钢筋混凝土结构 试题
(2011-12-22 18:27:25)
标签:
受压区构件截面钢筋混凝土张拉杂谈 |
分类: 北科大 |
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一、填空题(共20题,每题1分)(20分)
1.
混凝土楼盖按其施工方法可分为
现浇式、装配式、装配整体式
2.界限相对受压区高度ξb主要与
受压区高度、截面有效高度
3.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件为
4.根据纵向拉力作用的位置不同,可将偏心受拉构件分为两类。当
E0≥h/2-as′、E0<h/2-as′
5.先张法构件中,第一批预应力损失σⅡ=
σl1 + σl2 + σl3 + σl4、σl5
6.框架由
由
梁、柱、墙体、墙体
7.框架结构竖向荷载作用下,内力近似计算的常用方法有
分层法、反弯点法、D值法
8.
斜截面承载力计算时,限制截面尺寸和最大配箍率的目的首先是
防止发生斜压破坏、斜裂缝宽度
得 分 |
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二、单选题(共5题,每题2分。)(10分)
1.结构在规定时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率称为(
2.梁中钢筋的混凝土保护层厚度是指(
A箍筋外表面至梁表面的距离
C主筋截面形心至梁表面的距离
3.受弯构件正截面承载力计算中等效矩形应力图形的确定原则为 ( A )
A保证压应力合力的大小和作用点位置不变
B保证矩形应力图形面积等于曲线应力图形面积
C由平截面假定确定
D试验结果
4.以下哪一项措施可以减少预应力钢筋松弛引起的预应力损失。 (
A一端张拉
5.单向板楼盖设计时,主梁设计时一般采用( A )计算。
A弹性理论
得 分 |
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三、名词解释(共5题,每题3分)(15分)
1. 最小刚度原则:在简支梁全跨长范围内,可都按弯矩最大处的截面弯曲刚度,亦即按最小的截面弯曲刚度用材料力学中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。当构件上存在正、负弯矩时,可分别取同号弯矩区段内|Mmax|处截面的最小刚度计算机挠度。
2.稳定系数:长柱的承载力与条件相同的短柱承载力的比值称为稳定系数。《混凝土规范》采用稳定系数表示长柱承载能力的降低程度,即式中长柱的承载力;短柱的承载力。
3. 弯矩包络图:梁在恒载(即永久荷载,不变的,包括一期恒载和二期恒载)和活载(即基本可变荷载,如汽车自重及产生的离心力,冲击力,人群履带车,挂车等)的作用下,即各种截面组合效应下产生的弯矩图。然后将这些弯矩图叠画同一坐标上,其外包线即为弯矩包络图。简而言之由构件各个截面的弯矩最大值和最小值分别连接成的围线就是弯矩包络图。
4. 广义剪跨比:简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a(a称剪跨)与截面有效高度h0之比。以λ=a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系,是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。
5. 配筋率:配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
得 分 |
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四、简述问答题(共5题,每题7分)(35分)
1. 在受弯构件中斜截面受剪有哪几种破坏形态?它们的特点是什么?以哪种破坏形态作为计算的依据?如何防止斜压和斜拉破坏?
答:剪力墙斜截面受剪破坏主要有三种破坏形态:剪拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。其中剪拉破坏和斜压破坏比剪压破坏显得更脆性,设计中应尽量避免。在剪力墙设计中,通过构造措施防止发生剪拉和斜压破坏,通过计算确定墙中水平钢筋,防止其发生剪切破坏。具体地,是通过限制墙肢内分布钢筋的最小配筋率防止发生剪拉破坏;通过限制截面剪压比避免斜压破坏;设计中进行的斜截面承载力计算则是为了防止剪压破坏。
2. 当钢筋级别、混凝土强度等级、截面高度一致时:
(1)试比较,下图所示各截面承担的极限弯矩是否一致,并说明其原因。
(2)各截面的pmin是否一致?
