結構設計原理測試題含答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.鋼筋混凝土結構對鋼筋性能的要求不包括以下哪一項（）A.強度高B.塑性好C.可焊性差D.與混凝土的粘結錨固性能好答案：C解析：鋼筋混凝土結構要求鋼筋具有強度高、塑性好、可焊性好以及與混凝土的粘結錨固性能好等特點?？珊感圆畈焕阡摻畹倪B接和施工，會影響結構的整體性和安全性，所以選項C符合題意。2.混凝土的立方體抗壓強度標準值是指按標準方法制作養(yǎng)護的邊長為（）的立方體試件，在28d齡期，用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度。A.100mmB.150mmC.200mmD.250mm答案：B解析：我國規(guī)范規(guī)定，混凝土的立方體抗壓強度標準值是指按標準方法制作養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度，所以答案選B。3.適筋梁正截面受彎破壞時，破壞始自（）A.受壓區(qū)混凝土被壓碎B.受拉區(qū)鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎C.受拉區(qū)鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土被壓碎同時發(fā)生D.不確定答案：B解析：適筋梁的破壞特征是受拉區(qū)鋼筋先屈服，隨著鋼筋的屈服，裂縫不斷開展和延伸，受壓區(qū)混凝土面積逐漸減小，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎，所以適筋梁正截面受彎破壞時，破壞始自受拉區(qū)鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎，答案為B。4.雙筋矩形截面梁正截面承載力計算基本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.保證受壓鋼筋達到規(guī)定的抗壓設計強度C.防止出現(xiàn)少筋破壞D.保證受拉鋼筋達到規(guī)定的抗拉設計強度答案：B解析：雙筋矩形截面梁正截面承載力計算基本公式的第二個適用條件$x\geq2a_s'$，其物理意義是保證受壓鋼筋在構件破壞時能達到規(guī)定的抗壓設計強度。如果$x\lt2a_s'$，受壓鋼筋的應力達不到其抗壓設計強度，所以答案選B。5.斜截面抗剪承載力計算時，規(guī)定最小截面尺寸的目的是（）A.防止發(fā)生斜拉破壞B.防止發(fā)生斜壓破壞C.防止發(fā)生剪壓破壞D.防止發(fā)生少筋破壞答案：B解析：斜截面抗剪承載力計算時，規(guī)定最小截面尺寸是為了防止發(fā)生斜壓破壞。當截面尺寸過小，而剪力較大時，可能會發(fā)生斜壓破壞，通過規(guī)定最小截面尺寸可以避免這種破壞形式的發(fā)生，所以答案是B。6.偏心受壓構件界限破壞時（）A.遠離軸向力一側的鋼筋屈服比受壓區(qū)混凝土壓碎早發(fā)生B.遠離軸向力一側的鋼筋屈服比受壓區(qū)混凝土壓碎晚發(fā)生C.遠離軸向力一側的鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土壓碎同時發(fā)生D.不確定答案：C解析：偏心受壓構件界限破壞是指受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土壓碎同時發(fā)生的破壞狀態(tài)，這是大、小偏心受壓破壞的界限，所以答案選C。7.鋼筋混凝土構件的平均裂縫間距與以下哪個因素無關（）A.鋼筋直徑B.混凝土保護層厚度C.配筋率D.構件長度答案：D解析：鋼筋混凝土構件的平均裂縫間距主要與鋼筋直徑、混凝土保護層厚度、配筋率等因素有關。鋼筋直徑越大、混凝土保護層越厚、配筋率越小，平均裂縫間距越大。