石家庄铁道大学混凝土结构设计原理2010年上半年土木期末试卷AB及答案

课程名称： 混凝土结构设计原理 任课教师： 考试时间： 120 分钟 学号： 姓名： 班级： 考试性质(学生填写)：正常考试( )缓考( )补考( )重修( )提前修读( ) 题 号 满 分 得 分 阅卷人 一 20 二 10 三 10 四 30 五 30 六 七 总分 100 (注：答案全部写在答题纸上) 一、单项选择题：(每小题2分，共20分)

1.与素混凝土梁相比，适量配筋的钢筋混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力( )

A．均提高很多 B．承载力提高很多，抗裂能力提高不多 C．抗裂能力提高很多，承载力提高不多 D. 均提高不多

2．下图为一矩形截面梁正截面的抵抗弯矩图和弯矩包络图，只有纵筋N1提供弯起，则N1的不需要点为( )

3．下列选项为结构或构件在使用中出现的几种情况,其中属于超过了正常使用极限状态的为( )

A．水池结构因开裂引起渗漏； B．梁因配筋不足造成断裂破坏；

第1页，共5页

C．施工中过早拆模造成结构倒塌； D．偏心受压柱失稳破坏。

4．正常使用极限状态设计进行荷载效应的短期效应组合时，对可变荷载应采用( )

A．标准值 B．代表值 C．频遇值 D．准永久值

5．对于钢筋混凝土无腹筋梁，当剪跨比m<1时，常发生的斜截面受剪破坏形态为( )

A．弯曲破坏 B．剪压破坏 C．斜拉破坏 D．斜压破坏 6．下列对于钢筋混凝土剪扭构件的承载力，说法不正确的是( )

A．抗剪承载力比不受扭矩时的小； B．抗扭承载力比纯扭时的小； C．加大箍筋间距，对两种承载力没有影响； D．提高混凝土强度，承载力会提高。 7．矩形截面小偏心受压构件截面设计时，离轴向力较远一侧钢筋As可按最小配筋率配置，这是为了( )

A．保证构件破坏时，As的应力能达到受拉屈服强度 B．保证构件破坏时，As的应力能达到受压屈服强度 C．保证构件破坏时，从As一侧先被压坏

D．节约钢材用量，因为构件破坏时As的应力一般达不到屈服强度。 8．一圆形截面螺旋箍筋柱，

l0d10.5，稳定系数为0.95，配有螺旋箍筋。螺旋筋

的换算截面积与受压纵筋面积之比大于25%。若按普通钢筋混凝土柱计算，其承载力为300kN，若按螺旋箍筋柱计算，其承载力为400kN，则该柱的承载力应视为( ) A．300 kN B.400 kN C.380kN D. 285kN 9．施加预应力的目的是( )

A．提高构件的承载力 B．提高构件的抗裂度及刚度 C．提高构件的承载力和抗裂度 D．对构件强度进行检验

10．为减少混凝土加热养护时受张拉的预应力钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失σl3的措施，下列( )是正确的。 A．增加台座长度和加强锚固

B．提高混凝土强度等级或更高强度的预应力钢筋 C．采用二次升温养护或在钢模上张拉预应力钢筋 D．采用超张拉

二、填空题(每空1分，共10分)

1．边长为100mm的非标准立方体混凝土试块的抗压强度换算成标准试块的强度，则需乘以换算系数( )。

2．钢筋混凝土中常用的HRB335级钢筋代号中数字335表示( )。

第2页，共5页

3．公路桥梁结构构件的目标可靠指标与结构构件的破坏类型和( )有关。 4．钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算时受压区混凝土等效矩形应力图形的等效原则是( )和( )

5．《公路桥规》规定，为满足斜截面抗弯承载力的要求，纵向钢筋弯起点的位置与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离，不应小于( )。

6．梁的斜截面抗剪承载力计算公式的建立是以( )破坏形态为依据的。 7．某钢筋混凝土短柱，作用一轴向压力，两年后因需要卸去该轴向压力，则该柱截面内纵向钢筋的受力状态为( )，混凝土的受力状态为( )(填受压、受拉或不受力)。

8．《公路桥规》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于( )。

三、判断题(每小题1分，共10分。对的打“√”错的打“×”)

1．混凝土的徐变是指混凝土受长期荷载后，其应力保持不变的条件下，其应变会随时间的增长而逐渐增大的现象。( )