答:(1)图示各截面承担的极限弯矩一致。其中 ,原因是截面承载力计算与混凝土的受拉面积无关,与钢筋拉力有关,与受压区混凝土的受压面积有关。前三种钢筋用量,在钢筋级别相同、梁高一致的情况下,由于受压区宽度相同,故受压区面积亦相等,所以承载力是相同的。而图d截面虽钢筋用量相同,但受压区宽度大于前三种,故受压区高度将小于前三种(虽受压面积大小相同),导致内力臂将增大,故其承载力将大于前三种。
(2)各截面的 亦不一致。在理论上 是根据钢筋混凝土截面的受弯承载力不低于同样截面尺寸的素混凝土截面的受弯承载力这一条件确定的,而素混凝土截面承载力则取决于其抗裂能力,即取决于受拉区的抗拉能力。由于图示四种情况其受拉区截面宽度不相同,故其抗裂能力是不同的。因此,其 亦是不一致的。 。
3.为什么减小轴心受压柱的截面面积,宜采用较高等级的混凝土,但不宜采用高强度钢筋?
答:混凝土强度等级对受压构件的承截能力影响较大。为了减小构件的截面尺寸,节省钢材,宜采用较高强等级的混凝土。一般采用C25、C30、C35、C40,对于高层建筑的底层柱,必要时可采用高强度等级的混凝土。纵向钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级,不宜采用高强度钢筋,这是由于它与混凝土共同受压时,不能充分发挥其高强度的作用。
4.框架结构水平位移限值的目的是什么?
答:框架结构水平位移限值的目的为:第一,保证主要结构基本处于弹性受力状态,对钢筋混凝土结构要避免混凝土墙或柱出现裂缝;将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度限制在规范允许范围之内。第二,保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损坏。因此,《高规》第4.6.3条规定了按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比的限值。
5. 什么是抵抗弯矩图?什么是钢筋的理论断点和充分利用点?
答:是指按实际配置的纵向钢筋绘出的各正截面所能承受的弯矩图形。设计抵抗弯矩图代表梁的正截面抗弯能力。
钢筋的理论断点就是钢筋理论最大受力界面上的一点,这点在钢筋的最大受力界面的外缘上。实际还要增加锚固长度后再截断,保证满足受力要求。
钢筋的充分利用点是钢筋在受力的时候。受力比较大,是钢筋界面处于临界状态,但不屈服的点。
得 分 |
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五、计算题(20分)
某办公楼有一矩形截面简支梁,其截面尺寸b x h = 200mm x 450mm,该简支梁计算跨度为5m,承受均布荷载设计值78.08kN/m (包括自重) ,混凝土强度等级为C30(fc= 14.3 N/mm2),钢筋用HRB400级钢筋(fy=360 N/mm2),①求As及As’. ②若As’=941mm2, 求As.
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一、填空题(共20题,每题1分)(20分)
1、单向板肋形楼盖由
板、次梁、主梁
2.钢筋与混凝土间的粘结力,
主要由以下三方面所组成的:
水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力、钢筋与混凝土接触面上的摩擦力、钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力
3.结构和结构构件在规定的时间内,规定的
时间和条件下、概率
4.板的受力钢筋间距,当板厚h≤150mm时,不宜大于
200mm、1.5h、50mm、板计算跨度的四分之一
5.
框架由
由
梁、柱、墙体、墙体
6.
用反弯点法计算时,底层柱的反弯点在距基础
2/3柱高处、中点
7.
钢筋混凝土单层工业厂房常用的结构形式有
排架结构、刚架结构
得 分 |
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二、单选题(共5题,每题2分。)(10分)
1.混凝土的弹性模量是指(
A原点弹性模量 B切线模量
C割线模量 D变形模量
2.地震力属于( C )。
A永久作用
C偶然作用
3.对先张法和后张法的预应力构件,如果采用相同的张拉控制应力σcon值,
则(
A后张法所建立的钢筋有效应力比先张法小
B后张法所建立的钢筋有效应力比先张法相同
C先张法所建立的钢筋有效应力比后张法小
D大小关系不定
4.受弯构件中,当ρ<ρmin时发生的破坏是(
A少筋破坏
C适筋破坏
5. 在计算框架梁截面惯性矩时应考虑楼板的影响。对现浇楼盖的梁,中框架取( ) ,边框架取(
A
C
得 分 |
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三、名词解释(共5题,每题3分)(15分)
