《混凝土结构设计原理》(含答案)

《混凝土结构设计原理》 模拟试题1

一．选择题（1分×10=10分）

1．混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是（ B ）。

A ．150×150×150；

B ．150×150×300；

C ．200×200×400；

D ．150×150×400；

2．受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（ A ）。

A ．斜压破坏；

B ．斜拉破坏；

C ．剪压破坏；

D ．弯曲破坏； 3．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ B ）。

A ．C20；

B ．C30；

C ．C35；

D ．C40； 4．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ C ）。

A ．21l l σσ+；

B ．321l l l σσσ++；

C ．4321l l l l σσσσ+++；

D ．54321l l l l l σσσσσ++++；

5．普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为（ C ）。

A ．一级；

B ．二级；

C ．三级；

D ．四级； 6．c

c

c E εσ=

'

指的是混凝土的（ B ）。 A ．弹性模量； B ．割线模量； C ．切线模量；

D ．原点切线模量；

7．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ （ C ）。

A ．两次升温法；

B ．采用超张拉；

C ．增加台座长度；

D ．采用两端张拉；

8．混凝土结构的耐久性应根据混凝土结构的环境类别和设计使用年限进行设计，室内正常环境属于环境类别的（ A ）。

A ．一类；

B ．二类；

C ．三类；

D ．四类；

9．下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围（ B ）。

A ．永久荷载；

B ．温度荷载；

C ．可变荷载；

D ．偶然荷载； 10．《混凝土结构设计规范》调幅法设计连续板提出的基本原则中，要求相对受压区高度ξ应满足的条件。（ B ）。

A ．0.1≤ξ≤0.25；

B ．0.1≤ξ≤0.35；

C ．0.1≤ξ≤0.45；

D ．0.1≤ξ≤0.55；

二．判断题（1分×10=10分）

1．混凝土强度等级应按棱柱体抗压强度标准值确定。（ F ） 2．荷载标准值是在结构设计使用期内具有一定概率的最大荷载值。（ T ） 3．材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘以材料分项系数。（ F ）

4．设计中R M 图必须包住M 图，才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。（ F ） 5．箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。（ T ）

6．con σ张拉控制应力的确定是越大越好。（ F ）

7．受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。（ T ） 8．纵向受拉钢筋配筋率增加，截面延性系数增大。（ F ） 9．大偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ<。（ F ） 10．轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。（ T ） 三．简答题（5分×8=40分）

1． 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理？

2． 什么是结构的极限状态？极限状态可分为那两类？ 3． 如何保证受弯构件斜截面承载力？ 4． 请简述预应力钢筋混凝土的基本概念？

5． 什么是结构构件截面延性？影响截面延性的主要因素是什么？ 6． 裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽度限值，应如何处理? 7． 什么是结构可靠度？

四．计算题（40分）

1．某钢筋混凝土轴心受拉杆件，已知其荷载效应S 和结构抗力R 均服从正态分布，

N N N R s s 34000,3200,16000===μσμ ,5000N R =σ试求可靠指标β值。 （5分）

2.如图所示简支梁，混凝土C30，P=100KN ，不计自重，环境类别为一类，试求：（20分） （1） 所需纵向受拉钢筋（采用HRB335级钢筋，2/300mm N f y =）

（2） 求受剪箍筋（无弯起钢筋）（箍筋采用：HPB235级，2/210mm N f y =）

C30：22/43.1,/3.14mm N f mm N f t c ==，箍筋采用：双肢箍，φ8（2

13.50mm A sv =）

3．已知：柱的内力设计值N=800KN ，M=160KN.m ，

柱

截

面

500300?=?h b ，mm a a s s 45'==，混凝土C20，钢筋HRB335级，计算长度为3.5m 。求柱的钢筋截

面面积'

,s s A A 。 （15分）

22/1.1;/6.9:20mm N f mm N f C t c ==；钢筋HRB335级：2/300mm N f y =；

附：钢筋混凝土构件的稳定系数?

《混凝土结构设计原理》 模拟试题1

参 考 答 案

一．选择题（10分）

1． B 2. A 3. B 4.C 5. C 6. B 7. C 8. A 9. B 10. B 二．判断题（10分）

1．× 2. 3. × 4. × 5. 6. × 7. 8. × 9. × 10. 三．问答题（40分）

1． 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理？

答：变形钢筋与混凝土粘结作用主要有三部分组成： （1） 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附力（胶结力）； （2） 混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力；

（3） 钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力； 2． 什么是结构的极限状态？极限状态可分为那两类？

答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，这个特定状态就称为该功能的极限状态；

极限状态分为：承载能力极限状态和正常使用极限状态。

3． 如何保证受弯构件斜截面承载力？

答：斜截面受剪承载力通过计算配箍筋或弯起钢筋来满足；

斜截面受弯承载力通过构造措施来保证；

4． 请简述预应力钢筋混凝土的基本概念？

答：预应力——在结构构件受荷载作用之前，在构件的预拉区施加预压力，来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力。

施加预应力是为了避免钢筋混凝土构件的裂缝过早出现或不出现裂缝，以及充分利用高强钢筋和高强混凝土。

5． 什么是结构构件截面延性？影响截面延性的主要因素是什么？

答：构件或截面的延性是指它们进入破坏阶段后，在承载力没有显著下降的情况下承受变形的能力。

影响截面延性的主要因素是：混凝土的极限压应变和截面受压区高度。

7．裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽度限值，应如何处理?

