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水工钢筋混凝土结构学试题类型及规范解答举例


试题类型及规范解答举例
一、填空题(把正确答案写在空格内,每空 1 分,共 20 分)
1. 结构可 靠度 是指 结构 在 ___________ 内, 在 ___________ 下,完成 预定 ___________ 的概 率。 答案:规定的时间,规定的条件,功能。 2. 钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度 l a ,钢筋的强度愈 ________ 、直径愈

________ 则钢 筋的锚固长度 l a 要求的就愈长。 答案:高,粗。 3. 影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有 __________ 、 __________ 、 __________ 及 _________ 。 答案:剪跨比、混凝土强度、纵筋用量、腹筋用量。 4. 钢筋混凝土构件在荷载作用下,若计算所得的最大裂缝宽度超过允许值,则应采取相应 措施,以减小裂缝宽度,例如可以适当 ________ 钢筋直径;采用 ________ 钢筋;必要时可 适当 ________ 配筋量,以 ________ 使用阶段的钢筋应力。对于抗裂和限制裂缝宽度而言, 最根本的方法是采用 _______________ 。 答案:减小,变形,增加,降低,预应力混凝土结构。 5. 理想弹性体梁,当截面尺寸和材料已定时,截面的抗弯刚度 EI 就为 __________ ,所以 其弯矩 M 和挠度 f 成 __________ 关系;而钢筋混凝土梁随着荷载的增加,其刚度值是逐渐 __________ 的,故其弯矩与挠度成 __________ 关系。 答案:常数、线性、降低、曲线。 6. 先张法主要靠 __________ 、而后张法主要靠 __________ 传递预应力。 答案:粘结力、局部承压。 二、选择题 ( 把正确答案填在括号内,每题 2 分,共 20 分 ) 1 .结构或构件承载能力极限状态设计时,在安全级别相同时, 对于延性破坏和脆性破坏, 它们的目标可靠指标 β T ( (A) 两者相等 (B) 延性破坏时目标可靠指标大于脆性破坏时目标可靠指标 (C) 延性破坏时目标可靠指标小于脆性破坏时目标可靠指标。 答案: (C) 。 2. 适筋梁在逐渐加载过程中,当正截面受力钢筋达到屈服以后 ( (A) 该梁即达到最大承载力而破坏。 (B) 该梁达到最大承载力,一直维持到受压混凝土达到极限强度而破坏 )。 )。

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(C) 该梁承载力略有所增高,但很快受压区混凝土达到极限压应变,承载力急剧下降而 破坏 答案: (C) 。 3. 无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种, 对同样的构件, 其受剪承载力的关系为 ( (A) 斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏 (B) 斜拉破坏<剪压破坏<斜压破坏 (C) 剪压破坏>斜压破坏>斜拉破坏。 答案: (B) 。 4. 对构件施加预应力主要目的是 ( ) 。 ( A )提高承载力 ( B )对构件进行检验 ( C )避免裂缝或减少裂缝(使用阶段),发挥高强材料作用。 答案:( C )。 5 .钢筋混凝土剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而( ( A )增大 答案:( B )。 6 .受扭构件中,抗扭纵筋应( ( A) 沿截面周边对称放置 答案:( A )。 7. 在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时,对一般梁( h w /b≤4.0 ),若 V>0.25f c bh 0 /γ d , 可采取的解决办法有 ( (A) 箍筋加密或加粗 答案: (B) 。 8. 其它条件相同时,预应力混凝土构件的延性通常比钢筋混凝土构件的延性( (A) 大些; 答案: (B) 。 9. 我国《规范》采用的混凝土的标准强度是( (A) 平均强度; )。 (B) 小些; (B) 相同。 ) )。 (B) 增大构件截面尺寸 (C) 加大纵筋配筋率。 )。 ( B) 在截面左右两侧放置 (C) 在截面上下两边放置。 ( B )减小 ( C )不变。 )。 )。

(B) 标准强度除以安全系数 K

(C) 在一定保证率下的强度值。 答案: (C) 。 10. 在钢筋混凝土构件中,钢筋表面处的裂缝宽度比构件表面处的裂缝宽度( ( A )小 ( B )大 ( C )一样 )。

答案:( A )。 三、判断题(正确的打 “√” ,错误的打 “×” )(每题 1 分,共 10 分) 1 .混凝土达到极限应变时应力最大( ) 答案:( ×)。

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2 . x ≤ h f ˊ 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 ˊ 的矩形截面,所以 配筋率验算用 ρ = ( A s / b f ˊ h 0 ) 。( ) 答案:( ×)。 3 .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 受 弯 承 载 力 的作用是不很明显的。( ) 答案:( √ )。 4 剪跨比对有腹筋梁受 剪承 载 力 的影响比对无腹筋梁的要大些。( ) 答案:( ×)。 5 在预应力混凝土构件中配置非计算预应力钢筋 A s 和 Aˊs,可增加构件的延性。 ( ) 答案:( √ )。 6 受弯构件中,只有在纵向钢筋被切断或弯起的地方,才需要考虑斜截面抗弯问题。 ( )

