试题二答案与评分标准
一、判断题(每题2分,共20分)
1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.× 7.√ 8.× 9.√ 10.√
二、单项选择题(每题2分,共20分)
1.D 2.D 3.B 4.B 5.A 6.C 7.A 8.C 9.A 10.C
三、简答题(每题6分,共30分)
1.矩形截面钢筋混凝土纯扭构件有哪几种破坏形态?各有什么特点?
答:(1)破坏形态:少筋破坏、超筋破坏、部分超筋破坏、适筋破坏。?????2分
(2)特点:
????????????????????4分
①少筋破坏构件是裂缝一旦形成构件马上破坏,开裂扭矩与破坏扭矩相等。其破坏特征类似于素混凝土构件,明显预兆为脆性破坏。
②超筋破坏时钢筋未屈服,构件即由于斜裂缝间的混凝土被压碎而破坏,也无明显预兆为脆性破坏。
本试卷共6页第21页 ③适筋破坏是受扭纵筋和受扭箍筋的配筋率合适时,当构件三面开裂产生45°斜裂缝后,与斜裂缝相交的受扭钢筋屈服后,还可以继续加荷载,直到混凝土第四面混凝土被压碎,属塑性破坏。
④部分超筋破坏纵筋与箍筋的配筋强度比不合适时,破坏时纵筋或箍筋未屈服。其塑性比适筋差,但好于少筋破坏、超筋破坏。
2. 影响受弯构件斜截面承载力的主要因素有哪些?它们与受剪承载力有何关系?
答:(1)剪跨比λ,混凝土强度等级,纵筋配筋率ρ,配箍率ρsv,截面的形状和截面尺寸。
?????
??????????2分
(2)它们与受剪承载力的关系主要有以下几点: ????????????4分
①随着剪跨比的增大,梁的受剪承载力逐步降低。但当剪跨比λ>3后,剪跨比对受剪承载力的影响不明显,受剪承载力趋于稳定。
②混凝土的强度等级对梁的受剪承载力影响很大。在其它
本试卷共6页第22页
条件相同时,梁的受剪承载力随混凝土强度等级的提高而提(2)在下述情况下可采用双筋截面: 高,两者为线性关系。
③纵筋配筋率ρ越大,梁的斜截面受剪承载力也越大,两者大致成线性关系。
④在其它相同条件下,当配箍率适当时,梁的受剪承载力随配箍率ρsv的增大而有较大幅度的提高,两者大体成线性关系。
⑤在其它参数(混凝土强度﹑纵筋配筋率﹑剪跨比)保持不变时,梁高扩大4倍,破坏时平均剪应力可下降25%~30%。对于有腹筋梁,截面尺寸的影响将减小。
⑥这主要指T形梁,其翼缘大小对受剪承载力有影响。适当增加翼缘宽度,可提高受剪承载力25%,但翼缘过大,增大作用就趋于平缓。另外,加大梁宽也可提高受剪承载力。 3.什么是双筋截面?在什么情况下才采用双筋截面?双筋截面中的受压钢筋和单筋截面中的架立钢筋有何不同? 答:(1)在梁的受拉区和受压区同时按计算配置纵向受力钢筋的截面称为双筋截面。
?????????????1分
本试卷共6页第23页 ????????????3分
①当M>αsmaxα1?cbho2,而截面尺寸及材料强度又由于种种原因不能再增大和提高时;
②由于荷载有多种组合,截面可能承受变号弯矩时; ③在抗震结构中为提高截面的延性,要求框架梁必须配置一定比例的受压钢筋时。
(3)双筋截面中的受压钢筋为受力钢筋不仅起架立的作用,而且在正截面承载力计算中必须考虑它的作用。而单筋截面中的架立钢筋对正截面受弯承载力的贡献很小,所以在计算在
是
不
考
虑
的
。 ?????????????2分
4.偏心受压构件分为哪两种类型?两类破坏有何本质区别?其判别的界限条件是什么?
