结构设计原理试卷和答案
《结构设计原理》试题1
一、单项选择题
1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【C】
A.螺旋箍筋参与混凝土受压
B.螺旋箍筋使混凝土密实
C.螺旋箍筋横向约束了混凝土
D.螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强
2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【B】
A.混凝土
B.纵筋
C.混凝土和纵筋
D.混凝土、纵筋和箍筋
3．混凝土在空气中结硬时其体积【B】
A.膨胀
B.收缩
C.不变
D.先膨胀后收缩
4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【A 】
A.配筋率大的，M u大
B.配筋率小的，M u大
C.两者M u相等
D.两者M u接近
5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【D】
A.粘结力方面得考虑
B.耐久性方面得考虑
C.抗火方面得考虑
D.以上3者
6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【A】
A.保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大
B.保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小
C.保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大
D.保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大
7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【B】
A.逐渐增加
B.逐渐减少
C.保持不变
D.先增加后减少
8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【B】
A.加强端部锚固
B.超张拉
C.采用高强钢丝
D.升温养护混凝土
9．预应力混凝土在结构使用中【C】
A.不允许开裂
B.根据粘结情况而定
C.有时允许开裂，有时不允许开裂
D.允许开裂
10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【D】
A.比例极限
B.强度极限
C.弹性极限
D.屈服强度或条件屈服强度
二、填空题
11.所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。
12.钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。
13.在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗压设计强度。
14.梁内纵向受力钢筋的弯起点应设在按正截面抗弯计算该钢筋强度全部发挥作用的截面以外h0／2处，以保证斜截面抗弯；同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外，以保证正截面抗弯。
15.其他条件相同时，配筋率愈大，平均裂缝间距愈小，平均裂缝宽度愈小。其他条件相同时，混凝土保护层愈厚，平均裂缝宽度愈大。
16.当截面内力大且截面受限时，梁中可配受压钢筋。
17.在一定范围内加大配箍率可提高梁的斜截面承载力。
18.截面尺寸和材料品种确定后，在ρmin≤ρ≤ρmax条件下，受弯构件正截面承载力随纵向受拉钢筋配筋率ρ的增加而增大。
19.为避免少筋梁破坏，要求ρ≥ρmin。
20.受扭构件的箍筋必须是封闭式的。
三、判断题
21.混凝土中配置钢筋的唯一作用是提高构件的承载力。【×】
22.在一向受压另一向受拉应力状态下，混凝土抗压强度降低。【√】
23.混凝土结构设计中，宁可超配筋也不可少配筋。【×】
24.对于受压构件，截面弯矩和轴力越大越不利。【×】
25.钢筋混凝土板一般配有纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋和分布钢筋。【×】
26.在适筋范围内的钢筋混凝土受弯构件中，提高混凝土强度等级对于提高正截面抗弯承载力的作用是不很明显的。【√】
27.最大配箍率是通过限制构件最大截面尺寸实现的。【×】
28.钢筋混凝土梁中配置足量的纵向受力钢筋可以避免斜截面破坏。【×】
29.钢筋混凝土受扭构件中必须配置受扭纵筋和箍筋。【√】
30.轴心受拉构件中纵向钢筋的搭接，都必须加焊，不能采用非焊接的搭接接头。
30.【×】
四、简答题
31.预应力混凝土结构中的预应力损失主要有那些？
——主要有：锚具变形损失，摩擦损失，温差损失，钢筋应力松弛损失，混凝土徐变损失，挤压损失
32.简述混凝土结构中裂缝的种类（裂缝产生的原因）。
——作用效应产生的裂缝；外加变形和约束变形产生的裂缝；钢筋锈蚀产生的裂缝。
33.简述我国国内对配筋混凝土的分类方法。
——分为：全预应力混凝土；部分预应力混凝土；非预应力混凝土。
34.简述结构可靠度的概念及采用可靠度设计的理由。
2
2
——结构可靠度：在规定时间内，在正常设计、施工、使用及维护条件下，结构完成预 定功能的概率。理由：结构设计中遇到的结构效应、结构抗力都具有随机性，因此采用可靠 度设计方法更为合理。
五、计算题
35. 矩形截面单筋梁截面尺寸 b ×h ＝200×500mm ,混凝土 C25，纵向受拉钢筋Ⅱ级，承受 弯矩设计值 M d =130kNm ，进行配筋计算。
解：
f cd bx = f sd A s
γ 0 M d = A 0 f cd bh 0
A 0 = γ 0 M d f cd bh 0
= 1?130 ?106
11.5 ? 200 ? 4602
= 0.267
ξ=0.32≤0.56（可）（5 分）
A s =
f cd b ξh 0 f sd
= 11.5
280 ? 200 ? 0.32 ? 460 = 1209 mm （5 分）
ρ = As bh
= 1209
200 ? 460
= 1.3% ＞0.2%（可）
（5 分） 36. 普通箍筋轴压短柱（?＝1），截面尺寸 350×350mm ，混凝土 C25，已配纵向钢筋 4φ18（Ⅱ级）
，所受轴压力 N d ＝1500kN ，问构件是否安全。 解：
ρ’=A s /A =1018/(350×350)=0.83%＞0.5%(可) （5 分）
N u =0.9?(f cd A +f sd ’A s ’)=0.9×1×(11.5×350×350＋280×1018)=1524.4kN ＞N d (安全) （10 分）
设计资料：
结构重要性系数：γ0=1.0；
纵筋最小配筋率：ρmin =0.2％（受弯）；ρ’min =0.5％（受压）； 纵筋合力至构件边缘距离：a s =40mm
C25 混凝土：f cd =11.5MPa ；f td =1.23MPa ； Ⅱ级钢筋：f sd =280 MPa ；f sd ’=280 MPa ； 相对界限受压区高度：ξb =0.56
《结构设计原理》试题2
一、单项选择题
1．当压应力σ≤0.5f c时，徐变大致与成正比，各条徐变曲线的间距差不多是相等的，称为线性徐变。【B】A时间B压应力C拉应力D弹性变形
2．混凝土的抗压强度相比较，强度中等的是【B】A三轴受压B单轴受压C一轴受压，一轴受拉D一轴受压，一轴受剪3．下例荷载中属于永久荷载的有【B】（A）风力（B）水浮力人群汽车
4．长细比小于等于时的轴心受压构件称为短柱。【D】（A）5（B）6（C）7（D）8
5．偏心受压构件中弯矩和轴力对构件的作用效应存在叠加和制约，在小偏心受压情况下，随轴向压力的增大，截面能承受的弯矩【C】（A）提高（B）不变（C）降低
6．下例属于钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏形态的是【C】（A）塑性破坏（B）适筋破坏（C）剪压破坏（D）超筋破坏7．《公路桥规》规定处于Ⅰ类和Ⅱ类环境下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过mm，处于Ⅲ类和Ⅳ类环境下的钢筋混凝土构件，容许裂缝宽度不应超过mm。【A】
（A）0.20.15（B）0.20.2（C）0.150.2（D）0.30.3 8．预应力钢筋布置时其束界的确定是依据以下原则确定的：在预加应力阶段保证梁的
上缘混凝土不出现确定束界上限值，在荷载短期效应组合计算弯矩值作用下保证构件混凝土下缘不出现确定束界下限值。【D】（A）拉应力压应力（B）压应力压应力（C）压应力拉应力
（D）拉应力拉应力
9．热轧钢筋经冷拉后其抗拉强度抗压强度，热轧钢筋经冷拔后其抗压强度抗拉强度。【C 】
（A）提高提高提高提高（B）提高提高不变提高
（C）提高不变提高提高（D）提高提高提高不变10．预应力钢筋强度有一定要求，不能作为预应力筋的是【D】（A）高强度钢丝（B）钢绞线（C）精轧螺纹钢筋（D）HRB335钢筋
二、填空题
11．光圆钢筋与混凝土之间的粘结力包含了水泥胶体对钢筋胶结力、钢筋与混凝土之间的
摩察力和握裹力。
'
12．根据抗扭配筋率得钢筋混凝土矩形截面纯扭构件破坏形态有少筋破坏、 部分超
筋破坏 、超筋破坏、适筋破坏。
13．施加预应力的方法有先张法和
后张法
。
14．张拉预应力筋时，张拉设备的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力筋截面面积得 出的拉应力称为 张拉控制应力 。 15．双筋矩形截面梁中，为了充分发挥受压钢筋的作用并确保其达到屈服强度必须满足
x 2a s 。
16．影响有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有 剪跨比 、纵向受拉钢筋配筋率
、混凝土强度、和箍筋强度及数量。
17．混凝土的立方体抗压强度所规定的标准试件是以 150mm
边长的试块进
行的，在实际工程中也有采用边长为 200mm 的混凝土立方体试件，则所测得的立方体强度
应乘以 1.05
