工程结构-09A卷+答案

装。

订。

线。

2010 年～2011 年第2 学期工程结构试卷〖A卷〗
一、选择题（30分，请将答案填入下面表格）
1．排架结构的杆件连接方式是( )。

A．屋面横梁与柱顶固接，柱下端与基础顶面固接B．屋面横梁与柱顶铰接，柱下端与基础底面固接C．屋面横梁与柱顶固接，柱下端与基础底面铰接D．屋面横梁与柱顶铰接，柱下端与基础顶面固接2．在水平荷载作用下，钢筋混凝土框架的整体变形是（）
A．剪弯型B．弯曲型C．弯剪型D．剪切型
3．结构上的作用分为如下两类时，其中前者也称为荷载，它是( )。

A．永久作用和可变作用B．可变作用和永久作用C．间接作用和直接作用D．直接作用和间接作用4．下列情况中，构件超过正常使用极限状态的是( )
A. 构件在荷载作用下产生较大的变形而影响使用B．构件因超过材料强度而破坏
C. 构件因过度的变形而不适合于继续承载D．构件丧失稳定
5．荷载效应的基本组合是指( )。

A．永久荷载效应与可变荷载效应的组合B．永久荷载效应与可变荷载效应、偶然荷载效应的组合C．仅考虑永久荷载效应的组合D．永久荷载效应与偶然荷载效应的组合
6．确定混凝土强度等级的依据是混凝土立方体抗压强度，其标准试件的尺寸是( )。

A．100 mm x 100 mm x l00 mm B．150 mm x 150 mm x 300 mm
C．200 mm x 200 mm x 200 mm D．150 mm x 150 mm x 150 mm
7．在下列钢筋中，具有明显屈服点的钢筋是（）
A. 钢绞线B．碳素钢丝 C. 热轧钢筋 D. 热处理钢筋
8．下列关于混凝土的叙述中，其中错误的是( )。

A．混凝土的早期强度增长快B．混凝土的碱性环境可以防止钢筋生锈
C．轻骨料混凝土比普通混凝土的导热系数小D．水灰比是水与水泥的体积比
9．受力钢筋不得采用绑扎接头的构件是( )。

A．受弯构件B．轴心受拉及小偏心受拉构件C．受压构件D．大偏心受拉构件
10．钢筋混凝土轴心受拉构件的承载力取决于( )
A．混凝土强度、纵向钢筋的强度和面积及箍筋B．箍筋
C．纵向钢筋的强度和面积D．混凝土强度
11．下列关于梁内箍筋作用的叙述中，其中错误的是( )。

A．增强构件抗弯能力B．稳定钢筋骨架C．增强构件抗剪能力D．增强构件抗扭能力12．下列破坏类型中，不属于受弯构件正截面破坏类型的是( )。

A. 斜压破坏B．超筋破坏 C. 少筋破坏D．适筋破坏
13．少筋梁的正截面承载力取决于( )
A．混凝土的抗压强度B．混凝土的抗拉强度C．钢筋的抗压强度及配筋率D．钢筋的抗拉强度及配筋率14．钢筋混凝土轴心受压短柱的承载力取决于( )。

A．混凝土强度B．箍筋C．纵向钢筋D．混凝土强度和纵向钢筋
15．小偏心受压构件的破坏特征之一是在破坏时( )。

A. 截面裂通B．截面虽不裂通但整个截面受拉 C. 受压区混凝土压碎D．两侧钢筋均受压屈服
16. 计算受压构件正截面承载力时，采用的混凝土强度值是( )。

A．立方体抗拉强度 B. 立方体抗压强度C．轴心抗压强度标准值 D. 轴心抗压强度设计值17．砖砌体受压第一阶段的受力特征是( )。

A. 水平灰缝先裂B．竖向灰缝先裂 C. 出现贯通裂缝D．单砖先裂
18．确定房屋的静力计算方案时，考虑的主要因素是( )。

A．屋盖或楼盖类别及纵墙间距B．房屋总高度和总宽度
C．屋盖或楼盖类别及横墙间距D．房屋总高度和刚性横墙间距
19．在验算砌体房屋墙体的高厚比时，与高厚比允许值无关的因素是( )
A. 砌体强度等级B．砂浆强度等级C．是否非承重墙D．是否有门、窗洞口
20．混合结构房屋计算方案中，空间刚度最好的是( )。

A ．弹性方案
B ．刚弹性方案
C ．刚性方案
D ．内框架方案
二、钢筋混凝土梁直接支承在窗间墙上（图示），梁截面尺寸b ×h=240 mm ×360 mm ，窗间墙截面尺寸1800 mm ×240 mm ，采用MUl0烧结普通砖、M2.5混合砂浆砌筑，施工质量控制等级为B 级（f =1.30 N/mm 2
）。

