長安大學研究生入學結構設計原理試題科目及答案

1、1、 鋼筋混凝土結構對其組成材料（混凝土和鋼筋）的性能有哪些要求？為什么？（10分）答：鋼筋混凝土對混凝土的要求：早期強度高，混凝土低收縮，低徐變，和易性好，強度適中。早期強度高為了提高施工進度，低收縮避免混凝土產生拉應力而開裂。和易性好便于施工，與鋼筋共同作用。徐變會使構件變性增加，引起應力重分布。對鋼筋的要求：強度高，有良好的塑性和可焊性，以適應變形，避免突然破壞，保證焊接接頭性能，不產生裂紋及過大變形。良好的粘結性，為了與混凝土共同工作。2、 何謂鋼筋混凝土梁的“界限破壞”，為什么要引入混凝土相對界限受壓區(qū)高度系數Ejg?（10分）答：鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)鋼筋達到屈服應變而開始屈服時，受

2、壓區(qū)混凝土邊緣也同時達到其極限壓應變而破壞，此時成為界限破壞。引入Ejg,可以更好的為適筋截面和超筋截面劃清界限，當截面實際受壓高度Xc>±jgho時，為超筋截面，當Xc<±jgho時，為適筋截面。3、 鋼筋混凝土梁內一般有哪幾種鋼筋？分別說明各種鋼筋的作用（10分）答：（1）縱向受拉鋼筋。主要受力筋，代替混凝土受拉。（2）箍筋。幫助混凝土抗剪，抑制裂縫開展和延伸，固定縱向鋼筋，并和縱向鋼筋以及架立筋等組成骨架。（3）架立筋。和主筋、箍筋等組成鋼筋骨架便于施工。（4）彎起筋或斜筋。抗剪。（5）水平縱向鋼筋。梁高h>1m時設置，主要作用是在梁側面發(fā)生裂縫后減

3、少混凝土裂縫寬度。4、 為什么預應力混凝土梁需要進行正常使用階段應力驗算？而鋼筋混凝土梁卻不需要進行使用階段應力驗算？（10分）答：預應力混凝土梁在各個受力階段有其不同受力特點，正常使用階段預應力損失全部完成，有效預應力最小，既為永存預應力，顯然，永存預應力要小于施工階段的有效預應力值。為保證結構安全可靠，須進行應力驗算。而鋼筋混凝土梁的不利受力階段在施工階段，特別是梁的安裝、運輸過程中的，梁的支承條件、受力圖式會發(fā)生變化，故只需進行施工階段的應力驗算。5、 某預應力筋的線型為圓曲線，圓曲線長度為L,半徑為R,采用一端固定，一端張拉，假定已知管道摩阻系數小，偏差系數k,預應力筋截面積為Ay,彈

4、性模量為Ey,試確定僅考慮摩阻影響時張拉控制應力Nk與預應力筋張拉伸長量AL之間的關系（10分）答：結構設計原理P234或參照重點筆記中03試題答案第六題6、 鋼筋混凝土軸心受壓普通箍筋柱和螺旋箍筋柱在承載能力計算方面有何不同？考慮縱向彎曲影響時，軸心受壓與偏心受壓計算中的也和“有何區(qū)別？（10分）答：前者計算式為：Nu刊丫b（RaA/丫c+Rg'Ag'/丫s）;后者為：Nu=yb（RaAhe/丫c+2RgAjg/丫s+Rg'Ag'/Ts）0可見鋼筋混凝土軸心受壓普通箍筋柱計算承載力時需考慮縱向彎曲系數，后者不用。而螺旋箍筋柱中螺旋箍筋需換算成體積相等的縱向鋼筋

5、面積來進行承載力計算。軸心受壓計算中的也為長柱失穩(wěn)破壞時的臨界壓力Pc與短柱壓壞時的軸心壓力Nu的比值，稱為縱向彎曲系數。主要受柱長細比的影響，對矩形截面為X=Lo/bo入08時為短柱，可不考慮縱向彎曲系數，巾=1。而偏心受壓計算中的q=（eo+f）/eo,考慮的是構件由于側向撓度而引起的二階彎矩的影響，稱為偏心受壓構件考慮縱向撓曲影響的軸向力偏心距增大系數。也受柱長細比的影響，對矩形截面為X=Lo/h<8,對圓形截面為人=Lo/d07時構件為短柱，刀=1。其他情況下，4=1/（1-YcNjLo2/10aeEhIh丫b）,其中ae為考慮偏心距對刀值的影響系數，即ae=0.1/（0.3+e

