(完整版)混凝土结构设计原理试卷答案2

广州大学 2007- 2008 学年 第 1 学期 考试卷

课程 混凝土结构设计原理 考试形式（有限开卷，考试）

学院：土木工程学院 系：建筑工程、交通土建、地下建筑工程 专业：土木工程 班级： 学号： 姓名：

一、概念选择题（均为单选题，答案请填写在答题卡上，每小题1分，总共40分）

概念选择题答题卡

1．混凝土强度等级为C30，这意味着其： ( A )

A ．立方体抗压强度标准值为30N ／mm 2；

B ．棱柱体抗压强度标准值为30N ／mm 2；

C ．棱柱体抗压强度设计值30N ／mm 2；

D ．立方体抗压强度设计值30N ／mm 2。

2．混凝土各标准值之间的关系为： ( D ) A ．k cu tk c ck t f f f f f ,>>>>； B ．k cu ck c tk t f f f f f ,>>>>；

C ．c ck t tk k cu f f f f f >>>>,；

D ．t tk c ck k cu f f f f f >>>>,。

3．对任何类型的钢筋，其抗压强度设计值： ( B ) A ．y y f f =' B ．y y f f ≤' C ．2'/400mm N f y ≤ D ．2'/400mm N f y = 4．钢筋混凝土轴心受压短柱，由于混凝土收缩和徐变，使得： ( B ) A ．混凝土应力增大，钢筋应力减小； B ．混凝土应力减小，钢筋应力增大； C ．混凝土应力增大，钢筋应力增大； D ．混凝土应力减小，钢筋应力减小。 5．材料强度设计值是： ( D ) A ．材料强度的平均值乘材料分项系数； B ．材料强度的平均值除以材料分项系数； C ．材料强度的标准值乘材料分项系数； D ．材料强度的标准值除以材料分项系数。 6．某办公楼建筑，地下一层，地上六层，钢筋混凝土框架结构，非抗震设计，则该办公楼建筑设计使用年限为： ( C ) A ．5年； B ．25年； C ．50年； D ．100年。

7．设某建筑结构的安全等级为二级，其重要性系数为： ( C ) A ．＞1.1； B ．＝1.1； C ．＞1.0； D ．=1.0。

8．我国《钢筋混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）采用下列何种设计方法： （ D ）

A ．容许应力设计法；

B ．破坏强度设计法；

C ．半概率极限状态设计法；

D ．近似概率极限状态设计法。

9．下列何种状态不是超过正常使用极限状态的状态： （ D ）

A ．影响正常使用或外观的变形；

B ．混凝土构件的裂缝跨度超过规范规定的限值；

C ．影响正常使用的振动；

D ．结构构件或连接因过度变形而不适于继续承载。 10．安全等级为二级的建筑结构的混凝土梁，当进行斜截面受剪承载力计算时，要求可靠指标β不

应小于下列何项数值： （ C ） A ．2.3=β； B ．25.02.3-=β； C ．7.3=β； D ．25.07.3-=β。 11．下列何项不是影响结构抗力的主要因素： （ D ）

A ．材料性能的不定性；

B ．几何参数的不确定性；

C ．计算模式的不定性；

D ．结构的作用或荷载的不定性。

12．环境类别为二A 类，C25级混凝土的保护层厚度，以下选项正确的是： ( D ) A ．板：15，梁：25，柱：25； B ．板：20，梁：25，柱：30； C ．板：15，梁：30，柱：30； D ．板：20，梁：30，柱：30。

13．非均匀受压时，混凝土极限压应变cu ε应取： ( C )

A ．0033.0=cu ε；

B ．5,10)50(0033.0-?-+=k cu cu f ε；

C ．0033.010

)50(0033.05

,

14．配热轧钢筋的混凝土构件的b ξ，随着混凝土强度等级从C50开始增大，以及随着钢筋级别的提

高，下列何项变化规律是正确的： （ C ） A ．b ξ随混凝土强度等级提高而增大，随钢筋级别提高而减小； B ．b ξ随混凝土强度等级提高而减小，随钢筋级别提高而增大； C ．b ξ随混凝土强度等级提高而减小，随钢筋级别提高而减小； D ．b ξ随混凝土强度等级提高而增大，随钢筋级别提高而增大。

