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混凝土结构设计原理试题
山东建筑工程学院
《混凝土结构设计原理》试题一
一、填空题(12 分,每空 1 分)
1.检验钢筋的塑性性能指标有和。
2.建筑结构的功能要求满足安全性、和。
3.适筋受弯构件正截面各阶段的受力状态是结构设计的依据。
其中Ⅰ是 的依据,Ⅱ是的依
据;Ⅲ是的依据。
4.应用双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式时,必须满足适用条
件 x≥2a’s 是为了。
5.大小偏心受拉构件的判别条件是:
当使大偏拉构件;
当 是小偏拉构件。
6.结构的极限状态包括和两种极限
状态。
二、单项选择题(2*4 分=8 分)
1.混凝土的基本力学指标是:
()
A fcu fcB fc ftC fcufcftD fcm fcft
2.受弯构件正截面承载能力计算公式是根据() 形态建立的。
A 超筋破坏B 适筋破坏
C 少筋破坏D 弯曲破坏
3.梁内腹筋过多,将发生:
()
A 斜压破坏B 剪压破坏
C 斜拉破坏D 只发生弯曲破坏,不发生剪切
破坏
4.当钢筋混凝土受弯构件裂缝宽度超过规范限值不多时,减小裂缝宽度的
有效措施是:
()
A 在钢筋总面积不变的情况下,采用较细直径的钢筋;
B 增加钢筋的强度等级;
C 增大保护层厚度;
D 增大梁的高度。
三、简答题(4*5 分=20 分)
1. 混凝土的强度等级是怎样确定的?
2. 钢筋与混凝土之间的粘结力有哪几部分组成?
1
N/mm2),钢筋为Ⅱ级(N/mm2),弯矩设计值 M=130kN.m,300==yyff
3. 斜截面破坏形式有哪几种,如何避免?
4. 偏心受压构件有哪几种破坏形式,各自的破坏特征是什么?
5.影响裂缝宽度的主要因素是什么?
四、计算题(60 分,每小题 15 分)
1.一钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸为 200×450mm2,混凝土强度等
级为 C20(fc=10N/mm2,α1=1.0),Ⅱ级钢筋,截面已配有
3φ16,As=603mm2(fy=300 N/mm2),混凝土保护层厚度为 25mm。
求此梁所
能承受的弯矩设计值。
2.受单个集中荷载作用的钢筋混凝土矩形截面简支梁,如图所示,截面
尺寸 200mm×600mm,h0=565mm。
P=240kN(忽略自重),混凝土强度等级
用 C20(fc=10
N/mm2)。
剪力
按轴线跨度计
算。
箍筋用Ⅰ
级钢筋。
设梁
中仅配直径为
8mm 的双肢箍
筋,间距沿粱
长不变
(fy=210
N/mm2,Asv1=50.3 mm2),求:
箍筋间距 s
'
3. 已知某 T 形截面受弯构件,截面尺寸为 b × h =200×600mm, b f ×
'
h f = 600 ×120mm ,设计弯矩为 120KN-m,混凝土强度等级为 C25(
fc = 11.9MPa , ft = 1.27MPa ,α1 =1.0),纵向受拉钢筋Ⅱ级(
f y = 300MPa , ξb = 0.55 ),保护层厚度为 25mm,求梁的纵向钢筋。
4.某钢筋混凝土柱,截面尺寸 b×h=300mm×400mm,混凝土 C20(fc=10
'
轴向力设计值 N=520kN,柱偏心距增大系数η = 1.0 。
采用对称配筋,
2
求==?