答:(1)偏心受压构件的分类:大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。???? 1分
(2)两类破坏有何本质区别: ?????????3分
本试卷共6页第24页
大偏心受压破坏的特点是受拉钢筋先达到屈服强度,导致压区混凝土压碎,这种破坏形态在构件破坏前有明显的预兆,裂缝开展显著,变形急剧增大,具有延性破坏性质,是与适筋梁破坏形态相类似的延性破坏类型。小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎,远侧钢筋可能受拉也可能受压,但都不屈服,这种破坏没有明显的预兆,裂缝开展不明显,变形不大(但受压区垂直裂缝不断发展),属于脆性破坏性质,与受弯构件超筋(或轴心受压构件)破坏类似。
(3)两类偏心受压破坏的界限: ???????????2分
x≤xb或ξ≤ξb时:属于大偏心受压破坏, x>x b或ξ>ξb
时:属于小偏心受压破坏。
5.什么是张拉控制应力?为什么张拉控制应力不能定得过高?
1)张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值,其值为张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积所得的应力值。 ?????? (1.5分)
本试卷共6页第25页 2)张拉控制应力不能定得过高的原因主要有以下三点: ①在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力(称为预拉力)甚至开裂,对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏。 ?????? (1.5分) ②构件出现裂缝时的荷载值与极限荷载值很接近,使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差。 ?????? (1.5分)
③有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际 屈服强度,使钢筋产生较大的塑性变形或脆断。 ?????? (1.5分)
四、计算题(每题15分,共30分)
1.某教学楼内廊现浇简支在砖墙上的钢筋混凝土平板,板厚
80mm(钢筋混凝土重度为25kN/m3),混凝土强度等级为C20,采用HPB235级钢筋,计算跨度l0=2.45m。板上作用的均布活荷载标准值为2kN/m2,水磨石地面及细石混凝土垫层共30mm厚(重度为22kN/m3),板底抹灰12mm厚(重度为17kN/m3),试求受拉钢筋的截面面积As。(?1?1.0,
本试卷共6页第26页
fc =9.6N/mm2, ft =1.10N/mm2,fy= fy?=210N/mm2,ξ b=0.614,as=20mm。) [解] 1)求弯矩设计值
????????????????????? 4分
取板宽b=1000mm的板条作为计算单元
板的恒载 gk?(25?0.08?22?0.03?17?0.012)?1?2.864kN/m
跨中最大弯矩设计值:
M?18(?1GGk??qqk)l20?8(1.2?2.864?1.4?2.0)?2.452?4.68kN?m
2)求h0
???????????????????????? 1分h0=h-as=80-20=60(mm) 3)求α
s
???????????????????????? 3分??M4.68??2?106s1?9.6?1000?602?0.135
1fcbh04)求ξ
????????????????????????? 3分
??1?1?2?s?0.146?ξ b=0.614
5)求As
本试卷共6页第27页
?????????????????????????4分
A?1fcb?h0.0?9.6?1000?0.146?60s?f?1?400mm2y210
>?2minbh?0.24%?1000?80?192mm
?ftmin?0.45f?0.24%y
2.已知矩形截面柱:b×h=300×600mm,荷载产生的轴向力设计值N=500kN,M=190kN·m,混凝土强度等级为C20(fc=9.6N/mm2,α1=1.0 ),纵向受力钢筋用HRB335级(fy=f'y=300 N/mm2 ),as=a's=40mm,构件的计算长度l0=3.0m。求纵向受力钢筋的数量,设计成对称配筋,求钢筋截面面积As、A's 。 解
:
h0=h-as=600-40=560mm ???????????????1分 l0/h=3000/600=5
,
所
以
η=1.0 ???????????????1分 e0=M/N=190×106/500×103=380mm ???????????????1分 ea=20mm
或
h/30=600/30=20mm,
取
ea=20mm
???????????????1分
本试卷共6页第28页
ei=e0+ea=380+20=400mm ηei=1.0×400=400mm
>
0.3h0=0.3×560=168mm
???????????????1分 属
于
大
偏
心
受
???????????????1分 引入对称配筋的条件,可直接求x:
???????????????3分
???????????????2分
求x代入(7-29)式,或求得As及A's
???????????4分
本试卷共6页第29页 压
。
???
本试卷共6页第30页
?