1. 轴压比:指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。
2. 排架结构:排架的组成是以柱子,两边的柱子,有一个屋架支撑在柱子上,形成了这样的一排,下面又是一排,在这两排上面上屋架之间放上一个板子形成个空架连续的房子。一排一排的排架组成的结构即排架结构。
3.预应力损失:由于预应力混凝土生产工艺和材料的固有特性等原因,预应力筋的应力值从张拉、锚固直到构件安装使用的整个过程中不断降低。这种降低的应力值,称为预应力损失。
4. 配箍率:配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
5. 相对受压区高度:
为了防止将构件设计成超筋构件,要求构件截面的相对受压区高度 ξ 不得超过其相对界限受压区高度。
得 分 |
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四、简述问答题(共5题,每题7分)(35分)
1. 单层厂房中,有时需设置变形缝,包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种, 请简述三种缝的设置规定。
答:伸缩缝设置部位:伸缩缝由基础以上设置.设置间距与屋顶和楼板类型有关,最大间距一般为50~75m。伸缩缝的宽度一般为20~30mm。
沉降缝设置部位:平面形状复杂的建筑物的转角处;建筑物高度或荷载差异较大处;结构类型或基础类型不同处;地基土层有不均匀沉降处;不同时间内修建的房屋各连接部位。设置要求:其宽度与地基情况及建筑高度有关,一般为20~30mm,在软弱地基上五层以上的建筑其缝宽应适当增加。沉降缝处的上部结构和基础必须完全断开。沉降缝由地基条件决定,其宽度应该符合防震缝的最小宽度的要求.③防震缝设置要求:防震缝的宽度与建筑的层数及结构类型有关.防震缝应有一定的宽度,否则在地震时相邻部分会互相碰撞而破坏。
2. 简述单向板肋形楼盖的设计步骤。
答:单向板肋形楼盖的设计步骤为:先计算荷载,按活荷载*1.4,恒荷载*1.2计算出楼板荷载,然后按楼板短跨受力,计算楼板的受弯承载力和受剪承载力,配钢筋。板厚度按短跨方向长度的1/35取;然后计算次梁上的力,将楼板上的力,按边的一半传到次梁上(每块板的一半传到相邻次梁),荷载值乘以折减系数0.9.计算次梁的承载力,配筋,一般次梁高度取跨度的1/12-1/15,宽度一般是高度的一半左右。然后计算主梁,就是把次梁上的荷载全部传过来,不乘折减系数,再计算承载力。主梁的高度一般去1/10-1/12.
3. 试述少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征。在设计中如何防止少筋梁和超筋梁破坏?
答:(1)适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎。此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延性破坏。
(2)超筋破坏::当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时,受拉区混凝土裂缝不明显,破坏前无明显预兆,是一种脆性破坏。由于超筋梁的破坏属于脆性破坏,破坏前无警告,并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济,故不应采用。
(3)少筋破坏:当梁的受拉区配筋量很小时,其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似,受拉区混凝土一旦开裂,则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段,甚至钢筋被拉断。受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大,而受压混凝土并未达到极限压应变。这种破坏是“一裂即坏”型,破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩,属于脆性破坏,故不允许设计少筋梁。
设计中不允许出现超筋梁及少筋梁的情况,《规范》受弯构件的承载力计算公式是建立在适筋梁的基础上的。
4. 反弯点法和D值法有什么异同点?
答:反弯点法的基本要点是:假定横梁刚度无限大,柱所受的剪力按柱的抗侧刚度进行分配,层间柱的反弯点位于柱高的中央,底层柱的反弯点在离柱底2/3柱高处,由此得柱端弯矩,再由节点平衡得梁的弯矩。反弯点法适用于梁的刚度大、规则的低层框架。
D值法是对反弯点法中柱的抗侧刚度及反弯点位置的修正。当层数增多时,梁柱线刚度较为接近,在水平荷载下,梁、柱节点不仅有水平位移,还有较大的转角,柱的抗侧刚度 ,即要以修正系数e考虑梁柱线刚度比对柱抗侧刚度的影响,各柱反弯点位置取决于该柱上下端转角的比值,它偏向转角较大即约束刚度较小的一端。
5. 什么是偏心受压长柱的二阶弯矩?
