厦大2014-2015混凝土结构设计原理复习题

厦门大学网络教育2014-2015学年第一学期

《混凝土结构设计原理（专科）》课程复习题

一、单项选择题

1. 按我国规范，混凝土强度等级定义为：边长为（B）的立方体试块，按标准方法制作并养护28天，用标准方法所测得的具有95%保证率的抗压强度。

A. 100mm；

B. 150mm；

C. 200mm；

D. 250mm。

2．钢筋与混凝土这两种性质不同的材料能有效共同工作的主要原因是：（ D ）A混凝土能够承受压力，钢筋能够承受拉力

B混凝土对钢筋的保护作用

C两者温度线膨系数接近

D混凝土硬化后，钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力，且两者温度线膨系数接近3. 就混凝土的徐变而言，下列几种叙述中（ D ）不正确。

A．徐变是在长期不变荷载作用下，混凝土的变形随时间而增大的现象

B．持续应力的大小对徐变有重要影响

C．徐变对结构有影响，多数情况下是不利的

D．水灰比和水泥用量越大，徐变越小

4. 有明显屈服点的钢筋的强度标准值是根据下面（C）项指标确定的？

A 极限抗拉强度

B 比例极限

C 下屈服点

D 上屈服点

5. 在钢筋混凝土双筋梁，大偏心受压和大偏心受拉构件的正截面承载力计算中，要求压区高度x≥2a′，是为了（A ）。

A．保证受压区钢筋在构件破坏时能达到其抗压强度设计值

B．防止受压钢筋压屈

C．避免保护层剥落

D．保证受压钢筋在构件破坏时能达到极限抗压强度

6. 提高受弯构件抗弯刚度（减小挠度）最有效的措施是（C）

A．提高混凝土强度等级 B．增加受拉钢筋的截面面积

C．加大截面的有效高度 D．加大截面宽度

7．关于设计值和标准值，以下说法正确的是：（ B ）

A．材料强度设计值大于其标准值，荷载设计值小于其标准值；

B．材料强度设计值小于其标准值，荷载设计值大于其标准值；

C．材料强度设计值等于其标准值，荷载设计值等于其标准值；

D．材料强度设计值大于其标准值，荷载设计值大于其标准值。

8．结构的功能概括为：（ A）

A．安全性、适用性和耐久性； B．实用、经济、美观；

C．强度、变形、稳定； D．可靠、经济。

9. 钢筋混凝土梁中承受扭矩的钢筋有哪些?( A )

I纵向受力钢筋; II.箍筋; III.腰筋; IV .吊筋

A I、II 、III

B II、III 、IV

C I、II 、IV

D I、II 、III 、IV

10．适量配筋的钢筋混凝土梁与素混凝土梁相比，其承载力和抵抗开裂的能力：（B）A．均提高很多；B．承载力提高不多，抗裂提高很多；

C．承载力提高很多，抗裂提高不多；D．相同。

二．简答题

1.什么叫少筋梁，适筋梁和超筋梁？在实际工程中为什么应避免采用少筋梁和超筋梁？

：当纵向配筋率过低时，梁一旦开裂，纵向钢筋即屈服，甚至进入强化阶段，梁的承载力与同截面的素混凝土梁相当，梁是因配筋率过低而破坏的，破坏过程短，延性差，称之为少筋破坏，相应的梁称为少筋梁。

当纵向配筋率适中时，纵向钢筋的屈服先于受压区混凝土被压碎，梁是因钢筋受拉屈服而逐渐破坏的，破坏过程较长，有一定的延性，称之为适筋破坏，相应的梁称为适筋梁。

当纵向配筋率过高时，纵向钢筋还未屈服，受压区混凝土就被压碎，梁是因混凝土被压碎而破坏的，破坏过程较短，延性差，破坏带有明显的脆性，称之为超筋破坏，相应的梁称为超筋梁。

少筋梁的截面尺寸过大，故不经济，且是属于脆性破坏；超筋梁配置了过多的受拉钢筋，造成钢材的浪费，且破坏前没有预兆，故在实际工程中应避免采用少筋梁和超筋梁。

2.试述无腹筋梁沿斜截面破坏的主要形态.

>3，一裂，即裂缝迅速向集中荷载作用点延伸，一般形成一条斜裂缝将弯剪段拉坏。承载力与开裂荷载接近

②剪压破坏：1

裂缝，最终剪压区减小，在共同作用下,主压应力破坏。

③斜压破坏，由腹剪斜裂缝形成多条斜裂缝将弯剪区段分为斜向短柱，最终短柱压坏

3、何为大偏心受压破坏及其破坏过程？

首先在受拉一侧出现横向裂缝，受拉钢筋形变较大，应力增长较快。在临近破坏时，受拉钢筋屈服。横向裂缝迅速开展延伸至混凝土受压区域，受压区迅速缩小，压应力增大。在受压区出现纵向裂缝，混凝土达到极限压应变压碎破坏。

4、预应力混凝土结构优缺点是什么？预应力损失有哪些？为什么预应力混凝土构件所选用的材料都要求有较高的强度？

②优点：提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，节约钢材。③缺点：构件的施工、计算及构造较复杂，且延性较差。

预应力损失有哪些？如何减少各项预应力损失值？

①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；

②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；③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；④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；