2．混凝土双法向受力时，两向受拉情况下强度降低。( )

3．钢筋混凝土梁中纵向受力钢筋的截断位置，在理论不需要点处截断。( ) 4．正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第III阶段。( )

5．钢筋混凝土偏心受压构件采用对称配筋时，如果截面尺寸和形状相同，混凝土强度等级和钢筋级别也相同，但配筋数量不同，则在界限破坏时，它们的Nu是相同的。( )

6．钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度在配筋率一定时，随着受拉纵筋直径的增大而增大。( )

7．受扭构件承载力计算中，配筋强度比的限制条件0.6<<1.7的目的是保证构件受扭破坏时受扭纵筋和箍筋均可达到屈服强度。( )

8．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。( ) 9．预压应力能够提高受弯构件的受剪承载力。( )

10．超张拉是指张拉应力超过预应力钢筋的张拉控制应力值con，而不是指张拉控制应力值con超过预应力钢筋的强度标准值。( )

四．简答题(每小题6分，共30分)

1．什么叫极限状态？我国《公路桥规》规定了哪两类结构的极限状态?

2．以下(a)~(d)图为截面尺寸相同、材料相同但配筋率不同的四个受弯构件正截面，回答下列问题：

(1)以上截面分别属于那种破坏特征？

第3页，共5页

(2)破坏时的钢筋应力情况各是怎样？

(a)min (b)minmax (c)max (d)max

3．影响钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？ 4．简述钢筋混凝土偏心受压构件的两种破坏形态的名称及特点。

5．预应力混凝土受弯构件，在施工阶段计算预加应力产生的混凝土法向应力时，为什么先张法构件用A0，而后张法构件用An？A0、An的含义分别是什么？

五．计算题(每小题10分，共30分)

1．已知一预应力混凝土简支T形截面梁，截面尺寸及配筋如图所示，承受的弯矩组合设计值

Md5940kNm，安全等级为二

级。采用C50混凝土，抗压强度设计值fcd22.4MPa，预应力钢筋截面面积Ap2940mm，抗拉强度设计值fpd1260MPa，非预应力钢筋采用HRB400级钢筋，

2As1272mm2，抗拉强度设计值

fsd330MPa。受压翼板有效宽度bf2200mm，hf180mm，

b0.4，ap100mm，as45mm。求：该梁截面的正截面抗弯承载力是否满足

要求？

2．已知矩形截面偏心受压构件，截面尺寸为b×h=400mm×600mm，承受轴向力组合设计值N=938kN，弯矩组合设计值M=375.2kN.m。混凝土强度等级为C25，

第4页，共5页

280MPa，结构重要性系数fcd11.5MPa，纵向钢筋采用HRB335级，fsdfsdγ0=1.0，环境类别为一类。采用不对称配筋， b＝0.56，偏心距增大系数η=1.12，设

40mm。 asas求：纵向钢筋截面面积As、As。

(提示：一侧钢筋最小配筋率为0.2%；全部纵筋的最小配筋率为0.6%)

3. 已知一装配式钢筋混凝土矩形截面简支梁，混凝土强度等级为C30，截面尺寸

2b×h=300mm×500mm，HRB335级钢筋，As1964mm布，置为一层，as45mm，t配筋如下图所示。施工时荷载标准值产生的弯矩为Mk140kNm，安装时混凝土轴

2.88104MPa，18.06MPa，心抗压强度标准值fck混凝土的弹性模量Ec钢筋的

5弹性模量Es2.010MPa。

求：验算该截面混凝土和钢筋的应力是否符合要求。(不用考虑安装时的动力系数)

tt，si0.75fsk) (提示：cc0.8fck

第5页，共5页

石家庄铁道学院2010-2011学年第2学期 2008 级本科班期末考试试卷(A)标准答案

一、 选择题(每小题2分，共20分)

BCACD CDBBC 二、 填空题(每空1分，共10分)

1) 0.95

2) 抗拉屈服强度335MPa 3) 结构安全等级

4) 合力大小不变，合力作用点不变 5) 0.5h0 6) 剪压破坏 7) 受压，受拉 8) C40

三、 判断对错(每小题1分，共10分)

1)-5) √ X X X √ 6)-10) √ √ X √ √ 四、简答题(每小题6分，共30分)

1、答：结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足某项预定功能要求时，此特定状态称为该功能的极限状态。（4分）