SASA
as = a 's = 35 mm。
'
山东建筑工程学院
《混凝土结构设计原理》试题二
一、填空题(12 分,每空 1 分)
1.衡量软钢力学性能的四大指标是、、和
、。
2.混凝土强度等级 C20 表明:
采用标准试件边长为,在
28 天龄期,所测得的具有保证率的抗压强度为 20Mpa。
3.钢筋混凝土受弯构件,随着配筋率的变化,可能发生
、和三种沿正截面的破坏。
4. 按承载能力极限状态设计时,永久荷载分项系数 γG 取值规定如下:
当永久荷载对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合 γG 一般取
_____,对由永久荷载效应控制的组合分项系数 γG 一般取
_____;但当永久荷载效应对结构有利时,取 γG=____。
二、单项选择题(每题 2 分,共 8 分)
1.混凝土强度等级是指:
()
A 立方体抗压强度平均值B 立方体抗压强度标准值
C 棱柱体抗压强度平均值D 棱柱体抗压强度标准值
2.钢筋的冷加工:
()
A 冷拉使其抗拉、抗压强度均提高;
B 冷拔使其抗拉、抗压强度均提高;
C 冷拔可提高抗拉强度,冷拉可提高抗压强度;
D 冷拉、冷拔均只能提高抗拉强度
3.单筋矩形梁的 ξ 值已经达到 ξb,而梁的承载力仍然不够时,最有效而
经济的解决方法是:
()
A 增加受拉钢筋用量
B 增加截面高度
C 提高混凝土强度等级
3
D 该用双筋矩形截面
4.提高梁抗弯刚度的有效措施是:
()
A 增大受拉钢筋用量B 提高混凝土强度等级
C 增大截面高度D 增加受压钢筋
三、简答题(4*5 分=20 分)
1.影响混凝土徐变的因素有哪些?
2.钢筋混凝土大小偏心受压构件的根本区别是什么?
3。
影响受弯构件斜截面抗剪强度的因素有哪些?
4.简述矩形截面弯剪扭构件承载力计算的基本思路?
5.我国混凝土规范对于长期荷载对刚度的影响是如何考虑的?
钢筋混凝
土受弯构件的最小刚度原则是什么?
四、计算题(60 分,每小题 15 分)
1. 一钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸为 200mm×450mm,由设计荷载
产生的弯矩设计值为 80kN.m(包括自重产生的弯矩),混凝土强度等级为
C20(fc=10N/mm2,α1=1.0),Ⅱ级钢筋(fy=300N/mm2),as=35mm。
求
所需纵向钢筋面积 As。
2.如图一钢筋混凝土矩形截面简支梁,两端搁置在厚为 240mm 的砖墙上,
净跨度为 3.56m,承受均布荷载设计值 88 kN/m(包括自重),混凝土强度
等级用 C20(ft=1.0N/mm2,fc=10N/mm2),箍筋用Ⅰ级钢筋。
as=35mm。
若
仅配箍筋抗剪,采用直径为 8 的双肢箍筋(Asv1=50.3mm2,fy=210
N/mm2),求箍筋间距 s
3.一钢筋混凝土柱,截面尺寸 b×h=300mm×600mm, l0 = 4.8m ,承受轴向
压力设计值 N=1000kN,弯矩设计值 360kN.m,混凝土强度等级为
C20(fc=10N/mm2),纵筋为Ⅱ级(fy=300N/mm2)。
采用对称配筋,
as = a 's = 40 mm。
求 As=A’s
4
4. .已知某矩形截面偏心受压构件,截面尺寸 b × h =400×500mm,混凝土
'
C30( fc = 14.3MPa ,α1 =1.0),纵筋 Π 级( f y = f y =300N/mm2
ξb=0.55),控制截面内力有两组,第一组 M1 =420KN.m, N1 =1000KN;第
二组
M 2 =420KN.m, N 2 =1200KN,柱计算长度 Lo=3.5M,采用对称配筋,
'
求按偏心受压计算所需要的纵向钢筋 As = As =?
