08级混凝土结构设计原理试卷(参考答案)修改解析

广州大学2010-2011 学年第一学期考试卷
课程混凝土结构设计原理考试形式（有限开卷，考试）
一、概念选择题（均为单选题，每题1分，共40分，请将正确答案填写在下列答题卡相应位置）。

1．我国现行的混凝土结构设计规范采用：（）A．以概率理论为基础的极限状态设计方法；B．容许应力法；
C．以单一安全系数表达的极限状态设计方法；D．承载能力极限状态。

2．在轴向压力和剪力的共同作用下，混凝土的抗剪强度：（）A．随压应力的增大而增大；
B．随压应力的增大而减小；
C．随压应力的增大而增大，但压应力超过一定值后，抗剪强度反而减小；
D．与压应力无关。

3．下列关于钢筋与混凝土之间粘结锚固承载力的见解，不正确的是： （ ）
A ．变形钢筋突出的肋与混凝土的机械咬合作用显著的提高了粘结锚固力；
B ．适当加大锚固区混凝土保护层厚度，可提高对锚固钢筋的握裹作用；
C ．不配置箍筋的锚固，当保护层厚度不是很大时，因外围混凝土容易产生纵向劈裂，从而削弱锚固作用；
D ．结构构件承受的荷载越大，粘结锚固承载力越小。

4．以下关于混凝土强度等级C40的说法，正确的是： （ ）
A ．标准立方体试块抗压强度设计值MPa f cu 40=；
B ．标准立方体试块抗压强度标准值MPa f k cu 40,=；
C ．棱柱体试块抗压强度设计值MPa f c 40=；
D ．棱柱体试块抗压强度标准值MPa f ck 40=。

5．以下作用中属于偶然荷载的是： （ ）
A ．地震作用；
B ．风荷载；
C ．自重；
D ．核爆炸作用。

6．当结构出现以下何种状态时，即认为该结构已超过了承载能力极限状态： （ ）
A ．影响正常使用的变形；
B ．影响正常使用的振动；
C ．结构构件过度变形而不适于继续承载；
D ．影响结构耐久性的局部破坏。

7．下列有关结构设计的说法不正确的是： （ ）
A ．结构的可靠度与使用年限有关；
B ．我国建筑结构设计规范采用的一般结构的设计基准期为50年；
C ．我国建筑结构设计规范采用的普通房屋的设计使用年限为50年；
D ．结构安全等级为三级的建筑，当柱承受恒载为主时，其安全等级应提高一级。

8．结构的可靠指标β与失效概率P f 之间存在下列何种关系： （ ）
A ．β愈大，P f 愈大；
B ．β与P f 呈反比关系；
C ．β与P f 呈正比关系；
D ．β与P f 存在一一对应关系，β愈大，P f 愈小。

9．混凝土保护层厚度是指：
（ ）
A ．纵向受力钢筋的外边缘至混凝土表面的垂直距离；
B ．箍筋外表面至混凝土表面的垂直距离；
C ．受力钢筋形心至混凝土表面的垂直距离；
D ．受力钢筋合力点至混凝土表面的垂直距离。

10．混凝土适筋梁受弯承载力设计应以何种状态时的应力图作为计算依据： （ ）
A ．Ⅰ；
B ．Ⅰa ；
C ．Ⅱ；
D ．Ⅲa 。

11．提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是： （ ）
A ．提高混凝土强度等级；
B ．增加保护层厚度；
C ．增加截面高度；
D ．增加截面宽度。

12．有两根其它条件均相同的受弯构件，仅正截面受拉区受拉钢筋的配筋率ρ不同，一根
ρ大，一根ρ小。

设cr M 是正截面开裂弯矩，u M 是正截面受弯承载力，则ρ与u
cr M M /的关系是： （ ）
A ．ρ大的，u cr M M /大；
B ．ρ小的，u cr M M /大；
C ．两者的u cr M M /相同；
D ．无法比较。