答:长柱子偏心受压的时候,柱子是压+弯的受力状态。要是外力过大,会让柱子产生过大的变形,这时柱子抵抗弯曲变形的刚度会随着变形的增大急剧减小。考虑二阶效应就是改变最初的受力模型的改变。(一般是不考虑构件自身刚度的变化)。
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五、计算题(20分)
某办公楼一简支梁,梁的计算跨度l0 = 5.2m;活荷载标准值8kN/m ,恒荷载标准值9.5 kN/m(不包括梁的自重),采用 C25(fc= 11.9 N/mm2)混凝土和 HRB335级钢筋(fy=300 N/mm2),结构安全等级为二级,环境类别为一类,可变荷载组合值系数为0.7,ft =1.27kN/mm2,试设计该钢筋混凝土梁。
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一、填空题(共20题,每题1分)(20分)
.钢筋与混凝土间的粘结力,
主要由以下三方面所组成的:
水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力、钢筋与混凝土接触面上的摩擦力、钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力
2.结构和结构构件在规定的时间内,规定的
时间和条件下、概率
3.
框架由
由
梁、柱、墙体、墙体
4.
钢筋混凝土单层工业厂房常用的结构形式有
排架结构、刚架结构
5.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件为
6.先张法构件中,第一批预应力损失σⅡ=
σl1+σl2+σl3+σl4、σl5
7.框架结构竖向荷载作用下,内力近似计算的常用方法有
分层法、反弯点法、D值法
8.
板的受力钢筋间距,当板厚h≤150mm时,不宜大于
200mm、1.5h、50mm、板计算跨度的四分之一
得 分 |
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二、单选题(共5题,每题2分。)(10分)
1.梁中钢筋的混凝土保护层厚度是指(
A箍筋外表面至梁表面的距离
C主筋截面形心至梁表面的距离
2.以下哪一项措施可以减少预应力钢筋松弛引起的预应力损失。
(
A一端张拉
3.单向板楼盖设计时,主梁设计时一般采用( A )计算。
A弹性理论
4.地震力属于( C
A永久作用
C偶然作用
5.对先张法和后张法的预应力构件,如果采用相同的张拉控制应力σcon值,
则(
A后张法所建立的钢筋有效应力比先张法小
B后张法所建立的钢筋有效应力比先张法相同
C先张法所建立的钢筋有效应力比后张法小
D大小关系不定
得 分 |
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三、名词解释(共5题,每题3分)(15分)
1. 广义剪跨比:简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a(a称剪跨)与截面有效高度h0之比。以λ=a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系,是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。
2. 配筋率:配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
3. 轴压比:指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。它反映了柱(墙)的受压情况。
4.预应力损失:由于预应力混凝土生产工艺和材料的固有特性等原因,预应力筋的应力值从张拉、锚固直到构件安装使用的整个过程中不断降低。这种降低的应力值,称为预应力损失。
5. 相对受压区高度:为了防止将构件设计成超筋构件,要求构件截面的相对受压区高度 ξ 不得超过其相对界限受压区高度。
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四、简述问答题(共5题,每题7分)(35分)
1.为什么减小轴心受压柱的截面面积,宜采用较高等级的混凝土,但不宜采用高强度钢筋?
答:混凝土强度等级对受压构件的承截能力影响较大。为了减小构件的截面尺寸,节省钢材,宜采用较高强等级的混凝土。一般采用C25、C30、C35、C40,对于高层建筑的底层柱,必要时可采用高强度等级的混凝土。纵向钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级,不宜采用高强度钢筋,这是由于它与混凝土共同受压时,不能充分发挥其高强度的作用。
2.框架结构水平位移限值的目的是什么?
答:框架结构水平位移限值的目的为:第一,保证主要结构基本处于弹性受力状态,对钢筋混凝土结构要避免混凝土墙或柱出现裂缝;将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度限制在规范允许范围之内。第二,保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损坏。因此,《高规》第4.6.3条规定了按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比的限值。
3. 单层厂房中,有时需设置变形缝,包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种, 请简述三种缝的设置规定。
答:伸缩缝设置部位:伸缩缝由基础以上设置.设置间距与屋顶和楼板类型有关,最大间距一般为50~75m。伸缩缝的宽度一般为20~30mm。
沉降缝设置部位:平面形状复杂的建筑物的转角处;建筑物高度或荷载差异较大处;结构类型或基础类型不同处;地基土层有不均匀沉降处;不同时间内修建的房屋各连接部位。设置要求:其宽度与地基情况及建筑高度有关,一般为20~30mm,在软弱地基上五层以上的建筑其缝宽应适当增加。沉降缝处的上部结构和基础必须完全断开。沉降缝由地基条件决定,其宽度应该符合防震缝的最小宽度的要求.③防震缝设置要求:防震缝的宽度与建筑的层数及结构类型有关.防震缝应有一定的宽度,否则在地震时相邻部分会互相碰撞而破坏。
4. 试述少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征。在设计中如何防止少筋梁和超筋梁破坏?