15．正截面承载力计算中，受压区采用等效矩形应力图，其中n x x /1=β，应力值取为c f 1α。随

着混凝土强度等级由C50开始增大时，这两个系数的变化，下列论断正确的是： ( D ) A ．1β增大，1α减小； B ．1β增大，1α增大； C ．1β减小，1α增大； D ．1β减小，1α减小。

16．钢筋混凝土受弯构件的开裂弯矩为cr M ，屈服弯矩为y M ，极限弯矩为u M ；关于三者关系的

下列判断何项不正确： （ B ） A ．对适筋梁有：cr M u M ； C ．对平衡配筋梁有：cr M

A ．一般当2

01max bh f M c s αα>时，才采用双筋矩形截面受弯构件；

B ．对热轧钢筋，可取y y f f ='；

C ．双筋矩形截面梁应满足0h x b ξ≤和'2s a x ≥；

D ．0'2h x a b s ξ≤≤则受拉钢筋和受压钢筋均能屈服；

18．下列表述错误的是： ( C )

A ．第一类T 形梁应满足)5.0('

0'

'

1f f f c h h h b f M -≤α； B ．验算第一类T 形梁配筋率时用bh A s

=1ρ计算； C ．验算第二类T 形梁配筋率时用0

1bh A s

=

ρ计算； D ．在进行抗剪计算时，若025.0bh f V c c β>时应加大截面或提高混凝土强度等级。

19．关于混凝土斜截面破坏形态的下列论述中，何项正确： （ C ）

A ．斜截面弯曲破坏和剪切破坏时，钢筋应力可达到屈服；

B ．斜压破坏发生在剪跨比较小（一般1<λ）或腹筋配置过少的情况；

C ．剪压破坏发生在剪跨比适中（一般3~1=λ）或腹筋配置适当的情况；

D ．斜拉破坏发生在剪跨比较大（一般3>λ）或腹筋配置过多的情况。

20．下列影响混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素中，何项所列有错： （ D ）

A ．剪跨比；

B ．混凝土强度；

C ．配箍率和箍筋抗拉强度；

D ．配筋率和纵筋抗拉强度。 21．关于混凝土构件的受剪承载力计算，下列何项所述正确： （ B ）

A ．T 形截面梁受剪承载力计算时，应考虑翼缘混凝土的作用；

B ．混凝土受剪承载力计算时，应考虑轴向压力的有利影响；

C ．集中力作用下矩形、T 形、工形截面梁在斜截面受剪承载力计算时，均应考虑剪跨比；

D ．在偏心受压构件斜截面受剪承载力计算中，当剪力一定时，轴向力越大所需箍筋就越多。 22．下列连接设计的原则中不正确的是： ( D ) A ．受力筋接头宜设在受力较小处；