的换算系数。
三、判断题
18．混凝土立方体抗压强度受到多种因素影响，试件的尺寸越小，其抗压强度越小。 【× 】 19．钢筋混凝土受弯构件正截面计算中受压高度界限系数 ξb 只与钢筋等级有关。【 × 】
20．抗扭的箍筋必须做成闭口形式，且具有足够的锚固长度。 【
√
】
21．预应力混凝土梁的极限承载力比同截面同种材料的普通钢筋混凝土极限承载力大。
【
×
】
22．混凝土骨料弹性模量越大，其收缩值就越小。
【√ 】 23．混凝土受三向应力作用时，强度和延性相应降低。 【 × 】
24．钢筋混凝土受弯构件正截面的工作可分为整体工作阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶 段三个阶段。 【 √ 】
25．大偏心受压破坏始于远离作用力一侧钢筋屈服。 【
√
】 26．钢筋混凝土受弯构件在长期荷载作用下，随着裂缝的发展，刚度变化不大。【
×
】
27．《公路桥规》规定结构构件的承载能力极限状态设计原则是：荷载效应不利组合的 设计值，必须小于等于结构抗力效应的设计值。 【 √ 】
四、简答题
28．试绘出有明显屈服点钢筋的应力——应变 σ－ε 曲线并简述其特点?（5 分） 答：
B
弹性阶段OA：C
E
（1分）
σ<0.3f c时，σ-ε接近直线变化，混凝土弹性工作。（1分）
弹塑性阶段AB：
0.3f c≤σ<0.8f c出现塑性变形，σ-ε为曲线变化。内部微裂缝发展。（1分0
裂缝扩展阶段BC：裂缝发展，试件表面出现不连续可见裂缝：构件中开始破坏，此时应力
达到f c
，应变达到εc0（峰值应变）(1分)
破坏阶段CD：缓慢卸载，应变继续增长，直至压碎。此时应变达极限压应变
29．预应力损失有哪几种?（6分）
答：预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失(1分)
εcu(1分)
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失σl2(1分)
钢筋与台座之间的温差引起的应力损失σl3(1分)
混凝土弹性压缩引起的应力损失σl4(1分)
钢筋松弛引起的应力损失σl5(1分)
混凝土收缩和徐变引起的应力损失σl6(1分)
30．轴心受压构件中纵筋的作用是什么?箍筋的作用是什么?（6分）
答：纵筋：（3分）
1）协助混凝土抗压；2）承受可能存在的弯矩；3）防止突然脆性破坏。
箍筋：（3分）
1）缩短自由长度，防止纵筋压屈；
2）为纵筋定位，并形成钢筋骨架；
3）螺旋箍筋使中间混凝土成为约束混凝土，提高构件延性承载力。
31．钢筋和混凝土两种物理力学性能不一致的材料能够相互结合共同工作的主要原因是什么？（6分）
r 0M d ≤ M u = f cd b x (h 0 - ) = f cd b h 02 A 0 （2 分）
1.0 ?190 ?106 = 11.5? 250x (460 - )
A s = = 1842.05mm 2 ) = 45( ) = 0.20 = = 1.6% > ρmin (= 0.2%)
答：1)二者有可靠的粘结力 (2 分)
2)二者的温度线膨胀系数较为接近
(2 分) 3)混凝土包裹钢筋，使钢筋免遭锈蚀 (2 分)
五、计算题
32．矩形截面梁 b ×h=250mm×500mm,截面处弯矩组合设计值 M d =190KN.m,采用 C25 混凝 土和 HRB335 级钢筋。Ⅰ类环境条件，安全等级为二级。试进行配筋计算。（15 分） （r 0=1.0 f cd =11.5Mpa f td =1.23Mpa f sd =280Mpa ξb =0.56 ）
解：按一层钢筋布筋，假设 a s =40mm,则有效高度 h 0=500-40=460mm.。(1 分) （1） 求受压高度
基本公式为 x
2
代入数值可得
x
2
解得 x = 179.4mm < ξb h 0 (= 0.56 ? 460mm = 257.6) （4 分）
(2)求所需钢筋数量
基本公式为
代入数值可得
f cd b x = f sd A s （2 分）
11.5? 250 ?179.4
280
（3）验算
（2 分）
最小配筋率计算： 45( f td f sd
1.23 280 而配筋率应不小于 0.2%，
取 ρmin = 0.2%
（2 分）
实际配筋率 ρ = A s bh 0
1842.05 250 ? 460 （2 分）
33．钢筋混凝土偏心受压构件，截面尺寸为 b ×h=400mm ×500mm,构件的计算长度 l 0=4m 。计算轴向力 N d =400KN ，计算弯矩 M d =240KN.m 。构件采用 C 20 级混凝土，HRB335
' ( 0 )2 ζ1ζ
2
e 0 = = = 600mm ξ1 = 0.2 + 2.7 ? = 3.80 > 1.0
η = 1+ ? ( ) = 1.034 1400 ?
ξ= = = 0.242 < ξb (= 0.56)
e s = ηe 0 + - a s = 620 +
- 50 = 820mm N (ηe 0 + - a s ) ≤ M u = f cd bh 02ξ(1- 0.5ξ) + f sd A s ' (h 0 - a s ' )
'
级钢筋，采用对称配筋，取 a s = a s = 50mm ，试确定纵向钢筋的数量。
(r 0=1.0,f cd =9.2Mpa,f sd =f ’sd =280Mpa,ξb =0.56,ρmin =0.02%)
（12 分）
η = 1+
1 l 1400e 0 / h 0 h
ξ1 = 0.2 + 2.7e 0 / h 0 ≤ 1.0
ξ2 = 1.15 - 0.01 l
0 h
≤ 1.0
解：由 N=400Kn ，M=240kN ，可以得到偏心距为
M 240 ?106
N 400 ?103
（1 分）
在弯距作用方向，构件长细比 l 0/h=400/500=8＞5。设 a s =a ’s =50mm ，h 0=h-a s =450mm 。 (1 分)
600 450
取
ξ = 1.0 ξ2 = 1.15 - 0.01 400 500
= 1.07 > 1.0 取 ξ2 = 1.0 (1 分)
1 4000 2
600 500
450 （1 分）
ηe 0 = 1.034 ? 600 = 620mm
（1 分）
（1）判别大、小偏心受压：
N 400 ?103
f cd bh 0 9.2 ? 400 ? 450
故可按大偏心受压构件设计。（2 分）
（2）求纵向钢筋面积
由 ξ = 0.242, h 0 = 450mm ，得到受压区高度 x = ξh 0 =0.242×450=109mm＞2a ’s =100mm 。而
h 500 2 2
（1 分）
基本公式为
h
2
400 ?103
? 820 ≤ M u = 9.2 ? 400 ? 4502
? 0.242(1- 0.5? 0.242) + 280 ? A s ? (450 - 50) 解
得所需纵向钢筋面积为：
' ' A s = A s = 1513mm 2
（3 分）
（3） A s = A s = 1513mm 2 > 0.002bh 0 = (0.002 ? 400 ? 450 = 360mm 2 ) （1 分）
A ．简支梁计算跨径的 1/4
B ．相邻两梁的平均间距
C ． 2 12h f b b
h + +
《结构设计原理》试题 3
一、单项选择题
1．下例钢筋不属于有明显流幅的钢筋的是＿＿＿＿ 【 C
】 A ．R 235 钢筋 B ．HRB 335 钢筋 C ．冷拔热轧钢筋 D ．冷拉热轧钢筋
2．对于没有明显流幅的钢筋，结构设计时常取＿＿＿＿作为其条件屈服强度。
【
B
】
A ．屈服上限
B ．σ
0.2 C ．屈服下限 D ． 极限强度
3．钢筋混凝土全梁承载能力校核一般采用图解法，要使全梁的正截面抗弯承载能力得到保 证必须使＿＿＿＿图全部覆盖＿＿＿＿图，且两者差距越小说明设计越经济。 【
A
】
A ．抵抗弯矩图 弯矩包络图
B ．弯矩包络图 抵抗弯矩图
C ．弯矩包络图 弯矩包络图
D ．抵抗弯矩图 抵抗弯矩图
4．《公路桥规》中对 T 形截面梁受压翼板有效宽度取值的规定中，下例不正确的是：
＿＿＿＿ 【
A
】
' D ．对连续梁各中间跨正弯矩区段取该跨计算跨径的 0.2 倍 5．矩形截面抗扭纵筋布置首先是考虑角隅处，然后考虑＿＿＿＿ 【 A 】 A ．截面长边中点 B ．截面短边中点
C ．截面下边
D ．除前述的其余地方
6．下列哪项不是提高梁刚度的主要措施是＿＿＿＿
【
C
】
A ．加大截面宽度
B ．加大受拉钢筋配筋率
C ．加大保护层厚度
D ．加大截面有效高度
7．一根已设计好的预应力混凝土轴心受拉构件，现将张拉控制应力提高 10％（仍未超过张 拉控制应力的上限值），下面哪个结论正确＿＿＿＿ 【
A
】
A ．构件承载力不变，但抗裂度提高
B ．承载力和抗裂度都有提高
C ．承载力有提高，抗裂度不变
D ．承载力降低，抗裂度不变
8．受弯构件正截面承载力根据下列哪项提出＿＿＿＿ 【 B 】 A ．少筋梁
B ．适筋梁
C ．超筋梁
D ．综合三种破坏形态
9．冷拉钢筋的目的是＿＿＿＿ 【
B
】
A ．提高抗压强度
B ．提高抗拉强度
C ．增加塑性
D ．提高抗拉强度和增加塑性
10．钢筋混凝土矩形截面简支梁，原设计受拉钢筋用 4Φ10（Ⅱ级），现根据等强代换原则 （f sd1A s1=f sd2A s2）改为 3Φ14（Ⅰ级），原设计均满足承载力、挠度、裂缝要求，那么钢筋代 换后＿＿＿＿ 【
B
】
A．仅需验算承载力，而不需验算挠度、裂缝宽度
B．仅需验算裂缝宽度，而不需验算挠度、承载力
C．仅需验算挠度，不必验算裂缝宽度、承载力
D．三者都不必验算
二、填空题
11．适筋梁的特点是破坏始于受拉钢筋屈服，钢筋经塑性伸长后，受压区边缘混凝土
的压应变达到极限压应变。
12．目前桥梁结构常用的锚具有锥形锚、镦头锚夹片锚和钢筋螺纹锚具。13．根据国内工程习惯，我国对以钢材为配筋的配筋混凝土结构，采用按其预应力度分成全预应力混凝土、部分预应力混凝土和钢筋混凝土的分类方法。
14．混凝土的变形可分为两类，一类是荷载作用下的受力变形，另一类与受力无关称为体积变形。
15．国际上一般将结构的极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏——安全极限状态。
