石家庄铁道大学期末试题2018年秋季学期__混凝土结构设计原理A_试卷A__答案及评分标准

石家庄铁道大学2018年秋季学期

2016 级本科期末考试试卷（A ）

参考答案及评分标准

课程名称：混凝土结构设计原理A （闭卷） 任课教师：牛润明、李勇、石现峰、安蕊梅、李朝红、吴立朋、刘杰、张庆芳

一、简答题（每个5分，共计35分）

1、答：少筋梁：受拉区裂缝一旦出现，钢筋应力立即达到屈服强度，梁仅出现一条集中裂缝，受拉区混凝土还未压坏，裂缝宽度已很宽，挠度很大，属于脆性破坏。

超筋梁：受压区混凝土被压坏，受拉钢筋尚未屈服。破坏前没有明显预兆，属于脆性破坏。

预防少筋梁：ρ>ρmin 预防超筋梁：ρ≤ρmax (x <ξb h 0)

2、 答：事先人为地在混凝土或钢筋混凝土结构中引入内部应力，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。

分为：全预应力混凝土，部分预应力混凝土(A 类及B 类)，普通钢筋混凝土。 3、答：当求得x >ξb h 0时，说明出现超筋情况，受压钢筋As ′配置太少；应按As ′未知重新设计。

当求得x <2a s ′时，说明受压钢筋配置的较多，达不到屈服。用近似公式进行设计(取x =2a s ′，对受压钢筋合力点取矩)

4、答：(1)上升段：σ<0.3f c 时，混凝土弹性工作；0.3f c <σ<0.8f c 时，弹塑性阶段，内部微裂缝发展；σ>0.8f c 时，裂缝非稳定发展阶段，表面出现不连续的可见裂缝。 (2)下降段：混凝土表面裂缝逐渐贯通；

(3)收敛段：曲线平缓，趋于稳定的残余应力。

5、答：受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，而另一侧的钢筋，不论受拉还是受压，其应力达不到屈服强度，破坏前构件横向变形无明显急剧增长。

全截面受压；截面部分受拉部分受压；反向破坏。 6、答：预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失（

1l ）

，锚具变形、钢筋回缩和接缝压

缩引起的应力损失（2l σ）

，钢筋与台座间的温差引起的应力损失（

3l σ）

，混凝土弹性压缩引起的应力损失（4l σ），钢筋松弛引起的应力损失（5l σ）

，混凝土收缩和徐变引起的

6l σ7、影响受弯构件斜截面抗剪承载力的主要因素：剪跨比、混凝土抗压强度、纵向钢筋配

筋率、配箍率和箍筋强度。

二、单项选择题（每小题1.5分，共计15分）

C B B

D B B A B D D

三、判断题（每小题1.0分，共计10分）

√√××√ √√×√√ 五、计算题（每个10分，共计30分）

1、解：C30混凝土f cd =13.8MPa:；HRB400级钢筋：f sd = f sd ’ =330Mpa ，ξb =0.53

a s =65mm ，s a h h -=0=450-65=385mm 。 弯矩计算值d M M 0γ==1.1×300=300kN ·m 。 (1) 单筋矩形截面的最大正截面承载力为

()

()()

202

10.513.83003850.5310.50.53u cd b b M f bh ξξ=-=???-?

=239 kN ·m ＜(300)M kN m =? 需采用双筋截面。

（2）取ξ=ξb =0.53，代入式()'''

002cd sd s s x M f bx h f A h a ??=-

+- ???

可得到

()

()()()

()

20'''02

6

2

10.53001013.83003850.5310.50.5353533038540cd s

sd s M f bh A f h a mm ξξ--=-?-???-?=

=?-

（3）由式s sd s sd cd A f A f bx f =+'

'求所需的s A 值：

()'

'213.83000.533853305353095330

cd sd s s sd f bx f A A mm f ???+?+===

3095

=

=2.7%300385

ρ?

ρ>ρmin =max( 0.2%，(45f td /f sd )%)= 0.2%

2、解：C30混凝土13.8MPa cd f =，HRB335级钢筋MPa 280'

==sd sd f f ，

56.0=b ξ 6

03

30010500mm 60010M e N ?===? 0 1.041500=520.5mm e η=? h 0=450mm

(1)假定大偏心受压，则：3

06001013.8400450

cd N f bh ξ?==

??=0.24＜)56.0(=b ξ 故可按大偏心受压构件设计。 (2)求纵向钢筋面积

受压区高度00.24450108mm x h ξ==?=>'

2100mm s a =。

由式 ()'''

002u s cd sd s s x N e f bx h f A h a ??=-+- ??

?得

600×103×720.5=13.8×400×108×(450-54)+280A s ’×(450-50) 计算得A s =A s ’=1752mm 2

一侧纵向钢筋最小配筋面积：0.002×400×500=400 mm 2 全部纵向钢筋最小配筋面积：0.005×400×500=1000 mm 2

3、解：C40混凝土:E c =3.25×104MPa ；HRB335级钢筋：E s =2.0×105MPa 422mm 钢筋：A s =1520mm 2

0500520.550720.5mm 22

s s h e e a η=+

-=+-=

6.15s

Es c

E E α=

= 045050400s h h mm α=-=-= 由

()2012ES s bx A h x α=-得：()21

300 6.1515204002

x x ?=??- 求得x =130mm

()2

3641300120 6.151520400130854103cr I mm =??+??-=?

66

1501013022.885410t cc

MPa ??==?σ

66

15010(400130)

6.1529285410

s MPa ??-=?=?σ 4、解：

21

00

66

88

11501020090010 6746447461082810 10485189G Qs G st nb b

n M M M y y I I MPa

σ+=+?+?=

?+???=+=() (21)

00

66

88

11501020051410 6746447461082810 10455159G Ql G lt nb b

n M M M y y I I MPa

σ+=+?+?=?+???=+=()...

1245613952701125pe con MPa σσσσσσσ=-----=-=

62520112502835p p pe s l N A A kN

σσ=-=?-=

48

28350002835000619

674441074610

64158222p p pn pc nb n

n

N N e y A I MPa

σ?=

+

=

+???=+=... 18922233st pc MPa σσ-=-=-...，未出现拉应力，满足要求。

159222630lt pc MPa σσ-=-=-<...，满足要求。