参考答案:
试卷一
1.伸长率 , 冷弯性能
2. 适用性 ,耐久性
3. 计算受弯构件开裂度,使用阶段验算变形的 , 正截面受弯承载力计
算
4.使受压钢筋位置不低于矩形受压应力图形的重心
5. 轴向拉力作用在 As 合力点及 A’s 合力点范围以外时 ,纵向拉力 N 作用
在钢筋 As 合力点及 A’s 合力点范围以内时
6.承载能力极限状态,正常使用极限状态
二、单项选择题(2*4 分=8 分)
1.( C )
2.( B )
3.( A )
4.( A )
四、简答题(4*5 分=20 分)
答:
1.凝土的强度等级是依据混凝土立方体抗压强度标准制 fcuk 确定的,
以边长 150mm 立方体标准试件,在标准条件下(20±3℃,≥90%湿度)
养护 28 天,用标准试验方法(加载速度 0.15~0.3N/mm2/s,两端不涂润滑
剂)测得的具有 95%保证率的抗压强度值。
2.答:
钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成:
⑴混凝土中水泥胶体与钢筋表面的胶结力:
当钢筋与混凝土产生相对滑动
后,胶结作用即丧失。
⑵混凝土因收缩将钢筋握紧而产生的钢筋与混凝土间的摩擦力:
摩擦力的
大小取决于握裹力和钢筋与混凝土表面的摩擦系数。
⑶机械咬合力。
5
3.答:
(1)斜压破坏。
(2)剪压破坏。
(3)斜拉破坏。
对于斜压破坏,通常用限制截面尺寸的条件来防止;对于斜拉破坏,
则用满足最小配箍率条件及构造要求来防止;对于剪压破坏,因起承载力
变化幅度较大,必须通过计算,使构件满足一定的斜截面受剪承载力,从
而防止剪压破坏。
4.答:
(1)受拉破坏形式(大偏心受压破坏形式)。
随着荷载的增加,首
先在受拉区产生横向裂缝;荷载再增加,拉区的裂缝随之不断地开展,在
破坏前主裂缝逐渐明显,受拉钢筋的应力达到屈服,进入流幅阶段,受拉
变形的发展大于受压变形,中和轴上升,使混凝土受压区高度迅速减小,
最后压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎破坏,属延性破坏类型。
(2)受压破坏形式(小偏心)。
其破坏形态的特点是混凝土首先被压碎,
而远侧的钢筋可能受拉,也可能受压,但都不屈服,属于脆性破坏类型。
5.答:
(1)受拉钢筋的直径
(2)受拉钢筋的应力
(3)保护层厚度
(4)纵向钢筋有效配筋率
(5)混凝土强度等级
四、计算题(60 分,每小题 15 分)
1.解:
h0 = 450 - 25 - 18 / 2 = 417mm ,
α1 f cbx - f y As = 0
由
得 :
x =
f y As
α1 f cb
=
603 ⨯ 300
1.0 ⨯10 ⨯ 200
= 90.45mm
M =α1 f cbx(h0 - )
x
2
因此,设计值:
= 1.0 ⨯10 ⨯ 200 ⨯ 90.45 ⨯ (417 -
= 67.25kN.m
90.45
2
)
2.
解:
由结构力学知识可求得:
Vmax = Va = 180kN
验算截面尺寸:
0.25 β c f cbh0 = 0.25 ⨯1.0 ⨯10 ⨯ 200 ⨯ 565 = 282.5kN > 180kN
符合要求。
λ =
a
h0
=
1.0
.
06565
= 1.77
由V =
1.75
1 + λ
A
s
得:
Asv
s
=
1.75
1 + λ
1.0 f yv h0
=
1.75
1 + 1.77
1.0 ⨯ 210 ⨯ 565
= 0.855
s =
50.3 ⨯ 2
0.855
= 117.66 ≈ 120
箍筋间距取 120mm。
3.
解:
按单排钢筋计算:
h0 = 600 - 35 = 565mm
ff
M < a1 f cb' h' (h0 -
h'
2
)
判断截面类型:
因 = 1.0 ⨯11.9 ⨯ 600 ⨯120(565 -
120
2
)
= 432.7kM .m
所以 T 形截面属于第一类截面。
可按矩形截面计算。
α s =
M
f2
α1 f cb' h0
=
120 ⨯106
1.0 ⨯11.9 ⨯ 600 ⨯ 5652
= 0.0526
ξ = 1 - 1 - 2as = 1 - 1 - 2 ⨯ 0.0526 = 0.054 < ξb ,
可以
γ s = 0.5(1 + 1 - 2as ) = 0.973
As =
M
f yγ s h0
=
180 ⨯106
300 ⨯ 0.973 ⨯ 565
= 1091.4mm2
验算配筋率:
符合要求。
4.