13．单筋矩形截面梁mm mm h b 600250⨯=⨯，混凝土强度等级为C35，受力纵筋采用HRB335和HRB400。

试问，进行该梁抗弯承载力计算时b ξ应取下列何项数值： （ ）
A ．0.550；
B ．0.518；
C ．0.614；
D ．0.499。

14．某T 形截面简支梁，mm b 250=，mm h 650=，mm b f 1250='，mm h f 100='。

混凝土强度等级为C50，纵筋采用HRB400，试问，该梁按构造要求需配置的下部最小纵筋面积（mm 2）与下列何项数值最为接近： （ ）
A ．363.31；
B ．383.99；
C ．325；
D ．620.3。

15．某T 形截面梁，当)5.0(01f f f c h h h b f M '-''>α，则该截面属于： （ ）
A ．第一类T 形截面；
B ．第二类T 形截面；
C ．第一、第二类T 形截面的分界；
D ．双筋截面。

16．在进行钢筋混凝土双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算时，要求受压区高度
's 2a ≥x 的原因是： （ ）
A ．为了保证计算简图的简化；
B．为了保证不发生超筋破坏；
C．为了保证梁发生破坏时受压钢筋能够屈服；
D．为了保证梁发生破坏时受拉钢筋能够屈服。

17．一般板不作抗剪计算，主要因为：（）A．板内不便配箍筋；
B．板的宽度大于高度；
C．板一般承受均布荷载；
D．一般板的受剪承载力大于受弯承载力。

18．防止梁发生斜压破坏最有效的措施是：（）A．增加箍筋；B．加大截面；
C．增加纵筋；D．将纵筋弯起。

19．梁内弯起多排钢筋时，相邻上下弯点间距应＜Ｓmax，目的主要是保证：（）A．斜截面受剪能力；B．斜截面受弯能力；
C．正截面受弯能力；D．正截面受剪能力。

20．受弯构件斜截面破坏的主要形态中，就抗剪承载能力而言：（）A．斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏；
B．剪压破坏>斜拉破坏>斜压破坏；
C．斜压破坏>剪压破坏>斜拉破坏；
D．剪压破坏>斜压破坏>斜拉破坏。

21．连续梁在主要为集中荷载作用下，计算抗剪承载力时剪跨比可以使用：（）A．计算剪跨比；B．计算剪跨比和广义剪跨比的较大值；
C．广义剪跨比；D．计算剪跨比和广义剪跨比的较小值。

22. 钢筋混凝土梁内配置箍筋的主要目的之一是：（）
A．承受剪力；B．弥补纵向钢筋的不足；
C．承受弯矩；D．提高混凝土的强度。

23. 以下因素对提高钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载能力最有效的是：（）
A．截面高度；B．截面宽度；C．混凝土强度；D．钢筋等级。

24．在保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中： （ ）
A ．徐变使混凝土压应力减小
B ．混凝土及钢筋的压应力均不变
C ．徐变使混凝土压应力减小，钢筋压应力增大
D ．徐变使混凝土压应力增大，钢筋压应力减小
25．钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是： （ ）
A ．远离轴向力一侧的钢筋先受拉屈服，随后另一侧钢筋屈服，混凝土压碎；
B ．远离轴向力一侧的钢筋应力不定，随后另一侧钢筋压屈，混凝土压碎；
C ．近轴向力一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧钢筋受压屈服，混凝土压碎；
D ．近轴向力一侧的钢筋和混凝土先屈服和压碎，远离纵向力一侧钢筋随后受压屈服。

26．对于对称配筋的钢筋混凝土受压柱，大小偏心受压构件的判断条件是： （ ）
A ．03.0h e i <η时，为大偏心受压构件；
B ．b ξξ>时，为大偏心受压构件；
C ．b ξξ≤时，为大偏心受压构件；
D ．03.0h e i >η时，为大偏心受压构件。

27．一矩形截面对称配筋柱，截面上作用两组内力，两组内力均为大偏心受压情况，已知M 1<M 2，N 1>N 2，且在（M 1，N 1）作用下，柱将破坏，那么在（M 2，N 2）作用下： ( )
A ．柱不会破坏；
B ．不能判断是否会破坏；
C ．柱将破坏；
D ．柱会有一定变形，但不会破坏。

28．某对称配筋普通钢筋混凝土构件，经检验发现少放了20％的钢筋，则： ( )
A ．对纯弯承载力没有影响；
B ．对轴拉承载力没有影响；
C ．对轴压承载力没有影响；
D ．对大小偏压界限状态轴力承载力没有影响。