⑤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；

⑥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。

4. 何谓“最小刚度原则”? 试分析应用该原则的合理性。

：最小刚度原则：各截面的刚度不相等，就是在简支梁全跨长范围内．可都按弯矩最大处的截面弯曲刚度。亦即按最小的截面弯曲刚度，用材料力学方法中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。为简化计算取最大内力Mmax处的最小刚度Bmin计算。当有变号弯矩时，可分别取同号弯矩|M|max处的最小刚度。试验分析表明，一方面按Bmin计算的挠度值偏大；另一方面，不考虑剪切变形的影响，导致挠度计算值偏小。上述两方面的影响大致可以相互抵消。

6. 为什么预应力混凝土构件所选用的材料都要求有较高的强度？

①要求混凝土强度高。因为先张法构件要求提高钢筋与混凝土之间的粘结应力，后张法构件要求具有足够的锚固端的局部受压承载力。

②要求钢筋强度高。因为张拉控制应力较高，同时考虑到为减小各构件的预应力损失。

3. 单层厂房柱内力组合时，应注意哪些？（参考教材混凝土下册P141）答：1）每次组合以一种内力为目标来决定荷载项的取舍 2）每次组合都必须包括恒荷载项。

3）当取Nmax和Nmin为组合目标时，应使相应的M绝对值尽可能的大，因此对于不产生轴向力而产生弯矩的荷载项（风荷载及吊车水平荷载）中的弯矩值也应组合进去。 4）风荷载项中有左风和右风两种，每次组合只能取其中的一种。

5）对于吊车荷戴项要注意三点：①注意Dmax（或Dmin）与Tmax之间的关系。②吊车竖向荷载与吊车水平荷载是两种不同的活荷载；③注意取用的吊车荷载项目数。 6）由于柱底水平剪力对基础底面将产生弯矩，其影响不能忽视 7）在确定基础底面尺寸时，应采用内力的标准值

6. 何种场合不宜采用塑性法计算连续梁板内力？答：下列情况下应不宜采用塑性法计算连续梁板内力

(1)直接承受可动荷载或重复荷载作用的构件。 (2)裂缝控制等级为一级或二级的构件。 (3)采用无明显屈服台阶钢材配筋的构件。 (4)要求有较高安全储备的结构。主梁按弹性计算法计算

2．什么叫预应力混凝土？为什么要对构件施加预应力？

答：：所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。

对构件施加预应力原因：使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。

4. 结构的功能要求为几个方面？

答：结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在规定的期限内满足各种预

期的功能要求，并且要经济合理。具体说来，结构应具有以下几项功能：

（1）安全性。在正常施工和正常使用的条件下，结构应能承受可能出现的各种荷 载作用和变形而不发生破坏；

在偶然事件发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。 （2）适用性。在正常使用时，结构应具有良好的工作性能。

（3）耐久性。在正常维护的条件下，结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求，也即应具有足够的耐久性。

7．何为大偏心受压破坏及其破坏过程？

答：首先在受拉一侧出现横向裂缝，受拉钢筋形变较大，应力增长较快。在临近破坏时，受拉钢筋屈服。横向裂缝迅速开展延伸至混凝土受压区域，受压区迅速缩小，压应力增大。在受压区出现纵向裂缝，混凝土达到极限压应变压碎破坏。 8. 柱的四种内力组合是怎样的？组合的根据是什么? 四种内力组合是：

1、lMmaxl 及相应的N 、V 。

2、Nmax 及相应的M 、V 。

3、Nmin 及相应的M 、V 。

4、lMl 较大（但不是最大），而N 比较小或比较大（也不是绝对最小或最大）。

组合的根据是Nu —Mu 的关系曲线得出的。

三．计算题

1.已知梁的截面尺寸为b ×h =250mm ×450mm ；受拉钢筋为4根直径为16mm 的HRB335钢筋，即Ⅱ级钢筋，A s =804mm 2；混凝土强度等级为C40；承受的弯矩M =89kN ·m 。环境类别为一类。（222mm /300,mm /71.1,mm /1.19N f N f N f y t c ===）

求：验算此梁截面是否安全。

解：fc=19.1N/mm2，ft=1.7 N/mm2，fy=300 N/mm2，由表知，环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm ，故设a=35mm ，h0=450-35=415mm

As=804> ρminbh=0.26%x250x450=293mm2

则ζ=ρfy/α1fc=0.0077x300/1x19.1=0.121<ζb=0.55， 满足适用条件

Mn=α1fcbh 。2ζ(1-0.5ζ)=1x19.1x250x4152x0.121x(1-0.5x0.121)=93.49KN.m 安全。

2.钢筋混凝土矩形截面偏心受压柱，截面尺寸b ×h =400×500 mm ，a s =a ’s =40 mm ，η=1.0，采用C30级混凝土(f c =14.3 N/mm 2)，纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋(f y =360 N/mm 2)，

对称配筋422，A s=A’s=1520 mm2。试分析在何种情况下，该柱将有最大的抗弯能力，并计算此时的N和M值(不要求验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力)。

3.已知矩形梁截面尺寸b×h=250mm×500mm；环境类别为一级，弯矩设计值为M=150kN·m，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB335级钢筋，即Ⅱ级钢筋。（已知：

,mm/43.1,mm/300,mm/3.14222NfNfNftyc 8.0,0.111 55.0b

求：所需的受拉钢筋截面面积。

αsmax=ξb(1-0.5ξb)=0.55(1-0.5×0.55)=0.399

αs=M/(α1*fc*b*h0^2)=150000000/(1.0×14.3×250×460×460)=0.198 0.198 查表得γs=0.889

由于αs≤αsmax 满足要求 As=M/fy*γs*h0

受拉钢筋截面面积As=150000000/(300×0.889×460)=150000000/122682=1222.67 平方毫米