解:
e0 =
M
N
=
130 ⨯106
520 ⨯103
= 250mm
7
ea = 20mm
ei = e0 + ei = 250 + 20 = 270mm
e = ηei = 1.0 ⨯ 270 = 270mm
x =
N
a1 f cb
=
520000
1.0 ⨯10 ⨯ 300
= 173.33mm,
由于x < ξb h0 = 0.55 ⨯ 365 = 200.75mm'
所以为大偏心构件.
As = A' =
f y (h0 - a' )
x
2
=
520000 ⨯ 270 - 1.0 ⨯10 ⨯ 300 ⨯173.33 ⨯ (365 -
300(365 - 35)
173.33
2
)
< 0
按最小配筋率配筋:
s
As = A' = ρ minbh0 = 0.003 ⨯ 300 ⨯ 365 = 328.5mm2
轴心受压验算略。
试卷二答案:
一:
1. 屈服强度、极限强度、和伸长率、冷弯性。
2. 150mm, 95%
3. 少筋破坏、适筋破坏 、 和 超筋破坏
4._1.2_,__1.35_;_1.0__。
二、单项选择题(每题 2 分,共 8 分)
1.(A)
2.( B)
3. (B)
4.( C )
四、简答题(4*5 分=20 分)
1.答:
1.加载时混凝土的龄期越早,徐变越大。
2.水泥用量越多,徐变越大;
3.水灰比越大,徐变越大;
4.骨料越坚硬,弹性模量越高,徐变越小;
8
5.养护时的温度高,湿度大,徐变越小;
6.构件的体积与表面积比值越大时,徐变越小;
2.答:
区别在于截面破坏的起因,即截面受拉部分和受压部分谁先发生
破坏。
大偏心受压构件是受拉钢筋先屈服而后受压混凝土被压碎;小偏心
是截面的受压部分先发生破坏。
3。
答:
1.剪跨比 2.混凝土强度 3.箍筋配筋率 4.纵筋配筋率 5.斜截面上
的骨料咬合力 6.截面尺寸和形状
4.答:
由于在弯矩、剪力和扭矩的共同作用下,各项承载力是相互关联
的,其相互影响十分复杂。
为了简化,《规范》偏于安全地将受弯所需的
纵筋与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加,而对剪扭作用为避免混凝土部
分的抗力被重复利用,考虑混凝土项的相关作用,箍筋的贡献则采用简单
叠加方法。
1、受弯纵筋计算
受弯纵筋 As 和 A's 按弯矩设计值 M 由正截面受弯承载力计算确定。
2、剪扭配筋计算
对于剪扭共同作用,《规范》采用混凝土部分承载力相关,钢筋部分
承载力叠加的方法。
5.答:
受弯构件挠度计算采用的刚度 B,是在短期刚度 BS 的基础上,用
荷载效应的准永久组合对挠度增大的影响系数θ 来考虑荷载效应的准永久
组合作用的影响,即荷载长期作用部分的影响。
对于θ 的取值,规范规定:
当 ρ ' = 0 时,θ = 2.0 ;当 ρ ' =
ρ 时,θ = 1.6 ;当 ρ ' 为中间数值时,
θ 按直线内插,即
θ = 2.0 - 0.4
ρ '
ρ
上式适用于一般情况下的矩形,T 形和 I 形截面梁。
对于干燥地区应酌情增加 15%~25%。
“最小刚度原则”就是在简支梁全跨长范围内,可都按弯矩最大处的截面
弯曲刚度,亦即按最小的截面弯曲刚度。
四、计算题(60 分,每小题 15 分)
h0 = 450 - 35 = 415mm
1.解:
as =
M
2
α1 f cbh0
=
80 ⨯106
1.0 ⨯10 ⨯ 200 ⨯ 4152
= 0.232
ξ = 1 - 1 - 2as = 1 - 1 - 2 ⨯ 0.232 = 0.268 < ξb满足要求
9
γ s = 0.5(1 + 1 - 2as ) = 0.866
As =
M
f yγ s h0
=
80 ⨯106
300 ⨯ 0.866 ⨯ 415
= 742mm
验算配筋率,符合要求。
