混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理試題（含答案）一、單項選擇題（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，可提高抗壓強度B.橫向受壓，縱向受拉，可提高抗壓強度C.三向受壓會降低抗壓強度D.三向受壓能提高抗壓強度答案：D。解析：三向受壓時，側(cè)向壓力限制了混凝土的橫向變形，從而提高了混凝土的抗壓強度。2.我國規(guī)范采用（）作為混凝土各種力學(xué)指標(biāo)的基本代表值。A.立方體抗壓強度B.軸心抗壓強度C.軸心抗拉強度D.棱柱體抗壓強度答案：A。解析：立方體抗壓強度是混凝土各種力學(xué)指標(biāo)的基本代表值，方便統(tǒng)一衡量和比較。3.結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力稱為（）。A.可靠性B.安全性C.適用性D.耐久性答案：A。解析：這是可靠性的定義，涵蓋了安全性、適用性和耐久性等方面。4.對于無腹筋梁，當(dāng)1＜λ＜3時，常發(fā)生（）。A.斜壓破壞B.剪壓破壞C.斜拉破壞D.彎曲破壞答案：B。解析：當(dāng)1＜λ＜3時，梁的破壞形態(tài)為剪壓破壞，這是一種較為典型的斜截面破壞形態(tài)。5.受彎構(gòu)件正截面承載力計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.界限破壞答案：B。解析：適筋破壞有明顯的破壞預(yù)兆，具有較好的延性，正截面承載力計算基本公式以此為依據(jù)。6.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.螺旋筋的彈簧作用答案：C。解析：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。7.大小偏心受壓構(gòu)件破壞的根本區(qū)別在于（）。A.截面破壞時受壓鋼筋是否屈服B.截面破壞時受拉鋼筋是否屈服C.受壓一側(cè)混凝土是否壓碎D.偏心距的大小答案：B。解析：大偏心受壓構(gòu)件破壞時受拉鋼筋先屈服，小偏心受壓構(gòu)件破壞時受拉鋼筋未屈服，這是兩者的根本區(qū)別。8.對于鋼筋混凝土構(gòu)件，裂縫寬度和變形驗算屬于（）。A.承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計B.正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計C.結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計D.結(jié)構(gòu)的可靠性設(shè)計答案：B。解析：裂縫寬度和變形驗算主要是為了保證結(jié)構(gòu)在正常使用過程中的適用性，屬于正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計。9.雙筋矩形截面梁，正截面承載力計算公式的第二個適用條件$x\geq2a_s'$的物理意義是（）。A.防止出現(xiàn)超筋破壞B.保證受壓鋼筋達(dá)到規(guī)定的抗壓設(shè)計強度C.保證受拉鋼筋達(dá)到規(guī)定的抗拉設(shè)計強度D.防止出現(xiàn)少筋破壞答案：B。解析：$x\geq2a_s'$是為了保證受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時能達(dá)到其抗壓設(shè)計強度。10.在其他條件相同的情況下，鋼筋的保護層厚度與平均裂縫間距、裂縫寬度的關(guān)系是（）。A.保護層越厚，平均裂縫間距越大，裂縫寬度也越大B.保護層越厚，平均裂縫間距越小，裂縫寬度也越小C.保護層越厚，平均裂縫間距越大，但裂縫寬度越小D.保護層越厚，平均裂縫間距越小，但裂縫寬度越大答案：A。解析：保護層越厚，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞范圍增大，平均裂縫間距增大，進而裂縫寬度也增大。二、多項選擇題（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，徐變越小答案：BC。解析：徐變可消除鋼筋混凝土內(nèi)的應(yīng)力集中，具有一定益處；水灰比越大，混凝土的孔隙率越大，徐變越大；持續(xù)壓應(yīng)力越大，徐變越大。2.受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計算時，其計算位置包括（）。A.支座邊緣處B.受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處C.箍筋截面面積或間距改變處D.腹板寬度改變處答案：ABCD。解析：這些位置都是斜截面受剪承載力可能薄弱的地方，需要進行計算。3.下列屬于適筋梁正截面受力階段的有（）。A.彈性工作階段B.帶裂縫工作階段C.破壞階段D.強化階段答案：ABC。解析：適筋梁正截面受力分為彈性工作階段、帶裂縫工作階段和破壞階段，強化階段是鋼筋的特性，不是梁正截面受力階段。4.