混凝土结构设计原理考试试卷A答案

混凝土结构设计原理考试试卷标准答案

（20 07 至20 08 学年第 2 学期 期末）（A卷）

一、选择（每小题2分，共24分）

1.B 2.B 3. A 4.A 5. C 6. C 7. D 8.B 9.A 10.B 11. A 12. B 二、填空题（每空1分，共8分）

1. 冷弯性能 、 伸长率 2. 斜压 、 剪压、 斜拉 3. 箍筋 、 弯起钢筋 4.comlIEpc 三、简答题（每题5分，共20分） 1. 简述钢筋和混凝土共同工作的原因。 答：1)二者具有相近的线膨胀系数

2)在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括

(ⅰ)钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力 (ⅱ)混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力

（ⅲ）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力

2. 普通箍筋柱中纵筋和箍筋的作用分别是什么？

答：纵筋的作用：提高柱的承载力，减小截面尺寸，改善破坏时构件的延性，减小混凝土的徐变变形；

箍筋的作用：与纵筋形成骨架，防止纵筋受力后外凸。 3. 简述弯剪扭构件的破坏形态及其特点。

答：1) 弯型破坏：底面、两侧面混凝土开裂，底部钢 筋先屈服，顶面混凝土后压碎，剪力较小，弯矩/扭矩较大，底部钢筋多于顶部钢筋

2) 扭型破坏：顶面、两侧面混凝土开裂，顶部钢 筋受扭屈服，底部混凝土后压碎，剪力较小，扭矩/弯矩较大，顶部钢筋较少

3) 扭剪型破坏：长边一侧混凝土开裂，该侧抗扭纵筋，抗扭、抗剪箍筋屈服，另一长边混凝土压碎，剪力、扭矩较大。

4. 何谓张拉控制应力？为什么先张法构件预应力筋的张拉控制应力限值比后张法构件高？

答：张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。

先张法构件预应力钢筋的张拉控制应力限值比后张法高的原因是：先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力con。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，在张拉的同时，混凝土被压缩，张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力。所以后张法构件的适当低于先张法。 四、计算题（共48分） 1.解：1)求最大弯矩设计值。

M0(GMGkQMQk)1.0(1.2

18

15.66.01.4

2

con

值应

18

10.76.0)

2

151.65kNm

2)求钢筋面积 设as35mm

s

M1fcbh

2

, 则 h0=500-35=465mm。



151.6510

6

2

1.011.9250465

0.236

求计算系数12s120.2360.273b0.518满足适筋破坏条件。

求As

As

1fcbxfy



1.011.92500.273465

300

1258.9mm

2

2.解：（1）支座边缘截面剪力设计值

V=

12

86×(5.4-0.24) kN =221.9kN

（2）复核梁截面尺寸

hw=h0=600-35=565mm

hwb565250

2.26＜4，属一般梁

则0.25βcfcbh0=0.25×1.0×11.9×250×565 kN =420.2kN＞221.9kN 截面尺寸满足要求。

（3）验算是否按构造配箍

0.7ftbh0=0.7×1.27×250×565 kN =125.6kN＜V=221.9kN 故需按计算配置箍筋 （4）所需腹筋的计算 由V≤0.7ftbh0 +1.25fyv

AsvS

h0得

nAsv1

s

≥

221900125600565

mm0.649mm

选用则Asv1=50.3mm2，可求得

s≤

0.649

mm155mm

取s=150mm，箍筋沿梁长均布置。 3. 解：1）计算偏心距增大系数。

l0h48006507.4＞5，应考虑二阶弯矩的影响。

e0

MN



55010

63

230010

239mm；

h30



65030

22mm＞20mm，取ea22mm

eie0ea23922261mm

1

0.5fcAN



0.516.7500650

230010

3

1.18＞1，取11

l0h7.4＜15，取21

1l0

7.42111.09 1121

1400eih0h1400261610

1

2

eei

h2

as1.09261

6502

40569mm

2）判别偏心类型

x

N



230010

3

1fcb

'

1.016.7500

275mm

2as24080mm＜x＜bh00.55610336mm；

属于大偏心受压，且x为真实值。

3)计算钢筋面积

Ne1fcbx(h0

f(h0a)

3

'y

's

x2

)

AsAs

'

2300105691.016.7500275(610

1308mm

2

275)

300(61040)

As＞minbh0.002500650650mm

''2

4）验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力

Nu0.9(fcAfyAs)0.90.984(16.75006503001388)5175kN

'

'