B ．在纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋，其直径不应小搭接钢筋较大直径的25倍；

C ．同一构件中相邻纵向受力筋的绑扎搭接接头宜互相错开；

D ．纵向受力筋的机械连接接头或焊接接头宜互相错开。

23．受拉钢筋的基本锚固长度a l 与下列因素的关系中，何项不正确： （ D ）

A ． a l 与钢筋抗拉强度y f 成正比；

B ．a l 与混凝土抗拉强度t f 成反比；

C ．a l 随钢筋直径d 的增大而增大；

D ．HPB235级钢筋末端应做成180°弯钩，其外形系数可比HRB335级钢筋小些。

24．以下何种钢筋不是构造钢筋： （ B ）

A ．分布钢筋；

B ．箍筋或弯起钢筋；

C ．腰筋；

D ．架立筋。 25．在对钢筋混凝土偏压构件大、小偏心受压判断时，下列何项判断正确： （ C ）

A ．轴向力作用在截面核心区以内时为小偏压，反之为大偏压；

B ．轴向力作用在截面范围内时为小偏压，反之为大偏压；

C ．b ξξ≤为大偏压，反之为小偏压；

D ．03.0h e i >η为大偏压，反之为小偏压。

26．从混凝土受压构件的承载力u N —u M 相关关系中得出的下述结论，何项正确： （ C ）

A ．当M 一定时，对小偏压柱，应取N 小的组合控制截面设计；

B ．当M 一定时，对大偏压柱，应取N 大的组合控制截面设计；

C ．当N 一定时，无论大、小偏压柱都要取M 尽可能大的组合控制截面设计；

D ．轴压时的受压承载力最大，纯弯时的受弯承载力最大。

27．关于受压构件，以下说法正确的是： （ D ）

A ．受压构件破坏时，受压钢筋A s ′总是屈服；

B ．小偏心受压构件破坏时，A s 与A s ′同样总是受压；

C ．小偏心受压构件破坏时，A s 总是受拉，而A s ′总是受压；

D ．大偏心受压构件破坏时，受拉钢筋A s 已经屈服。

28．配置螺旋箍筋的混凝土受压构件，其抗压强度高于f c 是因为： （ C ）

A ．螺旋箍筋使混凝土中不出现裂缝；

B ．螺旋箍筋使混凝土密实；

C ．螺旋箍筋约束了混凝土的横向变形；

D ．螺旋箍筋参与受压。

29．关于两类混凝土偏拉构件的界限，何项判断正确： （ B ）

A ．b ξξ≤为大偏拉构件，b ξξ>为小偏拉构件；

B ．N 作用在s A 与's A 之间为小偏拉构件，N 作用在s A 与's A 之外为大偏拉构件；

C ．b N N ≤为大偏拉构件，b N N >为小偏拉构件；

D ．003.0h e >为大偏拉构件，003.0h e ≤为小偏拉构件。

30．混凝土构件受扭承载力所需受扭纵筋面积stl A ，以下列何项理解正确： （ A ）

A ．stl A 为对称布置的包括四角和周边的全部受扭纵筋面积；

B ．stl A 为对称布置的四角的受扭纵筋面积；

C ．stl A 为受扭纵筋加抗负弯矩的上边纵筋面积；

D ．stl A 为受扭纵筋加抗正弯矩的下边纵筋面积。

31．复合受力的混凝土构件的下列计算原则中，何项不正确： （ D ）

A ．弯剪扭构件的受弯承载力和受扭承载力分别计算，纵筋对应叠加、合理配置；

B ．通过降低系数t β考虑混凝土受剪和受扭的承载力相关，并分别计算箍筋面积，对应叠加；

C ．当035.0bh f V t ≤（或01

875

.0bh f V t +≤

λ）时，可忽略剪力的影响； D ．当t t W f T 35.0≤时，可忽略扭矩的影响。

32．《混凝土规范》规定通过计算控制不出现裂缝或限制裂缝最大宽度指的是： （ A ）

A ．由内力直接引起的裂缝；

B ．由混凝土收缩引起的裂缝；

C ．由温度变化引起的裂缝；

D ．由不均匀沉降引起的裂缝。

33．以下何种措施不能减少混凝土构件的裂缝宽度： （ D ）

A ．增加钢筋面积；

B ．在s A 不变的情况下，尽量采用带肋钢筋，小直径钢筋；

C ．提高混凝土强度等级；

D ．在bh 不变的情况下，增加受压翼缘。

34．提高受弯构件抗弯刚度，减小挠度的最有效的措施是： （ C ） A ．提高混凝土强度等级； B ．增加受拉钢筋的截面面积； C ．加大截面的有效高度； D ．加大截面宽度。

