混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理考試題+答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.混凝土若處于三向應(yīng)力作用下，當(dāng)（）。A.橫向受拉，縱向受壓，可提高抗壓強(qiáng)度B.橫向受壓，縱向受拉，可提高抗壓強(qiáng)度C.三向受壓會降低抗壓強(qiáng)度D.三向受壓能提高抗壓強(qiáng)度2.鋼筋混凝土梁在正常使用荷載下（）。A.通常是帶裂縫工作的B.一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫貫通全截面C.一旦出現(xiàn)裂縫，沿全長混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力消失殆盡D.不會出現(xiàn)裂縫3.受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算基本公式的建立是依據(jù)哪種破壞形態(tài)建立的（）。A.少筋破壞B.適筋破壞C.超筋破壞D.界限破壞4.條件相同的無腹筋梁，發(fā)生斜壓、剪壓、斜拉破壞形態(tài)時(shí)，梁的斜截面抗剪承載力的大致關(guān)系是（）。A.斜壓破壞的承載力＞剪壓破壞的承載力＞斜拉破壞的承載力B.剪壓破壞的承載力＞斜壓破壞的承載力＞斜拉破壞的承載力C.斜拉破壞的承載力＞斜壓破壞的承載力＞剪壓破壞的承載力D.剪壓破壞的承載力＞斜拉破壞的承載力＞斜壓破壞的承載力5.螺旋箍筋柱較普通箍筋柱承載力提高的原因是（）。A.螺旋筋使縱筋難以被壓屈B.螺旋筋的存在增加了總的配筋率C.螺旋筋約束了混凝土的橫向變形D.螺旋筋的彈簧作用6.大小偏心受壓構(gòu)件破壞的根本區(qū)別在于（）。A.截面破壞時(shí)受壓鋼筋是否屈服B.截面破壞時(shí)受拉鋼筋是否屈服C.偏心距的大小D.混凝土是否全截面受壓7.對于高度、截面尺寸、配筋及材料完全相同的柱，以支承條件為（）時(shí)，其軸心受壓承載力最大。A.兩端嵌固B.一端嵌固，一端不動鉸支C.兩端不動鉸支D.一端嵌固，一端自由8.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于（）。A.C20B.C30C.C35D.C409.下列哪種方法可以減少預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l1}$（）。A.兩次升溫養(yǎng)護(hù)B.采用超張拉C.增加臺座長度D.采用兩端張拉10.混凝土的彈性模量是指（）。A.原點(diǎn)彈性模量B.切線模量C.割線模量D.變形模量二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.下列關(guān)于混凝土徐變的說法，正確的有（）。A.徐變對結(jié)構(gòu)受力沒有益處B.水灰比越大，徐變越大C.徐變可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中D.持續(xù)壓應(yīng)力越大，徐變越小E.養(yǎng)護(hù)條件好，徐變越小2.適筋梁從加荷開始到構(gòu)件破壞經(jīng)歷的三個(gè)階段是（）。A.彈性階段B.開裂階段C.破壞階段D.計(jì)算階段E.極限階段3.影響斜截面受剪承載力的主要因素有（）。A.剪跨比B.混凝土強(qiáng)度等級C.配箍率D.縱筋配筋率E.加載方式4.以下關(guān)于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的描述，正確的有（）。A.可提高構(gòu)件的抗裂性能B.可提高構(gòu)件的承載能力C.可節(jié)約鋼材D.可減小構(gòu)件的變形E.預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力越大越好5.軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)主要與（）有關(guān)。A.長細(xì)比B.混凝土強(qiáng)度等級C.配筋率D.鋼材種類E.截面形狀三、判斷題（每題1分，共10分）1.混凝土的強(qiáng)度等級是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的。（）2.鋼筋的伸長率越小，表明鋼筋的塑性和變形能力越好。（）3.少筋梁破壞時(shí)，破壞彎矩小于構(gòu)件開裂彎矩，破壞前沒有明顯預(yù)兆，屬于脆性破壞。（）4.斜截面破壞的主要形態(tài)中，斜拉破壞的斜截面抗剪承載力最高。（）5.軸心受壓構(gòu)件的長細(xì)比越大，其穩(wěn)定系數(shù)$\varphi$越大。（）6.大偏心受壓構(gòu)件破壞時(shí)，受拉鋼筋先屈服，然后受壓鋼筋屈服，最后壓區(qū)混凝土被壓碎。（）7.先張法是通過錨具傳遞和保持預(yù)加應(yīng)力的。（）8.預(yù)應(yīng)力損失是指預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力隨時(shí)間的增長而降低的現(xiàn)象。（）9.混凝土的收縮和徐變對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是不利的，都會使預(yù)應(yīng)力損失。（）10.雙筋矩形截面梁正截面承載力計(jì)算中，限制$x\leq\xi_h_{0}$是為了防止超筋破壞。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的概念及它們之間的關(guān)系。