混凝土期末在线考试题

混凝土期末在线考试题
以下第（1）、（5）题为必做题，每题20分；第（2）、（3）、（4）中选做2题，每题30分。

（1）某方形截面受压构件b×h=500mm×500mm，荷载作用下产生的截面轴向力设计值N=400kN，弯矩设计值M=200KN·m，采用C30混凝土（α1=1.0，β1=0.8，f c=14.3N/mm2，f t=1.43N/mm2）和HRB400级钢筋（f y=f’y=360N/mm2，ξb=0.518），构件计算长度l0=4.5m。

求所需钢筋的截面面积（A s=A’s）和根数（采用Φ20的钢筋）。

20分
解：
已知K=1.20,fc=14.3N/mm2, fy=f'y=360N/mm2, a=a'=50mm, h0=500-50=450mm
l0/h=2500/500=5<8, 故不需考虑纵向弯矩的影响，η=1
e0=M/N=200000/400=500mm>h0/30=450/30=15mm, 故按实际偏心距e0=500mm ηe0=500mm>0.3h0=0.3h0=0.3*450=135mm, 故按大偏心受压计算
ξ=KN/fcbh0=1.20*400000/(14.3*500*450)=0.149< ξb=0.518
x= ξh0=0.149*450=67.13mm<2a'=100mm
e'=ηe0-h/2+a'=500-250+50=300mm
As=A's=KNe'/(fy(h0-a'))=1.20*400000*300/(360*(450-50))=1000mm2>
ρmin*bh0=0.2%*500*450=450mm2
As及A's各选用4F20+4F20 (As=A's=1256mm2)
（2）钢筋混凝土伸臂梁如图所示，简支跨跨度为7m，伸臂跨跨度为1.86m，
均布载荷设计值为60kN/m，在伸臂跨右端受一集中载荷P＝100kN作用。

梁的截面尺寸为250mm×600mm，采用C30混凝土（α1=1.0，β1=0.8，f c=14.3N/mm2，f t=1.43N/mm2）、HRB335级钢筋（纵筋）和HPB235级钢筋（箍筋）。

进行该梁的
抗弯和抗剪计算，并绘出跨中C截面、支座B
左和支座B
右
截面配筋图。

30分
（纵筋直径采用20mm，箍筋直径采用8mm钢筋，对C30和HRB335级钢筋α=1.0，ξb=0.550，ρmin=0.215%）
解：将根底和主体C20一同评定，共11组。

辨别为20.5、20.2、19.6、21.3、20.5、19.8、19.3、20.4、21.6、22.3、20.8。

1）组数为11组，大于10组，采用统计办法评定。

2）均匀值mfcu=（20.5+……）/11=20.6，最小值fcu,min=19.3；λ1=1.7，λ2=0.9。

3）混凝土标准差Sfcu={[（20.5^2+……）-11×20.6^2]/(11-1)}^(1/2)=0.9。

当Sfcu的计算值小于0.06fcu,k时，取0.06fcu,k，即为0.06×20=1.2
4）断定条件
mfcu-λ1×Sfcu≥0.90fcu,k 即:18.6>18
fcu,min≥λ2×fcu,k 即：19.3>18
两个断定条件均满足.
结论：依据《GBJ107-87 混凝土强度检验评定标准》,该批混凝土强度合格，混凝土生产质量程度优秀。

（3）某办公楼中的一块矩形截面钢筋混凝土简支梁，梁的截面尺寸为200mm×500mm，采用C30混凝土（α1=1.0，β1=0.8，f c=14.3N/mm2，
f t =1.43N/mm 2）、HRB335级钢筋（纵筋）和HPB235级钢筋（箍筋）。

试设计该梁（纵筋采用Φ20的钢筋，箍筋采用Φ8的钢筋，对C30和HRB335级钢筋：βc =1.0，ξb =0.550，ρmin =0.215%）30分
（4）某办公楼中的一块矩形截面钢筋混凝土简支梁，计算跨度l 0=6.0m ，板传来的永久荷载及梁的自重设计值为g =25.5kN/m ，板传来的楼面活荷载设计值q =14.5kN/m ，梁的截面尺寸为200mm ×500mm ，采用C30混凝土（α1=1.0，β1=0.8，f c =14.3N/mm 2，f t =1.43N/mm 2）、HRB335级钢筋（纵筋）和HPB235级钢筋（箍筋）。

试求：（1）跨中截面所需抗弯纵筋的面积和根数（采用Φ20的钢筋）；
（2）支座边缘截面所需抗剪箍筋面积和间距（采用Φ8的钢筋）。

（对C30和HRB335级钢筋：βc =1.0，ξb =0.550，ρmin =0.215%）30分
g q =25.5kN/m =14.5kN/m
（5）简答题（共20分）
a.比较先张法和后张法的异同点，并说明其预应力的传递方式。

（6分）
解：预应力先张法就是先张拉预应力钢束，后浇筑结构混凝土，等混凝土养生期后放开两端的张拉设施形成结构内的预应力；后张法是先浇筑结构
混凝土，预留预应力管道，等养生期后，在管道内穿入预应力钢束，在两端进行预应力张拉。

相同点：都是对混凝土结构施加预应力。

不同点：先张法需要专门的预应力张拉台座；预压力束直接由预应力束与混凝图的凝结力锚固，一般不需要锚具。

后张法需要锚具，不需预应力张拉台座。

先张法是先张拉后浇混凝土，所以其传力主要通过预应力钢筋与混凝土之间的粘接应力来传递预应力；后张法则是通过构件两端的锚具来传递预应力。

b.试画出钢筋混凝土梁破坏试验的弯矩－挠度曲线，并描述每一阶段的特点及其用途。

（7分）
c. 箍筋在受弯和受压构件中作用有何不同？普通矩形箍筋与螺旋箍筋轴心受压柱的承载力计算有何差别？（7分）
解：钢筋混凝土轴心受拉构件中箍筋的作用是：联结受力主筋和受力区混凝土使其共同工作，固定主钢筋的位置而使构件各种钢筋构成钢筋骨架。

钢筋混凝土轴心受压构件中箍筋的作用是：防止纵向受压钢筋压曲，固定主钢筋的位置而使构件各种钢筋构成钢筋骨架。

钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的箍筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定:
N≤0.9φ(fcA+f'yA's)
钢筋混凝土轴心受压构件，当配置的螺旋式或焊接环式间接钢筋符合本规范第10.3节的规定时，其正截面受压承载力应符合下列规定：
N≤0.9(fcAcor+f'yA's+2αfyA'ss0) Ass0=πdcorAss1/s
相对于第一个公式，混凝土部分只考虑了核心部分面积，最后一项为考虑间接钢筋（箍筋）对核心区混凝土的约束，对柱子承载力提高的贡献值。