29．偏拉构件的抗弯承载力： ( )
A ．随着轴向力的增加而增加；
B ．小偏心受拉时随着轴向力的增加而增加；
C ．随着轴向力的减少而增加；
D ．大偏心受拉时随着轴向力的增加而增加。

30．设计钢筋混凝土受扭构件时，其受扭纵筋与受扭箍筋的配筋强度比 应： ( )
A．＜0.5；B．＞2.0；
C．不受限制；D．在0.6～1.7之间。

31．《混凝土结构设计规范》（GB50010）对于剪扭构件所采用的计算模式是： ( ) A．混凝土承载力及钢筋承载力均考虑相关关系；
B．混凝土承载力及钢筋承载力都不考虑相关关系；
C．混凝土承载力不考虑相关关系，钢筋承载力考虑相关关系；
D．混凝土承载力考虑相关关系，钢筋承载力不考虑相关关系；
32．钢筋混凝土梁在正常使用荷载下：( ) A．通常是带裂缝工作的；
B．一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力消失殆尽；
C．一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面；
D．不会出现裂缝。

33．提高截面刚度的最有效措施是：( ) A．提高混凝土强度等级；B．增大构件截面高度；
C．增加钢筋配筋量；D．改变截面形状。

34．减少钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度，首先应考虑的措施是：( ) A．采用细直径的钢筋或变形钢筋；B．增加钢筋面积；
C．增加截面尺寸；D．提高混凝土的强度等级。

35．对所有钢筋混凝土结构构件都应进行：（）A．抗裂度验算；B．裂缝宽度验算；
C．变形验算；D．承载能力计算。

36．以下说法中不恰当的是：( ) A．设计使用年限为100年的结构构件，重要性系数可取1.1；
B．承载力极限状态设计时，应考虑荷载效应的基本组合；
C．裂缝宽度验算时，应考虑荷载效应的标准组合与准永久组合；
D．变形验算时，应考虑荷载效应的标准组合与准永久组合。

37．现浇单向板肋梁楼盖设计时，板和次梁可采用折算荷载，这是因为： （ ）
A ．在板的长跨方向也能传递一部分荷载；
B ．塑性内力重分布的有利影响；
C ．支座的弹性约束；
D ．出现活载最不利布置的可能性较小。

38．下列有关板配筋的叙述中，错误的是： （ ）
A ．单向板的受力钢筋沿短跨方向布置；
B ．双向板的受力钢筋沿长短两个方向布置
C ．单向板的分布钢筋垂直于受力钢筋方向布置；
D ．双向板的配筋方式有分离式和弯起式两种
39．图1所示的5跨连续梁，当计算第四跨跨中最大正弯矩时的活荷载布置为：（ ）
A ．1，2，5跨；
B ．1，2，4跨；
C ．1，3，5跨；
D ．2，4跨。

图 1 概念选择题39题图
40．钢筋混凝土连续梁采用调幅法时，要求35.01.0≤≤ξ，以保证： （ ）
A ．塑性铰的转动能力和正常使用；
B ．足够的承载力；
C ．正常使用；
D ．发生适筋破坏。

二、计算选择题（选择答案，并写出计算过程或理由。

共计60分）,选对答
案给1分，其余可分步给分。

本部分内容中的材料性能参数：
C30混凝土：f c =14.3N/mm 2
；f t =1.43N/mm 2
，f tk =2.01N/mm 2
2
4/100.3mm N E c ⨯=
C40混凝土：f c =19.1N/mm 2
；f t =1.71N/mm 2
；HPB300钢筋：2
/270mm N f f y y ='=；
HRB335钢筋：2
/300mm N f f y y ='=；HRB400钢筋：f y =360N/mm 2
；
HRB500钢筋：2
/435mm N f f y y ='=，25/100.2mm N E s ⨯=
2220
2200 2200 2200 2220
A
B
C
D
E
F
（一）、某支承在砖墙上的钢筋混凝土伸臂梁（如图2所示），若混凝土强度等级C30，
纵向受力钢筋为HRB500，构造钢筋和箍筋为HPB300。

mm a 60=，mm a 40='。

承受均布恒荷载设计值（含梁自重）g ，AB 、BC 跨可能承受的均布活荷载设计值为q 1 ，CD 跨可能承受的均布活荷载设计值为q 2，且q 1< q 2，无集中力作用。