6、o/h）+0.143,eo/h1時，取ae=0.22。7、 簡述我國常用錨具的種類、工作原理、適用場合及相應的優(yōu)缺點（10分）答：（1）錐形錨。依靠摩阻力錨固的錨具。主要用于鋼絲束的錨固。優(yōu)點是錨固面積小，便于在梁體上分散布置，缺點是錨固時鋼絲的回縮量大，應力損失較其他錨具大，不能重復張拉和接長。（2）墩頭錨。依靠鋼絲的鍛粗頭承壓進行錨固。主要用于直線式鋼絲束的錨固，也可錨固直徑14mmz下的直線式鋼筋束。優(yōu)點是錨固可靠，不滑絲，應力損失小。缺點是筋束張拉噸位大，鋼絲數多，施工麻煩。（3）鋼筋螺紋錨具。依靠鋼筋螺紋承壓進行錨固。主要用于預應力筋束為高強粗鋼筋時。優(yōu)點是錨固可靠，施工方便，預應力

7、損失小，能重復張拉。（4）火片錨具。主要用于錨固鋼絞線筋束。其中鋼絞線夾片錨和扁型夾片錨具主要是靠摩阻力進行錨固，一端張拉時固定端采用的壓花錨具主要靠粘結力錨固，擠壓錨具主要靠摩阻力。16,也應力混澈土構林主要陽造姿求有哪些？魯F施力混凝土構符主要構造要求包括：一般構造要求如截面類型，尺寸，瓢向頊應力楣笛和希礴力鋼驪：先張法構造要求.如做應力銅薪的再間距及保護層厚度T踹部混凝土加強措施1后亦構造耍求.如錨具.我應力鈉筋的孔遒小痛蒙，構件謂部加強措他,非預應力相膈的布¥外國金屬的防腐等.17.公路13應力梅梁的15應力損失如何估算？與魏筑蛤構預應力梁的恂應力柳失有何異同？答：公睇他應力

8、濟城的侑悶力我失可摘E公路帶邊打估：?與建筑結構河應力呦的朦電力根先比我.損失的將類相似,但有些損失計算方法有較大區(qū)別，如孤肚收埴、馀變引起的超應力損失.IH.公蹄標蟠!對施力混凝土受彎構件的應力股算是如何規(guī)定的T谷：略.可參見4公路柝規(guī)相播條文.19.預應力阻凝土的張拉控制應力仃.為何不脩取的九高新如果張拉空帶泗力0*取得人高，則哎能，；II州的邪氣尸盟或篩部卷款土局部小M.構件的邪性降低或產生我大域性婀預應力鋼筋松為引起的預應力損失.可通過埼張拉誠小該項便應力損失：混播上收縮、馀變明起的僮應力損失?？赏ㄟ^裱小水泥用量、降低水灰化、保證格實性,加強養(yǎng)互等措施減小該項伐應力損失：螺應式預應力鋼

9、筋構件.由于混凝土局部受擠壓引起的預應力損失.為減小該損失可適當增大構件直徑5.預應力損失值為什么要分第一批和筠二批損失？先張法和后來法各項預應力損失是怎樣州合的？答：應為六種情應力損失并II響時存在，有的只發(fā)生在先張法構件，有的只發(fā)生在后張法構件此外，有的只發(fā)生在混就上顱壓前，有的發(fā)生在混盆上頹壓后，所以應將其分為第批和第二批損失.預應力損失的組合如下表.預應力損失值的組合先張法構件后張法構件混凝土預壓前第一批）損失O八%多混凝土預壓后（第二批）損失%5*+6s+6.試述先張法和后張法情應力軸心受拉構件在施工所段.荷我仆用階段各自的應力變化過程及相應應力值的計算公式.答：先張法構件：施工階段