2.簡述適筋梁、少筋梁和超筋梁的破壞特征，并說明在設(shè)計(jì)中如何避免少筋梁和超筋梁的出現(xiàn)。3.什么是預(yù)應(yīng)力損失？預(yù)應(yīng)力損失有哪些種類？如何減少各類預(yù)應(yīng)力損失？五、計(jì)算題（共25分）已知一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，截面尺寸$b\timesh=200mm\times500mm$，計(jì)算跨度$l_{0}=6m$，承受均布荷載設(shè)計(jì)值$q=25kN/m$，混凝土強(qiáng)度等級為C30，鋼筋采用HRB400級，環(huán)境類別為一類。試計(jì)算該梁的正截面受彎承載力所需的縱向受拉鋼筋面積$A_{s}$。（已知：$f_{c}=14.3N/mm^{2}$，$f_{t}=1.43N/mm^{2}$，$f_{y}=360N/mm^{2}$，$\alpha_{1}=1.0$，$\xi_=0.518$，$h_{0}=h-35=465mm$）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理考試題答案一、單項(xiàng)選擇題1.D。三向受壓時(shí)，側(cè)向壓力約束了混凝土的橫向變形，能提高其抗壓強(qiáng)度。2.A。鋼筋混凝土梁在正常使用荷載下通常是帶裂縫工作的，只要裂縫寬度在允許范圍內(nèi)即可。3.B。適筋破壞有明顯的破壞預(yù)兆，是設(shè)計(jì)中希望發(fā)生的破壞形態(tài)，正截面承載力計(jì)算基本公式依據(jù)適筋破壞建立。4.A。斜壓破壞時(shí)混凝土被壓碎，承載力較高；剪壓破壞次之；斜拉破壞為突然的脆性破壞，承載力最低。5.C。螺旋箍筋約束了混凝土的橫向變形，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高了柱的承載力。6.B。大小偏心受壓構(gòu)件破壞的根本區(qū)別在于截面破壞時(shí)受拉鋼筋是否屈服。7.A。兩端嵌固時(shí)，柱的計(jì)算長度最短，軸心受壓承載力最大。8.B。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30。9.C。增加臺座長度可以減少預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l1}$。10.A。混凝土的彈性模量是指原點(diǎn)彈性模量。二、多項(xiàng)選擇題1.BCE。徐變對結(jié)構(gòu)受力有一定益處，如可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中；水灰比越大，徐變越大；養(yǎng)護(hù)條件好，徐變越小；持續(xù)壓應(yīng)力越大，徐變越大。2.ABC。適筋梁從加荷開始到構(gòu)件破壞經(jīng)歷彈性階段、開裂階段和破壞階段。3.ABCDE。影響斜截面受剪承載力的主要因素有剪跨比、混凝土強(qiáng)度等級、配箍率、縱筋配筋率和加載方式等。4.ACD。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可提高構(gòu)件的抗裂性能、節(jié)約鋼材、減小構(gòu)件的變形，但不能提高構(gòu)件的承載能力，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力也不是越大越好。5.A。軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)主要與長細(xì)比有關(guān)。三、判斷題1.√?；炷恋膹?qiáng)度等級是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的。2.×。鋼筋的伸長率越大，表明鋼筋的塑性和變形能力越好。3.√。少筋梁破壞時(shí)，破壞彎矩小于構(gòu)件開裂彎矩，破壞前沒有明顯預(yù)兆，屬于脆性破壞。4.×。斜截面破壞的主要形態(tài)中，斜壓破壞的斜截面抗剪承載力最高。5.×。軸心受壓構(gòu)件的長細(xì)比越大，其穩(wěn)定系數(shù)$\varphi$越小。6.√。大偏心受壓構(gòu)件破壞時(shí)，受拉鋼筋先屈服，然后受壓鋼筋屈服，最后壓區(qū)混凝土被壓碎。7.×。先張法是通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞和保持預(yù)加應(yīng)力的。8.√。預(yù)應(yīng)力損失是指預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力隨時(shí)間的增長而降低的現(xiàn)象。9.√?；炷恋氖湛s和徐變對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是不利的，都會使預(yù)應(yīng)力損失。10.√。雙筋矩形截面梁正截面承載力計(jì)算中，限制$x\leq\xi_h_{0}$是為了防止超筋破壞。四、簡答題1.-立方體抗壓強(qiáng)度：按照標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度，用$f_{cu,k}$表示。-軸心抗壓強(qiáng)度：采用150mm×150mm×300mm的棱柱體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28d后，以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的抗壓強(qiáng)度，用$f_{c}$表示。