答：与构件类型、保护层厚度、配筋率、钢筋直径和钢筋应力等因素有关。如不满足，可以采取减小钢筋应力或减小钢筋直径等措施。 8． 什么是结构可靠度？

答：可靠度：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率；

四．计算题（40分）

a) 解：03.35936

18000

3200500016000340002

222==

+-=

+-=S

R S

R σσμμβ b) 解：

已知：C30：2

2/43.1,/3.14mm N f mm N f t c ==，箍筋采用：HPB235级，双肢箍，

（1）求纵向受拉钢筋 跨中最大M ：

m kN M ?==100

纵向受拉钢筋采用HRB335级

mm a h h s 365354000=-=-=

262.0365

2003.140.1101002

6

201=????==bh f M c s αα 550.0310.0262.0211211=<=?--=--=b s ξαξ

845.05.01=-=ξγs

26

01081365

845.030010100mm h f M

A s y s =???==γ

%2.0%21.0%300

43.145%45

min >=?==y t f f ρ 2min 168400200%21.01081mm bh A s =??=>=ρ

（2） 求受剪箍筋：

kN V 100=

验算最小截面尺寸：

N N bh f c c 1000002609753652003.140.125.025.00>=????=β 符合要求。

配箍筋：采用直径为8的HPB235级钢筋 按集中荷载考虑

0.37.2365

1000

5.10<===

.17.275

.10.175.10<=???+=+λ

需计算配箍；

66.0365

2100.149374

1000000.17.000=??-=-=h f bh f V s A yv t cs sv 15266

.03

.50266.01=?==

sv nA s 取s=150 所以箍筋配φ8@150 验算最小配箍率：

%16.0210

43

.124.024.0%34.01502003.502min ,=?==>=??==

yv t sv sv sv f f bs A ρρ 满足要求。

c) 解：

已知：2

2/1.1;/6.9:20mm N f mm N f C t c ==

钢筋HRB335级：2/300mm N f y = （1）mm m N M e 2002.08001600====

；mm e e a a 20,201730

500=<==取 mm e e e a i 220202000=+=+= mm a h h s 455455000=-=-=；

484.0455

220

0==h e i 9.010

800500

3006.95.05.03

1=????==

N A f c ζ 0.1,157500

350020=<==ζ取h l 07.10.19.07484.014001

1)(14001

1221200

=???+=+

=ζζηh l h e i

（2）mm h mm e i 5.1364553.03.04.23522007.10=?=>=?=η 所以按大偏心受压构件设计：

mm a h

e e s i 4.440452504.2352

=-+=-+

=η 基本公式：

s y s y c u A f A f bx f N -+=''1α

)()2

('0''01s s y c u a h A f x

h bx f e N -+-=α

取b ξξ=，有：

2

2

3'0'201'931)

45455(300)

550.05.01(550.04553006.90.14.44010800)

()5.01(mm a h f bh f e N A s y b b c u s

=-??-????-??=

---=

ξξα

2

3

''01667931300

10

800455550.03006.90.1mm f f A

f N h b f A y

y s

y

u

b c s =+?-????=

+-=ξα

2min 2300500300%2.0667mm bh mm A s =??=>=ρ

2min 2900500300%6.01598931667mm bh mm A s =??=>=+=ρ满足要求

（3）弯矩作用平面外的轴压验算

955.0,7.11300

35000===?取b l KN

N A f A f N s y c u 8001856004)]931667(3005003506.9[955.09.0)

(9.0''>=+?+????=+=?