10、，從米拉便應力鋼筋到放松預應力鋼筋，坡終完成第二批預收力損失后,混凝土中的不效刖一力為兒='一“£,從8.如采用相同的控制應力。3,相同的帝!應力損失值，當加找至混凝土預壓應力區(qū)、為零時，先張法和后張法兩種構杵中預應力鈉筋的附力。姑否相同，哪個大？n：/（7八為零時,由j光張法玲應力刑筋的應力7）為后張法構件應力出筋的應力。,為比較發(fā)現，二者不同，在給定條件下，后張法中打!應力鋼舫中應力大一些.N-N9,預應力軸心受拉構件的裂縫寬度計”公式中，為什么鋼筋的應力。、*="？4+4N-N囚為?！?總為等效鋼筋W，,隨錮筋合力點處掘凝匕預壓附力被疝消4+A,后的鋼筋中的應

11、力來確定.兩%的不同在于.局部聆算是保證端部的受壓承戰(zhàn)能力，未受找面枳對于局部受貨面枳有約束作用.從而可以間接的提高混欹土的抗壓強僮：而軸壓齡翼是保證整個構件的強度和穩(wěn)定.12 .對受彎構件的縱向受拉鈉舫施加Wi應力送，是否能捉島正跋而受彎承載力熊極面受剪承載力，為什么？布時正截面受彎承,涉碗不明顯因為儂力川以提高描國限“山陵壞時,預應力已經抵消掉，與非預期J鋼筋混凝土受瀉構件破壞特性相似苜先達到屈服,然后受壓區(qū)泯凝土受壓邊緣應變到必及限應變而破壞。提高斜板而受剪家成力，因為預應力鋼筋有約束斜裂縫開展的作用，增加了混凝土剪東卜高度，從而提高了混廉上剪壓區(qū)所承擔的購力.刈1力泥移土受力構件正戰(zhàn)面

12、的界限相對受壓區(qū)高度與鋼筋氾寂1.受方構件正極面的界限相對受壓區(qū)高度是否相同？答：通過比較可知，兩行的正橫面的界限相而受壓區(qū)高應是不同的iif混凝土受彎構件的界限相對受壓區(qū)高度與我應力鋼筋強度，混凝土壓應力為零時的應力有關.14 .很應力混凝土構件為什么要進行他.1階段的險算？預應力軸心受Q構件行他工階段的1E技面承找力舲算.抗裂度給算與預應力混凝土受彎構件相比較,有何區(qū)別？答：預應力混凝土構件在施工階段，由于施加預應力，構件必須滿足其承找和抗裂的要求，所以施工階段需要驗算。兩檸的區(qū)別為受藥構件受壓區(qū)混凝土壓應力需要滿足求線力、執(zhí)裂度要求之外，受拉區(qū)混凝土拉應力也需要滿足相應要求.15 .儂力

13、混凝土受藥構件的變形是如何進行計算的?與鋼筋混凝土受彎構件的變形相比有何異同？答：孩應力混凝土受彎構件的撓發(fā)包括兩部分：一部分為預加應力產生的反拱：一部分為荷蚊產生的撓度.荷技作用產生的撓度計算與鋼筋混凝土受彎構件相似。2.斜截面破壞形態(tài)仃兒類？分別采用什么方注加以控制？答T(1)斜截面破壞形態(tài)有三類工斜壓破壞，明壓破壞.斜拉破壞踮斜壓破壞通過限制最小截面尺寸來控制;/田破煒通過抗明承我h計旨來桎制斜拉破耳通過限制最小配輪率來控制：3,預應滉施上樹件小1材料由何要求？為針么預應力孤寂土構件要求果用強度較高的鋼筋和混凝土?答.采用強度等輾較高的混凝土和鋼筋.因為預應力鋼筋在米拉時就受到很高的拉應

14、力.在便用荷載作用卜，鋼筋的拉應力會維續(xù)提高，另一fj面，混凝土也受到高壓應力的作用，為了提高莪應力的效果，酒應力混凝土構件要求采用強度等級較高的鋼筋和混凝J10.結構可靠性的含義是什么？它包括哪些方面的功能要求？建筑結構安全等級是按什么原則劃分的？11 .“作用”和“荷載”有什么區(qū)別？結構上的作用按時間的變異、按空間的變異、以及按結構的反應各分為哪幾類？12 .什么是結構的極限狀態(tài)？結構的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么？或者說結構超過極限狀態(tài)會產生什么后果？13 .什么是結構的可靠度和可靠指標？統一標準對可靠指標是如何定義的？14 .什么是失效概率？可靠指標和失效概率有何定性關系？為什么說