16．梁内的钢筋有弯起钢筋或斜钢筋、纵向受拉钢筋（主钢筋）、架立刚筋、水平纵向钢筋和箍筋。
17．当偏心拉力作用点在截面钢筋A s合力点与A′s合力点之间时，属于小偏心受拉，偏心拉力作用点在截面钢筋A s合力点与A′s合力点以外时，属于大偏心受拉。
三、判断题
18．当M与N的实际组合落在MN相关曲线以内时，表明构件即将丧失承载力。【×】19．扭矩在构件中引起的主拉应力迹线与构件轴线成45。角，因此理论上讲在纯扭构件中配置抗扭钢筋的最理想方案是沿45。方向布置螺旋形箍筋。19．【√】
20．锥形锚锚固钢丝时需用墩头机将钢丝墩粗，不会出现滑丝问题。【×】
21．混凝土受压高度界限系数ξb只与混凝土有关。【×】22．小偏心受压破坏始于远离作用力一侧钢筋屈服。【×】
M f比同截面同种材料的普通钢筋混凝土抗裂弯矩一样大。23．预应力混凝土梁的抗裂弯矩
【√】24．混凝土受三向应力时，强度和延性相应提高。【√】25．混凝土在长期荷载作用下产生的应力越大，混凝土的徐变越小。【×】26．双筋矩形截面梁中，为了充分发挥受压钢筋的作用并确保其达到屈服强度必须满足'
x≥2a s。【√】
27．水泥用量越大，混凝土收缩越小。【×】
四、简答题
28．减小裂缝宽度的措施有哪些？裂缝宽度的影响因素有哪些?（5分）
答：减小裂缝宽度的措施：（2分）
1）选择较细直径的钢筋及变形钢筋；
2）增大钢筋截面面积，从而增大截面配筋率；
3）采用改变截面形式及尺寸或提高混凝土强度等级。
影响因素：（3分）
1)土强度等级
2)保护层厚度
3)钢筋应力
4)直径d
5)钢筋配筋率
6)的外形
7)作用的性质
8)的受力性质
29．预应力混凝土构件张拉时先张法、后张法各将会产生哪几种预应力损失?（6分）
答：先张法产生的损失有：（3分）
锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失σl2、钢筋与台座之间的温差引起的应力损失σl3、混凝土弹性压缩引起的应力损失σl4、钢筋松弛引起的应力
损失σl5、混凝土收缩和徐变引起的应力损失σl6
后张法产生的损失有：（3分）
预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失σu、锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失σl2、混凝土弹性压缩引起的应力损失σl4、钢筋松弛引起的应力损失σl5、钢筋松弛引起的应力损失σl5
30．轴心受压构件中纵筋的作用是什么?箍筋的作用是什么?（6分）
答：纵筋：（3分）
1）协助混凝土抗压；2）承受可能存在的弯矩；3）防止突然脆性破坏。
箍筋：（3分）
r 0M d ≤ M u = f cd b x (h 0 - ) = f cd b h 02 A 0 1.0 ? 200 ?106 = 14.5? 300x (460 - )
x - 920x + 91954 = 0
A s = = 1772.6mm 2
1）缩短自由长度，防止纵筋压屈； 2）为纵筋定位，并形成钢筋骨架；
3）螺旋箍筋使中间混凝土成为约束混凝土，提高构件延性承载力。
31．梁斜截面破环的主要形态有哪几种?它们分别在什么情况下发生?破环性质如何? （6 分）
答：斜压破坏
当剪跨比 m ≤1 或腹筋配置过多
脆性破坏（2 分）
剪压破坏 当剪跨比 1 脆性破坏（2 分） 斜拉破坏 当剪跨比 m ≥3 或腹筋配置太少 脆性破坏（2 分） 五、计算题 32．钢筋混凝土矩形截面梁 b ? h = 300mm ? 500mm ，截面处计算弯矩 M d = 200kN ? m ， 采用 C30 混凝土，HRB335 级钢筋，试进行配筋计算 (r 0=1.0,f cd =14.5Mpa,f sd =280Mpa,ξb =0.56, f td =1.39Mpa) （15 分） 解：按一层钢筋布筋，假设 a s =40mm,则有效高度 h 0=500-40=460mm.。(1 分) （1） 求受压高度 基本公式为 x 2 （2 分） 代入数值可得 x 2 2 解得 x 1 = 114.1mm < ξb h 0 (= 0.56 ? 460mm = 257.6) x 2 = 805.9mm （大于梁高，舍去） (2)求所需钢筋数量 （4 分） 基本公式为 代入数值可得 f cd b x = f sd A s （2 分） 14.5? 300 ?114.1 280 （3）验算 （2 分） ) = 45( ) = 0.22 = = 1.28% > ρmin (= 0.22%) 采用对称配筋，取 a s = a s = 50mm ，试确定纵向钢筋的数量。(γ0=1.0,f cd =9.2Mpa,f sd =f ’ ( 0 )2 ζ1ζ 2 e 0 = = = 607.1mm ξ1 = 0.2 + 2.7 ? = 3.84 > 1.0 η = 1+ ? ( ) = 1.034 1400 ? ξ= = = 0.254 < ξb (= 0.56) 最小配筋率计算： 45( f td f sd 1.39 280 即配筋率应不小于 0.22%， 即 ρmin = 0.22% 实际配筋率 ρ = A s bh 0 （2 分） 1772.6 300 ? 460 （2 分） 33．钢筋混凝土偏心受压构件，截面尺寸为 b ×h=400mm ×500mm,构件的计算长度 l 0=4m 。 计算轴向力 N d =420KN ，计算弯矩 M d =255KN.m 。构件采用 C 20 级混凝土，HRB335 级钢筋， ' sd =280Mpa,ξb =0.56,ρmin =0.02%) （12 分） η = 1+ 1 l 1400e 0 / h 0 h ξ1 = 0.2 + 2.7e 0 / h 0 ≤ 1.0 ξ2 = 1.15 - 0.01 l 0 h ≤ 1.0 解：由 N=420Kn ，M=255kN ，可以得到偏心距为 M 255?106 N 420 ?103 （1 分） 构件长细比 l 0/h=400/500=8＞5。设 a s =a ’s =50mm ，h 0=h-a s =450mm 。 (1 分) 607.1 450 取 ξ = 1.0 （1 分） ξ2 = 1.15 - 0.01 400 500 = 1.07 > 1.0 取 ξ2 = 1.0 (1 分) 1 4000 2 607.1 500 450 ηe 0 = 1.034 ? 607.1 = 627.7mm （1 分） （1 分） （1）判别大、小偏心受压： N 420 ?103 f cd bh 0 9.2 ? 400 ? 450 故可按大偏心受压构件设计。 （2 分） （2）求纵向钢筋面积 e s = ηe 0 + - a s = 627.7 + - 50 = 827.7mm N (ηe 0 + - a s ) ≤ M u = f cd bh 02ξ(1- 0.5ξ) + f sd A s ' (h 0 - a s ' ) ' ' ' 由 ξ = 0.254, h 0 = 450mm ，得到受压区高度 x = ξh 0 =0.254×450=114.1mm＞2a ’s =100mm 。而 h 500 2 2 （2 分） 基本公式为 h 2 420 ?103 ? 827.7 ≤ M u = 9.2 ? 400 ? 4502 ? 0.254(1- 0.5? 0.254) + 280 ? A s ? (450 - 50) 解 得所需纵向钢筋面积为： A s = A s = 1628.5mm 2 （3） A s = A s = 1628.5mm 2 > 0.002bh 0 = (0.002 ? 400 ? 450 = 360mm 2 ) （3 分） （2 分） ⑴ 我国钢材按化学成分可分为： a 、光圆钢筋和变形钢筋； b 、碳素钢和普通低合金钢； c 、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、和 5 号钢； d 、螺纹钢筋和人字形钢筋。 答案：b ⑵ 对混凝土梁，如果实际配筋率 小于最大配筋率 ，则： a 、梁的破坏始于受拉钢筋的屈服； b 、梁的破坏始于受压钢筋的屈服； c 、梁的破坏始于受拉混凝土的屈服； d 、梁的破坏始于受压混凝土的屈服。 答案：a ⑶ 梁沿斜截面破坏时，当裂缝一出现，很快形成一条主要斜裂缝，并迅速 延伸至荷载作用点，使梁斜向被拉断，这种破坏称为： a 、斜压破坏； b 、剪压破坏； c、斜拉破坏； d、剪切破坏。 答案：c ⑷我国《公路桥规》采用的纯扭构件强度计算理论为： a、斜弯曲破坏理论； b、变角度空间桁架模型； c、换算截面法； d、薄壁扭转模型。 答案：a ⑸对偏心受压构件，下述那种情况必须考虑构件在弯矩作用平面内的挠曲对纵向力偏心矩的影响？ a、矩形截面； b、矩形截面； c、矩形截面； d、矩形截面。 答案：c ⑹下列那种受力构件属于轴心受拉构件？ a、混凝土桁架桥的弦杆； b、抗拔桩； c、预应力混凝土梁； d、摩擦桩。 答案：b ⑺以下那种预应力筋的造价最高？ a、高强度钢筋； b、高强钢丝； c、钢铰线； d、复合材料预应力筋 答案：d ⑻采用两端张拉可减小那种应力损失？ a、预应力松弛引起的应力损失； b、混凝土弹性压缩引起的盈利损失； c、预应力筋与孔道壁摩擦引起的应力损失； d、混凝土徐变引起的应力损失。 答案：c ⑼普通钢筋混凝土受弯构件预拱度值为： a、恒载挠度； b、恒载＋活载挠度； c、活载挠度； d、恒载＋1/2活载挠度。 答案：d ⑽部分预应力混凝土与全预应力混凝土相比，具有那种优点？ a、节省钢材； b、裂缝宽度小； c、承载力大； d、挠度小； 答案：a ⑾临时结构广泛采用的钢结构连接方式为： a、焊接； b、铆钉连接； c、螺栓连接 d、各种连接均可。 答案：c 判断题举例 ⑴单筋矩形截面梁是指矩形截面梁中只有一根受力钢筋。（） 答案：错误 ⑵混凝土构件适用于以压为主的结构。（） 答案：对 ⑶钢结构主要缺点是造价高、维护性差、耐火性差。（） 答案：对 ⑷混凝土结构出现裂缝即认为已经失效。（） 答案：错 ⑸截面承载能力计算是从承载能力极限状态出发，裂缝和变形的计算是从正常使用极限状态出发的。