共 35 分） 1、已知矩形梁的截面尺寸为 bh=250mm500mm，环境类别为一类，混凝土强度等级为 C30，fc =14.3N/mm2，钢筋采用 HRB335 级，弯矩设
10、计值 M=150kNm。（注：,/43. 12mmNft2/300mmNfycb25,55. 0, 8 .mm0, 0 . 111） 求：纵向受拉钢筋截面面积。 （12 分） sA解： 设mmas35 故 mmh465355000 -1 分 求计算系数： 194. 04652503 .140 . 110150262 01bhfMcs -4 分 则： 55. 0218. 0211bs 满足-6 分 891. 0)211 (5 . 0ss -8 分 故 2601207465891. 030010150mmhfMAsys-10 分 选用 4 20，。 -11 分 21256mmAs验算适用条件： （
11、1） 适用条件（1）已满足。 （2）00min45. 0%08. 14652501256 hh ff hhyt %,231. 046530050043. 145. 0 同时%,215. 0465500%2 . 0%2 . 00hh可以。 -12 分 2如图一钢筋混凝土矩形截面简支梁，两端搁置在厚为 240mm的砖墙上，净跨度为 3.56m，承受均布荷载设计值 88 kN/m（忽略自重） ，混凝土强度等级用 C20（ft=1.1N/mm2，f c=9.6 N/mm2，1.0c） ，箍筋用 HPB235 级钢筋。as=35mm。若仅配箍筋抗剪，采用直径为8 的双肢箍筋（Asv150.3 mm2，
12、f yv=210 N/mm2） ，求：箍筋间距 s。 （11 分） 2 题图解：设计剪力 kNqlV64.15656. 3885 . 0210max 验算截面尺寸 0465465,2.3254200w whhhmmbax-3 分 属厚腹梁，故： 0m0.250.25 1.0 9.6 200 465223200ccf bhNV 由00.71.25sv tyvA0bhfhsVf -7 分 得)25. 1/()7 . 0(00hfbhfVsAyvtsv 156640716100.6971.25 210 465 -9 分 选用，100.61440.6970.697svAsmm 选用8120，%419.
13、 0bsAsvsv -10 分 最小配筋率，可以,%126. 024. 0min,sv yvt svff。 -11 分 3某钢筋混凝土柱，截面尺寸 bh=300mm400mm,混凝土强度等级为 C20 （fc=9.6 N/mm2）,钢筋采用 HRB335 级（N/mm2） ，弯矩设计值 M=130kNm，轴向力设计值 N=520kN,柱偏心距增大系数300yyff0 . 1， 02.4 ,1.0,35sslmaamm。采用对称配筋。 求：？（12 分） SA SA解： mmNMe2501052010130360 02025020270aiaemmeeemm先按大偏心受压计算求得 x： -2 分
14、 10520000180.56,1.0 9.6 3000.55 365200.75. /21.0 270400/235435cbisNxmf bxhmmeehamm由于所以为大偏心受压构件m-5 分 100()2 ()css ysxNef bx h AAfha 180.56520000 435 1.0 9.6 300 180.56 (365)2 300 (36535) 2841.8mm -9 分 选用每边配置 2 20 和 1 18 实配的 22882.50.025 300 3652737.5ssAAmmmm验算最小配筋率配筋： 22 min0882.50.003 300 365328.5ssAAmmbhmm 垂直于弯矩作用平面的承载力验算： -10 分 0.9 ()0.9 1.0 (9.6 400 300 1765 300)1513520ucysNf Af AkNkN 满足要求。 -12 分
