混凝土结构设计原理模拟卷

模拟卷
一、判断说明题（20分）
1、混泥土立方体试块的尺寸越大，强度越高。

解析：错混泥土尺寸愈小测出的抗压强度愈高。

2、在剪压复合应力状态下，砼的抗剪强度一般随压应力的增加而减小。

[╳ ] 分析：在剪压复合应力状态下，当压力较小时，砼的抗剪强度一般随压应力的增加而增大。

3、正常使用极限状态主要考虑有关结构的安全性的功能，而承载能力极限状态主要考虑有关结构实用性和耐久性的功能。

KEY: 错误；正常使用极限状态主要考虑有关结构的实用性和耐久性的功能，而承载能力极限状态主要考虑有关结构安全性的功能。

4、轴心受力构件中配有纵向钢筋和箍筋，纵向钢筋的作用是承受轴向拉力或压力，箍筋的作用则是固定纵向钢筋。

KEY：正确；纵向钢筋承受拉力，箍筋则保持构件在制作过程中不发生变形和错位。

5、正常使用条件下使用的钢筋混泥土梁处于梁工作的第3阶段。

解析：错正常使用条件下使用的钢筋混泥土梁处于梁工作的第2阶段
二、选择说明题（20分）
1、配有螺旋箍筋的受压柱，其极限承载力提高的原因是（ C ）。

A、螺旋箍筋增加了受压钢筋截面面积；
B、螺旋箍筋与混凝土一起受压；
C、螺旋箍筋约束了核心混凝土的横向变形；
D、螺旋箍筋防止纵向受力压屈。

解析：混凝土三向受压强度试验表明，由于侧向压应力的作用，将有效的阻止混凝土在轴向压力作用下所产生的侧向变形和内部微裂缝的发展，从而使混凝土的抗压强度有较大的提高。

2、纵向钢筋与箍筋的配筋强度比ξ应满足＿＿条件？并解释配筋强度比ξ的全
意是什么？起什么作用
A．0.6≤ξ≤1.7 B.0.35≤ξ≤1.2 C.0.5≤ξ≤1.0 D.0.208≤ξ≤0.313
答案：A。

参数ξ反映了受扭构件中纵筋与箍筋在数量和强度上的相对关系，成为纵向钢筋与箍筋的配筋强度比，即纵筋与箍筋的体积比和强度比的乘积。

只有当ξ值在一定范围内时，才能保证构件破坏时纵筋和箍筋的强度都得到充分利
用。

3、当时，应按大偏心受压计算还是小偏心受压计算？并简述偏心受压短柱的破坏形态？偏心受压构件如何分类？
4、答案：按小偏心受压计算。

偏心受压短柱的破坏形态有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种情况。

大偏心受压破坏的特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致受压区混凝土压碎，是与适筋梁破坏形态相类似的延性破坏类型。

小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压
碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压。

但都不屈服，属于脆性破坏。

偏心受压构件的分类：1.当轴心压力的相对偏心距较大，且受拉钢筋又配置不很多时，为大偏心受压破坏；当轴心压力的相对偏心距较大，但受拉钢筋配置很多时，或当轴心压力的相对偏心距较小时，为小偏心受压破坏。

4、请问在预应力构件中先张法和后张法建立的预应力程度哪个高？（B ）（用公式解释）
A.先张法高
B.后张法高
C.一样高
D.不一定，看情况而定
解析：
()()5()()5con lI Ap
pcI A con l Ap l As pcII An
con lI Ap pcI An
con lI Ap l As pcII An
An Ac E As A σσσο
σσσσσσσσσσσαο-∙=
-∙-∙=-∙=-∙-∙==+∙<先张法：后张法：而式中：所以后张法建立的预应力程度要高于与先张法
三、简答题（15分）
1、钢筋混凝土纯扭构件中少筋纯扭构件的破坏有什么特点？计算中如何避免发生少筋破坏？
答：当纵向钢筋和箍筋配置过少（或其中之一过少）时，混凝土开裂后，混凝土承担的拉力转移给钢筋，钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段，其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁，破坏扭矩与开裂扭矩接近，破坏无预兆，属于脆性破坏。

这种构件在设计中应避免。

为了防止这种少筋破坏，《混凝土结构设计规范》规定，受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并应符合受扭钢筋的构造要求。

