2014答案

石家庄铁道大学2014-2015学年第1学期
2012级本科班期末考试(A)标准答案
课程名称：混凝土结构设计原理A(I) 任课教师：考试时间：120 分钟一、单项选择题（每小题1.5分，共15分）
DCCBA CBCDB
二、填空题（每空1分，共10分）
1、150
2、混凝土的横向变形被约束，裂缝发展缓慢
3、1
4、大于
5、受力纵筋、分布钢筋
6、0.76%
7、小偏心受压破坏/受压破坏
8、减小
9、混凝土碳化
三、简答题(每小题6分，共30分)
1、下图为混凝土应变-时间的关系曲线，说明曲线所体现出的混凝土徐变的特点；结合所学
知识，说明影响徐变的主要影响因素。

答：曲线反应出的混凝土徐变特点：（答对1条给1分，少答1条扣1分）（1）徐变随时间的变化情况，开始较快，以后趋于平缓；
（2）龄期越早，徐变越大
影响徐变的因素：（答对1条给1分）
（1）应力因素；（2）内部因素；（3）龄期；（4）体表比；（4）环境因素。

2、简述在钢筋混凝土梁中，各种钢筋的作用。

答：（少答一种扣一分）纵筋、箍筋、弯起钢筋（斜筋）、架立钢筋、纵向水平分布钢筋。

纵筋作用：协助混凝土受力；
箍筋作用：形成骨架便于施工，抗剪
架立钢筋：形成骨架便于施工；
纵向水平分布钢筋：使受力均匀，承受温度应力等。

3、指出下图中钢筋混凝土受弯构件正截面破坏形态为哪种？说明每种破坏形态的特点。

答：（写错一个类型写错扣一分，特点写错一个扣一分）
（a）少筋破坏：一裂即断，破坏前变形小，属于脆性破坏；
（b）超筋破坏：受压区混凝土边缘达到极限压应变，受拉钢筋未屈服，破坏前变形小，属于脆性破坏。

（c）适筋破坏：受拉钢筋先屈服，受压区混凝土边缘纤维达到极限压应变而破坏，破坏前变形大，属于延性破坏。

4、钢筋混凝土梁和偏心受压构件进行正截面承载力计算时均需要采用相对界限受压区高
度b ξ。

试推导b ξ=0
x h 的计算公式。

答：界限破坏时：受拉钢筋刚屈服，同时受压边缘混凝土压应变达到极限压应变。

界限破坏时受压区高度：β/x x b = 根据两个三角形相似，有：0b cu cu y x h εεε=+。

因为钢筋为弹性材料：y
y s f E ε= 所以有：1b y cu s
f E β
ξε=+。

——2分 5、 简述如何保证混凝土结构的耐久性。

答：从设计、施工、后期养护维修方面阐述。

主要包括：
材料耐久性设计；
混凝土施工质量控制与保证；
后期加强养护与维修、检测。

四、 综合分析题（10分）
1、 正裂缝产生的可能原因：混凝土抗拉强度低，下侧拉应力较大引起。

混凝土强度不够，
纵筋配筋率不够，混凝土保护层过大，外荷载超载等。

——4分
2、 斜裂缝产生的可能原因：弯矩与剪力共同作用引起的斜向主拉应力过大引起的，可能是
箍筋配箍率不足，间距过大，弯起筋数量或间距不够，截面尺寸过小等原因。

——4分
3、 措施：加固；中间架设支墩，减小跨度；预应力加固；粘贴与裂缝垂直的钢板或碳纤维
布；控制荷载等措施。

——2分
五、计算题
1、解：
1）1265141100814352712.....d M kNm =⨯+⨯+⨯⨯= （3分）
2）判断T 梁类型
060045555h mm =-=
0030662712().f cd f f d h f b h h kNm M kNm γ'''-=>=，为第I 类T 梁 （3分）
002712
()cd f d x f b x h M kNm γ'-== cu εy
ε0
h β
/x
000271962
()cd f d b x f b x h M kNm x mm h γξ'-==⇒=< (3分) 2016060002.cd f s sd s
f b x A f A mm bh '=⇒=> （4分）
2、解
1）垂直于弯矩作用平面的承载力复核
0/3000/30010==l b ，由表1查得0.98=ϕ （2分）
''0.9[()]
0.90.98(13.830060028015202)2942600=++=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=>u cd sd s s N f bh f A A kN kN
ϕ
满足要求 （2分）
2)在弯矩作用平面内的承载力复核 则3
026010433600
⨯===d d M e mm N 。

0/2 1.0433600/245688=+-=⨯+-=s s e e h a mm
η''0/2 1.0433600/245178=-+=⨯-+=s s e e h a mm η (2分) 假定为大偏心受压，取sd s f =σ，
由下式求得混凝土受压区高度x
'''0()213.8300(133)280152068828015201782
-+=-⨯⨯+=⨯⨯-⨯⨯cd s sd s s sd s s x f bx e h f A e f A e x 解方程得到217=x mm 0'(0.55555310.8mm)2(24590)=⨯===⎩
⨯⎧⎨b s h a mm ξ＜＞ 确为大偏心受压构件。

（或直接利用式0()=-s x h e 求解 (4分) 故确为大偏心受压构件。

截面承载力为13.8300217898.38(600)==⨯⨯=<=u cd N f bx KN N KN 满足要求。

(2分) 综上，该构件能安全承载。

3、050045455=-=-=s h h a mm
由公式：
2
02()21250 6.891256(455)2
=-⨯⨯=⨯⨯-ES s bx A h x x x α 求得146=x mm （3分） 由公式：
3232401()250460 6.891256(455146)108562196433=+-=⨯⨯+⨯⨯-=cr ES s bx I A h x mm α（3分） 故614010146
18.831085621964
⨯⨯===k cc cr M x MPa I σ
（2分） 60()14010(455146)6.89274.551085621964
-⨯⨯-==⨯=k s ES cr M h x MPa I σα
（2分）。