荷载数据：
上部平均压应力设计值σ0
= 0.15 N/mm 2
；梁端支承压力设计值N l
= 50 kN 。

试验算梁底部砌体的局部受压承载力。

（10分）
（提示： ，当A 0/A l ＞3时，取 ＝0；
=0.7；<2.0）
1-1剖面
1
1
三、某办公楼有一外伸钢筋混凝土梁，如图所示。

计算跨度l =6m ，外伸长度a ＝2m 。

梁AB 跨恒荷载标准值g
k
＝40kN/m ，活荷载标准值q k
=20kN/m ；BC 跨恒荷载标准值g k
＝40kN/m 。

截面尺寸为b ×h =250×600mm ，采用C25混凝土（f c
=11.9N/mm 2
，f t
＝1.27N/ mm 2
），纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB235级钢筋，取
a s
=a s
′=40mm ，ρ
min
=0.20%，ρ
svmin
=0.15%，ξb
=0.518。

试对该梁进行截面配筋设计并绘出配筋图（只对最大
内力截面进行设计，钢筋截面积见附表）。

01.50.5l
A A
g + q
g k
k k
A B C
6.0 2.0
四、矩形截面对称配筋钢筋混凝土柱，截面尺寸b×h＝400 mm×600 mm，该柱计算长度l0＝3.6 m，最大内力截面上承受轴向压力设计值N=1500 kN，弯矩设计值M＝450 kN.m，混凝土强度等级为C25 （f c＝11.9 N/mm2），纵向钢筋HRB400 （f y＝f y′=360 N/mm2，b＝0.518），取a s＝a s′＝40 mm，试计算截面配筋并选择钢筋。

（20分）
（提示： ， 1 =0.5f c A /N ，当
1>1.0时，取1.0； 2=1.15-0.01l 0/h ，当l 0/h<15时，
取 2 =1.0。

）
五、已知：多层房屋，窗间承重墙，其设计参数如下：
荷载数据：轴向压力设计值 N = 230 kN ，偏心方向如图所示 弯矩设计值 M = 11.5 kN.m
2
012i 0l 1
η=1+ζζ1400e h h
几何数据：相邻窗间墙间距s= 2400 mm
墙厚h= 240 mm
窗洞口宽度b s= 1200 mm
墙高H= 2800 mm
墙体材料：烧结普通砖，MU15；砂浆强度等级：M5；抗压强度设计值：f = 1.83MPa 计算要求：1) 窗间墙受压承载力验算；（8分）
2) 窗间墙高厚比验算。

（7分）
（提示：H0 = 0.6s；γβ = 1.0；[β] = 22.00，系数φ见附表）。

装。

订。

线。

2010 年～2011 年第2 学期工程结构试卷〖A卷答案〗
考试时间共120分钟
题号1234567总分
得分
阅卷人
一、选择题
DDDAADCDBCAADDCDDCAC
二、根据《规范》5.2.3条得影响抗压强度的面积:
A0 = (b l + 2b w)b w = (240+2×240)×240 = 172800mm2
应用《规范》式(5.2.5-4)得梁端的有效支撑长度:
a0 = 10sqrt(h b/f) = 10×sqrt(360/1.30) = 166mm
局部受压面积：A l = a0b l = 166×240 = 39938mm2
由于A0/A l=4.3≥3，所以上部荷载折减系数Ψ = 0
应用《规范》式（5.2.2）得砌体局部抗压强度提高系数:
γ = 1 + 0.35sqrt(A0/A l - 1) = 1.64 ＜γmax = 2.00
压应力图形完整系数：η = 0.7
N0 = σ0A l = 0.15×39938 = 5991(N) = 5.99(kN)
N l = 50.00kN
结论：
ΨN0 + N l= 50.00kN ≤ ηγfA l = 59.54kN，满足。

三、
1 内力设计值：
弯矩设计值M=329.00kN.m，
剪力设计值V=259.00kN，
(1)求相对界限受压区高度ξb
εcu=0.0033-(f cu,k-50)×10-5=0.0033-(25-50)×10-5=0.00355εcu>0.0033，取εcu=0.00330
按规范公式(7.1.4-1)
b
1
f
E s cu
(2)单筋计算基本公式，按规范公式(7.2.1-1)
≤1f(
(3)求截面抵抗矩系数αs
h0=h-as=600-35=565mm
=
s
(4)求相对受压区高度ξ
=s
(5)求受拉钢筋面积As
As=ξα1f c bh0/f y=0.446×1.00×11.90×250×565/360=2081mm2
(6)配筋率验算
受拉钢筋配筋率
ρ=As/(bh)=2081/(250×600)=1.39% > ρsmin=max{0.002,0.45f t/f y=0.45×1.27/360=0.0016}=0.0020配筋率满足要求
3 抗剪计算:
(1)截面验算，按规范公式(7.5.1)
Vmax=αβc f c bh0=0.25×1.000×11.90×250×565=420219N=420.22kN > V=259kN
截面尺寸满足要求。

