一、单项选择题(在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。)3. 钢筋混凝土矩形截面简支粱,原设计用

钢筋,现根据等强原则用

钢筋,原设计均满足挠度、裂缝要求、那么钢筋代换后
- A.仅需验算裂缝宽度,而不需验算挠度
- B.不必验算裂缝宽度,而必须验算挠度
- C.二者都必须验算
- D.二者都不必验算
A B C D
A
[解析] 本题主要考查的知识点为挠度、裂缝宽度影响因素。
由

(A
s=314mm
2)钢筋,根据等强原则用

(A
s=462mm
2,钢筋代替,钢筋在混凝土中分布的均匀性降低,使裂缝宽度增大;但是钢筋的配筋增大了,从而可以提高构件的弯曲刚度,减小挠度,也有利于减小正常使用条件下裂缝宽度。因此裂缝宽度是否增大需要验算,而挠度则不用验算。
10. 关于折算荷载的叙述,下列哪一项不正确
A.为了考虑支座抵抗转动的有利影响,采用增大恒载和相应减少活荷载的办法来处理
B.对于板其折算荷载:折算恒荷载

,折算活荷载

C.对于次梁其折算荷载:折算恒荷载

,折算活荷载

D.对于主梁其折算荷载采用次梁的折算荷载
A B C D
D
[解析] 本题主要考查的知识点为折算恒荷载。
[要点透析] 为了考虑支座抵抗转动的有利影响,目前一般采用增大恒荷载和相应减小活荷载的办法来处理,即以折算荷载来代替计算荷载。对于板和次梁,其折算荷载取值如下,板:折算恒荷载

折算活荷载

次梁:折算恒荷载

折算活荷载

其中,g、q指实际恒荷载和实际活荷载。主梁按连续粱计算时,一般柱的刚度较小,柱对粱的约束作用小,故对主梁荷载不进行折算。
二、填空题1. 受弯构件的挠度,在长期荷载作用下将会随时间而______。这主要是由于______影响造成的。
增大 混凝土徐变
[解析] 本题主要考查的知识点为受荷时间对钢筋混凝土受弯构件的挠度的影响。
[要点透析] 受弯构件的挠度,在长期荷载作用下将会随时间而增大。这主要是由于混凝土徐变影响造成的。
2. 裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数ψ越大,受弯构件的抗弯刚度越______,而混凝土参与受拉工作的程度越______。
小 小
[解析] 本题主要考查的知识点为裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数ψ的物理意义。
[要点透析] 纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是纵向受拉钢筋的平均应变ε
sm与裂缝截面处的钢筋应变ε
s的比值,

,它反映了裂缝间受拉混凝土参加受力所作贡献的程度。M
k较大时,它的贡献较小,即σ
sm与σ
s接近,使ψ增大,故截面弯曲刚度将减少。当φ=1.0时,说明不考虑受拉区混凝土的作用。
3. 钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随弯矩增大而______。
减小
[解析] 本题主要考查的知识点为钢筋混凝土梁截面抗弯刚度的计算式。
[要点透析] 由钢筋混凝土梁截面抗弯刚度的计算式