2.解:
设计剪力
Vmax =
1
2
ql0 = 0.5 ⨯ 90 ⨯ 3.65 = 160.2kN
验算截面尺寸
0.25β c f cbh0 = 0.25 ⨯1.0 ⨯10 ⨯ 200 ⨯ 465 = 232500N > Vmax
由V ≤ 0.7 ft bh0 + 1.25 f yv ∙
Asv
s
h0
得
Asv
s
= (V - 0.7 ft bh0 ) /(1.25 f yv h0 )
=
160200 - 71610
1.25 ⨯ 210 ⨯ 465
= 0.726
选用, s =
Asv
0.726
=
100.6
0.726
= 138mm
选用φ8@120 , ρ sv =
Asv
bs
= 0.419%
最小配筋率, ρ sv,min = 0.24
ft
f yv
= 0.126% < ρ sv ,可以 。
3.解:
h0 = 600 - 40 = 560mm , l0 / h = 4.8 / 0.6 = 8
e0 =
M
N
=
360 ⨯106
1000 ⨯103
= 360mm
ea = 600 / 30 = 20mm
ei = e0 + ei = 360 + 20 = 380mm
ξ1 = 0.2 + 2.7 ⨯
ξ 2 = 1.0
380
560
= 2.03取 = 1.0
10
η = 1 +
1
e
h0
l
h
= 1 + 0.057 = 1.067
e = ηei = 1.067 ⨯ 380 = 405.46mm
x =
N
ac f cb
=
1000000
1.0 ⨯10 ⨯ 300
= 333.33mm
xb = 0.55 ⨯ 560 = 308 < 333.33mm ,小偏心。
所以:
ξ =
N - ξbα1 f cbh0
Ne - 0.43α1 f cbh0
(β1 - ξb )(h0 - a' )
+ ξb
As = A' =
= 0.584
2
Ne - α c f cbh0 ξ (1 - 0 .5ξ )
f y (h0 - as )
=
1000000 ⨯ 405.46 - 10 ⨯ 300 ⨯ 5602 ⨯ 0. 584(1 - 0. 5 ⨯ 0.584)
300(560 - 40)
= 105.55mm2
按最小配筋率 As = 0.003 ⨯ 300 ⨯ 560 = 504mm
在弯矩方向轴心受压验算符合要求。
过程略。
4.解:
由于采用对称配筋,要验算两组控制内力。
因为 N = ξb f cbh0 = 0.55 ⨯ 400 ⨯14.3 ⨯ 460 = 1447.16kN > 1200
按大偏心,M-N 关系曲线知,控制应力应为第一组;
由 l0 / h = 3.5 / 0.5 = 7 ,属于短柱,η可按1.0计算
e0 =
420000
1000
= 420mm
ea = 20mm
e = ei = 420 + 20 = 440mm
11
由对称配筋:
x =
N
ac f cb
=
1000000
1.0 ⨯14.3 ⨯ 400
= 174.82mm
As = A' =
Ne - ac f cbx(h0 - 0.5x)
f y (h0 - as )
=
1000000 ⨯ 440 - 14.3 ⨯ 400 ⨯174 .82( 460 - 0.5 ⨯174.82)
300(460 - 40)
= 535.1mm2
侧向轴心受压验算 l0 / b = 3.5 / 0.4 = 8.75 查表得ϕ =0.99
's
Nu = 0.9ϕ ( f c A + f y A' ) = 0.9 ⨯ 0.99 ⨯ (400 ⨯ 500 ⨯14.3 + 535.1⨯ 300)
= 2691.292kN > 1200kN
12
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- 混凝土结构 设计 原理 试题