2013混凝土结构设计原理试卷A答案

昆 明 理 工 大 学 试 卷A答案

考试科目：混凝土结构设计原理 考试日期：2014. 01. 16 命题教师：张品乐、陶燕

学院：建筑工程 专业班级：2011级 学生姓名： 学号：

任课教师：陶燕、刘利先 上课班级：建工院2011级 考试座位号：

一、判断题（正确的打“√”，错误的 打“×”）（每题1分，共10分） [× ]1、对钢筋冷拉可提高其抗拉强度和延性。

[√ ]2、对于任何承载的结构或构件，都需要按承载能力极限状态进行设计。 [√ ]3、荷载分项系数与荷载标准值的乘积，称为荷载设计值。

[√ ]4、同样尺寸和材料的钢筋混凝土梁，适筋梁的极限承载力不是最高的。 [× ]5、对所有偏心受压构件必须考虑全截面受压时离轴力较远一侧钢筋受压屈服的可能性。 [√ ]6、受弯构件斜截面的抗剪承载力通过计算加以控制，斜截面的抗弯承载力一般不用计算而是通过构造措施加以控制。

[√ ]7、动力荷载作用下的裂缝宽度有所增大。

[× ]8、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数越大，表明裂缝间受拉混凝土参与工作的程度越高。

[× ]9、I形截面各部分所受到的扭矩按其截面面积进行分配。

[× ]10、预应力混凝土构件的延性要比普通钢筋混凝土构件的延性要好。 二、单项选择题 （每题2分，共22分）

1、钢筋混凝土短柱在不变的轴压力长期作用下，由于混凝土的徐变使得（ B ） A.混凝土应力增大钢筋应力减小 B. 混凝土应力减小钢筋应力增大 C. 混凝土应力增大钢筋应力增大 D. 混凝土应力减小钢筋应力减小 2、复合受力下，混凝土抗压强度的次序为（ B ）

A. Fc1

3、在二a环境类别下，混凝土强度等级不大于C25时，钢筋混凝土梁的保护层最小厚度是（ D ）

A. 15mm B. 20 mm C. 25 mm D. 30 mm 4、仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（ A ） A. ξ3＞ξ2＞ξ1 B. ξ3＝ξ2＞ξ1 C. ξ2＞ξ3＞ξ1 D. ξ3＞ξ2＝ξ1 5、双筋矩形截面应满足x2as的条件，其目的是（ B ）

A. 防止超筋破坏 B. 保证受压钢筋屈服 C. 防止少筋破坏 D. 保证受拉钢筋

屈服

6、适筋梁的受弯破坏是（ B ）

A 受拉钢筋屈服以前混凝土压碎引起的破坏

B 受拉钢筋先屈服，随后受压混凝土达到极限压应变 C 破坏前梁的挠度和裂缝宽度不超过设计限值 D 受拉钢筋屈服恰好与混凝土压碎同时发生

7、T形截面梁尺寸如图因外荷载较小，仅按最小配筋率ρ

=0.20%配置纵筋，按受弯构件计算As取下面哪个是正确的（h0=465mm）?( C 2

A. As=800×465×0.20%=744 mm

B. As=800×500×0.20%=800 mm2

C. As=200×500×0.20%=200 mm2 D. As=[200×500+（800—200）×100]×0.20%=320 mm2 8、对无腹筋梁的三种破坏形态，以下说法正确的是（ D A. 只有斜压破坏属于脆性破坏 B. 只有斜拉破坏属于脆性破坏 C. 只有剪压破坏属于延性性破坏 D. 三种破坏都属于脆性破坏 9、偏心受压构件界限破坏时（ A ）

