结构设计原理习题-练习-一整套

CHENG
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《结构设计原理》复习题
一、填空
1． 按加工方式不同，钢筋分为（热轧钢筋）、（冷拉钢筋）、（热处理钢筋）、（冷拔钢
丝）四种。
2． （混凝土）与（石结构）通常称为圬工结构。
4． 随着柱的长细比不同，其破坏型式有（材料破坏）、（失稳破环）两种。
5． 根据张拉预应力筋与浇筑混凝土构件之间的先后顺序，预应力混凝土分为（先张法）、
（后张法）两类。
6． 钢筋与混凝土之间的粘结力主要有以下三项组成（胶接力）、（摩擦力）、（咬合力）。
7． 按照配筋多少的不同，梁可分为（超筋梁）、（适筋梁）、（少筋梁）三种。
8． 钢筋混凝土受弯构件主要有（梁）和（板）两种形式。
9． 梁内钢筋主要有（纵向受力钢筋（主筋））、（箍筋）、（斜筋（弯起钢筋））、（架力钢筋）等。
10．（安全性）、（适用性）、（耐久性）称为结构的可靠性。
11． 钢筋的冷加工方法有（冷拉）、（冷拔）、（冷轧）三种。
12．结构的极限状态，根据结构的功能要求分为（承载能力极限状态）、（正常使用极限状态）两类。
13．T形截面梁的计算，按（中性轴位置）的不同分为两种类型。
14．在预应力混凝土中，对预应力有如下的要求（强度要求）、（强度要求）、（较好的粘结性能）。
15．钢筋混凝土梁一般有（斜拉破坏）、（斜压破坏）、（剪切破坏）三种不同的剪切破坏形式。
16．预应力钢筋可分为（高强钢筋）、（钢绞线）、（高强钢丝及钢丝束）三种。
二、判断题：（正确的打√,错误的打×。）

1．混凝土在长期荷载作用下，其变形随时间延长而增大的现象称为徐变。 （ ）
2．抗裂性计算的基础是第Ⅱ阶段。 （X）
3．超筋梁的破坏属于脆性破坏，而少筋梁的破坏属于塑性破坏。 （X）
4．增大粘结力、采用合理的构造和高质量的施工、采用预应力技术可以减小裂缝宽度。（ ）
5．当剪跨比在[1, 3]时，截面发生斜压破坏。. （X）
6． 预应力损失是可以避免的。 （X）
7．整个结构或结构的一部分，超过某一特定状态时，就不能满足结构功能的要求，这种特
殊状态称为结构的极限状态。 （ ）
8．箍筋的作用主要是与纵筋组成钢筋骨架，防止纵筋受力后压屈向外凸出。 （ ）
9． 采用预应力技术可杜绝裂缝的发生或有效减少裂缝开展宽度。 （ ）
10．为了保证正截面的抗弯刚度，纵筋的始弯点必须位于按正截面的抗弯计算该纵筋的强度
全部被发挥的截面以内，并使抵抗弯矩位于设计弯矩图的里面。 （X）
11．偏心距增大系数与偏心距及构件的长细比有关。 （ ）
12．钢筋混凝土梁的刚度是沿梁长变化的，无裂缝区段刚度小，有裂缝区段刚度大。 （ ）
13．钢筋按其应力应变曲线分为有明显流幅的钢筋和没有明显流幅的钢筋。 （ ）
14．因为钢筋的受拉性能好，所以我们只在受拉区配置一定数量的钢筋而在受压区不配置钢
筋。 （X）
15．当轴向力的偏心较小时，全截面受压，称为小偏心受压。 （ ）

16．有效预应力pe越大越好。 （X）
CHENG
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一、 名词解释
徐变：混凝土在长期荷载作用下，其变形随时间的延长而增大的现象称为徐变。
1. 预应力混凝土结构：所谓预应力混凝土结构，就是在结构承受外荷载之前，先对混凝土
预加压力，事先人为地对结构造成一种应力状态，使之可以抵消由于外荷载产生的全部
或部分拉应力。
2. 混凝土立方体抗压强度：用标准尺寸立方体试件，在标准条件下（温度20 3摄氏度，
相对湿度在90%以上），养护28天，用标准试验方法，测得得抗压强度极限值。
3. 超筋梁：如果拉区钢筋配置过多，则在钢筋应力尚未达到屈服强度前，因受压区边缘混
凝土的压应变先达到极限，混凝土被压碎，构件达到破坏阶段，这种梁常称为“超筋梁”。
4. 材料抵抗弯矩图:又称材料图，是表示梁每一截面所能承担最大弯矩值。
5. 预应力损失：由于材料性能和施工工艺的影响，预应力钢筋中的预应力值将逐渐减小，
这种现象称为预应力损失。、
6. 弯矩包络图：根据荷载组合计算得到的在各个截面最不利的弯矩值。
7. 混凝土保护层：由构件表面到钢筋外边缘间的一层混凝土。
三. 简答题：