分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。（对一个一分，共2分） 2、答：分别对应少筋破坏、适筋破坏、界限破坏和超筋破坏(错一个减1分) 除超筋破坏钢筋不屈服外，其他均屈服。（错一个减1分）

3、答：剪跨比、混凝土强度等级、纵筋的配筋率、箍筋的配箍率和强度。（少一个减1分，全部错误0分）

4、答：偏心受压构件破坏形态分为大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。(各占1分，共2分)

(1)大偏心受压破坏：构件截面靠近偏心压力一侧受压，另一侧受拉。破坏是受拉钢筋首先达到屈服强度，然后受压混凝土压坏。破坏前有明显的征兆，属于延性破坏(2分)

小偏心受压破坏：受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝

第6页，共5页

土被压碎，同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，而另一侧的钢筋，不论受拉还是受压，其应力均不达到屈服强度，破坏前构件横向变形无明显的急剧增长。破坏前没有明显的征兆属于脆性破坏(2分)

5、答：A0表示换算截面面积，An表示净截面面积。（各占1分，共2分）

先张法切断钢束产生预应力时预应力钢束和混凝土已经形成了一个整体，所以预加预应力阶段的计算采用换算截面面积。(2分)

后张法施工阶段力筋和混凝土还没有形成一个整体，所以施工阶段计算时采用净截面面积。(2分)

五、计算题(每小题10分，共30分)

1、(10分)

(1)判断T梁类型

AsfsdApfpd1272330294012604124.16kNmfcdbfhf8870.4kNmAsfsdApfpdfcdbfhf

故为第Ⅰ类T梁。

——(2分)

(2)求x

x(3)求Mu

AsfsdApfpd83.7mm ——(3分) fcdbfaAsfsdasApfpdapAsfsdApfpd

94mm ——(1分)

xMufcdbfx(h0)6862.5kNm ——(3分)

2(4)判断是否能安全承载

Mu0Md ——(1分)

故该截面能安全承载。

2、(共10分)

(1)大小偏心初步判别： ——(2分)

第7页，共5页

e01.12M375.21.12448mm>0.3h00.3560168mm N938(2)计算所需的纵向钢筋面积

取b0.56， ——(1分)

ese0h2as448600/240708mm Ne2A'sb(10.5b)fcdbh0sf'sd(h0a's)9381037080.56(10.50.56)11.54005602280(56040)566.4mm2>(0.002bh)480mm2 f''AcdbxfsdAsNsf sd11.54000.56560280566.4938103 280 2368mm2minbh480mm2)'AsA'sbh0.6%

3、(共10分) 解：EsEsE6.94 ，h0hs455mm c(1)计算x

由

12bx2EsAsh0x 得到：x＝163mm (2)计算Icr

I12cr3bx3EsAsh0x1.5952109mm4 (3)计算tcc 、 tst

第8页，共5页

——(4分)

——(3分) ——(2分)

——(2分)

cc

ttMtk140106163x14.3MPa0.8fck14.4MPa ——(3分) Icr1.5952109Mkt(hox)Es177.85MPa0.75fsk251MPa ——(3分)

Icrst

第9页，共5页

石家庄铁道学院2010-2011学年第2学期

级本科班期末考试试卷B

课程名称： 混凝土结构设计原理 任课教师： 考试时间： 120 分钟学号： 姓名： 班级： 考试性质（学生填写）：正常考试（ ）缓考补考（ ）重修（ ）提前修读（ ） 题 号 满 分 得 分 改卷人 一 12 二 15 三 18 四 35 五 20 六 七 总分 100

(注意：全部答案写在答题纸上) 一.选择题(每小题1.5分，共12分)

1. 同一强度等级的混凝土，各种强度之间的大小关系是( )

A fc>fcu>ft Bfcu>fc>ft 2.