A. 离轴力较远一侧钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生

B. 离轴力较远一侧钢筋屈服与离轴力较近一侧钢筋屈服同时发生 C. 离轴力较远一侧钢筋屈服比受压区混凝土压碎早发生 D. 离轴力较远一侧钢筋屈服比受压区混凝土压碎晚发生

10、条件相同的无腹筋梁，发生斜压、斜拉、和剪压三种破坏形态时，以下正确的是（ A ）

A. 斜压破坏的承载力 ＞剪压破坏的承载力 ＞斜拉破坏的承载力 B. 剪压破坏的承载力 ＞斜压破坏的承载力 ＞斜拉破坏的承载力 C. 剪压破坏的承载力 ＞斜拉破坏的承载力 ＞斜压破坏的承载力

D. 斜拉破坏的承载力 ＞剪压破坏的承载力 ＞斜压破坏的承载力

11、计算钢筋混凝土受弯构件的最大挠度时，按荷载的（ A ），并考虑荷载长期作用的影响

A. 准永久组合 B. 标准组合 C. 频遇组合 D. 以上三种组合都可以 三、填空题（每空1分，共13分）

1、混凝土水灰比越大或水泥用量越多，则徐变及收缩值2、现有某工地一批混凝土立方体试块实测抗压强度平均值为45.6MPa，标准差为0.65MPa，则该批混凝土立方体抗压强度标准值为。 3、衡量钢筋塑性的两个指标为延性率、。

4、适筋梁的第Ⅰa和Ⅲa 的依据。

5、超筋梁的正截面承载力取决于混凝土的抗压强度；少筋梁的正截面承载力取决于 混凝土的抗拉强度

6、材料强度等级和截面尺寸相同的适筋梁，其受拉纵筋的配筋率越小，则发生正截面受弯破坏时的承载力 越小 、延性 越好 。 7、钢筋混凝土梁中的腹筋指。 8、根据柱的不同，钢筋混凝土偏心受压柱可以分为短柱、长柱。 9、承受集中荷载作用的钢筋混凝土独立梁，斜截面受剪承载力计算公式中的剪跨比λ的取值范围为 1.5～3 。 10、当梁的剪跨比较大（大于3），同时梁内配置的腹筋数量又过少时，将发生拉破坏 。

四、简答提（每题5分，共15分）

1、解释为什么配置有螺旋箍筋的轴心受压构件，其抗压强度和变形力能够得到明显提高？

答：螺旋箍筋使螺旋箍筋内部的核心混凝土处于三向受压状态，在轴压力较大的时候，混凝土横向变形急剧增大，螺旋箍筋产生较大的环向拉应力，箍筋能够有效约束核心混凝土的横向变形。 答对此小题5分

2、推导有明显屈服点钢筋配筋时的界限相对受压区高度b的计算公式。 答：

b

xb1xcb1cuh0h0cuy

1

1

fy

cuEs

公式推导正确给5分

3、简述预应力混凝土工作的基本原理？

答：在构件承载时产生拉应力的部位，预先对混凝土施加一定的压应力，此项

预压应力将抵消一部分或全部抵消由外荷载所引起的拉应力，从而避免结构开裂或推迟裂缝的出现，从而提高混凝土的抗裂性。 答对此小题5分

五、计算题（每小题5分，共40分）

本题所有小题必须写出相应计算过程，否则已选择的正确答案无效。

计算题可能要用到的公式请查阅《混凝土结构设计规范2010版》

1. 已知某一钢筋混凝土单筋矩形截面简支梁计算跨度为6.0m，板传来的永久荷载以及梁的自重标准值为15.6kN/m，板传来的楼面活荷载标准值为10.7kN/m，梁

2

的截面尺寸为b×h＝250mm ×500mm，混凝土强度等级为C25(fc=11.9N/mm),钢筋

2

采用HRB335（fy=300 N/mm,b＝0.55）, 环境类别为一类（近似取

），结构安全等级为二级（01.0)，设计使用年限为50年s40，h0460

（荷载调整系数L1.0)。

1）简支梁最大跨中弯矩设计值(单位：KN.m)与下列何项数值最为接近？（ B ）（提示：可以按可变荷载效应控制的组合计算弯矩设计值，

S0(1.2SG1k1.4LSQ1k)）

A、101.7 B、151.7 C、51.7 D、200.7

M0(GMGkQLMQk)

11

1.0(1.215.66.021.41.010.76.02)

88

151.65kNm

答对此小题5分

2) 受拉区所需最小纵向钢筋面积（mm2）与下列何项数值最为接近？（ D ） A、250 B、850 C、1577 D、1277 （提示：纵向受力钢筋最小配筋率见混凝土结构设计规范8.5.1条）

