2014混凝土设计原理期中考试无判断题答

1华中科技大学土木工程与力学学院《混凝土结构设计原理》考试（A卷）2013～2014学年度第一学期成绩学号专业班级姓名一．选择题（2分×10=20分）1．钢筋混凝土梁在正常使用情况下（A）。A．通常是带裂缝工作的；B．一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面；C．一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽；D．通常是无裂缝的2．钢筋与混凝土能共同工作的主要原因是（C）。A.混凝土对钢筋防火、防锈；B.混凝土对钢筋的握裹及保护；C.混凝土与钢筋有足够的粘结力，两者线膨胀系数接近；D.钢筋抗拉而混凝土抗压。3．混凝土若处于三向应力作用下，当（D）。A.横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度；B.横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度；C.三向受压会降低抗压强度；D.三向受压能提高抗压强度；4．钢筋混凝土梁柱构件的保护层厚度是指（C）。A.纵向钢筋内表面到混凝土表面的距离；B.纵向钢筋外表面到混凝土表面的距离；C.箍筋外表面到混凝土表面的距离；D.纵向钢筋重心到混凝土表面的距离；5.高碳钢筋采用条件屈服强度，以σ0.2表示，即：（D）A．取极限强度的20%；B．取应变为0.002时的应力；C．取应变为0.2时的应力；D．取残余应变为0.002时的应力。6．对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为（A）时，其轴心受压承载力最大。A．两端嵌固；B．一端嵌固，一端不动铰支；C．两端不动铰支；D．一端嵌固，一端自由；27.轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力而增加，混凝土压应力的增长速率（C）。A．比钢筋快；B．线性增长；C．比钢筋慢；D.与钢筋相等；8.一圆形截面螺旋箍筋柱，若按普通钢筋混凝土柱计算，其承载力为300KN,若按螺旋箍筋柱计算，其承载力为500KN，则该柱的承载力应示为（D）。A．400KN；B．300KN；C．500KN；D．450KN。9．受弯构件斜截面承载力计算公式的建立是依据（B）破坏形态建立的。A.斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏。10.一对称配筋的大偏心受压构件，承受的四组内力中，最不利的一组内力为：（A）。A．mkNM.500=kNN200；B．mkNM.500=kNN300=；C．mkNM.510=kNN400=；D．mkNM.510=kNN500=二．问答题（6分×6=36分）1.承载能力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同?两种极限状态设计有何不同？答：（1）承载能力极限状态标志结构已达到最大承载能力或达到不能继续承载的变形。若超过这一极限状态后，结构或构件就不能满足预定的安全功能要求。在进行承载能力极限状态设计时每一个结构或构件必须进行设计和计算，必要时还应作倾覆和滑移验算。（2）正常使用极限状态标志结构或构件已达到影响正常使用和耐久性的某项规定的限值，若超过这一限值，就认为不能满足适用性和耐久性的功能要求。构件正常使用极限状态设计是在构件承载能力极限状态进行设计后，再对有使用限值要求的构件进行验算，以使所设计的结构和构件满足所预定功能的要求。2、混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些？（1）强度高：采用较高强度的钢筋可以节省钢材，获得较好的经济效益；（2）延性好：要求钢筋在断裂前有足够的变形，能给人以破坏的预兆。因此，应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格；（3）可焊性好：在很多情况下，钢筋的接长和钢筋之间的连接需要通过焊接。因此要求在一定工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好；（4）机械连接性好：钢筋应具有一定的机械加工性能，满足钢筋的机械接头加工制作；（5）施工适应性：在施工工地上能比较方便地对钢筋进行加工和安装；（6）为了使钢筋的强度能够充分被利用和保证钢筋与混凝土共同工作，二者之间应有足够的粘结力。在寒冷地区，对钢筋的低温性能也有一定的要求。3、什么叫混凝土徐变？混凝土徐变对结构有什么影响？3答:在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变。徐变对钢筋混凝土结构的影响既有有利方面又有不利方面。有利影响，在某种情况下，徐变有利于防止结构物裂缝形成；有利于结构或构件的内力重分布，减少应力集中现象及减少温度应力等。不利影响，由于混凝土的徐变使构件变形增大；在预应力混凝土构件中，徐变会导致预应力损失；徐变使受弯和偏心受压构件的受压区变形加大，故而使受弯构件挠度增加，使偏压构件的附加偏心距增大而导致构件承载力的降低。4．混凝土的抗压性能好，为什么在轴心受压柱中，还要配置一定数量的钢筋?轴心受压构件中的钢筋，对轴心受压构件起什么作用?答：轴心受压构件，纵筋沿截面四周对称布置。纵筋的作用是：与混凝土一块共同参与承担外部压力，以减少构件的截面尺寸；承受可能产生的较小弯矩；防止构件突然脆性破坏，以增强构件的延性；以及减少混凝土的徐变变形。箍筋的作用是：与纵筋组成骨架，防止纵筋受力后屈曲，向外凸出。当采用螺旋箍筋时(或焊接环式)还能有效约束核心内的混凝土横向变形，明显提高构件的承载力和延性。5．双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要规定'2sax？