答:(1)适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎。此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延性破坏。
(2)超筋破坏::当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时,受拉区混凝土裂缝不明显,破坏前无明显预兆,是一种脆性破坏。由于超筋梁的破坏属于脆性破坏,破坏前无警告,并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济,故不应采用。
(3)少筋破坏:当梁的受拉区配筋量很小时,其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似,受拉区混凝土一旦开裂,则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段,甚至钢筋被拉断。受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大,而受压混凝土并未达到极限压应变。这种破坏是“一裂即坏”型,破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩,属于脆性破坏,故不允许设计少筋梁。
设计中不允许出现超筋梁及少筋梁的情况,《规范》受弯构件的承载力计算公式是建立在适筋梁的基础上的。
5. 反弯点法和D值法有什么异同点?
答:反弯点法的基本要点是:假定横梁刚度无限大,柱所受的剪力按柱的抗侧刚度进行分配,层间柱的反弯点位于柱高的中央,底层柱的反弯点在离柱底2/3柱高处,由此得柱端弯矩,再由节点平衡得梁的弯矩。反弯点法适用于梁的刚度大、规则的低层框架。
D值法是对反弯点法中柱的抗侧刚度及反弯点位置的修正。当层数增多时,梁柱线刚度较为接近,在水平荷载下,梁、柱节点不仅有水平位移,还有较大的转角,柱的抗侧刚度 ,即要以修正系数e考虑梁柱线刚度比对柱抗侧刚度的影响,各柱反弯点位置取决于该柱上下端转角的比值,它偏向转角较大即约束刚度较小的一端。
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五、计算题(20分)
某办公楼一简支梁,梁的计算跨度l0 = 5.2m;活荷载标准值8kN/m ,恒荷载标准值9.5 kN/m(不包括梁的自重),采用 C25(fc= 11.9 N/mm2)混凝土和 HRB335级钢筋(fy=300 N/mm2),结构安全等级为二级,环境类别为一类,可变荷载组合值系数为0.7,ft =1.27kN/mm2,试设计该钢筋混凝土梁。
答:
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一、填空题(共20题,每题1分)(20分)
.钢筋与混凝土间的粘结力,
主要由以下三方面所组成的:
水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力、钢筋与混凝土接触面上的摩擦力、钢筋表面粗糙不平产生的机械咬合力
2.结构和结构构件在规定的时间内,规定的
时间和条件下、概率
3.
框架由
由
梁、柱、墙体、墙体
4.
钢筋混凝土单层工业厂房常用的结构形式有
排架结构、刚架结构
5.单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件为
6.先张法构件中,第一批预应力损失σⅡ=
σl1+σl2+σl3+σl4、σl5
7.框架结构竖向荷载作用下,内力近似计算的常用方法有
分层法、反弯点法、D值法
8.
板的受力钢筋间距,当板厚h≤150mm时,不宜大于
200mm、1.5h、50mm、板计算跨度的四分之一
得 分 |
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二、单选题(共5题,每题2分。)(10分)
1.梁中钢筋的混凝土保护层厚度是指(
A箍筋外表面至梁表面的距离
C主筋截面形心至梁表面的距离
2.以下哪一项措施可以减少预应力钢筋松弛引起的预应力损失。
(
A一端张拉
3.单向板楼盖设计时,主梁设计时一般采用( A )计算。
A弹性理论
4.地震力属于( C
A永久作用
C偶然作用
5.对先张法和后张法的预应力构件,如果采用相同的张拉控制应力σcon值,
则(
A后张法所建立的钢筋有效应力比先张法小
B后张法所建立的钢筋有效应力比先张法相同
C先张法所建立的钢筋有效应力比后张法小
D大小关系不定
得 分 |
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三、名词解释(共5题,每题3分)(15分)
1. 广义剪跨比:简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a(a称剪跨)与截面有效高度h0之比。以λ=a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系,是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。
2. 配筋率:配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力(拉或压)钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
3. 轴压比:指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。它反映了柱(墙)的受压情况。
4.预应力损失:由于预应力混凝土生产工艺和材料的固有特性等原因,预应力筋的应力值从张拉、锚固直到构件安装使用的整个过程中不断降低。这种降低的应力值,称为预应力损失。
5. 相对受压区高度:为了防止将构件设计成超筋构件,要求构件截面的相对受压区高度 ξ 不得超过其相对界限受压区高度。
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四、简述问答题(共5题,每题7分)(35分)
1.为什么减小轴心受压柱的截面面积,宜采用较高等级的混凝土,但不宜采用高强度钢筋?