M151.65106

s0.241 22

1fcbh01.011.9250460

12s120.2410.280b0.55满足适筋破坏条件

As

1fcbx1.011.92500.280460

fy



300

1277.2mm2

Asminbh0.2%250500250，满足要求，选D

答对此小题5分。

'

2. 钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸b=300mm，h=400mm，asas40mm。柱两端弯矩设计值M1=146 KN﹒m , M2=165 KN﹒m，柱按单曲率弯曲，弯矩作用平面内上下端的支撑长度为2.5m，柱承受的压力设计值N=460KN，混凝土强度

22

等级为C30(fc=14.3N/mm)，纵筋采用HRB400级钢筋(fy=360N/mm，b0.518)，采用对称配筋。

（提示：本题可能用到的公式见《混凝土结构设计规范》6.2.3、6.2.4、6.2.17）

1）是否需要考虑附加弯矩的影响（ A ）？（5分）

A、不需要考虑附加弯矩影响 B、考虑附加弯矩影响 C、无法判断

N460103

解：0.2680.9

fcA14.3300400M1146

0.880.9 M2165

ih/400/115.47

2500

lc/i21.653412(M1/M2)23.38

115.47

不需要考虑附加弯矩影响。选A 答对此小题5分

2) 计算截面所用的弯矩设计值大小（ KN﹒m）最接近于下列那一项（ D ）？ A、200 B、171.6 C、146 D、165

解：由第1小题计算结果知：不需要考虑附加弯矩影响。取M=M2=165KN.m 。选D

答对此小题5分

3) 受压钢筋As'、受拉钢筋As的取值（mm2）与下列何项数值最为接近？（ B ） A、660 B、930 C、240 D、1500

N460103解2ax107.2mmbh00.518560290

1fcb1.014.3300

's

M165106

eie0eaeamm20mm379mm 3

N46010

eeih/2as37920040539mm

As'

Ne1fcbx(h00.5x)

fy'(h0as')

3

460105391.014.3300107.2(3600.5107.2)

930mm2

360(36040)

AsAs'1860mm20.55%300400660mm2，满足要求

'，取ASAs930mm2，选B

答对此小题5分。

3. 有一钢筋混凝土矩形截面简支梁，两端搁置在砖墙上，如图1所示，该梁承受

2

均布荷载设计值为q=95kN/m（包括梁自重），混凝土强度等级为C25 (fc=11.9N/mm,

22

ft=1.27N/mm)，箍筋为HRB335级钢筋（fyv=300N/mm），纵筋为HRB400级钢筋

2

（fy=360N/mm），一类环境。（提示as40mm）

（提示：本题可能用到的公式见混凝土结构设计规范6.3.1、6.3.4、6.3.7）

图1 构件及截面配筋图 1）验算截面尺寸是否满足要求（ A ）（提示V=

1

qln，ln为梁净跨） 2

A、满足要求 B、不满足要求 C、无法判断 解：V=

11

qln=953.96188.1KN 22

h460hwh0460mmw1.844

b250

0.25cfcbh00.251.011.9250460342.125KNV188.1KN

截面尺寸满足要求，选A。 答对此小题5分。

2）是否需要按计算配置腹筋（ A ）？

A、需要 B、不需要 C、 条件不足，不能够确定 解：0.7ftbh00.71.27250460102235N188100N 故需按计算配置腹筋，选A。 答对此小题5分。

3) 若梁截面只配置双肢箍，箍筋直径为8mm，问箍筋的最小间距和下列何项数值最为接近？（ C ）（提示：当V0.7ftbh0时，需验算sv0.24ft/fyv） A、200 B、300 C、160 D、180 解：

