2011混凝土结构原理试卷2

一．判断说明题（20分）    

1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。

错，试块的尺寸越大，强度越低

2．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。

对 弹性模量与混凝土是否受拉没有关系。

3．沪宁图保护层厚度越大越好。

错，从耐久性和可持续发展的观点,我国混凝土保护层的厚度 在混凝土中的保护层应该越大越好；然而从受力的角度而言，则正好相 反。保护层越大，构件载面有效高度就越小，结构构件的抗力将受 到削弱。

4．混凝土C20表示f=20N/mm。

错，C20为混凝土强度等级，以混凝土英文名称第一个字母C加上其抗压强度标准值来表达。抗压强度标准值20，就是20MPA，也就是20N/mm2

5．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。

错，轴心受压构件的长细比越大，受压构件承载力不断减小。

二．选择说明题（20分）  

1、对钢筋冷加工的目的是：（  C  ）

A、提高屈服强度；                       B、增加钢材的塑性；

C、提高钢筋与混凝土的粘结强度；        D、调直、除锈。

答：冷加工是钢筋强制通过直径小于钢筋的硬质合金或碳化钨拔丝模使其经受张拉和挤压而发生塑性变形，拔出的钢筋截面积减小，产生冷作强化，钢筋抗拉强度可大幅度提高。

2、下列各项中（  A  ）达到承载力使用极限状态

A、轴心受压柱因达到临界荷载而丧失稳定性。

B、影响外观的变形。

C、令人不适的振动。

D、影响耐久性能的局部损坏。

答：当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：

1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；

2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；

3）结构转变为机动体系；

4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；

5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。

当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：

1）影响正常使用或外观的变形；

2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；

3）影响正常使用的振动；

4）影响正常使用的其他特定状态。

3、T形和I字形截面剪扭构件可分为矩形块计算，此时(  A  )。

A、由各矩形块分担剪力；       B、剪力全由腹板承担；

C、剪力、扭矩全由腹板承担；   D、扭矩全由腹板承担。

答：将总的扭矩T按各矩形形块的受扭塑性抵抗矩分配给各矩形形块承担。

4、一小偏心受压柱，可能承受以下四组内力设计值，试确定按哪一组内力计算所得配筋量最大？（ B ）

A、M=525 kN·m  N=2070 kN    B、M=525 kN·m   N=3060 kN   

C、M=525 kN·m  N=3050 kN    D、M=525 kN·m  N=3020 kN

答：根据小偏心受压的As=(Ne’-α1fcbh(ho’h/2))/(fy’(ho’-as))可知。

5、配置螺旋箍筋的钢筋混凝土柱的抗压承载力，高于同等条件下不配置螺旋箍筋时的抗压承载力是因为（ D ）。

A、又多了一种钢筋受压；B、螺旋箍筋使混凝土更密实；

C、截面受压面积增大；  D、螺旋箍筋约束了混凝土的横向变形。

答：对于受压混凝土，随着侧向压应力的增加，微裂缝的发展受到了极大的，大大的提高了混凝土纵向抗压强度，即螺旋箍筋约束了混凝土的侧向变形，使混凝土的抗压强度有较大的提高。

三．简答题（15分）  

1.钢筋正截面有哪几种破坏形式？破坏特征有何不同？

答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。

梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉区纵向受力钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎，适筋破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆，破坏不是突然发生，呈塑性性质。

梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被破坏。而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。当混凝土被压碎时，破坏突然发生，钢筋强度得不到充分利用，破坏带有脆性性质。

梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流副而进入强化阶段。梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，属于脆性破坏。

2. 斜截面破坏形态有几类？分别采用什么方法加以控制？ 

答：（1） 斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏 

      （2） 斜压破坏通过最小截面尺寸来控制； 

            剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制； 

            斜拉破坏通过最小配箍率来控制；

3. 预应力混凝土构件对材料有何要求？为什么预应力混凝土构件要求采用强度较高的钢筋和混凝土？

答：采用强度等级较高的混凝土和钢筋。因为预应力钢筋在张拉时就受到很高的拉应力，在使用荷载作用下，钢筋的拉应力会继续提高，另一方面，混凝土也受到高压应力的作用，为了提高预应力的效果，预应力混凝土构件要求采用强度等级较高的钢筋和混凝土。

四．计算题（45分） 

1.某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN，楼层高3.6m，计算长度，混凝土强度等级为C30（），钢筋用HRB400级（），环境类别为一类。试求柱截面尺寸及纵筋面积。

解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm×400mm

由，查表得

根据轴心受压承载力公式确定

，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。

选       ， 

设计面积与计算面积误差<5%，满足要求。

2. 已知T形截面梁，截面尺寸如图所示，混凝土采用C30，，纵向钢筋采用HRB400级钢筋，，环境类别为一类。若承受的弯矩设计值为M=700kN·m，计算所需的受拉钢筋截面面积AS（预计两排钢筋，as=60mm）。

解：1、确定基本数据

由表查得；；a=1.0；。

2、判别T形截面类                                                            

故属于第二类T形截面。

3、计算受拉钢筋面积AS。

                           如图                          

           =

           =0.228

选用4Ф282Ф25（AS=2463+982=3445mm2）

3. 某钢筋混凝土矩形截面简支梁，环境类别为一类，截面尺寸b×h=250mm×500mm，混凝土强度等级为C20（ft=1.1N/mm2、fc=9.6 N/mm2），箍筋为热轧HPB235级钢筋（fyv=210 N/mm2），支座处截面的剪力最大值为180kN，求箍筋的数量。

解：（1）验算截面尺寸属厚腹梁，混凝土强度等级为C20，fcuk=20N/mm2<50 N/mm2故βc=1

截面符合要求。

   （2）验算是否需要计算配置箍筋

故需要进行配箍计算。

（3）只配箍筋而不用弯起钢筋

则     

若选用双肢箍Φ8@120 ，实有

配箍率

最小配箍率

4.一矩形截面偏心受压柱的截面尺寸b×h=300mm×400mm,荷载作用下产生的截面轴向力设计值N=400kN，弯矩设计值M=235.2kN·m,混凝土强度等级为C35（，），纵向受力钢筋为HRB400级（，）。环境类别为一类，构件的计算长度，，采用对称配筋，求受力钢筋和的截面面积

解：（1）

（2）判别大小偏压

属于大偏心受压。

（3）

此题，，，满足对称配筋大偏心受压的条件。

最后选用， 19mm2,稍小于计算配筋，但差值在5%范围内，可认为满足要求。