（） 答案：对 ⑹预应力混凝土的本质就是在混凝土结构承载前施加一定的压力，使其抵消或减小外荷载产生的拉应力。（） 答案：对 ⑺组合结构充分利用了钢与混凝土结构性能，因此受力比较合理。（） 答案：对 ⑻在我国桥梁施工现场，预应力梁制作常采用的张拉法是先张法。（） 答案：错 ⑼焊接残余应力是内部自平衡的应力，对钢结构受力没有影响。（） 答案：错 ⑽强度、刚度、稳定性是钢结构设计必须考虑的几个方面。（） 答案：对 填空题举例 ⑴我国现行公路桥涵设计规范的计算原则包括：（）和（）。 答案：承载能力极限状态原则和正常使用极限状态原则 ⑵受弯构件斜截面破坏的主要形态包括：（）、（）和（）。 答案：斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏 ⑶目前所采用的纯扭构件的强度计算理论包括：（）和（）。 答案：变角度空间桁架模型和斜弯曲破坏理论 ⑷轴心受压构件按其配置箍筋的不同分为：（）和（）。 答案：普通箍筋柱、螺旋箍筋柱 ⑸预应力混凝土结构预加应力的主要方法为：（）和（）。 答案：先张法和后张法 ⑹四种主要的组合结构是（）、（）、（）和（）。 答案：钢管混凝土结构、型钢混凝土结构、组合梁和型钢板与混凝土组合板 ⑺钢结构主要连接方法为：（）、（）和（）。 答案：焊接、铆钉连接和螺栓连接 ⑻请举出四种引起预应力钢筋应力损失的原因：（）、（）、（）和（）。 答案：预应力钢筋与管道间的摩擦、锚具变形、混凝土收缩徐变和钢筋松弛等 问答题举例 （1）简述正常使用极限状态的理论基础和验算内容 答：正常使用极限状态的计算是以弹性理论或弹塑性理论为基础的，主要进行三个方面的验算，即①限制应力；②短期荷载下的变形计算（挠度）；③混凝土的裂缝计算。 （2）简述梁内主要钢筋种类及各自作用 答：梁内主要钢筋包括主钢筋、弯起钢筋、箍筋等，其中主钢筋是主要的受力钢筋，对梁断面而言，它承受所有的因弯矩而产生的拉应力（若受压区布置主筋，也承担一定的压应力）；弯起钢筋是为满足斜截面抗剪而设置的，一般可由主钢筋弯起；箍筋除满足斜截面抗 剪强度外，还起到连接受力主钢筋和受压区混凝土的作用，同时用来固定主钢筋的位置使梁 内各种钢筋形成骨架。 （3）预应力混凝土结构的特点是什么？ 答：与钢筋混凝土结构相比预应力混凝土事先施加了预应力，在荷载作用下截面不出现拉应力，提高了截面的抗裂性，使得高强度材料得以应用，减轻了结构自重，提高了结构跨越能力。 （4）砌体结构的特点是什么？ 答：由块料和胶结材料组成的砌体结构其特点是抗压强度高，而抗拉、抗弯、抗剪强大低。因此，砌体结构适用于抗压为主的结构。 （5）筋混凝土结构共同工作的机理是什么？ 答：钢筋和混凝土这两种力学性质不同的材料之所以能共同工作是因为：混凝土与钢筋之间具有良好的粘结力，两者能成为共同受力的整体；钢筋与混凝土的温度线膨胀系数大致相同，钢筋α=1.0×10-5；混凝土α=（0.8~1.2）×10-5，当温度改变时，不致于破坏粘结力；混凝土包裹钢筋使钢筋免于锈蚀。 （6）影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪强度的主要因素有哪些？ 答：影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪强度的主要因素有：剪跨比m；混凝土标号R；纵向钢筋的配筋率μ；箍筋的强度和箍筋的配箍率。 （7）轴心受压构件长柱的截面破坏特点是什么？ 答：长细比铰大的轴心受压构件，由于纵向弯曲影响，导致截面应力分布非均匀，内侧压应力较外侧压应力大，截面破坏始于应力较大的一侧。其承载力小于相同截面的短柱。 （8）预应力混凝土的基本原理是什么？ 答：所谓的压应力混凝土结构就是事先人为地加入预加力，使得预加力在截面上产生的应力有利于抵消使用荷载产生的应力，使得截面不产生拉应力或限制拉应力的数值或限制裂缝的大小。 （9）锚具按传力受力原理分哪几类？ 答：锚具按传力锚固原理可分为：依靠摩阻力锚固的摩阻型锚具；依靠预应力筋于锚具挤压锚固的承压型锚具；依靠混凝土和预应力筋粘结锚固的粘结型锚具。 （10）介绍轴向受力构件的类别 答：轴向受力构件根据外载荷是否通过截面形心分为轴心受力构件和偏心受力构件，而轴心受力构件又根据力的作用方向不同分为轴心受拉构件和轴心受压构件；偏心受力构件也包括偏心受拉构件和偏心受压构件，也就是通常所说的拉弯构件和压弯构件。 计算题举例 钢筋混凝土单、双筋矩形梁承载力的计算；钢结构铆钉连接与焊接连接承载力的计算。 8-1大小偏心受拉构件的界限如何区分？它们的特点与破坏特征各有何不同？ 答：当偏心拉力作用点在As合力点与A’s合力点之间时为小偏心受拉情况，否则为大偏心受拉。小偏心情况下，构件破坏前混凝土已全部裂通，拉力完全由钢筋承担；大偏心情况下，裂缝不会贯通整个截面，裂缝开展很大，受压区混凝土被压碎。 8-2《公路桥规》对大小偏心受拉构件纵向钢筋的最小配筋率有哪些要求？ 答：规定小偏心受拉构件一侧受拉纵筋的配筋率按构件毛截面面积计算，而大偏心受拉构件 一侧受拉纵筋的配筋率按As/bh 0计算,他们的值都不应小于45f td /f sd ，同时不小于0.2. 9-1对于钢筋混凝土构件，为什么《公路桥规》必须进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状况应力计算？与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处？ 答：因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外，还可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性，而达不到结构正常使用要求。不同点：○1极限状态取构件破坏阶段○2截面承载能力大于最不利荷载效应○3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合，汽车荷载不计冲击系数。 9-2什么是钢筋混凝土构件的换算截面？ 答：将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的匀质截面。 9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些？ 答：作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。 9-4影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些？混凝土结构耐久性设计应考虑什么？ 答：混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝 12-1何为预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？ 答：所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 对构件施加预应力原因：使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂或者使裂缝宽度减小。 基本原理：由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在均布荷载q作用使下边缘所产生的拉应力全部被抵消，因而可避免混凝土出现裂缝，混凝土梁可以全截面参加工作，这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材的目的。 12-2什么是预应力度？《公路桥规》对预应力混凝土构件如何分类？ 预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。分三类：○1全预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压）○2部分预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝○3钢筋混凝土构件—不预加应力的混凝土构件 12-4什么是先张法？答：先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。 12-5什么是后张法？答：后张法是先浇筑构件混凝土待混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并锚固的方法。 13.3何谓预应力损失？何谓张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？ 答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象 张拉控制应力：指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。影响：张拉控制应力能够提高构建的抗裂性、减少钢筋用量。过高使钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的 《结构设计原理》试题1 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗 混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题第1章钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。6．C20表示fcu=20N/mm。 7．混凝土受压破坏是于内部微裂缝扩展的结果。 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。第3章轴心受力构件承载力 1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。 3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。 4．轴心受压构件的长细比越大， 稳定系数值越高。 5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为400N/mm2。 