图2
1．以下关于构件中产生剪力的说法正确的是： （ A ）（3分）
A ．在BC 、CD 跨布置活荷载使支座C 产生的剪力最大，最大剪力位于C 截面左侧；
B ．仅在CD 跨作用活荷载使支座
C 产生的剪力最大，最大剪力位于C 截面左侧； C ．全跨作用活荷载使支座C 产生的剪力最大，最大剪力位于C 截面右侧；
D ．仅在CD 跨作用活荷载使支座C 产生的剪力最大，最大剪力位于C 截面右侧。

解：
根据连续梁各截面活荷载最不利布置的原则，求某支座左、右截面最大剪力时，应在该支座左右两跨布置活荷载。

所以答案为A 。

2．相对界限受压区高度b ξ最接近以下何值： （ B ）（4分）
A ．0.423；
B ．0.482；
C ．0.550；
D ．0.518。

解：
482.00033
.0100.2435
18
.0151
=⨯⨯+
=
+
=
cu
s y b E f εβξ
3．若梁截面尺寸mm mm h b 700250⨯=⨯，AB 跨跨中正弯矩区控制截面的弯矩设计值为m kN ⋅3.569，则梁AB 跨跨中所需的受拉钢筋截面面积最接近以下何值：（ A ）（7分）
A ．2670mm 2
； B ．3580 mm 2
； C ．1480mm 2
； D ．129 mm 2。

解：
mm a h h 640607000=-=-=
482.0=b ξ
367.0)482.05.01(482.0)5.01(=⨯-⨯=-=b b sb ξξα 367.0389.0640
2503.140.1103.5692
6
201>=⨯⨯⨯⨯==bh f a M a c s ，设计成双筋截面。

取482.0==b ξξ
)40640(435)482.05.01(482.06402503.140.1103.569)()5.01(26'
0'2
01'
-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=---=a h f bh f a M A y b b c s
ξξ 27.128mm =
435
482
.06402503.140.17.12843501''⨯⨯⨯⨯+⨯=
+=
y
b
c s y s f bh f a A f A ξ
29.2663mm =
4．计算得梁的弯矩包络图如图3所示，若B 支座弯矩调幅系数为0.2，调幅后B 支座的纵向受拉钢筋面积s A 最接近以下何值： （ B ） (7分)
A ．2752s A mm = ；
B ．2850s A mm =；
C ．21037s A mm =；
D ．2
275s A mm =。

图3 弯矩包络图（单位：kN.m ）
解：
调幅后的B 支座弯矩为：m kN M ⋅=⨯=2162708.0
148.0640
2503.140.1102162
6
201=⨯⨯⨯⨯==bh f a M a c s 35.0161.0148.0211211<=⨯--=--=s αξ
20
18.846435
3.14640250161.00.1mm f f bh A y c s =⨯⨯⨯⨯==ξα {}%2.0%2.0%,148.0max %2.0%,43543.145max %2.0%,45max min
==⎭⎬⎫
⎩⎨⎧⨯=⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=y t f f ρ
2min 350700250%2.0mm bh A s =⨯⨯=>ρ，满足适用条件。

5．若梁C 支座控制截面最大剪力为kN 270。

如果只配8双肢箍筋，请问最合适的箍筋间距s 接近以下何值： （ C ）（7分）
A ．100mm ；
B ．150mm ；
C ．200mm ；
D ．250mm 。

解：
mm a h h 640607000=-=-=
①、复核截面尺寸
mm h h w 6400==，456.2250/640/<==b h w ，属于一般梁。

kN kN bh f c c 2705726402503.140.125.025.00>=⨯⨯⨯⨯=β，符合要求。

②、检验可否按构造配箍
kN kN bh f t 27016.1601064025043.17.07.030<=⨯⨯⨯⨯=-
应按计算配箍。

③、箍筋数量计算
直径为8的双肢箍筋，2
101mm A sv =；
所需箍筋间距为：
0025.17.0h s
A f bh f V V sv
yv
t cs +=≤
mm bh f V h A f s t sv yv 6.198640
25043.17.027*******
10127025.17.025.10
0=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=
-≤
mm s 250max =
所以取mm s 200=
%127.0270
43
.124.024.0%202.020*******,=⨯==>=⨯==
yv t nin sv sv sv f f bs A ρρ
6．设截面特征量361018mm W t ⨯=，mm u cor 1400=，2
112500mm A cor =。