2、试分析减少受弯构件挠度和裂缝宽度的有效措施是什么？
答：减少受弯构件挠度措施：增加截面高度；提高混凝土强度等级或增加纵向钢筋受拉钢筋截面面积；采用预应力混凝土构件提高受弯构件的刚度来减少挠度 减小裂缝宽度措施：优先选择带肋钢筋；选择直径较小的钢筋；增加钢筋用量
3、请用公式解释一下为什么预应力构件的破坏是脆性破坏？答：
Ncr=Npo+ftk*A0（开裂荷载变大，开裂推迟，抗裂能力提高）
Nu=σs*As+σp*Ap=fy*As+fpy*Ap （构件的承载能力并没有提高，故预应力构件是脆性破坏）
四、计算题（45分）
1、已知T 形截面梁，截面尺寸如图所示，混凝土采用C30，2/3.14mm N f c =，
纵向钢筋采用HRB400级钢筋，2/360mm N f y =，环境类别为一类。

若承受的弯矩设计值为M=700kN ·m ，计算所需的受拉钢筋截面面积A S （预计两排钢筋，
a s =60mm ）。

解：1、确定基本数据
由表查得2/3.14mm N f c =；2/360mm N f y =；a 1=1.0；518.0=b ξ。

2、判别T 形截面类 )2
120640(1206003.140.1)2(01-⨯⨯⨯⨯='-''f
f f c h h h b f a m kN M m kN mm N ⋅=⋅=⋅⨯=70017.5971017.5976
故属于第二类T 形截面。

3、计算受拉钢筋面积A S 。

201'0''1)2()(bh f a h h h b b f a M a c f f f c s -
--=
=
266403003.140.1)2120640(120)300600(3.140.110700⨯⨯⨯-
⨯⨯-⨯⨯-⨯
=0.228 518.0262.0228.0211211==⨯--=--=b s a ξξ
y f
f c c S f h b b f a h b f a A ')('
101-+=ξ
360
120)300600(3.140.1640262.03003.140.1⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯⨯= 23428
mm = 选用4Ф28+2Ф25（A S =2463+982=3445mm 2）
2、一钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸250mm ×500mm ，混凝土强度等级为C20，箍筋为热轧HPB235级钢筋，支座处截面的剪力最大值为180kN ，求箍筋的数量。

解：f t =1.1N/mm 2、f c =9.6 N/mm 2、f yv =210 N/mm 2
（1）验算截面尺寸
486.1250
465,4650<====b h mm h h w w 属厚腹梁，混凝土强度等级为C20，f cuk =20N/mm 2<50 N/mm 2故βc =1
N V N bh f c c 1800002790004652506.9125.025.0max 0=>=⨯⨯⨯⨯=β
截面符合要求。

（2）验算是否需要计算配置箍筋
),180000(5.895124652501.17.07.0max 0N V N bh f t =<=⨯⨯⨯=故需要进行
配箍计算。

（3）只配箍筋而不用弯起钢筋
01025.17.0h s
nA f bh f V sv yv t ⋅⋅+= 则 m m m m s
nA sv /741.021= 若选用Φ8@120 ，实有
可以）(741.0838.0120
3.5021>=⨯=s nA sv 配箍率%335.01202503.5021=⨯⨯==
bs nA sv sv ρ 最小配箍率)(%126.0210
1.124.024.0min 可以sv yv t sv f f ρρ<=⨯==
3、某矩形钢筋混凝土柱，b*h=400mm*600mm,轴向压力设计值
N=130kN,M=210kN*m 混凝土为C40，纵筋采用HRB400（三级），选用4个直径20（As=1256mm ²,As'=1250mm ²），构件的计算长度为4m 。

求该截面在h 方向能承受的弯矩设计值。

(已知：αs=αs'=45mm, fy=fy'=360N/mm
²,fc=19.1N/mm
²。

)
''401'
'''100-f 1201036015203601250=145 1.518555287.51.019.1400
()() 1.019.1400145(555145/2)36015227-7y s y s
b c s c y s s N A f A X mm h mm f b x f bx h f A h N ξαααα+⨯-⨯+⨯==<=⨯=⨯⨯-+-⨯⨯⨯⨯-+⨯=属于大偏心受压情况 X=145mm>2说明受压钢筋能达到屈服强度
由公式（）得，e=4
0000(55545)67812010678600/2454232
/4000/600 6.67,1
423,20423204031200.42348.3648.36i s i a i a mm h e e mm l h e mm
e e e mm
M Ne KN m
M KN m
ηαη⨯-=⨯=-+=-+====∴===-=-===⨯=⋅=⋅取考虑附加偏心距的作用，即e 则弯矩设计值。