AsvV0.7ftbh0188100102235

0.622 sfyvh0300460

s

Asv250.3

162mm，取s160mm，满足箍筋最大间距要求。 0.5500.622

箍筋的配筋率为：

sv

Asvf250.31.27

0.25%sv,min0.24t0.240.10% ，bs250160fyv300

满足最小配箍率要求，故所配的双肢8@160箍筋满足要求，选C。

答对此小题5分。

昆 明 理 工 大 学 试 卷A答案

考试科目：混凝土结构设计原理 考试日期：2014. 01. 16 命题教师：张品乐、陶燕

学院：建筑工程 专业班级：2011级 学生姓名： 学号：

任课教师：陶燕、刘利先 上课班级：建工院2011级 考试座位号：

一、判断题（正确的打“√”，错误的 打“×”）（每题1分，共10分） [× ]1、对钢筋冷拉可提高其抗拉强度和延性。

[√ ]2、对于任何承载的结构或构件，都需要按承载能力极限状态进行设计。 [√ ]3、荷载分项系数与荷载标准值的乘积，称为荷载设计值。

[√ ]4、同样尺寸和材料的钢筋混凝土梁，适筋梁的极限承载力不是最高的。 [× ]5、对所有偏心受压构件必须考虑全截面受压时离轴力较远一侧钢筋受压屈服的可能性。 [√ ]6、受弯构件斜截面的抗剪承载力通过计算加以控制，斜截面的抗弯承载力一般不用计算而是通过构造措施加以控制。

[√ ]7、动力荷载作用下的裂缝宽度有所增大。

[× ]8、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数越大，表明裂缝间受拉混凝土参与工作的程度越高。

[× ]9、I形截面各部分所受到的扭矩按其截面面积进行分配。

[× ]10、预应力混凝土构件的延性要比普通钢筋混凝土构件的延性要好。 二、单项选择题 （每题2分，共22分）

1、钢筋混凝土短柱在不变的轴压力长期作用下，由于混凝土的徐变使得（ B ） A.混凝土应力增大钢筋应力减小 B. 混凝土应力减小钢筋应力增大 C. 混凝土应力增大钢筋应力增大 D. 混凝土应力减小钢筋应力减小 2、复合受力下，混凝土抗压强度的次序为（ B ）

A. Fc1

3、在二a环境类别下，混凝土强度等级不大于C25时，钢筋混凝土梁的保护层最小厚度是（ D ）

A. 15mm B. 20 mm C. 25 mm D. 30 mm 4、仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（ A ） A. ξ3＞ξ2＞ξ1 B. ξ3＝ξ2＞ξ1 C. ξ2＞ξ3＞ξ1 D. ξ3＞ξ2＝ξ1 5、双筋矩形截面应满足x2as的条件，其目的是（ B ）

A. 防止超筋破坏 B. 保证受压钢筋屈服 C. 防止少筋破坏 D. 保证受拉钢筋

屈服

6、适筋梁的受弯破坏是（ B ）

A 受拉钢筋屈服以前混凝土压碎引起的破坏

B 受拉钢筋先屈服，随后受压混凝土达到极限压应变 C 破坏前梁的挠度和裂缝宽度不超过设计限值 D 受拉钢筋屈服恰好与混凝土压碎同时发生

7、T形截面梁尺寸如图因外荷载较小，仅按最小配筋率ρ

=0.20%配置纵筋，按受弯构件计算As取下面哪个是正确的（h0=465mm）?( C 2

A. As=800×465×0.20%=744 mm

B. As=800×500×0.20%=800 mm2

C. As=200×500×0.20%=200 mm2 D. As=[200×500+（800—200）×100]×0.20%=320 mm2 8、对无腹筋梁的三种破坏形态，以下说法正确的是（ D A. 只有斜压破坏属于脆性破坏 B. 只有斜拉破坏属于脆性破坏 C. 只有剪压破坏属于延性性破坏 D. 三种破坏都属于脆性破坏 9、偏心受压构件界限破坏时（ A ）