而構件長度對平均裂縫間距沒有直接影響，所以答案是D。8.預應力混凝土結構中，預應力鋼筋的張拉控制應力$\sigma_{con}$應（）A.盡可能高B.盡可能低C.適中D.沒有要求答案：C解析：預應力混凝土結構中，預應力鋼筋的張拉控制應力$\sigma_{con}$應適中。如果$\sigma_{con}$過高，可能會導致鋼筋脆斷、構件反拱過大等問題；如果$\sigma_{con}$過低，則不能充分發(fā)揮預應力的作用，所以答案選C。9.后張法構件中，預應力鋼筋的預應力損失中，（）是可以通過超張拉減小的。A.錨固損失B.摩擦損失C.溫差損失D.鋼筋應力松弛損失答案：D解析：后張法構件中，鋼筋應力松弛損失可以通過超張拉減小。超張拉可以使鋼筋在短時間內(nèi)產(chǎn)生較大的松弛，從而在正常使用階段減少松弛損失。而錨固損失、摩擦損失、溫差損失不能通過超張拉減小，所以答案是D。10.對于受彎構件，當（）時，可不必進行斜截面抗剪承載力計算。A.$V\leq0.7f_tbh_0$B.$V\geq0.7f_tbh_0$C.$V\leq0.8f_tbh_0$D.$V\geq0.8f_tbh_0$答案：A解析：對于受彎構件，當$V\leq0.7f_tbh_0$時，斜截面的受剪承載力由混凝土的抗剪能力保證，可不必進行斜截面抗剪承載力計算，所以答案選A。二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.鋼筋和混凝土共同工作的基礎條件有（）A.鋼筋與混凝土之間存在良好的粘結力B.鋼筋與混凝土具有相近的溫度線膨脹系數(shù)C.混凝土對鋼筋起到保護作用D.鋼筋的強度比混凝土高答案：ABC解析：鋼筋和混凝土能夠共同工作的基礎條件包括：一是鋼筋與混凝土之間存在良好的粘結力，能保證兩者協(xié)同變形；二是鋼筋與混凝土具有相近的溫度線膨脹系數(shù)，在溫度變化時不會因變形差異過大而導致粘結破壞；三是混凝土對鋼筋起到保護作用，防止鋼筋銹蝕。而鋼筋強度比混凝土高并不是兩者共同工作的基礎條件，所以答案選ABC。2.以下屬于受彎構件正截面破壞形態(tài)的有（）A.適筋破壞B.超筋破壞C.少筋破壞D.斜拉破壞答案：ABC解析：受彎構件正截面破壞形態(tài)主要有適筋破壞、超筋破壞和少筋破壞。適筋破壞是延性破壞，超筋破壞和少筋破壞是脆性破壞。而斜拉破壞是受彎構件斜截面破壞的一種形態(tài)，所以答案選ABC。3.影響斜截面受剪承載力的主要因素有（）A.剪跨比B.混凝土強度等級C.箍筋配筋率D.縱筋配筋率答案：ABCD解析：影響斜截面受剪承載力的主要因素包括剪跨比、混凝土強度等級、箍筋配筋率和縱筋配筋率。剪跨比反映了荷載作用方式對受剪承載力的影響；混凝土強度等級越高，抗剪能力越強；箍筋配筋率和縱筋配筋率的增加也能提高斜截面受剪承載力，所以答案選ABCD。4.大偏心受壓構件的破壞特征有（）A.受拉鋼筋先屈服B.受壓區(qū)混凝土被壓碎C.破壞時受壓鋼筋一般也能達到屈服強度D.破壞時受拉鋼筋不屈服答案：ABC解析：大偏心受壓構件的破壞特征是受拉鋼筋先屈服，隨著受拉鋼筋的屈服，裂縫不斷開展，受壓區(qū)混凝土面積逐漸減小，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎。在破壞時，受壓鋼筋一般也能達到屈服強度。而破壞時受拉鋼筋不屈服是小偏心受壓構件的特征，所以答案選ABC。5.預應力混凝土結構的優(yōu)點有（）A.提高構件的抗裂性能B.提高構件的剛度C.可節(jié)約鋼材和混凝土D.結構的耐久性好答案：ABCD解析：預應力混凝土結構具有很多優(yōu)點。它可以提高構件的抗裂性能，避免構件在使用階段出現(xiàn)裂縫；能提高構件的剛度，減少構件的變形；通過施加預應力，可以充分發(fā)揮材料的性能，節(jié)約鋼材和混凝土；同時，由于裂縫的減少，結構的耐久性也得到了提高，所以答案選ABCD。三、判斷題（每題2分，共10分）1.