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1、2003年秋混凝土结构设计原理试卷答案一、是非题（对的打“,错的打“X”）10分1. 结构可靠度指标P越大，结构失效概率Pf越大。（X ）2. 钢筋经过冷拉后，既可以提高其抗拉强度，又可以提高其抗压强度。（X ）3. 钢筋伸长率试验中，其标距越大测到的伸长率越大。（X ）4. 混凝土立方体试块的尺寸越大，立方体抗压强度越高。（X ）5. 混凝土受到的压应力越大，其徐变变形越大。（V ）6. 与混凝土不同，钢筋的抗拉与抗压强度设计值总是相等。（X ）7. 一般适筋梁在正常使用荷载作用下必定开裂。（V ）8. 1上=1的两对边支承矩形钢筋混凝土板属于单向板。（V ）9. 材料的强度设计值大于材料的
2、强度标准值。（X ）10. 荷载的分项系数在任何情况下都大于1。（ X ）二、填空（每空一分，共15分）1. 钢材含碳量越高，其强度就越_高，其变形能力就越上。2. 钢筋混凝土梁正截面设计中，提匕 是为了避免超筋成坏，而A，P min bh是为了避免少筋 破坏。3. 在钢筋混凝土结构构件中，钢筋和混凝土共同工作的基础是存在粘结作用和相近的线膨胀系 数。4. 钢筋混凝土受扭构件计算中应满足0.6也= 气， 1.7，其中0.6也 的目的是保%证受扭箍筋在极限状态时屈服，匚 1.7的目的是,保证受扭纵筋在极限状态时屈服。5. 受弯构件受压区混凝土应力图形的等效原则是压应力的合力不变和压应力合力作用点
3、不变。6. 根据功能要求，结构极限状态可分为正常使用极限状态和承载能力极限状态两大类，在按承 载能力极限状态进行设计时，荷载效应及结构抗力需采用设计值。7. 钢筋是塑性性能是以伸长率和冷弯试验指标来反映。三、单项选择题（每空2分，共20分）1. 梁的混凝土保护层厚度是指（A ）A. 主筋外表面至梁表面的距离；B. 箍筋外表面至梁表面的距离；C. 主筋截面形心至梁表面的距离。2. 钢筋混凝土构件中HPB235级钢筋端头做成弯钩形式是为了（8 ）A. 承担混凝土因收缩而产生的应力；B. 增加混凝土与钢筋的粘结；C. 施工方便3. 设计时，我们希望梁斜截面抗剪破坏形态为（C）A. 斜压破坏；B.斜拉
4、破坏C.剪压破坏4. 计算单跨钢筋混凝土简支梁的变形时，构件刚度取（A）A.最小刚度；B.最大刚度；C.平均刚度；D.各截面的计算刚度。5. 在钢筋混凝土连续梁活荷载的不利布置中，若求支座处的最大弯矩，则活荷载的正确布置是 （B）A. 在该支座的右跨布置活荷载，然后隔跨布置；B. 在该支座的相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置；C. 在该支座的左跨布置活荷载，然后隔跨布置；D. 以上说法都不正确。6. 在描述混凝土强度的诸指标中，其基本的强度指标是（B）A. 混凝土的轴心抗压强度标准值；B. 混凝土的立方体抗压强度标准值；C. 混凝土的立方体抗压设计强度。7. 弯起钢筋弯起点与充分利用点之间的距离
5、 h/2的目的是（C）A. 满足正截面抗弯承载力；B. 满足斜截面抗剪承载力；C. 满足斜截面抗弯承载力；8. 下列（A）状态被认为超过正常使用极限状态。A. 影响正常使用的变形；B. 因过度的塑性变形而不适合于继续承载；C. 结构或构件丧失稳定；D. 连续梁中间支座产生塑性铰。9. 保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中，混凝土徐变使（C）A. 混凝土压应力减少，钢筋的压应力也减少；B. 混凝土及钢筋的压应力均不变；C. 混凝土压应力减少，钢筋的压应力增大。10. 钢筋混凝土梁（C）A. 提高配箍率可以明显提高斜截面抗裂能力；B. 提高配箍率可以防止斜压破坏;、C. 配置受压钢筋
6、可以提高构件的延性；D. 提高纵筋配筋率可以明显提高梁的正截面抗裂能力。四、简答题（每题4分，共20分）1.已知:fy、Es、 cu、.8xo，请根据平截面假定推导出界限相对受压区高度七的计算公式。解：0.81ZTE孔2.钢筋混凝土连续梁按塑性理论设计时，如何保证塑性铰的转动能力？塑性铰与理想铰的区别 是什么？答：保证塑性铰转动能力的措施：1）控制纵筋的配筋率P , PPb。2）钢筋须具有足够的屈服台阶，强度不宜过高。3）混凝土的极限压应变要大，所以混凝土的强度也不宜过高。塑性铰和理想铰的区别：1）理想铰不能传递弯矩，可自由转动。而塑性铰能传递一定的弯矩，转动能力有限，且 为单向铰。2）塑性铰
7、发生在一小段局部区域，而非集中点。理想铰为一集中点。3.请说明钢筋混凝土受弯构件最大裂缝宽度计算公式3 = 2.如二1.9C + 0.08L中各符 maxE P ?号含义，控制裂缝宽度最有效措施是什么？答：各符号含义如下W 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数；c最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区边缘的距离；。众一一按荷载效应标准组合计算的钢筋混凝土构件裂缝处，纵向钢筋的应力；E 纵向受拉钢筋的弹性模量；d 纵筋等效直径；Pte 按有效受拉区混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率。控制裂缝宽度的最有效措施是减小纵向受拉钢筋的应力，也就是相应的增加A,。4. 请解释可变荷载准永久值的含义。答：可变荷载