A. 离轴力较远一侧钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生

B. 离轴力较远一侧钢筋屈服与离轴力较近一侧钢筋屈服同时发生 C. 离轴力较远一侧钢筋屈服比受压区混凝土压碎早发生 D. 离轴力较远一侧钢筋屈服比受压区混凝土压碎晚发生

10、条件相同的无腹筋梁，发生斜压、斜拉、和剪压三种破坏形态时，以下正确的是（ A ）

A. 斜压破坏的承载力 ＞剪压破坏的承载力 ＞斜拉破坏的承载力 B. 剪压破坏的承载力 ＞斜压破坏的承载力 ＞斜拉破坏的承载力 C. 剪压破坏的承载力 ＞斜拉破坏的承载力 ＞斜压破坏的承载力

D. 斜拉破坏的承载力 ＞剪压破坏的承载力 ＞斜压破坏的承载力

11、计算钢筋混凝土受弯构件的最大挠度时，按荷载的（ A ），并考虑荷载长期作用的影响

A. 准永久组合 B. 标准组合 C. 频遇组合 D. 以上三种组合都可以 三、填空题（每空1分，共13分）

1、混凝土水灰比越大或水泥用量越多，则徐变及收缩值2、现有某工地一批混凝土立方体试块实测抗压强度平均值为45.6MPa，标准差为0.65MPa，则该批混凝土立方体抗压强度标准值为。 3、衡量钢筋塑性的两个指标为延性率、。

4、适筋梁的第Ⅰa和Ⅲa 的依据。

5、超筋梁的正截面承载力取决于混凝土的抗压强度；少筋梁的正截面承载力取决于 混凝土的抗拉强度

6、材料强度等级和截面尺寸相同的适筋梁，其受拉纵筋的配筋率越小，则发生正截面受弯破坏时的承载力 越小 、延性 越好 。 7、钢筋混凝土梁中的腹筋指。 8、根据柱的不同，钢筋混凝土偏心受压柱可以分为短柱、长柱。 9、承受集中荷载作用的钢筋混凝土独立梁，斜截面受剪承载力计算公式中的剪跨比λ的取值范围为 1.5～3 。 10、当梁的剪跨比较大（大于3），同时梁内配置的腹筋数量又过少时，将发生拉破坏 。

四、简答提（每题5分，共15分）

1、解释为什么配置有螺旋箍筋的轴心受压构件，其抗压强度和变形力能够得到明显提高？

答：螺旋箍筋使螺旋箍筋内部的核心混凝土处于三向受压状态，在轴压力较大的时候，混凝土横向变形急剧增大，螺旋箍筋产生较大的环向拉应力，箍筋能够有效约束核心混凝土的横向变形。 答对此小题5分

2、推导有明显屈服点钢筋配筋时的界限相对受压区高度b的计算公式。 答：

b

xb1xcb1cuh0h0cuy

1

1

fy

cuEs

公式推导正确给5分

3、简述预应力混凝土工作的基本原理？

答：在构件承载时产生拉应力的部位，预先对混凝土施加一定的压应力，此项

预压应力将抵消一部分或全部抵消由外荷载所引起的拉应力，从而避免结构开裂或推迟裂缝的出现，从而提高混凝土的抗裂性。 答对此小题5分

五、计算题（每小题5分，共40分）

本题所有小题必须写出相应计算过程，否则已选择的正确答案无效。

计算题可能要用到的公式请查阅《混凝土结构设计规范2010版》

1. 已知某一钢筋混凝土单筋矩形截面简支梁计算跨度为6.0m，板传来的永久荷载以及梁的自重标准值为15.6kN/m，板传来的楼面活荷载标准值为10.7kN/m，梁

2

的截面尺寸为b×h＝250mm ×500mm，混凝土强度等级为C25(fc=11.9N/mm),钢筋

2

采用HRB335（fy=300 N/mm,b＝0.55）, 环境类别为一类（近似取

），结构安全等级为二级（01.0)，设计使用年限为50年s40，h0460

（荷载调整系数L1.0)。

1）简支梁最大跨中弯矩设计值(单位：KN.m)与下列何项数值最为接近？（ B ）（提示：可以按可变荷载效应控制的组合计算弯矩设计值，

S0(1.2SG1k1.4LSQ1k)）

A、101.7 B、151.7 C、51.7 D、200.7

M0(GMGkQLMQk)

11

1.0(1.215.66.021.41.010.76.02)

88

151.65kNm

答对此小题5分

2) 受拉区所需最小纵向钢筋面积（mm2）与下列何项数值最为接近？（ D ） A、250 B、850 C、1577 D、1277 （提示：纵向受力钢筋最小配筋率见混凝土结构设计规范8.5.1条）