答案:( √ )。 7 .偏心受压构件中远离轴向力一侧的纵向钢筋总是受拉的。( ) 答案:( ×)。 8 .钢筋混凝土梁的挠度可以按梁的 “ 最小刚度原则 ” 用材料力学公式来计算。 答案:( √ )。 9 .钢材的拉、压性能基本上是相同的。但是,考虑到受压时容易压屈,所以钢筋的抗 压设计强度最多取为 400N/mm2 。 ( ) 答案:( ×)。 10. 在两向拉压应力状态下,混凝土抗压强度降低。( ) 答案:( √ )。 四、简答题 1. ( 15 分)试绘出适筋受弯构件三个工作阶段正截面上应力和应变沿截面高度的 变化 图形( 6 分),并说明: ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) 答案: ( 1 ) σ s = f y , ε s ≥ε y= f y / E s ( 2 ) ε c = ε cu =0.0033 ( 3 )首先 σ s = fy 钢筋屈服,然后 ε c = ε cu 混凝土压碎,构件破坏。破坏之前有明显的变 形发展过程,属塑性破坏。 破坏时受拉钢筋的应力 σ s 和应变 ε s ;( 2 分) 破坏时受压边缘混凝土的应变 ε c ;( 2 分) 破坏的起因和破坏性质;( 2 分) 各个特征阶段在设计计算中的作用。( 3 分) ( )

3

( 4 )第Ⅰ阶段末尾Ⅰ a 状态是计算受弯构件抗裂弯矩时所采用的应力阶段。第Ⅱ阶段 是计算受弯构件正常使 用阶段变形和裂缝宽度 时所依据的应力阶段。 第Ⅲ阶段Ⅲ a 状 态是按极限状态方法计算受弯构件正截面承载力时所依据的应力阶段。

(a)
计中如何体现( 5 分)?

(b)
??

(c)

图 3-6 梁的应力—应变阶段 2.( 10 分)正常使用极限状态与承载能力极限状态的可靠度水准为何不同( 5 分)?在设
答案: 承载能力极限状态关系到结构能否安全的问题,一旦失效,后果严重,所以应 具有较高的可靠度水平。正常使用极限状态关系到结构的适用性、耐久性,一旦失效, — 般不会造成生命财产的重大损失。所以正常使用极限状态设计的可靠度水平允 许比承载能 力极限状态的可靠度适当降低。 所以,与承载能力极限状态相比,正常使用极限状态验算时的各种参数的保证率可适 当降低, 材料强度采用标准值而不用设计值, 即材料分项系数取为 1.0; 荷载也采用标准值, 即荷载分项系数一律取为 1.0 ;设计状况系数也取为 1.0 。这样,通过各种参数的不同取值 体现可靠度水准的不同。 3 .( 10 分)对称配筋偏心受压构件承载力复核时,若 ηe 0 >0.3 h 0 ,且 γ d N > ξb fc b h0,应 按哪种偏心受压情况进行计算?( 4 分)为什么?( 6 分) 答案:应按小偏心受压构件进行计算。 大偏心受压破坏形态与小偏心受压破坏形态的相同之处是截面的最终破坏都是受压区边缘混 凝土达到其极限压应变值而被压碎; 不同之处在于截面受拉部分和受压部分谁先发生破坏, 前者是 受拉钢筋先屈服,而后受压区混凝土被压碎;后者是受压区混凝土先被压碎。即大小偏心受压之间 的根本区别是,截面破坏时受拉钢筋是否屈服。以此破坏本质可知: ? > ? b 时,属于小偏心受压破 坏。而用 η e 0 只是一种近似判断方法。 五、计算题( 15 分) 一 T 形截面梁,截面尺寸为 h =500mm ,b =200mm ,h f ˊ =100mm ,b f ˊ =400mm 。结构安全 等级为二级。混凝土为 C20 ,钢筋为Ⅲ级。弯矩设计值 M=210kN.m ,已配有受压钢筋 2 16

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( A s ˊ =402mm 2 ) 。 试 计 算 受 拉 钢 筋 用 量 ? ( a =60mm , a ˊ =33mm , f c =10N/mm 2 , f y = f y ˊ =360 N/mm 2 , ρ min =0.15% , ξ b =0.518 ) 解: γ d = 1.20 。 h 0 = h - a =500-60=440mm 。( 2 分) 1. 鉴别 T 形梁类型 fc bfˊ hfˊ(h0- hfˊ/2)+ fyˊAsˊ(h0- aˊ) =10×400×100 ( 440-100/2 ) +402×360 ( 440-33 ) =214.9kN.m< γ d M= 1.2×210=252 kN.m 属于第二种情况的 T 形梁( x > h f ˊ )。( 5 分) 2. 配筋计算
? d M ? fc (b?f ? b)h?f (h0 ?
2 fcbh0

h?f 2

?s ?

? As ? (h0 ? a?) ) ? fy

? 0.292

ξ =1-

1 ? 2? s

=0.363< ξ b =0.518

x=ξh 0 =159.7mm >2 a ˊ =66mm( 5 分) As =(fc bξh0 + fc (bfˊ- b) hfˊ+ fyˊAsˊ)/ fy=1845mm2 ρ= As /(bh0)=2.1% >ρ min =0.15% ( 3 分)

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