可得钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随弯矩增大而减小。
4. ______就是用人工方法预先使构件截面中产生预压应力的混凝土构件。
预应力混凝土构件
[解析] 本题主要考查的知识点为预应力混凝土构件的概念。
[要点透析] 预应力混凝土构件就是用人工方法预先使构件截面中产生预压应力的混凝土构件。
5. 预加应力的方法主要有先张法和后张法两种:先张法预应力混凝土构件中,预应力是靠______传递的;后张法预应力混凝土构件中,预应力是靠______传递的。
钢筋与混凝土之间的粘结力 锚具
[解析] 本题主要考查的知识点为预应力的传递方式。
[要点透析] 先张法预应力混凝土构件中,预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递的;后张法预应力混凝土构件中,预应力是靠锚具传递的。
6. 引起预应力值的损失有很多因素,工程设计中为了简化起见,一般认为预应力混凝土构件总预应力损失值可以采用将各种因素产生的预应力损失值______来求得。
进行叠加
[解析] 本题主要考查的知识点为预应力损失值的计算。
[要点透析] 引起预应力值的损失有很多因素,工程设计中为了简化起见,一般认为预应力混凝土构件总预应力损失值可以采用将各种因素产生的预应力损失值进行叠加的办法来求得。
7. 按弹性理论计算连续梁、板的内力时,计算跨度一般取______之间的距离。按塑性理论计算时,计算跨度一般取______。
支座中心线 净跨
[解析] 本题主要考查的知识点为计算跨度的确定。
[要点透析] 按弹性理论计算连续梁、板的内力时,计算跨度一般取支座中心线之间的距离。按塑性理论计算时,计算跨度一般取净跨。
8. 整体单向板肋梁楼盖中,连续主、次梁按正截面承载力计算配筋时,跨中按______截面计算,支座按______截面计算。
T形 矩形
[解析] 本题主要考查的知识点为连续梁按正截面承载力配筋计算。
[要点透析] 整体单向板肋梁楼盖中,连续主、次粱按正截面承载力计算配筋时,跨中按T形截面计算,支座按矩形截面计算。
9. 为了保证塑性铰有足够的转动能力,《规范》规定:相对受压区高度ξ≤______。ξ愈大,截面塑性铰转动能力或极限塑性转角就______。
0.35 越小
[解析] 本题主要考查的知识点为钢筋混凝土超静定结构的内力重分布对塑性铰的要求。
[要点透析] 为了保证塑性铰有足够的转动能力,《规范》规定:相对受压区高度ξ≤0.35。ξ愈大,截面塑性铰转动能力或极限塑性转角就越小。
10. 单向板肋梁楼盖中,板的构造钢筋有______、嵌入墙处的板面附加钢筋、垂直于主梁的板面附加钢筋。
分布钢筋
[解析] 本题主要考查的知识点为单向板肋梁楼盖的板中构造钢筋种类。
[要点透析] 单向板肋粱楼盖的板中构遣钢筋。有分布钢筋、嵌入墙处的板面附加钢筋、垂直于主粱的板面附加钢筋。
四、简答题1. 进行变形和裂缝宽度验算时,荷载和材料强度取什么值?为什么?
进行变形和裂缝宽度验算时,荷载和材料强度都取其标准值。原因:考虑到结构构件不满足正常使用极限状态对生命财产的危害性比不满足承载力极限状态的要小,其相应的可靠指标要小些,故《规范》规定,结构构件承载力计算采用设计值;变形及裂缝宽度验算时,对荷载和材料强度都取标准值。
2. 提高受弯构件刚度的措施有哪些?最有效的措施是什么?
提高受弯构件刚度的措施有增加截面高度h,提高混凝土强度等级,增加配筋率,在受压区内配置受压钢筋,增加受压翼缘使矩形梁变成T形梁等。其中最有效的措施是增加截面高度h。
3. 预应力混凝土对材料有哪些要求?
预应力结构构件所用的混凝土需满足下列要求:(1)强度高。因为高强度混凝土配以高强度钢筋可以有效地减小构件截面尺寸和减轻自重。特别是先张法构件,粘结强度一般随混凝土强度等级的增加而增加。(2)收缩、徐变小。这样可减少收缩、徐变引起的预应力损失。(3)快硬、早强。这样可以尽早施加预应力,加快台座、模具、夹具的周转率,以利加快施工进度。
预应力结构构件所用的钢筋(丝)需满足下列要求:
(1)强度高。混凝土预压应力的大小,取决于预应力钢筋张拉应力的大小。由于构件在制作过程中会出现各种应力损失,因此需要采用较高的张拉应力。这就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。(2)具有一定的塑性。为了避免预应力混凝土构件发生脆性破坏,要求预应力钢筋在拉断时,具有一定的伸长率。(3)良好的加工性能。要求有良好的可焊性,同时钢筋“镦粗”后并不影响原来的物理力学性能。(4)与混凝土之间有较好的粘结强度。
4. 先张法和后张法预应力构件的第一批损失和第二批损失各有哪些项目?
先张法和后张法预应力构件的第一批损失和第二批损失见下表:
预应力损失值的组合 |
先张法构件 |
后张法构件 |
混凝土预压前 (第一批)的损失 |
σl1+σl3+σl4 |
σl1+σl2 |
混凝土预压后 (第二批)的损失 |
σl5 |
σl4+σl5+σl6 |
|
5. 钢筋混凝土楼盖结构有哪几种类型?说明它们各自的受力特点和适用范围。
钢筋混凝土楼盖结构按其施工方法可分现浇整体式、装配式、装配整体式三种型式。
(1)现浇整体式混凝土梁、板结构具有整体刚性好、抗震性强、防水性能好等优点。它的缺点是模板用量较多、现场工作量大,且工期较长。适用于下列情况:①布置上有特殊要求的各种楼面,如多层厂房中需布置重型机器设备或要求开设较复杂孔洞的楼面;②有振动荷载作用的楼面;③公共建筑的门厅部分,平面布置不规则的局部楼面以及对防水要求较高的楼面,如卫生间、厨房等;④高层建筑及抗震结构。
(2)装配式混凝土楼盖,楼板采用混凝土预铡构件,便于工业化生产,有节约劳动力,加快施工速度等优点,但结构整体性、抗震性、防水性较差。在多层民用建筑和多层工业厂房中应用广泛。
(3)装配整体式混凝土楼盖兼有整体现浇式和预制装配式楼盖的优点,既有比装配式楼盖好的整体性,又较整体现浇式节省模板和支撑。但这种楼盖要进行混凝土二次浇灌,有时还需增加焊接工作量,故对施工迸度和造价都带来一些不利影响。它仅适用于荷载较大的多层工业厂房、高层民用建筑及有抗震设防要求的建筑。
6. 板内拱的作用是怎样产生的?它对弯矩值有什么影响?如何估计这种影响?
单向板作为连续板按内力塑性重分布方法计算时,板带在破坏时,支座在负弯矩作用下在上部开裂,跨中在正弯矩作用下在下部开裂,这就使板的实际轴线成为拱形。若板的周边有限制板水平位移的梁,在荷载作用下,将产生沿板平面方向的横向推力,该推力对板的承载力是有利因素。为了简便计算,在板内力计算时,不计入此推力的大小,而仅对板中各计算截面的弯矩给予折减,其折减的幅度视板的边界条件的刚度而定。《规范》规定,对四边与梁整体连接的单向板,其中间跨的跨中截面及中间支座,计算所得的弯矩可减少20%,其他截面则不予减少。
五、计算题1. 已知:某屋架下弦杆截面b×h=220mm×180mm,纵向受拉钢筋