1.在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土为什么能长期共同工作？钢筋混凝土结构对钢筋
性能有什么要求？
答：在钢筋混凝土结构中，钢筋与混凝土能有机地结合并共同工作，一般是建立在以下
三点基础上：钢筋与混凝土之间存在粘结力；钢筋与混凝土的温度线膨胀系数大致相同；混
凝土对钢筋的保护作用。
钢筋混凝土对钢筋性能的要求：具有适当的屈强比；有足够的塑性；可焊性；低温性能；
与混凝土有良好的粘结力。

2. 按容许应力法进行抗弯强度计算时，采用了那些基本假定？
答：钢筋混凝土受弯构件按容许应力法计算理论，是以第Ⅱ阶段应力图形为计算基础，
为简化应力图形，使计算方法比较简单实用，作以下几点假定：
（1）平截面假定
所有与梁纵向垂直的截面，在梁受力弯曲后仍保持为平面。
（2）弹性体假定
在第Ⅱ阶段，受压区混凝土的塑性变形还不大，可以近似地将混凝土看作弹性材
料，也就是假定应力与应变成正比。
（3）受拉区混凝土不参加工作
实际上，在第Ⅱ阶段时，受拉区混凝土仍有一小部分参加工作，但其作用很小，
可以略去不计，认为全部拉力均有钢筋承受。
3．何谓塑性破坏？何谓脆性破坏？如何保证钢筋混凝土梁不发生脆性破坏？
答：如受拉区钢筋配置合适，梁在破坏之前其混凝土裂缝开展较宽，梁的挠度较大，破
坏过程比较缓慢，这种破坏称为“塑性破坏”。
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如受拉区钢筋配置过多，则在钢筋应力尚未达到屈服强度前，因受压区边缘混凝土的压
应变首先达到屈服，混凝土被压碎，构件到达破坏阶段。其混凝土裂缝开展不大，梁的挠度
较小，破坏在无明显征兆的情况下突然发生。这种破坏为“脆性破坏”。
配筋梁应为适筋梁，避免配筋过多的超筋梁和配筋过少的少筋梁。
4. 斜截面抗剪强度的计算位置？

答：斜截面抗剪强度的计算位置：
（1）支座边缘处；
（2）弯筋弯起点处；
（3）箍筋直径或间距改变处；
（4）沿梁长截面尺寸变化处。
5．何谓预应力损失？预应力混凝土结构中要考虑哪些预应力损失？
答：由于材料性能和施工工艺的影响，预应力钢筋中的预应力值将逐渐减小。这种现
象称为预应力损失。
预应力混凝土结构中要考虑下列预应力损失：
（1）混凝土收缩和徐变引起的预应力损失
（2）钢筋松弛引起的预应力损失
（3）锚具变形、钢丝回缩和接缝压缩引起的预应力损失
（4）预应力钢筋与管道间的摩擦引起的应力损失
（5）钢筋与台座间的温差引起的应力损失
（6）混凝土弹性压缩引起的应力损失
6. 在预应力钢筋混凝土构件中，先张法及后张法的施工工艺。

答：后张法是在灌注混凝土时，预应力钢筋可以事先放在埋于梁体混凝土内的套管中，
或者用制孔器在构件中预留出比钢筋粗的孔道，待混凝土结硬达到一定强度后，将预应力钢
筋穿入孔道内，再进行张拉。
先张法是在灌注混凝土之前，凭借台座等设备，先张拉钢筋，后浇筑混凝土。待混
凝土达到足够强度后，放张预应力钢筋。
五 计算题：

1. 已知T形梁的截面尺寸为200mmb,=600mmh,'1800mmfb,

'
90mmfh

,混凝土强度等级为C20，二级钢筋，设计弯矩216kNmM。求所需的受拉

钢筋面积sA。（310MPayf，11MPacf，=70mma）
1. 解：310MPayf，11MPacf，=70mma,060070530mmh
'
'
09011180090(530)825kNm22fcff

h
fbhh






>M
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属于第一类型T形梁，即按照宽度为'fb的矩形梁计算。
6
0
'22

0216100.0389111800530cf

MAfbh




0
0

1121120.03890.9822A




6
2

00216101341mm3100.98530sy

MAfh




2. 某钢筋混凝土梁的截面尺寸为250mm500mm，配有418的钢筋，如下图所示。混
凝土强度等级为C20，设计弯矩90kNmM。问此梁是否安全。（210MPayf，

11MPacf，2sA1017mm，0.544b，min0.15%
）

第2题截面图
2. 解：2sA1017mm，210MPayf，11MPacf
中性轴位置：210101781.36mm11250yscfAxfb
极限弯矩：01()1125081.3646581.3622ucxMfbxh
94.94kNm
现 90kNmM<94.94kNmuM （故安全）

检验最大配筋率：b00.544465253mm>81.36h （可）

检验最小配筋率：min01017=0.0878.7%250465sAbh （可）