M151.65106

s0.241 22

1fcbh01.011.9250460

12s120.2410.280b0.55满足适筋破坏条件

As

1fcbx1.011.92500.280460

fy



300

1277.2mm2

Asminbh0.2%250500250，满足要求，选D

答对此小题5分。

'

2. 钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸b=300mm，h=400mm，asas40mm。柱两端弯矩设计值M1=146 KN﹒m , M2=165 KN﹒m，柱按单曲率弯曲，弯矩作用平面内上下端的支撑长度为2.5m，柱承受的压力设计值N=460KN，混凝土强度

22

等级为C30(fc=14.3N/mm)，纵筋采用HRB400级钢筋(fy=360N/mm，b0.518)，采用对称配筋。

（提示：本题可能用到的公式见《混凝土结构设计规范》6.2.3、6.2.4、6.2.17）

1）是否需要考虑附加弯矩的影响（ A ）？（5分）

A、不需要考虑附加弯矩影响 B、考虑附加弯矩影响 C、无法判断

N460103

解：0.2680.9

fcA14.3300400M1146

0.880.9 M2165

ih/400/115.47

2500

lc/i21.653412(M1/M2)23.38

115.47

不需要考虑附加弯矩影响。选A 答对此小题5分

2) 计算截面所用的弯矩设计值大小（ KN﹒m）最接近于下列那一项（ D ）？ A、200 B、171.6 C、146 D、165

解：由第1小题计算结果知：不需要考虑附加弯矩影响。取M=M2=165KN.m 。选D

答对此小题5分

3) 受压钢筋As'、受拉钢筋As的取值（mm2）与下列何项数值最为接近？（ B ） A、660 B、930 C、240 D、1500

N460103解2ax107.2mmbh00.518560290

1fcb1.014.3300

's

M165106

eie0eaeamm20mm379mm 3

N46010

eeih/2as37920040539mm

As'

Ne1fcbx(h00.5x)

fy'(h0as')

3

460105391.014.3300107.2(3600.5107.2)

930mm2

360(36040)

AsAs'1860mm20.55%300400660mm2，满足要求

'，取ASAs930mm2，选B

答对此小题5分。

3. 有一钢筋混凝土矩形截面简支梁，两端搁置在砖墙上，如图1所示，该梁承受

2

均布荷载设计值为q=95kN/m（包括梁自重），混凝土强度等级为C25 (fc=11.9N/mm,

22

ft=1.27N/mm)，箍筋为HRB335级钢筋（fyv=300N/mm），纵筋为HRB400级钢筋

2

（fy=360N/mm），一类环境。（提示as40mm）

（提示：本题可能用到的公式见混凝土结构设计规范6.3.1、6.3.4、6.3.7）

图1 构件及截面配筋图 1）验算截面尺寸是否满足要求（ A ）（提示V=

1

qln，ln为梁净跨） 2

A、满足要求 B、不满足要求 C、无法判断 解：V=

11

qln=953.96188.1KN 22

h460hwh0460mmw1.844

b250

0.25cfcbh00.251.011.9250460342.125KNV188.1KN

截面尺寸满足要求，选A。 答对此小题5分。

2）是否需要按计算配置腹筋（ A ）？

A、需要 B、不需要 C、 条件不足，不能够确定 解：0.7ftbh00.71.27250460102235N188100N 故需按计算配置腹筋，选A。 答对此小题5分。

3) 若梁截面只配置双肢箍，箍筋直径为8mm，问箍筋的最小间距和下列何项数值最为接近？（ C ）（提示：当V0.7ftbh0时，需验算sv0.24ft/fyv） A、200 B、300 C、160 D、180 解：

AsvV0.7ftbh0188100102235

0.622 sfyvh0300460

s

Asv250.3

162mm，取s160mm，满足箍筋最大间距要求。 0.5500.622

箍筋的配筋率为：

sv

Asvf250.31.27

0.25%sv,min0.24t0.240.10% ，bs250160fyv300

满足最小配箍率要求，故所配的双肢8@160箍筋满足要求，选C。

答对此小题5分。