,A
s=804mm
2,混凝土强度等级为C30,f
tk=2.01N/mm
2,混凝土保护层厚度c=25mm,在短期荷载效应组合下,此下弦杆承受轴向力Nk =135kN,最大裂缝宽度允许值[ω
max]=0.2mm。求:验算裂缝宽度是否满足要求。
解:因是轴心受拉构件,ρ
te=ρ

又ψ<1.0,满足要求。
轴心受拉构件的受力特征系数α
cr=2.7

满足要求。
2. 一后张法预应力混凝土拉杆,轴向拉力设计值N=750kN,轴向拉力标准值N
s=600kN;采用混凝土C 40(f
c=19.5N/mm
2,f
tk=2.45N/mm
2,E
c=3.25×10
4N/mm
2);非预应力钢筋为

(A
s=314mm
2,f
y=310N/mm
2,E
s=2.0×10
5N/mm
2),预应力钢筋束为

(A
p=1131mm
2,f
py=580N/mm
2,E
s=1.8×10
5N/mm
2),张拉控制应力σ
con=595N/mm
2,预应力总损失σ
l=170.8N/mm
2(其中σ
l5=102N/mm
2),构件预留孔道的面积为3620mm
2,混凝土净面积A
c=35686mm
2,要求:
(1)验算构件的承载力是否满足要求。
(2)按荷载短期效应组合验算使用阶段的抗裂度(一般要求不出现裂缝,混凝土拉应力限制系数α
cr=0.5)。
解:(1)N
u=A
pf
py+A
sf
y =1131×580+314×310
=753320(N)
=753(kN)>N=750kN
满足要求。
(2)

A
n=A
c+αE1A
s =35686+6.15×314
=37617(mm
2)
A
0=A
n+αE2A
p =37617+5.54×1131
=43883(mm
2)

=11.90( N/mm
2)

σ
sc-σ
pcⅡ=13.67-11.90
=1.77(N/mm
2)>α
crf
tk =0.5×2.45=1.23(N/mm
2)
抗裂度不满足要求。
3. 有一四边支承的钢筋混凝土简支板,其平面尺寸如下图所示(图中边长可作为该边的计算跨度),板厚h=80mm,α
s=20mm,承受的荷载设计值q=6kN/m(包括自重),混凝土强度等级C15(f
c=7.2N/mm
2),钢筋Ⅰ级(f
y=210N/mm
2),板中配有

的受力钢筋(A
s=359mm
2)。试复核板的正截面承载力。

解:

,按单向板计算。取1m宽的板带计算,则:
设计弯矩

极限弯矩M
u=A
sf
y(h
0-0.5x)
h
0=h-α
s =80-20
=60(mm)

=10.47(mm)<ξ
bh
0 =0.614×60=36.84(mm)
M
u=A
sf
y(h
0-0.5x)
=359×210×(60-0.5×10.47)
=4128733.35(N·mm)
=4.13(kN·m)>3kN·m
承载力满足要求,该板为单向板,受力钢筋平行于短边方向布置。
4. 如下图所示现浇钢筋混凝土楼盖结构平面,板厚h=100mm(容重γ
1=25kN/m
3),板上面层厚20mm(γ
2=20kN/m
3),板底粉刷15mm(γ
3=17kN/m
3),L—1梁截面尺寸b×h=250mm×500mm,墙厚为240mm,可变荷载标准值q
k=3kN/m
2,梁两侧粉刷忽略不计。若梁、板均按弹性理论计算内力。试绘出L—1梁的内力计算简图(图中注明支座,跨度尺寸,荷载的形式和大小)。荷载分项系数:永久荷载1.2,可变荷载1.4。

解:L—1梁计算简图如下所示,现浇板


为单向板。
板上传来荷载q
1:

(1)恒载:
面层:0.02×20=0.4(kN/m
2)
结构层:0.1×25=2.5(kN/m
2)
板底粉刷:0.015×17=0.255(kN/m
2)
合计:3.155kN/m
2 (2)活载:3kN/m
2 q
1=(1.2×3.155+1.4×3)×3.0
=23.958(kN/m)
梁自重:
q
2=1.2×0.25×0.5×25=3.75(kN/m)
故梁上设计荷载:
q=q
1+q
2=23.96+3.75=27.7(kN/m)