減小鋼筋混凝土受彎構(gòu)件裂縫寬度的措施有（）。A.增加鋼筋用量B.采用直徑較小的鋼筋C.提高混凝土強度等級D.增加截面高度答案：ABCD。解析：增加鋼筋用量可減小裂縫寬度；采用直徑較小的鋼筋可增加鋼筋與混凝土的粘結(jié)面積，減小裂縫寬度；提高混凝土強度等級可提高其抗拉能力，減小裂縫寬度；增加截面高度可減小鋼筋應(yīng)力，從而減小裂縫寬度。5.下列關(guān)于偏心受壓構(gòu)件的說法正確的有（）。A.大偏心受壓構(gòu)件破壞時，受壓區(qū)混凝土先壓碎B.小偏心受壓構(gòu)件破壞時，受拉鋼筋一般不屈服C.對稱配筋的大偏心受壓構(gòu)件，其破壞特征與非對稱配筋時相同D.偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距大小有關(guān)答案：BCD。解析：大偏心受壓構(gòu)件破壞時，受拉鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓碎；小偏心受壓構(gòu)件破壞時，受拉鋼筋一般不屈服；對稱配筋的大偏心受壓構(gòu)件，其破壞特征與非對稱配筋時相同；偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)與偏心距大小密切相關(guān)。三、判斷題（每題1分，共10分）1.混凝土的強度等級是根據(jù)立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值來確定的。（）答案：正確。解析：我國規(guī)范根據(jù)立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值將混凝土劃分為不同的強度等級。2.結(jié)構(gòu)的可靠度就是結(jié)構(gòu)的可靠性的概率度量。（）答案：正確。解析：可靠度是對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述，用概率來度量。3.少筋梁破壞時，破壞彎矩小于開裂彎矩。（）答案：正確。解析：少筋梁一旦開裂，鋼筋就會迅速屈服甚至拉斷，破壞彎矩小于開裂彎矩。4.梁的斜截面受剪承載力計算公式是根據(jù)剪壓破壞形態(tài)建立的。（）答案：正確。解析：剪壓破壞是斜截面受剪的典型破壞形態(tài)，計算公式以此為依據(jù)。5.軸心受壓構(gòu)件中，配置箍筋的作用是提高構(gòu)件的承載力。（）答案：錯誤。解析：軸心受壓構(gòu)件中，箍筋的主要作用是防止縱向鋼筋壓屈，對提高構(gòu)件承載力作用不大。6.大偏心受壓構(gòu)件的破壞特征是受拉鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓碎。（）答案：正確。解析：這是大偏心受壓構(gòu)件的典型破壞特征。7.對于受彎構(gòu)件，在荷載短期效應(yīng)組合下的撓度應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的限值。（）答案：正確。解析：撓度驗算屬于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，要滿足規(guī)范規(guī)定的限值。8.鋼筋的伸長率越小，說明鋼筋的塑性越好。（）答案：錯誤。解析：鋼筋的伸長率越大，說明鋼筋在破壞前的變形能力越強，塑性越好。9.雙筋矩形截面梁中，受壓鋼筋的存在可以提高截面的延性。（）答案：正確。解析：受壓鋼筋可以約束混凝土的變形，提高截面的延性。10.預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可以提高構(gòu)件的抗裂性能。（）答案：正確。解析：預(yù)應(yīng)力混凝土通過預(yù)先施加應(yīng)力，抵消部分或全部荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，提高了構(gòu)件的抗裂性能。四、簡答題（每題8分，共24分）1.簡述混凝土的徐變及其影響因素。答：混凝土在長期不變荷載作用下，其應(yīng)變隨時間繼續(xù)增長的現(xiàn)象稱為徐變。影響徐變的因素主要有以下幾方面：（1）內(nèi)在因素：混凝土的組成和配合比是影響徐變的內(nèi)在因素。水泥用量越多，水灰比越大，徐變越大；骨料的彈性模量越高，粒徑越大，徐變越小。（2）環(huán)境影響：養(yǎng)護及使用條件下的溫度與濕度是影響徐變的環(huán)境因素。養(yǎng)護時溫度越高，濕度越大，水泥水化作用越充分，徐變越??；使用環(huán)境溫度越高，濕度越低，徐變越大。（3）應(yīng)力條件：構(gòu)件所受的應(yīng)力大小是影響徐變的重要因素。在一定的應(yīng)力范圍內(nèi)（如不超過0.5fc），徐變與應(yīng)力成正比，稱為線性徐變；當(dāng)應(yīng)力較大時，徐變增長比應(yīng)力增長快，稱為非線性徐變。2.簡述適筋梁正截面受力的三個階段及其主要特征。答：適筋梁正截面受力分為三個階段：（1）彈性工作階段（第Ⅰ階段）：從加載開始到受拉區(qū)混凝土開裂前。