35．下列何种结构可以采用考虑塑性内力重分布的分析方法： （ D ）

A ．直接承受动力荷载的混凝土结构；

B ．要求不出现裂缝的混凝土结构；

C ．处于侵蚀环境下的混凝土结构；

D ．采用连续梁（板）或框架的一般混凝土结构。 36．混凝土板计算原则的下列规定中何项不完全正确（设长边边长为1l ，短边边长为2l ）：（ C ）

A ．两对边支承板应按单向板计算；

B ．四边支承般当2/21≤l l 时，应按双向板计算；

C ．四边支承般当3/221<

D ．四边支承板当3/21≥l l 时，可按沿短边方向受力的单向板计算。

37．板式楼梯板内将产生的内力为： （ C ）

A ．弯矩和剪力；

B ．弯矩和轴力；

C ．弯矩、剪力和轴力；

D ．弯矩、剪力和扭矩。

38．矩形简支双向板，板角在主弯矩作用下： （ C ）

A ．板面和板底均产生环状裂缝；

B ．均产生对角裂缝；

C ．板底产生对角裂缝；板面产生环状裂缝；

D ．板面产生对角裂缝；板底产生环状裂缝。 39．如图1所示的5跨连续梁，计算B 支座出现最大剪力和最大负弯矩时的活载布置为： （ D ）

A.1，3，5跨

B.1，3，4跨

C.2，3，5跨

D.1，2，4跨

图 1 概念选择题39题图

40．计算现浇单向板肋梁楼盖时，对板和次梁可采用折算荷载来计算，这是因为考虑： （ C ）

A.在板的长跨方向也能传递一部分荷载；

B.塑性内力重分布的有利影响；

C.支座的弹性约束；

D.出现活载最不利布置的可能性较小。

二、计算选择题（选择答案，并写出计算过程或理由。共计60分）

本部分内容中可能用到的材料性能参数：

C25混凝土：f c =11.9N/mm 2，f t =1.27N/mm 2； C30混凝土：f c =14.3N/mm 2；f t =1.43N/mm 2； C35混凝土：f c =16.7N/mm 2；f t =1.57N/mm 2；

2220

2200 2200 2200 2220 B

C

D

E

F

HPB235钢筋：f y =210N/mm 2； HRB335钢筋：f y =300N/mm 2； HRB400钢筋：f y =360N/mm 2；

钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：143.7108.2100.24

5=??==c s

E E E α

（一）有一非地震区两跨四层框架，梁、柱现浇，楼盖为装配式楼盖。梁的跨度为6m ，混凝土强度

等级为C30，受力纵筋为HRB335，箍筋为HPB235。屋面梁b ＝300mm ，h ＝500mm ，顶层柱b ＝400mm ，h ＝400mm ，梁的混凝土护层厚度为25mm ，柱的混凝土保护层厚度为30mm ，层高H ＝4.5m 。

1．设梁支座处上部配有3

18的纵向钢筋，下部为2

16的纵向钢筋，则该支座处所能承受

的最大负弯矩与（ C ）项数值最接近。（7分）

A ．m kN M ?-=9.78；

B ．m kN M ?-=2.89；

C ．m kN M ?-=4.98；

D ．m kN M ?-=5.109。 题解：s A ＝763mm 2，'

s A ＝402 mm 2，

矩形截面： 宽度b ＝300mm ，高度h ＝500mm ，h 。＝465mm （1分） 正截面受弯承载力计算

mm b f A f A f x c s y s y 25)3003.14/()402300763300()/()''(=??-?=-= mm a s 70352'2=?=?≤，取mm x 70= （2分）

相对受压区高度550.0151.0465/70/0≤===h x ξ （1分） 最小配筋率{}

{}%21.0%21.0%,2.0max /45.0%,2.0max min ===y t f f ρ （1分） 2

min min 322mm h b A =??=ρ （1分）

m kN a h A f M s s y ?=-??=-=427.98)35465(763300)'(0 （1分）

2．设梁支座处配有箍筋为

8＠150的双肢箍，已知受剪面满足规范要求，则该支座处所能承受

的最大剪力与（ B ）项数值最接近。（5分）

A ．kN V 3.182=；

B ．kN V 1.222=；

C ．kN V 2.208=；

D ．kN V 5.241=。 题解：箍筋面积s A ＝101 mm 2，箍筋间距s ＝150mm ，

矩形截面： 宽度b ＝300mm ，高度h ＝500mm ，h 。＝465mm （1分） 当07.0bh f V t >，mm h mm 500300≤<构造要求max s ＝250mm ，满足 （1分） 最小配箍面积mm bs f f A yv t sv 74150300210