满足要求。

《混凝土结构设计原理》 模拟试题2

一 选择题（1分×10=10分） 1．对于有流幅的钢筋，《混凝土结构设计规范》取（ ）作为钢筋设计强度的取值。

A ．弹性极限；

B ．屈服强度；

C ．极限强度；

D ．条件屈服强度；

2．受弯构件在正截面工作的第一阶段末期，即将开裂的Ⅰa 状态时，钢筋的应力大约为（ ）

A ．5~~10MP a ；

B ．20~~30 MP a ；

C ．60~~70 MP a ；

D ．100~~110 MP a ； 3．（ ）作为受弯构件正截面承载力计算的依据。

A ．Ⅰa 状态；

B ．Ⅱa 状态；

C ．Ⅲa 状态 ；

D ．第Ⅱ阶段； 4．《规范》规定，对于梁类、板类及墙类构件，位于同一连接区域内的受拉钢筋搭接接头面积百分率不宜大于（ ）。

A ．25% ；

B ．50% ；

C ．75% ；

D ．100%； 5．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ ）。

A ．C20 ；

B ．C30 ；

C ．C35 ；

D ．C40 ； 6．预混凝土后张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ ）。

A ．21l l σσ+ ；

B ．321l l l σσσ++ ；

C ．4321l l l l σσσσ+++；

D ．54321l l l l l σσσσσ++++； 7．c

c

c E εσ=

'

指的是混凝土的（ ）。 A ．弹性模量； B ．割线模量； C ．切线模量；

D ．原点切线模量应力；

8．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ （ ）。 A ．两次升温法；

B ．采用超张拉；

C ．增加台座长度；

D ．采用两端张拉；

9．受弯构件挠度验算不满足要求时，调整下列哪个因素对增加构件刚度最为有效（ ）。

A ．ρ ；

B ．0h ；

C ．'ρ ；

D ．s E

10．轴压构件按螺旋箍筋柱计算的受压承载力设计值，不应大于按普通箍筋柱计算的受压承载力设计值的1.5倍，是因为 （ ）。

A ．保证间接钢筋的屈服；

B ．保证在使用荷载下混凝土保护层不致过早剥落；

C ．保证足够的安全；

D ．满足正常使用极限状态设计要求；

二 判断题（1分×10=10分）

1．混凝土在荷载重复作用下引起的破坏称为疲劳破坏。（ ） 2．可变荷载的组合值是可变荷载的基本代表值。（ ） 3．荷载设计值等于荷载的标准值乘以荷载分项系数。（ ）

4．设计中R M 图必须包住M 图，才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。（ ） 5．受扭构件承载力计算中，ζ的限制条件7.16.0<<ζ的目的是保证受扭纵筋和箍筋均可达到屈服强度。（ ）

6．受弯构件弯曲刚度是随弯矩增大而减小的。（ ） 7．轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。（ ） 8．碳化对混凝土本身是有害的。（ ）

9．小偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ>。（ ）

10．受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。（ ）

三 简答题（5分×8=40分）

1． 什么是结构的安全等级？建筑结构功能要求有哪些？ 2． 什么是结构可靠度？

3． 应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对受压区高度计算公式

cu

s y b E f εβξ?+

=

11

4． 试述钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力计算的变角度空间桁架模型的基本假定？ 5． 请简述《规范》确定最大裂缝宽度的方法？

6． 在变形和裂缝验算中，简述参数ψ的物理意义和影响因素? 7． 什么是混凝土徐变？引起徐变的原因有哪些？ 8． 如何保证受弯构件斜截面承载力？

四 计算题（40分）

1． T 形截面梁，mm h mm h mm b mm b f f 100,750,250,550'

'

====，承受弯矩设计值M=500 KN ·m ，混凝土选用C40，钢筋选用 HRB400，环境类别为二类。求：纵向受力钢筋截面面积A S 。（10分）

518.0,0.1,/360,/71.1,/1.19,601222======b y t c s mm N f mm N f mm N f a ξα

2． 如图所示简支梁，环境类别为一类，C=25mm ，求受剪钢筋（只配箍筋），混凝土C30

（2

2/43.1,/3.14mm N f mm N f t c ==），箍筋采用：HPB235级，双肢箍，直径为8

（2123.50,/210mm A mm N f sv yv ==）；（10分）

3．已知：N=550KN ，M=450KN.m ；柱截面：600300?=?h b ；mm a a s s 45'

==，混凝土C35，钢筋

HRB400级，计算长度为7.2m 。求钢筋截面面积'

,s s A A （20分）

22/57.1;/7.16:35mm N f mm N f C t c ==；钢筋HRB400级：2/360mm N f y =；

附：钢筋混凝土构件的稳定系数?

《混凝土结构设计原理》模拟试题2

参考答案

四．选择题（10分）

1．B 2. B 3. C 4.A 5. B 6. A 7. B 8. C 9. B 10. B

五．判断题（10分）

1． 2. × 3. 4. ×5. 6. 7. 8. ×9. ×10.