混凝土的徐變是指混凝土在長期荷載作用下，其應變隨時間而持續(xù)增長的現(xiàn)象。（）答案：正確解析：混凝土的徐變定義就是混凝土在長期荷載作用下，其應變隨時間而持續(xù)增長的現(xiàn)象，所以該說法正確。2.適筋梁正截面受彎破壞時，受拉鋼筋和受壓混凝土同時達到各自的極限強度。（）答案：錯誤解析：適筋梁正截面受彎破壞時，是受拉區(qū)鋼筋先屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎，并非同時達到各自的極限強度，所以該說法錯誤。3.梁的斜截面破壞形態(tài)主要有斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞，其中剪壓破壞是延性破壞。（）答案：錯誤解析：梁的斜截面破壞形態(tài)中，斜拉破壞和斜壓破壞是脆性破壞，剪壓破壞雖然比斜拉和斜壓破壞有一定的延性，但總體仍屬于脆性破壞，并非延性破壞，所以該說法錯誤。4.小偏心受壓構件破壞時，遠離軸向力一側的鋼筋無論受拉還是受壓，一般都不屈服。（）答案：正確解析：小偏心受壓構件破壞時，受壓區(qū)混凝土先被壓碎，遠離軸向力一側的鋼筋應力較小，無論受拉還是受壓，一般都不屈服，所以該說法正確。5.先張法構件是通過鋼筋與混凝土之間的粘結力來傳遞預應力的。（）答案：正確解析：先張法是先張拉預應力鋼筋，然后澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后，放松預應力鋼筋，通過鋼筋與混凝土之間的粘結力來傳遞預應力，所以該說法正確。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述鋼筋混凝土適筋梁從加荷到破壞經(jīng)歷的三個階段，以及各階段的主要特征和用途。答：鋼筋混凝土適筋梁從加荷到破壞經(jīng)歷以下三個階段：-第Ⅰ階段（彈性工作階段）：主要特征是梁的應力與應變呈線性關系，混凝土處于彈性工作狀態(tài)，受拉區(qū)和受壓區(qū)的應力分布基本符合材料力學規(guī)律。此階段的用途是用于計算梁的抗裂度。-第Ⅱ階段（帶裂縫工作階段）：主要特征是受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)裂縫，裂縫不斷開展和延伸，受拉鋼筋的應力增長較快，受壓區(qū)混凝土仍處于彈性工作狀態(tài)，但應力分布不再呈線性。此階段是梁正常使用時的受力狀態(tài)，可用于計算梁的撓度和裂縫寬度。-第Ⅲ階段（破壞階段）：主要特征是受拉鋼筋屈服，裂縫迅速開展和延伸，受壓區(qū)混凝土面積不斷減小，最后受壓區(qū)混凝土被壓碎。此階段可用于計算梁的正截面受彎承載力。2.簡述斜截面抗剪承載力計算中，腹筋的作用。答：在斜截面抗剪承載力計算中，腹筋（包括箍筋和彎起鋼筋）具有以下作用：-箍筋的作用：-直接承受部分剪力，箍筋在斜裂縫出現(xiàn)后，與斜裂縫相交，能承受一部分由斜裂縫傳遞的剪力。-抑制斜裂縫的開展和延伸，箍筋可以約束混凝土的橫向變形，從而減小斜裂縫的寬度和長度。-固定縱筋的位置，保證鋼筋骨架的穩(wěn)定性。-彎起鋼筋的作用：彎起鋼筋在斜裂縫出現(xiàn)后，其傾斜段可以直接承受部分剪力，增強梁的斜截面抗剪能力。3.簡述預應力混凝土結構中預應力損失的種類及減少措施。答：預應力混凝土結構中預應力損失的種類及減少措施如下：-錨固損失（$\sigma_{l1}$）：是指預應力鋼筋在錨固過程中，由于錨具變形、鋼筋回縮等原因引起的預應力損失。減少措施有選擇變形小的錨具、增加臺座長度等。-摩擦損失（$\sigma_{l2}$）：是指預應力鋼筋在張拉過程中，由于鋼筋與孔道壁之間的摩擦而引起的預應力損失。減少措施有采用兩端張拉、超張拉、在孔道內(nèi)涂抹潤滑劑等。-溫差損失（$\sigma_{l3}$）：是指在先張法構件中，由于養(yǎng)護時溫度升高，鋼筋與臺座之間產(chǎn)生溫差而引起的預應力損失。