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。 第4章受弯构件正截面承载力 1．混凝土保护层厚度越大越好。 2．对于 xh'f的T形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为b'f的矩形截面梁，所以其配筋率应按 Asb'来计算。 4．在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。 5．双筋截面比单筋截面更经济适用。 6．截面复核中，如果 b，说明梁发生破坏，承载力为0。 7．适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服，然后混凝土受压破坏。 8．正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第Ⅲ阶段。 9．适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度b的确定依据是平截面假定。 第5章受弯构件斜截面承载力 1．梁截面两侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。 2．梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会 一、选择题 1、其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性通常比普通混凝土构件的延性（ ） A 、相同 B 、大些 C 、小些 D 、大很多 2、预应力混凝土结构宜采用（ ） A 、火山灰水泥 B 、硅酸盐水泥 C 、矿渣水泥 D 、以上三种均可 3、先张法构件的预压力是通过（ ）来传递的 A.、承压力 B 、粘结力 C 、粘结力和承压力 D 、以上答案都不对 4、后张法构件的预压力是靠（ ） A.、粘结力和承压力来传递 B 、工作锚具来传递和保持的 C 、粘结力来传递的 D 、以上答 案都不对 5、加筋混凝土结构按预应力度大小分类，当预应力度λ为（ ）时，是全预应力混凝土 结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 6、加筋混凝土结构按预应力度大小分类，当预应力度λ为（ ）时，是部分预应力混凝 土结构 A 、λ< 0 B 、λ= 0 C 、0 <λ< 1 D 、λ≥ 1 7、《公路桥规》规定，对于钢丝、钢绞线张拉控制应力应满足（ ） A 、pk con f 95.0≤σ B 、pk con f 90.0≤σ C 、pk con f 85.0≤σ D 、pk con f 75.0≤σ 8、先张法预应力混凝土构件，在混凝土预压前（第一批）的损失为（ ） A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 9、后张法预应力混凝土构件，在混凝土预压后（第二批）的损失为（ ） A 、54325.0l l l l σσσσ+++ B 、655.0l l σσ+ C 、65l l σσ+ D 、421l l l σσσ++ 10、后张法预应力混凝土梁在进行持久状况应力验算时，由（ ）所引起的应力，应采用 净截面几何特性进行计算。 A 、预加力 B 、预加力和活载 C 、二期恒载和活载 D 、活载 11、预应力混凝土受弯构件在持久状况下，斜截面的抗裂性是通过斜截面混凝土的（ ） 来控制的。 A 、正应力 B 、剪应力 C 、主压应力 D 、主拉应力 12、预应力混凝土受弯构件在持久状况下，正截面的抗裂性是通过正截面混凝土的（ ） 来控制的。 A 、法向拉应力 B 、剪应力 C 、主拉应力 D 、主压应力 13、预应力混凝土受弯构件斜截面的承载力与普通混凝土受弯构件相比是（ ） A 、提高了 B 、相同 C 、降低了 D 、降低很多 14、预应力混凝土与普通混凝土相比，提高了（ ） A 、正截面承载力 B 、抗裂性能 C 、延性 D 、以上答案均不对 15、部分预应力混凝土在作用（或荷载）作用下，构件截面混凝土（ ） A 、允许出现拉应力 B 、不允许出现拉应力 C 、允许出现压应力 D 、以上答案均不 对 16、桥梁结构中不宜采用中等强度钢筋作为预应力钢筋，这是因为（ ） A 、不能有效提高承载力 B 、挠度过大 C 、配筋多 D 、预应力效果差 试卷A 一．名词解释 (本大题分5小题，每小题4分，共20分) 1．准永久组合： 准永久组合：正常使用极限状态验算时，对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合。 2．预应力混凝土结构： 预应力混凝土结构：由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构。 3．剪力墙结构： 剪力墙结构：由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。 4．极限状态： 极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。 5．荷载效应： 荷载效应：由荷载引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。二．简答题(本大题分6小题，共50分) 1、钢筋与混凝土粘结作用有哪些，并简述之？（9分） 钢筋与混凝土的粘结作用主要由三部分组成： （1）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（胶结力）。这种吸附作用力来自浇注时水泥浆体对钢筋表面氧化层的渗透以及水化过程中水泥晶体的生长和硬化。这种吸附作用力一般很小，仅在受力阶段的局部无滑移区域起作用。当接触面发生相对滑移时，该力即消失。 （3分）（2）混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力。摩阻力是由于混凝土凝固时收缩，对钢筋产生垂直于摩擦面的压应力。这种压应力越大，接触面的粗糙程度越大，摩阻力就越大。（3分）（3）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力（咬合力）。对于光圆钢筋，这种咬合力来自表面的粗糙不平。变形钢筋与混凝土之间有机械咬合作用，改变了钢筋与混凝土间相互作用的方式，显著提高了粘结强度。对于变形钢筋，咬合力是由于变形钢筋肋间嵌入混凝土而产生的。虽然也存在胶结力和摩擦力，但变形钢筋的粘结主要来自钢筋表面凸出的肋与混凝土的机械咬合作用。（3分） 结构设计原理复习题 一、选择题 1、混凝土强度等级按照（ ）确定 A 、立方体抗压强度标准值 B 、立方体抗压强度平均值 C 、轴心抗压强度标准值 D 、轴心抗压强度设计值 2、同一强度等级的混凝土，各种强度之间的关系是（ ） A 、c f ＞cu f ＞t f B cu f ＞t f ＞c f C 、cu f ＞c f ＞t f D 、t f ＞cu f ＞c f 3、在测定混凝土立方体抗压强度时，《桥规》（JTG D —2004）采用的标准试件尺寸为（ ） 的立方体。 A 、mm 100 B 、mm 150 C 、mm 180 D 、mm 200 4、混凝土棱柱体抗压强度用符号（ ）表示 A 、c f B 、cu f C 、t f D 、s f 5、分别用mm 150和mm 200的立方体试件进行抗压强度试验，测得的抗压强度值为（ ） A 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ； B 、mm 150的立方体高于mm 200的立方体 ； C 、mm 150的立方体等于mm 200的立方体 ； D 、mm 150的立方体低于mm 200的立方体 ，是因为试件尺寸越小，抗压强度就越小； 6、同一强度等级的混凝土，棱柱体试件的抗压强度与立方体试件的抗压强度关系是（ ） A 、立方体抗压强度与棱柱体抗压强度相等 B 、立方体抗压强度高于棱柱体抗压强度 C 、立方体抗压强度低于棱柱体抗压强度 D 、无法确定 7、混凝土双向受压时，其强度变化规律是（ ） A 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加 B 、一向混凝土强度随着另一向压应力的增加而减小 C 、双向受压强度与单向受压强度相等 D 、双向受压强度低于单向受压强度 8、混凝土弹性模量的基本测定方法是（ ） Ａ、在很小的应力（c c f 3.0≤σ）下做重复加载卸载试验所测得 Ｂ、在很大的应力（c σ＞c f 5.0）下做重复加载卸载试验所测得 Ｃ、应力在0=c σ～c f 5.0 之间重复加载卸载5~10次，取c σ=c f 5.0时所测得的变形值作为混凝土弹性模量的依据 Ｄ、以上答案均不对 9、混凝土的线性徐变是指徐变变形与（ ）成正比。 Ａ、混凝土强度 Ｂ、时间 Ｃ、温度和湿度 Ｄ、应力 10、《公路桥规》中规定了用于公路桥梁承重部分混凝土标号分为（ ）等级。 Ａ、8 Ｂ、10 Ｃ、12 Ｄ、13 11、在按极限状态理论计算钢筋混凝土构件承载力时，对于有明显流幅的钢筋，原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、屈服极限 Ｂ、比例极限 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 12、对于无明显流幅的钢筋，结构设计时原则上都是以（ ）作为钢筋强度取值的依据 Ａ、比例极限 Ｂ、条件屈服强度 Ｃ、弹性极限 Ｄ、抗拉极限强度 13、钢筋和混凝土材料的强度设计值（ ）强度标准值。 Ａ、等于 Ｂ、小于 Ｃ、大于 Ｄ、不确定 14、钢筋的塑性变形性能通常用（ ）来衡量。 Ａ、屈服极限和冷弯性能 Ｂ、比例极限和延伸率 Ｃ、延伸率和冷弯性能 Ｄ、抗拉极限强度和延伸率 结构设计原理课后习题答案 1 配置在混凝土截面受拉区钢筋得作用就是什么？ 混凝土梁得受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉 区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋得屈服强度。