C fcu>ft>fc Dfc>ft>fcu

在不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中( ) A徐变使混凝土和钢筋压应力均增大；

B徐变使混凝土压应力减小，钢筋压应力增大； C徐变使混凝土压应力增大，钢筋压应力减小； D徐变使混凝土和钢筋压应力均减小。

下面结构上的作用，属于永久作用的是( )

A.车辆荷载 B.风荷载 C. 预加应力 D 人群荷载

受弯构件中有一种钢筋的作用是：提高斜截面抗剪承载力，联结受拉主钢筋和受压区混凝土使其共同工作，固定钢筋位置使梁内各种钢筋构成钢筋骨架。这种钢筋是( )

A箍筋 B.弯起钢筋 C.架立钢筋 D.水平纵向钢筋 对于钢筋混凝土受弯构件荷载裂缝宽度的说法，不正确的是( )。 A 受拉纵筋配筋率越大，裂缝宽度越小； B 采用变形钢筋比采用光圆钢筋裂缝宽度小； C长期荷载作用下裂缝宽度加大；

D受拉纵筋面积相同时，钢筋直径越小，裂缝宽度越大。

进行受弯构件斜截面抗剪承载力计算时，要限制截面最小尺寸，主要是为了防止构件发生( )

共3页，第 1 页

3. 4.

5.

6.

A斜拉破坏； B剪压破坏；

C斜压破坏； D斜截面受弯破坏。 7. 全预应力混凝土指( )

A在荷载短期效应组合下正截面受拉边缘严格不允许出现拉应力；

B在荷载短期效应组合下正截面受拉边缘可以出现拉应力，但要对拉应力限制； C在荷载短期效应组合下正截面受拉边缘可以开裂，但裂缝宽度要限制。

8. 《公路桥涵设计规范》规定预应力混凝土构件所采用的混凝土的强度等级不应低于

( )

A.C20 B.C30 C.C40 D. C50

二.填空题(每空1分，共15分)

1. 影响混凝土徐变的因素有( )、( )等(列出其中2个)。

2. 钢筋和混凝土之间的粘结力由( )、( )和( )组成。 3. 影响有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有( )、( )、

( )等(列出其中3个)。

4. 结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的概率叫( )。 5. 公路桥规规定：适筋受扭破坏的配筋强度比的取值范围是（ ）。 6. 大偏心受压构件，承受的轴心压力增大，其抗弯承载力会（ ）（填增大、减

小或不变） 7. 进行钢筋混凝土双筋梁的设计计算时，如果x2a。 s，说明（ ）8. 钢筋混凝土受弯构件内的腹筋有（ ）和（ ）。

9. 某预应力混凝土先张梁，各项预应力损失为：锚具变形、钢筋回缩引起的l2＝

10MPa，养护温差引起的l3＝25MPa，弹性压缩引起的预应力损失为l4＝33.2MPa，预应力筋松弛引起的l5＝31MPa，混凝土收缩徐变引起的l6＝111.2MPa，则传力锚固时发生的第一批预应力损失lI＝( )MPa。

三、名词解释（每个3分，共18分）

混凝土收缩 混凝土保护层厚度 混凝土碳化

配箍率 结构可靠性 无粘结预应力混凝土

四.简答题(每小题5分，共 35 分)

1. 说明混凝土构件中配筋的作用。 2. 为什么钢筋和混凝土能共同工作？

3. 什么叫承载能力极限状态？结构的承载能力极限状态包括哪些内容？

共3页，第 2 页

4. 5. 6. 7. 受弯构件正截面的三种破坏形态是什么？简述每种破坏形态的特点。 钢筋混凝土受弯构件内有哪些钢筋？作用是什么？ 大偏心受压破坏和小偏心受压破坏的特征是什么？

简述预应力混凝土后张梁的施工工序。后张梁的预应力是如何传递和保持的？

五.计算题(共20分)

1. 某T形截面梁，截面尺寸为b=200mm，h=700mm，有效翼缘宽度bf＝700mm，

hf＝100mm，as＝70mm，As2945mm2，见图4-1，纵筋为HRB335，混凝土为C30。

01.0，b＝0.56，若外荷载引起的弯矩Md＝510kNm，问是否能安全承载？ (已知：

280MPa)。 fcd＝13.8 MPa，min＝0.2％，fsdfsd70010070As200700 图4-1 T形截面梁

2. 钢筋混凝土偏心受压构件，截面尺寸bh＝300×450mm，计算长度l0＝2.0m；轴向力组合设计值Nd＝190kN，弯矩组合设计值Md140kNm，混凝土为C30，纵

＝筋采用HRB335，结构安全等级为二类，0＝1.0。偏心距增大系数1.0，asas280MPa，单45mm。设计钢筋As=As。(已知：b＝0.56，fcd＝13.8 MPa，fsdfsd侧纵筋最小配筋率0.2％)。

共3页，第 3 页