此階段梁的應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系，混凝土處于彈性工作狀態(tài)，受拉區(qū)和受壓區(qū)的應(yīng)力分布均為三角形。受拉區(qū)混凝土和鋼筋共同承受拉力，受壓區(qū)混凝土承受壓力。（2）帶裂縫工作階段（第Ⅱ階段）：從受拉區(qū)混凝土開裂到受拉鋼筋開始屈服。受拉區(qū)混凝土開裂后，拉力主要由鋼筋承擔(dān)，裂縫逐漸開展并向上延伸。受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力分布不再是三角形，而是呈曲線分布。此階段梁的撓度和裂縫寬度隨荷載增加而增大，是正常使用階段的計算依據(jù)。（3）破壞階段（第Ⅲ階段）：從受拉鋼筋開始屈服到構(gòu)件破壞。受拉鋼筋屈服后，其應(yīng)力保持不變，應(yīng)變急劇增大，裂縫迅速開展并向上延伸，受壓區(qū)高度不斷減小。最后，受壓區(qū)混凝土被壓碎，構(gòu)件破壞。此階段是正截面承載力計算的依據(jù)。3.簡述偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)及其分類依據(jù)。答：偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)主要有大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞兩種。分類依據(jù)是相對偏心距和縱向鋼筋的配筋情況：（1）大偏心受壓破壞：當(dāng)相對偏心距較大，且受拉鋼筋配筋率不高時，構(gòu)件破壞首先是受拉鋼筋屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎。這種破壞具有明顯的預(yù)兆，屬于延性破壞。其特征是受拉鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土壓碎，破壞時受壓鋼筋一般也能達(dá)到屈服強度。（2）小偏心受壓破壞：當(dāng)相對偏心距較小，或相對偏心距較大但受拉鋼筋配筋率過高時，構(gòu)件破壞是由于受壓區(qū)混凝土被壓碎，受拉鋼筋未屈服。這種破壞沒有明顯的預(yù)兆，屬于脆性破壞。其特征是受壓區(qū)混凝土先壓碎，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋可能受拉也可能受壓，但都不屈服。五、計算題（每題15分，共30分）1.已知矩形截面梁，截面尺寸$b\timesh=200mm\times500mm$，混凝土強度等級為C30（$f_c=14.3N/mm^2$，$f_t=1.43N/mm^2$），鋼筋采用HRB400級（$f_y=360N/mm^2$），承受彎矩設(shè)計值$M=120kN\cdotm$，環(huán)境類別為一類。求所需的受拉鋼筋截面面積$A_s$。解：（1）確定基本參數(shù)環(huán)境類別為一類，梁的混凝土保護層厚度$c=20mm$，設(shè)$a_s=40mm$，則$h_0=h-a_s=500-40=460mm$。（2）計算系數(shù)$\alpha_s$由單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計算公式$M=\alpha_s\alpha_1f_cbh_0^2$，可得$\alpha_s=\frac{M}{\alpha_1f_cbh_0^2}$對于C30混凝土，$\alpha_1=1.0$，代入數(shù)據(jù)得$\alpha_s=\frac{120\times10^6}{1.0\times14.3\times200\times460^2}\approx0.199$（3）計算相對受壓區(qū)高度$\xi$$\xi=1-\sqrt{1-2\alpha_s}=1-\sqrt{1-2\times0.199}\approx0.222\lt\xi_b=0.518$（適筋梁）（4）計算受拉鋼筋截面面積$A_s$由$A_s=\frac{\alpha_1f_cbh_0\xi}{f_y}$，代入數(shù)據(jù)得$A_s=\frac{1.0\times14.3\times200\times460\times0.222}{360}\approx817.5mm^2$選用$3\Phi20$（$A_s=942mm^2$）。2.某軸心受壓柱，截面尺寸$b\timesh=300mm\times300mm$，計算長度$l_0=3.6m$，混凝土強度等級為C25（$f_c=11.9N/mm^2$），鋼筋采用HRB335級（$f_y'=300N/mm^2$），承受軸向壓力設(shè)計值$N=1000kN$。求所需的縱向受壓鋼筋截面面積$A_s'$。解：（1）計算穩(wěn)定系數(shù)$\varphi$長細(xì)比$\lambda=\frac{l_0}=\frac{3600}{300}=12$查穩(wěn)定系數(shù)表得$\varphi=0.95$（2）計算縱向受壓鋼筋截面面積$A_s'$由軸心受壓構(gòu)件正截面承載力計算公式$N=0.9\varphi(f_cA+f_y'A_s')$，可得$A_s'=\frac{\frac{N}{0.9\varphi}-f_cA}{f_y'}$