因此，钢筋混凝土梁得承载能 力比素混凝土梁提高很多。 2解释名词： 混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得得抗压强度值。 混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300得混凝土立方体为标准试件，在规定温 度与湿度下养护28天，依照标准制作方法与试验方法测得得混凝土抗压强度值。 混凝土抗拉强度：采用100*100*150得棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋， 当试件在没有钢筋得中部截面拉断时，此时得平均拉应力即为混凝土抗拉强度。 混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定得试验方法操作，按照下式计算A F A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压得应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应 变曲线有哪几个因素？ 完整得混凝土轴心受压得应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。 0~0、3fc 时呈直线；0、3~0、8fc 曲线偏离直线。0、8fc 之后，塑性变形 显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。D 点之后， 曲线趋于平缓。 因素：混凝土强度，应变速率，测试技术与试验条件。 4 什么叫混凝土得徐变？影响徐变有哪些主要原因？ 在荷载得长期作用下，混凝土得变形随时间增长，即在应力不变得情况下， 混凝土应变随时间不停地增长。这种现象称为混凝土得徐变。 主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生得应力大小，加载时龄期，混 凝土结构组成与配合比，养生及使用条件下得温度与湿度。 5 混凝土得徐变与收缩变形都就是随时间而增长得变形，两者有与不同之处？ 徐变变形就是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形就是混凝土在凝 结与硬化得物理化学反应中体积随时间减小得现象，就是一种不受外力得自由变 形。 6 普通热轧钢筋得拉伸应力-应变关系曲线有什么特点？《公路桥规》规定使用 得普通热轧钢筋有哪些强度级别？强度等级代号分别就是什么？ 答：屈服钢筋从试验加载到拉断共四个阶段：弹性阶段，屈服阶段，强化阶 段，破坏阶段 按屈服强度分为：235MPa ，300MPa ，335MPa ，400MPa ，500MPa 代号：HPB235(R235),HRB335，HRB400，RRB400(KL400) 7 什么就是钢筋与混凝土之间粘结应力与粘结强度？为保证钢筋与混凝土之间 有足够得粘结力要采取哪些措施？ （1）由于变形差（滑移）沿混凝土与钢筋接触面上产生得剪应力称为粘结应力。 （2）在拔出试验失效时得最大平均应力作为粘结强度。dl πτF = （3）主要措施：提高混凝土强度，调整钢筋布置位置，调整钢筋间距，增加保 一、概念选择题（均为单选题，答案请填写在答题卡上，每小题1分，总共40 分） 1 ．如果混凝土的强度等级为C50，则以下说法正确的是：（ C） A．抗压强度设计值 f c=50MPa；B．抗压强度标准值f ck=50MPa； C．立方体抗压强度标准值 f cu，k=50MPa；D．抗拉强度标准值 f tk =50MPa。 2．混凝土强度等级是根据150 mm× 150 mm× 150 mm 的立方体抗压试验，按：( B ) A．平均值μf cu确定；B．μf cu－1.645σ 确定；C．μf cu － 2σ确定； D ．μf cu－σ确定。 3．减少混凝土徐变可采用的措施有：（B） A．增加水泥用量； B 蒸汽养护混凝土； C 提早混凝土的加荷龄期； D 增加水用量。 4 ．以下关于混凝土收缩，正确的说法是：（A） （1）收缩随时间而增长（2）水泥用量愈小，水灰比愈大，收缩愈大 （3）骨料弹性模量大级配好，收缩愈小（4）环境湿度愈小，收缩也愈小 （5）混凝土收缩会导致应力重分布 A．（ 1）、（3）、（ 5）；B ．（1）、（ 4）；C．（1）～（ 5）； D ．（ 1）、 （ 5）。 5.高碳钢筋采用条件屈服强度，以σ 0.2表示，即：（ D） A．取极限强度的20 %； B ．取应变为 0.002时的应力； C．取应变为0.2时的应力；D．取残余应变为 0.002时的应力。 6．检验软钢性能的指标有：（ A） （1）屈服强度（2）抗拉强度（3）伸长率（4）冷弯性能 A．（1）～（ 4）；B．（1）～（3）；C．（2）～（3）；D．（ 2）～（ 4）。 7．对于热轧钢筋( 如HRB335)，其强度标准值取值的依据是： （ B ） A．弹性极限强度；B．屈服极限强度；C．极限抗拉 强度；D．断裂强度。 8．钢筋与混凝土这两种性质不同的材料能有效共同工作的主要原 因是：（ D） A．混凝土能够承受压力，钢筋能够承受拉力； B．两者温度线膨系数接近； 混凝土结构设计原理考试试卷 （20 07 至20 08 学年第 二 学期 期末）（B 卷） 一、选择：（每小题2分，共24分） 1. 在混凝土应力—应变关系曲线中，（ ）作为混凝土棱柱体抗压强度f c 。 A. 比例极限 B. 峰值应力点 C. 收敛点 D. 临界点 2. c c c E εσ='的是混凝土的（B ）。 A. 弹性模量； B. 割线模量； Ｃ. 切线模量； D. 原点切线模量； 3. 剪扭构件的承载力计算公式中（ ） A. 混凝土承载力部分考虑了剪扭相关性，钢筋则没考虑； B. 混凝土和钢筋都考虑了剪扭相关性； C. 混凝土和钢筋均没有考虑剪扭相关性； D. 混凝土承载力部分没有考虑剪扭相关性，钢筋考虑了； 4．条件相同的矩形截面梁加配了受压钢筋后，其实际受弯承载力与不配受压钢筋相比（ ） A. 仅在x>2a'的情况下提高； B. 仅在x<2a'的情况下提高； C. 不一定提高； D. 肯定提高； 5. Ｔ、Ｉ形截面剪扭构件可分成矩形块计算，此时（ ） A. 由各矩形块分担剪力； B. 剪力全由腹板承担； C. 剪力、扭矩全由腹板承担； D. 扭矩全由腹板承担； 6. 在双筋梁计算中满足2a'≤x ≤ξb h o 时，表明（ ） A. 拉筋不屈服，压筋屈服； B. 拉筋屈服，压筋不屈服； C. 拉压筋均不屈服； D. 拉压钢筋均屈服； 7.小偏心受压构件破坏的主要特征是（ ）。 A. 受拉钢筋及受压钢筋同时屈服，然后压区混凝土压坏 B. 受拉钢筋先屈服，压区混凝土后压坏 C. 压区混凝土压坏，然后受压钢筋受压屈服 D. 压区混凝土压坏，距轴力较远一侧的钢筋不论受拉或受压均未屈服 8．钢筋混凝土轴心受拉构件中，钢筋的级别及配筋率一定时，为减少裂缝的平均宽度m W ，应尽量采用（ ）。 A. 直径较小的钢筋 B. 直径较大的钢筋 C. 提高混凝土强度等级 D. 多种直径的钢筋 9. 钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是( C )。 第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题（请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”，否则打“×”。每小题1分。） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（ ） 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（ ） 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。（ ） 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（ ） 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（ ） 6．C20表示f cu =20N/mm 。（ ） 7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（ ） 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。（ ） 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（ ） 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（ ） 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。（ ） 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ ） 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（ ） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能判断题答案 1. 错；对；对；错；对； 2. 错；对；对；错；对；对;对；对； 第3章 轴心受力构件承载力 1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（ ） 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（ ） 3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。（ ） 4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（ ） 5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。（ ） 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（ ） 第3章 轴心受力构件承载力判断题答案 1． 