43

.124.024.0min ,=???==

（1分） 一般受弯构件，其斜截面受剪承载力按下式计算

kN h s A f bh f V sv yv

c 8.221465150

10121025.146530043.17.025.17.000=???+???=+≤ （2分）

3．设屋面梁支座处的最不利剪力设计值为=V 190kN ，其中由于集中荷载在支座截面所产生的剪力占总剪力值的75％以上，集中荷载作用点至支座截面的距离mm a 2000=，设箍筋的间距mm s 150=，则配置在支座截面内箍筋的全截面面积最接近（ A ）项数值。（8分） A ．158mm 2 ； B ．79mm 2 ； C ．65 mm 2 ； D ．10l mm 2 。

题解：矩形截面： 宽度b ＝300mm ，高度mm h h w 500==，h 。＝465mm （1分）

验算截面尺寸

417.1300/465/<==b h w ，

N V N bh f c c 1900005.4987124653003.1425.025.00=>=???=β，满足要求 （2分）

33.4465/2000/0>===h a λ，取3=λ （1分）

验算构造配箍条件

N V N bh f t 1900007.8727446530043.11

375

.1175.10=<=???+=+λ 需计算配箍 （1分）

箍筋计算

052.1465

2107.87274190000175

.100=?-=+-

≥h f bh

f V s

A yv t sv

λ （1分） mm s 150=

当07.0bh f V t >，mm h mm 500300≤<构造要求max s ＝250mm ，满足 （1分）

2158052.1150mm A sv =?=

验算最小配箍面积

mm bs f f A yv t sv 74150300210

43

.124.024.0min ,=???==

4．设顶层柱的柱底截面考虑荷载组合后的最不利内力设计值为N ＝320kN 、M ＝153kN.m ，则计算的偏心矩增大系数η最接近（ C ）项数值（提示：装配式楼盖的现浇框架房屋中间层柱的计算长度H l 5.10=，取mm a a s s 40'==）。（6分）

A ．1.89；

B ．2.06；

C ．1.14；

D ．1.00。 题解：柱计算高度m H l 75.65.45.15.10=?==

计算初始偏心距i e

附加偏心距：{}{}mm h e a 2013,20max 30/,20max === （1分） 轴向压力对截面重心的偏心距：mm N

M

e 478320000/1530000000=== （1分）

则初始偏心距：mm e e e a i 498204780=+=+= （1分） 计算偏心距增大系数η

0.158.3320000

160000

3.145.05.01>=??==

N A f c ?，取0.11=? （1分）

98.0400

6750

01.015.101.015.102=?-=-

=h l ? （1分）

14.1360498

140098.00.1400675011400

12

212

0=?????

? ??+=??? ??+=h e h l i ??η （1分）

5．若题4中顶层柱截面采用对称配筋，计算的柱中纵向钢筋'

s s A A =，最接近（ C ）项数值（提

示：16/0=b l 时87.0=?，18/0=b l 时81.0=?）。（6分）

A ．1129mm 2；

B ．1025mm 2；

C ．1367mm 2；

D ．912mm 2。 题解：混凝土受压区高度x 由下列公式求得

当采用对称配筋时：mm h mm b f N x b c 19856400

3.140.1320000

01=<=??==

ξα

属于大偏心受压构件 （1分）

mm a x s 80'2=<，取mm a x s 80'2== （1分）

轴向压力至受压钢筋合力作用点的距离

mm a h e e s i 410402

400

49814.1'2'=+-?=+-

=η ()

20'136740360300410

320000)'(''mm a h f Ne A A s y s s =-??=-=

= （2分）

垂直于弯矩作用平面的承载力验算

875.16400/6750/0==b l ，可得84.0=? （1分）

()()136723001600003.1484.09.0''9.0??+???=+=s y c u A f A f N ?