(2)配筋计算，按规范公式(7.5.4-2)
V < 0.7f t bh0+1.25f yv(A sv/s)h0
A sv/s = (V-0.7f t bh0)/(1.25f yv h0)
= (259.00×103-0.7×1.27×250×565)/(1.25×210×565)
= 0.89965mm2/mm=899.65mm2/m
(1)上部纵筋：计算As=300mm2，
实配2E14(308mm2ρ=0.21%)，配筋满足
(2)下部纵筋：计算As=2081mm2，
实配4E28(2463mm2ρ=1.64%)，配筋满足
(3)箍筋：计算Av/s=900mm2/m，
实配d10@170双肢(924mm2/m ρsv=0.37%)，配筋满足
四、
1. 在My 作用下正截面偏心受压承载力计算
初始偏心距ei
附加偏心距ea ＝Max{20, h/30} ＝Max{20, 20} ＝20mm
轴向压力对截面重心的偏心距eo ＝M / N ＝450000000/1500000 ＝300mm
初始偏心距ei ＝eo + ea ＝300+20 ＝320mm
偏心距增大系数η
ζ 1 ＝0.5 * fc * A / N ＝0.5*11.94*240000/1500000 ＝0.96
ζ 2 ＝1.15 - 0.01 * Lo / h ＝1.15-0.01*3600/600 ＝1.09 ＞1.0，取ζ 2 ＝1.0η＝1 + (Lo / h) ^ 2 * ζ 1 * ζ 2 / (1400 * ei / ho)
＝1+(3600/600)^2*0.96*1/(1400*320/560) ＝1.04
轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离e ＝η * ei + h / 2 - a ＝1.04*320+600/2-40
＝594mm
混凝土受压区高度x 由下列公式求得：N ≤ α1 * fc * b * x + fy' * As' - σs * As
（混凝土规范式7.3.4-1）
当采用对称配筋时，可令fy' * As' ＝σs * As，代入上式可得：
x ＝N / (α1 * fc * b) ＝1500000/(1*11.94*400) ＝314mm ＞ζ b * ho ＝290mm，属于小偏心受压构件，应重新计算受压区高度x
经试算，取x ＝301mm
当x ≥ 2a' 时，受压区纵筋面积As' 按混凝土规范公式7.3.4-2 求得：
N * e ≤ α1 * fc * b * x * (ho - x / 2) + fy' * As' * (ho - as')
Asy' ＝[N * e - α1 * fc * b * x * (ho - x / 2)] / [fy' * (ho - as')]
＝[1500000*594-1*11.94*400*301*(560-301/2)]/[360*(560-40)] ＝1611mm
2. 轴心受压构件验算
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数φ
Lo/b ＝Max{Lox/bx, Loy/by} ＝Max{3600/400, 3600/600} ＝Max{9, 6} ＝9
φ＝1 / [1 + 0.002 * (Lo/b - 8) ^ 2] ＝0.998
矩形截面面积A ＝b * h ＝600*400 ＝240000mm
轴压比Uc ＝N / (fc * A) ＝1500000/(11.94*240000) ＝0.52
纵向钢筋最小截面面积
全部纵向钢筋的最小截面面积As,min ＝A * ρmin ＝240000*0.50% ＝1200mm
一侧纵向钢筋的最小截面面积As1,min ＝A * 0.20% ＝240000*0.20% ＝480mm
全部纵向钢筋的截面面积As' 按下式求得：
N ≤ 0.9 * φ * (fc * A + fy' * As')
As' ＝[N / 0.9φ - fc * A] / (fy' - fc)
＝[1500000/(0.9*0.998)-11.94*240000]/(360-11.94)
＝-3437mm＜As,min ＝1200mm，取As' ＝As,min
3 实配钢筋建议
当角筋取φ18 时的计算面积：Asx ≥ 509mm； Asy ≥ 1611mm（As' ＝ 3223mm）
X 向：2φ18+2φ16、Asx ＝911mm、ρx ＝ 0.38%；
Y 向：2φ18+3φ22、Asy ＝1649mm、ρy ＝ 0.69%；（As' ＝ 4103mm、ρ＝ 1.71%）五、
1 受压承载力计算：
H0 = 0.6s = 1440(mm)
γβ = 1.0
e = M/N = 50.00mm
β = γβH0/h = 6.00
由砂浆强度等级得, α = 0.0015
φ0 = 1 / (1 + αβ2) = 0.95
φ = 1 / (1 + 12(e/h + sqrt(1/12(1/φ0 - 1)))2) = 0.52
b = s - bs = 1200mm
A = bh = 288000mm2
结论：
N = 230.00kN ≤ φfA = 275.90kN，满足。

-------------------------------------------------------
2 高厚比验算：
H0 = 0.6s = 1440(mm)
μ1 = 1.00
μ2 = max((1 - 0.4b s/s), 0.7) = 0.80
[β] = 24.00
结论：
β = H0/h = 6.00 ≤ μ1μ2[β] = 19.20，满足。