六．问答题（40分）

1．什么是结构的安全等级？建筑结构功能要求有哪些？

答：我国根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否，分为三个安全等级。

功能要求：

(1)安全性的要求；（2）适用性的要求；（3）耐久性的要求

2．什么是结构可靠度？

答：可靠度：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率；

3．应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件适筋梁与超筋梁的界限相对受压区高度计算公式

cu

s y b E f εβξ?+

=

11

解：解：平均应变符合平截面假定得到：

y

cu cu

cb h x εεε+=

0 将cb b x x ?=1β带入上式：

y

cu cu

b h x εεεβ+=

01 于是：cu

s y b E f εβξ?+

=

11

4． 试述钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力计算的变角度空间桁架模型的基本假定？ 答：三个基本假定：

（1） 混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为α； （2） 纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆； （3） 忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用； 5． 请简述《规范》确定最大裂缝宽度的方法？

答：由平均裂缝间距求出平均裂缝宽度，然后在乘以扩大系数，就得到最大裂缝宽度。 6． 在变形和裂缝验算中，简述参数ψ的物理意义和影响因素?

答：系数ψ的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度。ψ的大小还与以有效受拉混凝土截面面积计算的有效纵向受拉钢筋配筋率ρte 有关。 7． 什么是混凝土徐变？引起徐变的原因有哪些？

答：混凝土在荷载长期作用下，它的应变随时间继续增长的现象称为混凝土的徐变。 原因有两个方面：

（1） 在应力不大的情况下，认为是水泥凝胶体向水泥结晶体应力重分布的结果；

（2） 在应力较大的情况下，认为是混凝土内部微裂缝在荷载长期作用下不断发展的结果。 8． 如何保证受弯构件斜截面承载力？

答：斜截面受剪承载力通过计算配箍筋或弯起钢筋来满足； 斜截面受弯承载力通过构造措施来保证； 四．计算题（40分）

1. 解：

2

122/71.1,518.0,0.1,

/360,/1.19,60mm

N f mm N f mm N f a t b y c ======ξα

mm a h h 590607500=-=-=

m

kN h h h b f m kN M f

f

f c ?=-????=-≤?=567)2

100

590(1005501.190.1)

2(500'0''1α属于第一类截面

2

6

02

6

20'12543590

926.036010500926

.05.01550.0148.02111367.0590

5501.190.110500mm h f M

A h b f M s y s s b s f c s =???===-==≤=--==????==γξγξαξαα

2min 375750250%2.0mm bh A s =??=>ρ

2. 解：

C30：2

2/43.1,/3.14mm N f mm N f t c ==，

箍筋采用：HPB235级，双肢箍，直径为8。2

123.28,/210mm A mm N f sv yv ==；

KN R R B A 207)]24.076.5(34370[2

1

=+?+?==

集中力引起的：KN R 1052

3

70=?=

%75%51207

105

<= 所以按均布荷载考虑。 1． 支座边缘处剪力：

KN V 203)76.534370(2

1

=?+?=

2． 验算最小截面尺寸

mm a h h s 565356000=-=-=

N N bh f c c 2030005049685652503.140.125.025.00>=????=β 符合要求。

3. 配箍筋

N N bh f t 20300014139056525043.17.07.00<=???= 计算配箍

415.0565

21025.1141390

20300025.17.000=??-=-=h f bh f V s A yv t cs sv 242415

.03

.502415.01=?==

sv nA s 取s=200 配箍筋φ8＠200 4. 验算最小配箍率

%16.0210

43

.124.024.0%32.01252503.502min ,=?==>=??==

yv t sv sv sv f f bs A ρρ 3．解： 2

2/57.1;/7.16:35mm N f mm N f C t c ==

钢筋HRB400级：2/360mm N f y = （1）mm m N M e 818818.05504500====

；mm e e a a 20,2030

600===取 mm e e e a i 838208180=+=+= mm a h h s 555456000=-=-=；

51.1555

838

0==h e i 0.10.173.210550600

3007.165.05.013

1=>=????==

ζζ取N A f c 0.1,1512600

720020=<==ζ取h l 07.10.10.11251.114001

1)(14001

1221200

=???+=+

=ζζηh l h e i

（2）mm h mm e i 5.1665553.03.089783807.10=?=>=?=η 所以按大偏心受压构件设计：

11524.440453008972

==-+=-+

=mm a h

e e s i η 基本公式：

s y s y c u A f A f bx f N -+=''1α

)()2

('0''01s s y c u a h A f x

h bx f e N -+-=α

取b ξξ=，有：

mm

a h f bh f e N A s y

b b

c u s

219)

45555(360)

518.05.01(518.05553007.160.1115210550)

()5.01(2

3'0'201'=-??-????-??=

---=

ξξα

333555300%2.02199020min '=??=<<=bh a s ρ

取：mm bh A s 360600300%2.0'

min '

=??==ρ

mm

f f A

f N h b f A y

y s

y

u

b c s 2833360360

10

550555518.03007.160.13

''01=+?-????=

+-=ξα

（3）弯矩作用平面外轴压验算

650.0,24300

72000===?取b l KN

N A f A f N s y c u 55002395575)]2692333(3606003007.16[650.09.0)

(9.0''>=+?+????=+=?

满足要求。