8、准永久值是指在结构上经常作用的可变荷载，它与时间的变异性有一定的相关， 即在规定的期限内，具有较长的总持续时间孔，对结构的影响有如永久荷载的性能。它是以 荷载的准永久值系数W与相应的可变荷载标准值的乘积来确定。q5. 我国混凝土结构设计规范（GB500102002）中，钢筋混凝土构件纵向受力钢筋的混凝 土保护层最小厚度是根据什么确定的？答：确定因素如下1）使用环境类别；2）构件种类；3）混凝土强度等级。五、计算题（共35分）1.计算题（10分）已知：一两端固定钢筋混凝土梁，采用对称配筋，梁跨中与支座处抵抗弯矩设计值均为M。求：（1）按弹性理论设计时可承受的线荷载设计值q。（2）按塑性理论设计时
9、可承受的线荷载设计值q。2Jr2解：由于梁上下对称配筋，所以在任一截面处的抵抗弯矩均等于M。（1）控制截面为支座边缘_112 M由 M 12 ql 2 得：q 2 -（2） 当支座边缘截面弯矩达到抵抗弯矩M时，支座两端同时出现塑性铰。原两 端固支体系可视为两端筒支，为静定体系，在外荷载作用下，直至跨中截 面的弯矩达到抵抗矩M时，将在跨中又出现塑性铰，整个结构变为一次可 变体系，达到了极限状态。从弹性极限状态到塑性极限状态，外荷载的增 量可由简支梁求得kql2 + ql2 M ql2824121可得：Aq q按塑性理论设计时可承受的线荷载设计值q为V2.计算题（10分）已知某T形截面梁，截面尺寸
10、见下图，混凝土强度等级采用C30（ f 14.3 Nmm2、f 1.43 N：mm2），受力纵筋采 ct用HRB400级（二=360N； mm2），梁所承担的弯矩设计值M 650KNm，试求所需受拉钢筋截面面积气。（注：受拉钢筋采用双排，a = 60mm, & = 0.520 ）解：（1）判别T形面类型截面有效高度七=650- 6= 5mm/队-0.5h? = 1.0 x14.3 x 600x120x (590 - 0.5 x120) = 545.69奶严故为第二类T形截面梁。（2）采用分解法计算配筋M =a f (b, -b)h, (h -0.5h,) 11 c f f 0f=1.0 X14
11、.3 x (600 - 250) x 120 x (590 - 0.5 x 120)=318.32 KNmM2 = M - M1 = 650 - 318.32 = 331.68KNa f (b, b)h,1.0 x 14.3 x (600 - 250) x120A =f = 1668.3mm 2yM 2= a fbh 21 c 0331.68 x 106=0.267 1.0 x 14.3 x 250 x 5902查得:Y = 0.8422&= 0.317 f (不超筋)=1854.6mm 2吊 M.A =2s 2y f hs 2 y 0331.68 x 1060.842 x 360 x 590
12、A = A 1 + A 2 = 3522.9mm 2 选用 6H5+21203.计算题(15分)某矩形截面简支梁，混凝土强度等级C25（f = 11.9Nmm2、f = 1.27 Nmm2），截面尺 ct寸见下图，纵向钢筋HRB400 （ f =360 Nmm2 ）,箍筋采用HPB235钢筋（f = 210Nmm2 ），试求该梁所承受的线荷载设计值（包括自重）。（注：纵向钢筋采用 y单排，a = 35mm,&广0.520，应考虑受弯和受剪承载力）解：（1）从抗弯角度考虑截面有效高度气=550 - 35 = 515mm4 X 491 x 360=0.461 & = 0.520 （不超筋）%* L
13、0x11.9x250x515人y = 1 - 0.5&= 1 - 0.5 X 0.461 = 0.769 s=Af y h = 4 x 491 x 360 x 0.769 x 515 = 280.01 KN削 s y s 0qu ,18M. = 8 X280.01 =76.82 KN ml25.420（2）从抗剪角度考虑a.支座边缘截面l = 5400 - 240 = 5160mm截面的抗剪能力（由于弯起钢筋弯点距离边缘150mm Smax = 250mm，因此考虑弯 起钢筋在支座边缘处的抗剪能力）A 一一V = 0.7 fbh +1.25 f sv h + 0.8 f A sin au ,1
14、t 0yv s 0yb sb2 x 503=0.7 x1.27 x 250 x 515 +1.25 x 210 x 23 x 515 + 0.8 x 360 x 491x sin 45250。=268.83KNu ,22V2 x 268.83u1 =l 5.16=104.2 KNmb.弯起钢筋弯起点V = 0.7fbh +1.25fhu ,2t 0jv s 02 x 50 3=0.7 x 1.27 x 250 x 515 +1.25 x 210 x 23 x 515250=168.86KNq =u,2= 87.49 KN ;mu ,3 5.16 - 2 x 0.65:.q =mi/q q q = 7 6. 8K2N m