错；对；对；错；错；错； 第4章 受弯构件正截面承载力 1．混凝土保护层厚度越大越好。（ ） 2．对于' f h x 的T 形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为' f b 的 一、钢筋和混凝土之所以能有效结合共同工作的原因是什么？ 答：1. 混凝土硬化后，钢筋和商品混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体，从而保证在荷载作用下，钢筋和商品混凝土能变形协调，共同工作，不易失稳。 2.钢筋与混凝土两者有相近的膨胀系数，两者之间不会发生相对的温度变形而使粘结力遭到破坏。 3.在钢筋的外部，应按照构造要求设置一定厚度的商品混凝土保护层，钢筋包裹在混凝土之中，受到混凝土的固定和保护作用，钢筋不容易生锈，发生火灾时，不致使钢筋软化导致结构的整体倒塌。 4、钢筋端部有足够的锚固长度。 二、影响粘结强度的因素有哪些？ 答：1，混凝土强度；粘结强度随混凝土的强度等级的提高而提高。 2，钢筋的表面状况；如变形钢筋的粘结强度远大于光面钢筋。 3，保护层厚度和钢筋之间的净距。因此，构造规定，混凝土中的钢筋必需有一个最小的净距。 4，混凝土浇筑时钢筋的位置；对于梁高超过一定高度时，施工规范要求分层浇筑及采用二次振捣。 三、什么叫混凝土的徐变？影响混凝土徐变的因素有哪些？ 答：答：在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。 主要影响因素： （1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小；（2）加荷时混凝土的龄期；（3）混凝土的组成成分和配合比；（4）养护及使用条件下的温度与湿度 四、什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？ 答：（1）粘结应力：变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力； （2）粘结强度：实际工程中，通常以拔出试验中粘结失效（钢筋被拔出，或者混凝土被劈裂）时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度； （3）主要措施：①光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高，所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；②水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低，所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；③多根钢筋并排时，可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；④增大混凝土保护层厚度⑤采用带肋钢筋。五、结构的可靠性与可靠度是什么？ 五、结构的可靠性与可靠度是什么？ 答：结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。包括安全性、适用性和耐久性。 结构的可靠度是指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。 《结构设计原理》（上）试题库 一、 单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个最佳答案，并将其号码填在题干 的括号内） 1.普通钢筋混凝土梁受拉区混凝土 【 】 A 不出现拉应力 B 不开裂 C 必须开裂但要限制其宽度 D 开裂且不限制其宽度 2.钢筋作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比列极限 B 弹性极限 C 屈服强度 D 极限抗拉强度 3.混凝土立方体抗压强度试件的温度养护条件是 【 】 A C 0)315(± B C 0)320(± C.C 0)515(± D.C 0)520(± 4.混凝土立方体抗压强度试件的湿度养护条件是 【 】 A80％以上 B85%以上 C90％以上 D95％以上 5.混凝土立方体强度试验时，其他条件不变得情况下， 【 】 A 涂润滑油时强度高 B 不涂润滑油时强度高 C 涂与不涂润滑油无影响 D 不一定 6.无明显物理流限的钢筋作为设计依据的强度指标σ0.2，它所对应的残余应变是 【 】 A0.2 B0.2% C 千分之0.2 D 万分之0.2 7.混凝土的徐变变形是指 【 】 A 荷载作用下最终的总变形 B 荷载刚作用时的瞬时变形 C 荷载作用下的塑性变形 D 持续荷载作用下随荷载持续时间增加的变形 8.在钢筋混凝土构件中，钢筋与混凝土之所以共同工作，是因为它们之间有 【 】 A 胶结力 B 摩擦力 C 机械咬合力 D 黏结力 9.同一批混凝土，在不同情况下其抗压强度不同，下列情况中，抗压强度最低的是 【 】 A 立方体抗压强度 B 棱柱体抗压强度 C 局部抗压强度 D 旋筋柱中核心混凝土抗压强度 10.下列各方面计算中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 受弯构件正截面承载力计算 B 受弯构件斜截面承载力计算 C 偏心受压构件承载力计算 D 裂缝及变形验算 11.抗倾覆、滑移验算时，永久荷载分项系数取值为 【 】 A γG =0.9 B γG =1.0 C γG =1.1 D γG =1.2 12.影响轴心受拉构件正截面承载力的是 【 】 A.混凝土截面尺寸 B.混凝土强度等级 C.钢筋面积和级别 D.构件长度 四川大学-结构设计原理-期末考试-复习资料3套题 《结构设计原理》模拟试题一 一.填空题（每空1分，共计20分） 1. 可靠度指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的（）。其中“规定的条件”是指（）、正常施工、正常使用。 2. 永久荷载的分项系数是这样取的：当其效应对结构不利时，由可变荷载控制的效应组合取1.2，由永久荷载控制的效应组合取（）；对结构有利时，一般取（）。 3. 热轧钢筋的强度标准值系根据（）确定，预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据（）确定。 4. 砼徐变是指在压应力不变的情况下，（）随时间增长的现象，它使受弯构件挠度和柱的附加偏心距（）。 的工程意义是（）； 5. 适筋梁中规定ρ≤ρ max ρ≥ρ 的工程意义是（）。 min 6．影响砌体抗压强度的主要因素有块体和（） 强度、块体尺寸、砂浆特性以及砌筑质量等，当采用水泥砂浆时，其抗压强度设计值应乘以调整系数（）。 7．在受弯构件的正截面承载力计算时，可采用等效矩形压应力图形代替实际的曲线应力图形。两个图形等效的原则是（）和（）。 8．现行钢结构规范所示轴心受压构件的λ-?曲线是考虑初始缺陷按（）理论进行计算而确定的，并根据板厚和截面形式共分为（）条曲线。9. 钢筋砼受力构件的平均裂缝间距随砼保护层厚度增大而（），随纵筋配筋率增大而（）。10. 先张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为（），完成第二批损失时，混凝土的预压应力为（）。 二.单选题（每题2分，共计32分） 1．按使用功能划分的土木工程结构指以下何项？ A. 承重结构、框架结构、剪力墙结构、框架- 1. 钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和正常使用极限状态。 2. 钢结构具有轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程度高，施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。等特点。 3. 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。 4. 影响钢材性能的主要因素有化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注，轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用 5. 影响钢材疲劳的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）、应力循环次数 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷 弯性能。 7. 钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接、螺栓连接。 8. 角焊缝的计算长度不得小于8h f，也不得小于40mm 。 侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于60 h f。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与螺栓材质和螺栓有效面积有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 12. 轴心受压构件的稳定系数 与残余应力、初弯曲和初偏心和长细比有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘、和增加侧向支承点。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、 侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比、的方法来保 证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。一、问答题 1钢结构具有哪些特点？1．