15、我國“規(guī)范”采用的極限狀態(tài)設計法是近似概率的極限狀態(tài)設計法？分析其主要特點。15 .什么是荷載標準值？什么是活荷載的頻遇值和準永久值？什么是荷載的組合值？對正常使用極限狀態(tài)驗算，為什么要區(qū)分荷載的標準組合和準永久組合？如何考慮荷載的標準組合和荷載的準永久組合？對于承載能力極限狀態(tài)，如何確定其荷載效應組合？永久荷載和可變荷載的分項系數一般情況下如何取值？16 .各種材料強度的標準值根據什么原則確定？材料性能分項系數和強度設計值是如何確定的？17 .繪出有明顯流幅的鋼材（鋼筋）的拉伸圖，說明各階段的特點，指出比例極限、屈服極限和強度極限（極限強度）的含義。18 .軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強

16、度設計值fy各對應于圖中何處的應力值？19 .鋼材質量等級分A、B、C、D、E級的依據是什么？20 .鋼材抗剪強度取抗拉強度的58%,依據何在？21 .高強度螺栓的預拉力起什么作用？預拉力的大小與承載能力有什么關系？高強度螺栓與普通螺栓計算有什么不同？摩擦型高強度螺栓與承壓型高強度螺栓有何區(qū)別？22 .在交變受力過程中，鋼材的疲勞計算是用最大應力、最小應力、平均應力、還是用應力幅？為什么不采用材料力學中的“疲勞極限”這一概念？23 .鋼筋進行冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪幾種？每種加工方法對強度有何影響？24 .何謂冷拉時效？25 .混凝土立方體抗壓強度能不能代表實際構件中混凝土的強度？

17、既然用立方體抗壓強度fcu作為混凝土的強度等級，為什么還要有軸心抗壓強度fc?26 .混凝土的基本強度指標有哪些？各用什么符號表示，它們之間有什么關系？27 .混凝土應力等于fc時的應變£0和極限壓應變£cu有什么區(qū)別？它們各在什么受力情況下考慮，其應變值大致為多少？28 .為什么混凝土棱柱體試件在短期軸壓作用下的應力應變曲線中有一個“下降段”。為什么會出現應變不斷增加，而應力不斷降低的現象？29 .什么叫約束混凝土？處于三向受壓的混凝土，其變形特點如何？30 .混凝土的受壓變形模量有幾種表達方式？我國現行規(guī)范是怎樣確定混凝土的受壓彈性模量的？31 .混凝土在重復荷載作用下

18、，其應力應變曲線有何特征，在實用上有何意義？32 .混凝土的收縮和徐變有什么不同？是由什么原因引起的？變形特點是什么？33 .混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結構各有什么影響？減少收縮和徐變的措施有哪些？34 .為什么鋼筋和混凝土能夠共同工作？它們之間的粘結力是由哪幾部分組成的？提高鋼筋和混凝土之間的粘結力可采取哪些措施？35 .粘結力沿鋼筋長度方向的分布圖形如何？鋼筋埋入混凝土中的長度無限增大時，粘結力圖形的長度是否也隨之無限增大？為什么？36 .為使鋼筋在混凝土中有可靠的錨固，可采取哪些措施？37 .什么叫配筋率？適筋梁，超筋梁和少筋梁的破壞特征有什么不同？38 .適筋梁從開始加載到破壞，經

19、歷了哪幾個階段，各階段截面上應力應變分布，裂縫展開，中和軸位置，梁跨中撓度等變化的規(guī)律如何？每個階段是哪種極限狀態(tài)設計的依據？39 .矩形截面應力圖中的高度x的含義是什么？它是否是截面實際的受壓區(qū)高度？40 .什么叫“界限”破壞？“界限”破壞時£cu及£s各等于多少？何謂相對界限受壓區(qū)高度Hb?它在受彎承載力計算中起什么作用？41 .適筋梁的適用條件是什么？其限制目的何在？42 .在適筋梁承載力計算公式M=asbh20a1fc或M=fyAs丫sh0中，as、丫s的物理意義是什么？它與什么因素有關？43 .當鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力不足時，可采取哪幾種措施來提高截面的抗