kN N 2.31083108200== （1分）

6．设屋面梁的纵向受拉钢筋为3

18，按荷载标准组合下钢筋的应力sk σ＝162N ／mm 2，则屋面

梁的短期刚度s B 最接近（ A ）项数值。（7分）

A ．4.19×1013N ·mm 2；

B ．4.91×1013N ·mm 2；

C ．3.31×1013N ·mm 2；

D ．5.54×1013N ·mm 2。

题解：受拉区纵筋实配面积2

763mm A s =

对矩形截面的偏心受压构件2

750005003005.05.0mm bh A te =??== （1分）

01675.075000

1256===

te s te A A ρ （1分） 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算

307.0162

01017.001

.265.01.165.01.1=??-

=-

=sk

te tk

f σρψ （1分）

钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：143.710

8.2100.245=??==

c s

E E E α 矩形截面：受压翼缘面积与腹板面积的比值0'=f γ （1分） 纵向受拉钢筋配筋率00547.0465

300763

0=?==

bh A s ρ （ 1分） 2132

52

01019.400547

.0143.762.0307.015.1465763100.2'

5.3162.015.1mm N h A E B f E s s s ??=??++????=++

+=

γραψ （ 2分）

7．若某钢筋混凝土偏心受压柱，混凝土强度等级C50，柱四角各配置l

25（HRB400级）

，每

边各配置3

25（HRH335级），则此柱的截面相对界限受压区高度b ξ应取（ A ）。（4分）

A ．0.518；

B ．0.544；

C ．0.550；

D ．0.614。 题解：C50混凝土，0033.0=cu ε，8.01=β。

HRB400级钢筋为有屈服点钢筋，2/360mm N f y =，2

5/100.2mm N E S ?=。 （1分）

518.05176.00033

.0100.2360

18

.0151

≈=??+

=

+

=

cu

s y b E f εβξ （1分）

HRB335级钢筋为有屈服点钢筋，2

/300mm N f y =，25/100.2mm N E S ?=

55.00033

.0100.2300

18

.0151

=??+

=

+

=

cu

s y b E f εβξ （1分）

当截面受拉区内配置有不同种类钢筋时，受弯构件的相对界限受压区高度应分别计算，并取其较小值。 （1分）

（二）．某钢筋混凝土偏心受拉构件，b ＝300mm ，h ＝450mm ，承受轴向拉力设计值N ＝950kN ，弯

矩设计值m kN M ?=90，采用C30级混凝土，HRB400级钢筋。设mm a a s s 40'==，则所需钢筋面积s A 和'

s A 接近以下（ D ）。 （8分）

A ．270 mm 2，270 mm 2；

B ．290 mm 2，290 mm 2；

C ．2025 mm 2，290 mm 2；

D ．2394 mm 2，773 mm 2。

题解：2/3.14mm N f c =，2/43.1mm N f t =，2/360'mm N f f y y ==

mm h 410404500=-= （1分）

(1)判断大、小偏心

mm a h mm N M e s 185402

45027.94950900=-=-<===

，故为小偏拉构件。 （1分）

mm e a h e s 7.2797.94404505.0'5.0'0=+-?=+-=

mm e a h e s 3.907.94404505.0'5.00=--?=--= （1分）

（2）求钢筋面积

对小偏拉构件，当钢筋抗拉强度设计值大于2

/300mm kN 时，按2

/300mm kN 取用，

故2/300mm kN f y =。 （1分）

()()

202394404103007

.279950000''mm a h f Ne A s y s =-?=-=

（1分）

()()

20773404103003

.90950000''mm a h f Ne A s y s =-?=-=

（1分）

（3）校核最小配筋条件

%215.0%215.030043

.145.045

.0%,2.0max min =?

???

??

=?==t t f f ρ

（1分） 2min 290450300%215.0mm bh =??=ρ，均小于s A 和's A ，满足要求。 （1分）

（三）巳知某钢筋混凝土矩形纯受扭构件，截面尺寸为b ×h=300mm ×500mm ，截面特征量

361018mm W t ?=，mm u cor 1400=配有4根直径为14mm 的HRB335纵向钢筋。箍筋为

HPB235，间距为150mm ，设箍筋选用10。混凝土为C30，该截面所能承受的扭矩设计值

最接近以下何值（ A ）。（9分）

A ．m kN ?3.25；

B ．m kN ?6.52；

C ．m kN ?5.42；

D ．m kN ?4.62。

题解： 23.14mm N f c =,243.1mm N f t =,2210mm N f yv =,2

300mm N f y =

2

615mm A stl =， h 0=500-35=465mm

（1）计算配筋强度比值ζ

2

15.78mm A st =