減少措施有采用二次升溫養(yǎng)護等。-鋼筋應力松弛損失（$\sigma_{l4}$）：是指鋼筋在高應力作用下，隨時間的增長而產(chǎn)生的應力松弛現(xiàn)象導致的預應力損失。減少措施有采用超張拉等。-混凝土收縮和徐變損失（$\sigma_{l5}$）：是指混凝土在收縮和徐變過程中，使預應力鋼筋的預應力降低而產(chǎn)生的損失。減少措施有采用高強度等級混凝土、控制水灰比、加強養(yǎng)護等。-螺旋式預應力鋼筋構件中混凝土的局部擠壓損失（$\sigma_{l6}$）：是指在螺旋式預應力鋼筋構件中，由于預應力鋼筋對混凝土的局部擠壓而引起的預應力損失。減少措施有增大構件直徑等。五、計算題（每題15分，共25分）1.已知一矩形截面簡支梁，截面尺寸$b\timesh=200mm\times500mm$，混凝土強度等級為C30，鋼筋采用HRB400級，梁承受的均布荷載設計值$q=30kN/m$（包括梁自重），梁的計算跨度$l_0=6m$。試求該梁所需的縱向受拉鋼筋面積$A_s$。解：-計算梁的跨中最大彎矩設計值$M$：根據(jù)簡支梁在均布荷載作用下的跨中最大彎矩公式$M=\frac{1}{8}ql_0^2$，將$q=30kN/m$，$l_0=6m$代入可得：$M=\frac{1}{8}\times30\times6^2=135kN\cdotm$-確定計算參數(shù)：對于C30混凝土，$f_c=14.3N/mm^2$，$f_t=1.43N/mm^2$；對于HRB400級鋼筋，$f_y=360N/mm^2$。取$a_s=35mm$，則$h_0=h-a_s=500-35=465mm$。-計算系數(shù)$\alpha_s$：根據(jù)公式$\alpha_s=\frac{M}{\alpha_1f_cbh_0^2}$，其中$\alpha_1=1.0$（對于C30及以下混凝土），代入數(shù)據(jù)可得：$\alpha_s=\frac{135\times10^6}{1.0\times14.3\times200\times465^2}\approx0.212$-計算相對受壓區(qū)高度$\xi$：由$\xi=1-\sqrt{1-2\alpha_s}$，可得：$\xi=1-\sqrt{1-2\times0.212}\approx0.237\lt\xi_b=0.518$（適筋梁）-計算縱向受拉鋼筋面積$A_s$：根據(jù)公式$A_s=\frac{\alpha_1f_cbh_0\xi}{f_y}$，代入數(shù)據(jù)可得：$A_s=\frac{1.0\times14.3\times200\times465\times0.237}{360}\approx872mm^2$選用$3\Phi20$（$A_s=942mm^2$）。2.某矩形截面偏心受壓柱，截面尺寸$b\timesh=300mm\times400mm$，混凝土強度等級為C25，鋼筋采用HRB335級，承受軸向壓力設計值$N=300kN$，彎矩設計值$M=180kN\cdotm$，$a_s=a_s'=40mm$，$l_0/h=6$。試判斷該柱是大偏心受壓還是小偏心受壓，并計算所需的縱向鋼筋面積$A_s$和$A_s'$。解：-計算偏心距$e_0$和附加偏心距$e_a$：$e_0=\frac{M}{N}=\frac{180\times10^6}{300\times10^3}=600mm$$e_a=\max\{20mm,\frac{h}{30}\}=\max\{20mm,\frac{400}{30}\}\approx20mm$初始偏心距$e_i=e_0+e_a=600+20=620mm$-計算偏心距增大系數(shù)$\eta$：由于$l_0/h=6\lt5$，可近似取$\eta=1.0$。-計算軸向壓力作用點至受拉鋼筋合力點的距離$e$：$e=\etae_i+\frac{h}{2}-a_s=1.0\times620+\frac{400}{2}-40=