钢结构具有的特点：○1钢材强度高，结构重量轻○2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性○3钢结构装配化程度高，施工周期短○4钢材能制造密闭性要求较高的结构○5钢结构耐热，但不耐火○6钢结构易锈蚀，维护费用大。 2钢结构的合理应用范围是什么？○1重型厂房结构○2大跨度房屋的屋盖结构○3高层及多层建筑○4轻型钢结构○5塔桅结构○6板壳结构○7桥梁结构○8移动式结构 3钢结构对材料性能有哪些要求？钢结构对材料性能的要求：○1较高的抗拉强度f u 和屈服点f y○2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能○3良好的加工性能 4钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？是屈服点、抗拉强 度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。 5影响钢材性能的主要因素是什么？影响钢材性能的主要因素有：○1化学成分○2钢材缺陷○3冶炼，浇注，轧制○4钢材硬化○5温度○6应力集中○7残余应力○8重复荷载作用6什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？钢材在连续反复荷 载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。 7选用钢材通常应考虑哪些因素？选用钢材通常考虑的因素有：○1结构的重要性○2荷载特征○3连接方法○4结构的工作环境温度○5结构的受力性质 8钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。 焊接的优点：○1不需打孔，省工省时；○2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；○3 气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好。 焊接的缺点:○1焊缝附近有热影响区，材质变脆；○2焊接的残余应力使结构易发生脆性破 结构设计原理第四版课后答案叶见曙 目录 第一章...........1 第二章...........3 第三章...........5 第四、五章......13 第六章...........16 第七、八章.......18 第九章.. (26) 第一章 1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？ 答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。 1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。 答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号 cu f 表示。 混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号 c f 表示。 混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》 （JTJ 053-94）规定，采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度 ts f 按下式计算： 20.637ts F F f A = =πA 。 混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏 2018学年第一学期结构设计原理期终试卷班级姓名得分 一、单项选择题（每小题3分，共10题，共30分）。 1、下列哪项不属于结构的可靠性（）。 A、安全性 B、美观性 C、适用性 D、耐久性 1、按照我国《公路桥涵设计通用规范》（JTC D60—2004）规定，公路桥涵结构的设计基准期为（）年。 A、30 B、50 C、100 D、150 1、桥梁主要承重结构在竖向荷载作用下无水平反力称为（）。 A、梁式桥 B、拱式桥 C、钢架桥 D、悬索桥 2、与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力（）。 A、相同 B、提高许多 C、有所提高 D、不确定 2、钢筋混凝土梁在正常使用情况下（）。 A、通常是带裂缝工作的 B、一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面 C、一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽 D、通常是无裂缝的 2、钢筋与混凝土能共同工作的主要原因是（）。 A、防火、防锈 B、混凝土对钢筋的握裹及保护 C、混凝土与钢筋有足够的粘结力，两者线膨胀系数接近 D、钢筋抗拉而混凝土抗压 3、安全等级为一级时，结构重要性系数 γ为（）。 A、0.8 B、0.9 C、1.0 D、 1.1 3、当桥梁的破坏后果为严重时，其结构重要性系数 γ为（）。 A、0.8 B、0.9 C、1.0 D、 1.1 3、小桥、涵洞的结构重要性系数 γ为（）。 A、0.8 B、0.9 C、1.0 D、 1.1 4、下列哪项不属于作用的代表值（）。 A、作用标准值 B、作用频遇值 C、作用永久值 D、作用准永久值 4、若实际工程中以边长200mm作为试件，则所测得的混凝土立方体抗压强度需要乘以（）作为标准件的换算系数。 A、1.10 B、1.05 C、0.95 D、0.90 4、若实际工程中以边长100mm作为试件，则所测得的混凝土立方体抗压强度需要乘以（）作为标准件的换算系数。 A、1.10 B、1.05 C、0.95 D、0.90 5、普通碳素钢中，含碳量越高，则钢筋的强度越[ ]，其塑性和可焊性越[ ].（）。 A、高、差 B、高、好 C、低、差 D、低、好 5、弯起钢筋主要承受（）。 A、拉力 B、压力 C、弯矩 D、剪力 5、纵向钢筋主要承受梁的（）。 A、拉力 B、压力 C、弯矩 D、剪力 6、下列说法中正确的是（）。 A、第一类T形截面时中和轴在受压翼缘板内，受压区高度 f h x' > B、第一类T形截面时中和轴在受压翼缘板内，受压区高度 f h x' ≤ C、第二类T形截面时中和轴在梁腹板板内，受压区高度 f h x' ≤ D、第二类T形截面时中和轴在受压翼缘板内，受压区高度 f h x' > 6、构件的计算长度 l，当两端均为不移动的铰时取（）。[注：l为构件支点间长度] A、0.5l B、0.7l C、l D、2l 6、I类环境下箍筋的最小混凝土保护层厚度为（）。 A、20mm B、25mm C、30mm D、40mm 7、下列属于塑性破坏的是（）。 A、无筋梁 B、少筋梁 C、超筋梁 D、适筋梁 7、C35混凝土等效矩形应力图高度系数β为（）。 A、0.8 B、0.79 C、0.78 D、0.76 7、C55混凝土等效矩形应力图高度系数β为（）。 A、0.8 B、0.79 C、0.78 D、0.76 8、钢材的含碳量越低，则（）。 A、伸长率也越短，塑性越差 B、伸长率越大，塑性越好 C、强度越高，塑性越好 D、强度越低，塑性越差 8、钢筋混凝土轴心受压构件，稳定系数是考虑了（）。 《结构设计原理》复习题 一、填空 1．按加工方式不同，钢筋分为（）、（）、（）、（）四种。 2．（）与（）通常称为圬工结构。 3．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 4．随着柱的长细比不同，其破坏型式有（）、（）两种。 5．根据张拉预应力筋与浇筑混凝土构件之间的先后顺序，预应力混凝土分为（）、（）两类。6．钢筋与混凝土之间的粘结力主要有以下三项组成（）、（）、（）。 7．按照配筋多少的不同，梁可分为（）、（）、（）三种。 8．钢筋混凝土受弯构件主要有（）和（）两种形式。 9．梁内钢筋主要有（）、（）、（）、（）等。 10．（）、（）、（）称为结构的可靠性。 11．钢筋的冷加工方法有（）、（）、（）三种。 12．结构的极限状态，根据结构的功能要求分为（）、（）两类。 13．T形截面梁的计算，按（）的不同分为两种类型。 14．在预应力混凝土中，对预应力有如下的要求（）、（）、（）。 15．钢筋混凝土梁一般有（）、（）、（）三种不同的剪切破坏形式。 16．预应力钢筋可分为（）、（）、（）三种。 二、判断题：（正确的打√,错误的打×。） 1．混凝土在长期荷载作用下，其变形随时间延长而增大的现象称为徐变。 2．抗裂性计算的基础是第Ⅱ阶段。 3．超筋梁的破坏属于脆性破坏，而少筋梁的破坏属于塑性破坏。 4．增大粘结力、采用合理的构造和高质量的施工、采用预应力技术可以减小裂缝宽度。 5．当剪跨比在[1, 3]时，截面发生斜压破坏。. 6．预应力损失是可以避免的。 7．整个结构或结构的一部分，超过某一特定状态时，就不能满足结构功能的要求，这种特殊状态称为结构的极限状态。 8．箍筋的作用主要是与纵筋组成钢筋骨架，防止纵筋受力后压屈向外凸出。 9．采用预应力技术可杜绝裂缝的发生或有效减少裂缝开展宽度。 10．为了保证正截面的抗弯刚度，纵筋的始弯点必须位于按正截面的抗弯计算该纵筋的强度全部被发挥的截面以内，并使抵抗弯矩位于设计弯矩图的里面。 11．偏心距增大系数与偏心距及构件的长细比有关。 12．钢筋混凝土梁的刚度是沿梁长变化的，无裂缝区段刚度小，有裂缝区段刚度大。 13．钢筋按其应力应变曲线分为有明显流幅的钢筋和没有明显流幅的钢筋。 14．因为钢筋的受拉性能好，所以我们只在受拉区配置一定数量的钢筋而在受压区不配置钢筋。 15．当轴向力的偏心较小时，全截面受压，称为小偏心受压。 越大越好。 16．有效预应力 pe 三、名词解释 1．混凝土保护层5．超筋梁 2．徐变 6. 材料抵抗弯矩图 3．预应力混凝土结构7．预应力损失 4．混凝土立方体抗压强度8. 弯矩包络图 四、简答题： 1．在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土为什么能长期共同工作？钢筋混凝土结构对钢筋性能有什么要求？结构设计原理课后题答案8—20
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