当x＜2a‘s应如何计算？答：为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值，应满足'2sax，其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。当不满足条件时，则表明受压钢筋的位置离中和轴太近，受压钢筋的应变太小，以致其应力达不到抗压强度设计值。x'2sa时，近似取'2sax，即近似认为受压混凝土合力点与受压钢筋合力点重合，从而使受压区混凝土合力对受压钢筋合力点所产生的力矩等于零，因此'0sysahfMA6．什么是偏心受压构件的二阶效应？规范规定何时应考虑偏压构件的P-δ二阶效应？答：偏心受压构件在偏心荷载作用下，会产生侧移和挠曲变形。这个变形增加了原荷载的偏心程度，并产生附加的偏心弯矩，这一部分增加的弯矩称为受压构件的二阶效应。由侧移产生的二阶效应称为P-Δ效应，由挠曲产生的二阶效应称为P-δ效应。规范规定，对偏心受压构件当满足下列三个条件中的一个条件时，就要考虑P-δ二阶效应：①M1/M2＞0.9；②轴压比N/fcA＞0.9；③lc/34-12(M1/M2)；三．计算题（共44分）1.某T形截面梁，截面尺寸：b=200mm，h=600mm，bf’=500mm，hf’=120mm混凝土强度等级为C30，2/3.14mmNfc，纵向钢筋采用HRB400级钢筋，2/300mmNfy=，550.0ξ=b，环境类别为一类，箍筋直径为10mm。若承受的弯矩设计值为M=105kN·m，计算所需的受拉钢筋截面面积AS，并选配钢筋。解：1）确定设计参数。411.0214.3cfNmm2/360mmNfy=550.0ξ=b一类环境，20cmm，则201010402ssdacdmm060040560shhamm2）判别截面类型'''10120()1.014.3500120(560)42910522fcffhfbhhKNmMKNm故属于第类T型截面。3）求受拉钢筋面积6'2210105100.04681.014.3500560scfMfbh1121120.04680.04790.55sb20'15343605600479.05003.140.1mmfhbfAyfcs=××××==ξα选用2182509mmAs=4）验算适用条件%2.0)45.0002.0max(min==ytff，ρ22minmin509300600250002.0mmAmmbhAss==××==ρ（满足适用条件）2.某钢筋混凝土简支梁，截面尺寸200mm×500mm，计算跨度6米，梁承受均布荷载设计值(包括梁自重)为60kN/m，混凝土强度等级为C30（ft=1.43N/mm2、fc=14.3N/mm2），箍筋为热轧HPB300级钢筋（fyv=270N/mm2），拟用Φ10双肢箍筋，求箍筋的用量，并选配箍筋。1）确定设计参数11.0214.3cfNmm2/270mmNfy=一类环境，20cmm，则201010402ssdacdmmmmahhs460405000===2）验算截面条件43.22004600w===bhbh，属厚腹梁c＝14602003.14125.0β25.00cc××××=bhf=328900N=328.9kN＞V＝180kN截面符合要求。3）验算是否需要计算配置箍筋46020043.17.07.00t×××=bhf＝92092N＜V＝180000故需要进行配箍计算。4）计算箍筋用量（采用HPB300级钢筋）50sv1yv0t0.17.0≤hsnAfbhfV+4602700.192092180000sv1×××+=snA则708.04602700.192092180000sv1=××=snA选配箍筋10@200，实配箍筋708.0785.02005.782sv1=×=snA（可以）200785.0ρsv1svsv===bsnAbsA＝0.39％27043.124.024.0ρyvtminsv,×==ff＝0.127％＜sv（可以）3.已知矩形截面柱b×h=400mm×600mm，柱的计算长度30lm，轴向力设计值N=530kN，弯矩设计值M1=-M2=245kN·m，一类环境，混凝土强度为C25(c=25mm)，纵向钢筋为HRB400(2'mm/360Nffyy)，l0/b≤8时，稳定系数φ=1.0，求对称纵向受力钢筋'ssAA。解：1）确定基本参数C25混凝土2cmm/9.11Nf，HRB400级钢筋360'yyffN/mm2；0.11，ξb=0.518，一类环境，c=25mm，45'ssaamm，555456000sahhmm2）判断截面类型M1/M2=-1，可以不考虑P-δ二阶效应。2452450.12=×==MMkN.m3.4621053010245360=××==NMemm，)20,30/max(hea=20mm，3.482203.462a0i=+=+=eeemm＞0.3h0=0.3×555=166.5mm，初步判断为大偏心受压。si2ahee3.737453003.482=+=mmmmbfNxc3.1114009.110.110530α31=×××==＜0.518h0=287.5mm＞2as=90mm3）计算sA和'sA将上述参数代入下式)()x5.0(xα's0'y0c1'ahfhbhfNeAAss==)45555(360)3.1115.0555(3.1114009.110.13.737105303××××××××=6=687.5mm2＞bh'minρ=0.002×400×600=480mm2。受拉和受压钢筋均选用3Φ18（763'ss==AAmm2），满足构造要求。4）验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载能力l0/b=3000/400=7.5，φ=1.0[]kN1530NkN8.3064)27633606004009.11(0.19.0)(9.0sycu==××+××××=+′′+=AAfAfN满足要求。