-抗拉強(qiáng)度：是指混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度，用$f_{t}$表示。-關(guān)系：一般情況下，$f_{c}<f_{cu,k}$，$f_{t}$遠(yuǎn)小于$f_{c}$和$f_{cu,k}$，大致關(guān)系為$f_{c}=(0.7\sim0.8)f_{cu,k}$，$f_{t}\approx(0.07\sim0.14)\sqrt{f_{cu,k}}$。2.-適筋梁破壞特征：受拉鋼筋首先屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎，破壞前有明顯的預(yù)兆，屬于延性破壞。-少筋梁破壞特征：一旦出現(xiàn)裂縫，受拉鋼筋立即屈服甚至被拉斷，梁的破壞是突然的，沒有明顯預(yù)兆，屬于脆性破壞。-超筋梁破壞特征：受壓區(qū)混凝土先被壓碎，而受拉鋼筋尚未屈服，破壞前沒有明顯的預(yù)兆，屬于脆性破壞。-避免措施：設(shè)計(jì)中通過控制最小配筋率來避免少筋梁的出現(xiàn)；通過限制相對受壓區(qū)高度$\xi\leq\xi_$來避免超筋梁的出現(xiàn)。3.-預(yù)應(yīng)力損失：預(yù)應(yīng)力筋在張拉、錨固及使用過程中，由于張拉工藝和材料特性等原因，預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力會逐漸降低，這種應(yīng)力降低的現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。-預(yù)應(yīng)力損失的種類：-錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l1}$。-預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l2}$。-混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l3}$。-預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l4}$。-混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l5}$。-螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋構(gòu)件中，由于混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失$\sigma_{l6}$。-減少各類預(yù)應(yīng)力損失的措施：-減少$\sigma_{l1}$：選擇變形小或預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具；增加臺座長度等。-減少$\sigma_{l2}$：采用兩端張拉；超張拉等。-減少$\sigma_{l3}$：采用兩次升溫養(yǎng)護(hù)等。-減少$\sigma_{l4}$：采用超張拉。-減少$\sigma_{l5}$：采用高標(biāo)號水泥，減少水泥用量，降低水灰比；采用級配良好的骨料；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等。-減少$\sigma_{l6}$：在施工時(shí)，可使構(gòu)件端部的混凝土預(yù)先受壓等。五、計(jì)算題1.計(jì)算梁的跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值-根據(jù)簡支梁均布荷載作用下的跨中彎矩公式$M=\frac{1}{8}ql_{0}^{2}$，已知$q=25kN/m$，$l_{0}=6m$，則：$M=\frac{1}{8}\times25\times6^{2}=112.5\times10^{6}N\cdotmm$2.計(jì)算受壓區(qū)高度$x$-根據(jù)單筋矩形截面梁正截面受彎承載力計(jì)算公式$M=\alpha_{1}f_{c}bx(h_{0}-\frac{x}{2})$，將$M=112.5\times10^{6}N\cdotmm$，$\alpha_{1}=1.0$，$f_{c}=14.3N/mm^{2}$，$b=200mm$，$h_{0}=465mm$代入。$112.5\times10^{6}=1.0\times14.3\times200x(465-\frac{x}{2})$整理得：$1430x(465-\frac{x}{2})=112.5\times10^{6}$$664950x-715x^{2}=112.5\times10^{6}$$715x^{2}-664950x+112.5\times10^{6}=0$根據(jù)一元二次方程$ax^{2}+bx+c=0$的求根公式$x=\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$，其中$a=715$，$b=-664950$，$c=112.5\times10^{6}$。$\Delta=b^{2}-4ac=(-664950)^{2}-4\times715\times112.5\times10^{6}$$=442158502500-321750000000=120408502500$$x=\frac{664950\pm\sqrt{120408502500}}{1430}=\frac{664950\pm347000}{1430}$取較小值$x=\frac{664950-347000}{1430}=\frac{317950}{1430}\approx222.48mm$-驗(yàn)算$x\leq\xi_h_{0}$，$\xi_h_{