满足要求。

4. 解：（1）求Mk及Mq。

MM

k



18

18

gkl0gkl0

2

2

1818

qkl0

2

2

18

12.45.618

2

2

18

85.618

2

79.97kNm

2

q

qqkl0

12.45.60.585.664.29kNm

（2）计算Ｂ。

＝0，所以＝2.0

M

k

k

B

Mq(1)M

Bs＝

79.97

64.29（21）79.97

2.1810＝1.2110

1313

Nmm

2

（3）变形验算。

f

548Mkl0

B

2



548



79.97105600

1.2110

1259

1200

13

62

21.59mm

f/l021.59/5600

，变形满足要求。

混凝土结构设计原理考试试卷标准答案

（20 07 至20 08 学年第 2 学期 期末）（A卷）

一、选择（每小题2分，共24分）

1.B 2.B 3. A 4.A 5. C 6. C 7. D 8.B 9.A 10.B 11. A 12. B 二、填空题（每空1分，共8分）

1. 冷弯性能 、 伸长率 2. 斜压 、 剪压、 斜拉 3. 箍筋 、 弯起钢筋 4.comlIEpc 三、简答题（每题5分，共20分） 1. 简述钢筋和混凝土共同工作的原因。 答：1)二者具有相近的线膨胀系数

2)在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括

(ⅰ)钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力 (ⅱ)混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力

（ⅲ）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力

2. 普通箍筋柱中纵筋和箍筋的作用分别是什么？

答：纵筋的作用：提高柱的承载力，减小截面尺寸，改善破坏时构件的延性，减小混凝土的徐变变形；

箍筋的作用：与纵筋形成骨架，防止纵筋受力后外凸。 3. 简述弯剪扭构件的破坏形态及其特点。

答：1) 弯型破坏：底面、两侧面混凝土开裂，底部钢 筋先屈服，顶面混凝土后压碎，剪力较小，弯矩/扭矩较大，底部钢筋多于顶部钢筋

2) 扭型破坏：顶面、两侧面混凝土开裂，顶部钢 筋受扭屈服，底部混凝土后压碎，剪力较小，扭矩/弯矩较大，顶部钢筋较少

3) 扭剪型破坏：长边一侧混凝土开裂，该侧抗扭纵筋，抗扭、抗剪箍筋屈服，另一长边混凝土压碎，剪力、扭矩较大。

4. 何谓张拉控制应力？为什么先张法构件预应力筋的张拉控制应力限值比后张法构件高？

答：张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。

先张法构件预应力钢筋的张拉控制应力限值比后张法高的原因是：先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力con。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，在张拉的同时，混凝土被压缩，张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力。所以后张法构件的适当低于先张法。 四、计算题（共48分） 1.解：1)求最大弯矩设计值。

M0(GMGkQMQk)1.0(1.2

18

15.66.01.4

2

con

值应

18

10.76.0)

2

151.65kNm

2)求钢筋面积 设as35mm

s

M1fcbh

2

, 则 h0=500-35=465mm。



151.6510

6

2

1.011.9250465

0.236

求计算系数12s120.2360.273b0.518满足适筋破坏条件。

求As

As

1fcbxfy



1.011.92500.273465

300

1258.9mm

2

2.解：（1）支座边缘截面剪力设计值

V=

12

86×(5.4-0.24) kN =221.9kN

（2）复核梁截面尺寸

hw=h0=600-35=565mm

hwb565250

2.26＜4，属一般梁

则0.25βcfcbh0=0.25×1.0×11.9×250×565 kN =420.2kN＞221.9kN 截面尺寸满足要求。

（3）验算是否按构造配箍

0.7ftbh0=0.7×1.27×250×565 kN =125.6kN＜V=221.9kN 故需按计算配置箍筋 （4）所需腹筋的计算 由V≤0.7ftbh0 +1.25fyv

AsvS

h0得

nAsv1

s

≥

221900125600565

mm0.649mm

选用则Asv1=50.3mm2，可求得

s≤

0.649

mm155mm

取s=150mm，箍筋沿梁长均布置。 3. 解：1）计算偏心距增大系数。

l0h48006507.4＞5，应考虑二阶弯矩的影响。

e0

MN



55010

63

230010

239mm；

h30



65030

22mm＞20mm，取ea22mm

eie0ea23922261mm

1

0.5fcAN



0.516.7500650

230010

3

1.18＞1，取11

l0h7.4＜15，取21

1l0

7.42111.09 1121

1400eih0h1400261610

1

2

eei

h2

as1.09261

6502

40569mm

2）判别偏心类型

x

N



230010

3

1fcb

'

1.016.7500

275mm

2as24080mm＜x＜bh00.55610336mm；

属于大偏心受压，且x为真实值。

3)计算钢筋面积

Ne1fcbx(h0

f(h0a)

3

'y

's

x2

)

AsAs

'

2300105691.016.7500275(610

1308mm

2

275)

300(61040)

As＞minbh0.002500650650mm

''2

4）验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力

Nu0.9(fcAfyAs)0.90.984(16.75006503001388)5175kN

'

'

满足要求。

4. 解：（1）求Mk及Mq。

MM

k



18

18

gkl0gkl0

2

2

1818

qkl0

2

2

18

12.45.618

2

2

18

85.618

2

79.97kNm

2

q

qqkl0

12.45.60.585.664.29kNm

（2）计算Ｂ。

＝0，所以＝2.0

M

k

k

B

Mq(1)M

Bs＝

79.97

64.29（21）79.97

2.1810＝1.2110

1313

Nmm

2

（3）变形验算。

f

548Mkl0

B

2



548



79.97105600

1.2110

1259

1200

13

62

21.59mm

f/l021.59/5600

，变形满足要求。