配414（2615mm A stl =）的HRB500纵向钢筋，10@150 （2
15.78mm A st =）的HRB335箍筋
用于抗扭。

则该截面所能承受的扭矩设计值最接近以下何值： （ B ）（10分）
A ．m kN ⋅3.25；
B ．m kN ⋅39.32；
C ．m kN ⋅68.42；
D ．m kN ⋅4.62。

解：
（1）验算截面尺寸
456.2250
640
<==b h w 2686.23.140.12.025.08.010
18mm N f T W T c c t =⨯⨯=⨯≤⨯=β m kN mm N T .48.51.1048.51101886.26
6
=⨯=⨯⨯≤ （2）验算受扭构件纵筋最小配筋率和箍筋最小配箍率
>=⨯=
%35.0700250615
tl ρ%28.043543.185.085.0min ,=⨯
==y
t tl f f ρ %133.0300
43
.128.028.0%42.01502505.782min ,1=⨯==>=⨯⨯==
yv t st st st f f bs nA ρρ 满足要求。

（3）计算配筋强度比值ζ
7．若BC 跨跨中截面的纵向受拉钢筋面积为2
2945mm A s =，m kN M k ⋅=364，则其短
期刚度最接近值为： （ A ）（7分）
A ．2141021.1mm N
B s ⋅⨯= ； B ．2
131059.2mm N B s ⋅⨯=； C ．2121059.2mm N B s ⋅⨯= ； D ．2
131021.1mm N B s ⋅⨯=。

解：67.6100.3100.24
5=⨯⨯==
c s
E E E α 0184.064025029450=⨯==
bh A s ρ，034.0700
2505.02945
5.0=⨯⨯==bh A s te ρ 26
098.2212945
64087.01036487.0mm N A h M s k sk
=⨯⨯⨯==σ
927.098
.221034.001
.265.01.165.01.1=⨯⨯-
=-
=sk
te tk
f σρψ
2142
52
01021.10184
.067.662.0927.015.16402945100.262.015.1mm N h A E B E s s s ⋅⨯=⨯⨯++⨯⨯⨯⨯=++=ραψ
（二）、某钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸mm h mm b 600,400==，计算长度m l 30=，内力设计值m kN M ⋅=625 ，kN N 1180=。

混凝土采用C40，纵筋采用400HRB 级钢筋，mm a a 40'
==，截面采用对称配筋。

1．偏心距增大系数η最接近以下何值： （ A ）（4分）
A ．1；
B ．1.1；
C ．1.4 ； B ．1.5。

解：
560030000==h l
故不需要考虑偏心距增大系数影响
偏心距增大系数1=η 2．大小偏心判定及混凝土受压区高度
x 取值最准确的是： （ B ）（4分）
A ．小偏心，x =80mm ；
B ．大偏心，x =155mm ；
C ．大偏心，x =308mm ；
D ．小偏心，x =10mm 。

解：
由于采用对称配筋
mm b f N x c 45.154400
1.190.11011803
1=⨯⨯⨯==α
mm h x mm a b 08.290560518.08020=⨯=<<='ξ 为大偏心受压构件。

3．所需要的纵向受力钢筋面积接近以下何值： （ A ）（7分）
A ．2'2473mm A A s s == ；
B ．2
'1423mm A A s s ==； C ．2'480mm A A s s == ； D ．2
'1975mm A A s s ==。

解：
mm N M e 7.52910
1180106253
6
0=⨯⨯== mm h mm e a 2030
6003020===
=
mm e e e a i 7.549207.5290=+=+=
mm e i 7.549=η
mm a h
e e i 7.809403007.5492
=-+='-+
=η )
()
5.0('0'01'a h f x h bx f Ne A A y c s s ---=
=α
2
375.2060)
40560(360)45.1545.0560(45.1544001.190.17.809101180mm =-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=
2min 480600400%2.0mm bh A A s
s =⨯⨯=>'=ρ 满足要求。