20、彎承載力，其中哪個措施最為有效？44 .梁、板中應配置哪幾種鋼筋，各種鋼筋起何作用？在構造上有什么要求？45 .混凝土保護層起什么作用？梁內縱向受拉鋼筋的根數、直徑及間距有何規(guī)定，與梁寬b之間的關系如何？46 .什么情況下可采用雙筋截面？受壓鋼筋起什么作用，為什么說在一般情況下采用受壓鋼筋是不經濟的？47 .雙筋矩形截面受彎構件，當受壓區(qū)混凝土壓碎時，受壓鋼筋的抗壓強度設計值如何確定？48 .雙筋矩形截面受彎構件不滿足適用條件xR2a'時，應按什么公式計算正截面受彎承載力？并解釋理由。49 .T形梁受彎承載力計算公式與單筋及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計算公式有何異同？50 .鋼筋混凝土

21、梁在荷載作用下，為什么會出現斜裂縫？51 .無腹筋梁和有腹筋梁沿斜裂縫破壞的主要形態(tài)有哪幾種？它們的破壞特征是怎樣的？滿足什么條件才能避免這些破壞發(fā)生？52 .影響有腹筋梁斜截面承載力的主要因素有哪些？剪跨比的定義是什么？53 .配箍率Psv的表達式是怎樣的？它與斜截面受剪承載力有何關系？54 .斜截面受剪承載力計算時，為什么要對梁的最小截面尺寸加以限制？所有梁都一樣嗎？55 .均勻分布荷載作用下的鋼筋混凝土簡支梁，沿梁長配置直徑相同的等間距箍筋，單從受力角度來考慮，是否合理？如果綜合地從受力、施工，構造等要求來考慮，則又怎樣？如果按計算不需要配置箍筋和彎起鋼筋，此時梁中是否還要配置腹筋？56

22、 .在一般情況下，限制箍筋及彎起鋼筋的最大間距的目的是什么？滿足最大間距時，是不是必須滿足最小配箍率psvmin的規(guī)定？如果有矛盾，該怎樣處理？57 .設計板時為何一般不進行斜截面承載力計算，不配置箍筋？58 .何謂抵抗彎矩圖，它與設計彎矩圖應有怎樣的關系？59 .為什么會發(fā)生斜截面受彎破壞？應采取哪些措施來保證不發(fā)生這些破壞？60 .縱向受拉鋼筋一般不宜在受拉區(qū)截斷，如必需截斷時，應從理論切斷點外延伸一段長度，試解釋其理由。61 .在實際工程中，哪些構件可按軸心受壓構件或軸心受拉構件計算？哪些應按偏心受力構件進行計算？62 .混凝土的抗壓性能較好，為什么在軸心受壓柱中還要配置一定數量的鋼筋？

23、63 .軸心受壓普通箍筋短柱和長柱的破壞形態(tài)有何不同？構件的長細比對其破壞形態(tài)有何影響？軸心受壓長柱的穩(wěn)定系數（）如何確定？64 .軸心受壓普通箍筋柱與螺旋箍筋柱的正截面受壓承載力計算有何不同？65 .如何計算軸心受壓構件和偏心受壓構件的長細比？受壓構件的計算長度如何確定？為何不直接采用其實際長度？67 .受壓柱采用高強度鋼筋是否合適？為什么？68 .按螺旋配箍柱計算時，規(guī)范規(guī)定了哪些限制條件？為什么？69.偏心受壓構件的破壞形態(tài)有哪些？根據其破壞特點偏心受壓構件如何分類？大小偏受壓構件的根本區(qū)別是什么？70偏心受壓長柱正截面受壓破壞與短柱的破壞有何不同？什么是偏心受壓長柱的二階彎矩？71偏心距增大系數Y的含義是什么，其計算公式如何建立？與軸心受壓構件的穩(wěn)定系數（）有何不同？78 .試分析偏心受壓截面承載力Mu-Nu關系曲線，對于大小偏心受壓構件，隨著截面所受彎矩的增加，其抗壓承載力分別發(fā)生怎樣的變化？79 .如何進行偏心受壓構件的斜截面抗剪承載力計算？與受彎構件抗剪承載力計算有何異同？80 .綜合鋼筋混凝土受彎構件，哪些構件的計算公式須滿足適用條件2a'<x<xb?81 .何謂預應力結構？為什么要對構件