答:混凝土强度等级对受压构件的承截能力影响较大。为了减小构件的截面尺寸,节省钢材,宜采用较高强等级的混凝土。一般采用C25、C30、C35、C40,对于高层建筑的底层柱,必要时可采用高强度等级的混凝土。纵向钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级,不宜采用高强度钢筋,这是由于它与混凝土共同受压时,不能充分发挥其高强度的作用。
2.框架结构水平位移限值的目的是什么?
答:框架结构水平位移限值的目的为:第一,保证主要结构基本处于弹性受力状态,对钢筋混凝土结构要避免混凝土墙或柱出现裂缝;将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度限制在规范允许范围之内。第二,保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损坏。因此,《高规》第4.6.3条规定了按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比的限值。
3. 单层厂房中,有时需设置变形缝,包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种, 请简述三种缝的设置规定。
答:伸缩缝设置部位:伸缩缝由基础以上设置.设置间距与屋顶和楼板类型有关,最大间距一般为50~75m。伸缩缝的宽度一般为20~30mm。
沉降缝设置部位:平面形状复杂的建筑物的转角处;建筑物高度或荷载差异较大处;结构类型或基础类型不同处;地基土层有不均匀沉降处;不同时间内修建的房屋各连接部位。设置要求:其宽度与地基情况及建筑高度有关,一般为20~30mm,在软弱地基上五层以上的建筑其缝宽应适当增加。沉降缝处的上部结构和基础必须完全断开。沉降缝由地基条件决定,其宽度应该符合防震缝的最小宽度的要求.③防震缝设置要求:防震缝的宽度与建筑的层数及结构类型有关.防震缝应有一定的宽度,否则在地震时相邻部分会互相碰撞而破坏。
4. 试述少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征。在设计中如何防止少筋梁和超筋梁破坏?
答:(1)适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎。此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延性破坏。
(2)超筋破坏::当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的。发生这种破坏时,受拉区混凝土裂缝不明显,破坏前无明显预兆,是一种脆性破坏。由于超筋梁的破坏属于脆性破坏,破坏前无警告,并且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济,故不应采用。
(3)少筋破坏:当梁的受拉区配筋量很小时,其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土类似,受拉区混凝土一旦开裂,则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段,甚至钢筋被拉断。受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大,而受压混凝土并未达到极限压应变。这种破坏是“一裂即坏”型,破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩,属于脆性破坏,故不允许设计少筋梁。
设计中不允许出现超筋梁及少筋梁的情况,《规范》受弯构件的承载力计算公式是建立在适筋梁的基础上的。
5. 反弯点法和D值法有什么异同点?
答:反弯点法的基本要点是:假定横梁刚度无限大,柱所受的剪力按柱的抗侧刚度进行分配,层间柱的反弯点位于柱高的中央,底层柱的反弯点在离柱底2/3柱高处,由此得柱端弯矩,再由节点平衡得梁的弯矩。反弯点法适用于梁的刚度大、规则的低层框架。
D值法是对反弯点法中柱的抗侧刚度及反弯点位置的修正。当层数增多时,梁柱线刚度较为接近,在水平荷载下,梁、柱节点不仅有水平位移,还有较大的转角,柱的抗侧刚度 ,即要以修正系数e考虑梁柱线刚度比对柱抗侧刚度的影响,各柱反弯点位置取决于该柱上下端转角的比值,它偏向转角较大即约束刚度较小的一端。
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五、计算题(20分)
某办公楼一简支梁,梁的计算跨度l0 = 5.2m;活荷载标准值8kN/m ,恒荷载标准值9.5 kN/m(不包括梁的自重),采用 C25(fc= 11.9 N/mm2)混凝土和 HRB335级钢筋(fy=300 N/mm2),结构安全等级为二级,环境类别为一类,可变荷载组合值系数为0.7,ft =1.27kN/mm2,试设计该钢筋混凝土梁。
答: