四川大学结构设计原理习题集.docx

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四川大学结构设计原理习题集

四川大学结构设计原理习题集

1．碳素结构钢中含碳量增加时，对钢材的强度、塑性、韧性和可焊性的影响是。

（A）强度增加，塑性、韧性降低，可焊性提高

（B）强度增加，塑性、韧性、可焊性都好了

（C）强度增加，塑性、韧性、可焊性降低了

（D）强度、塑性、韧性、可焊性都降低了

2．钢材经冷作硬化处理后屈服点，塑性降低了。

（A）降低（B）不变

（C）提高（D）降为零

3．低碳钢标准试件在一次拉伸试验中，应力由零增加到比例极限，弹性模量很大，变形很小，则此阶段为阶段。

（A）弹性（B）弹塑性

（C）塑性（D）强化

4．将两块钢板用普通螺栓搭接连接，螺栓杆的直径为20mm，已知两钢板的厚度分别为12mm和10mm，且fbc=400N/mm2，钢板在轴心力作用下，则一个螺栓的承压承载力应为kN。

（A）96（B）176

（C）40（D）80

5．牌号Q235-D表示此碳素结构钢的。

（A）屈服点是235MPa，质量最好（B）抗拉强度是235MPa，质量最好

（C）屈服点是235MPa，质量最差（D）合金含量2.35%，镇静平炉钢

6．结构上所用钢材，主要是碳素结构钢的和低合金结构钢。

（A）高碳钢（B）低碳钢

（C）硅锰结构钢（D）沸腾钢

7．在常温下使钢材产生塑性变形，从而提高，这个过程称为冷加工强化处理或冷作硬化。

（A）屈服强度（B）抗拉强度

（C）塑性韧性（D）冷弯性能

8．对于无明显流幅的钢筋，其强度标准值取值的依据是。

（A）0.9倍极限强度（B）0.2倍极限强度

（C）极限抗拉强度（D）残余应变为0.2%时的应力

9．为减小混凝土徐变对结构的影响，以下措施何者正确？

。

（A）提早对结构施加荷载（B）采用高等级水泥，增加水泥用量

（C）加大水灰比（D）提高混凝土的密实度和养护湿度

10．同一强度等级的混凝土，各种力学指标的关系为。

（A）fcu＜fc＜ft（B）fcu＞fc＞ft

（C）fcu＞ft＞fc（D）fcu≥fc≥ft

11．只配螺旋筋的混凝土柱体，其抗压强度高于fc是因为螺旋筋。

（A）参和受压（B）使混凝土密实

（C）约束了混凝土的横向变形（D）使混凝土中不出现微裂缝

12．有关减少混凝土收缩裂缝的措施，下列何项所述正确？

。

（A）在浇注混凝土时增设钢丝网（B）在混凝土配比中增加水泥用量

（C）采用高标号水泥（D）采用弹性模量小的骨料

13．评定混凝土强度采用的标准试件尺寸，应为。

（A）150mm×150mm×150mm（B）φ150mm×300mm

（C）100mm×100mm×100mm（D）200mm×200mm×200mm

14．除施工因素外，下列哪项是影响实心砖砌体抗压强度的最主要因素？

。

（A）块材的强度（B）砂浆的强度

（C）块体的尺寸（D）砂浆的和易性和保水性

15．砖砌体的抗压强度较砖的抗压强度。

（A）高（B）低

（C）相同（D）不可定

16．砌体的抗拉强度主要取决于。

（A）砌块抗拉强度（B）砂浆的抗拉强度

（C）灰缝的厚度（D）砂浆中的水泥用量

17．当用水泥砂浆砌筑时，对各类砌体的强度设计值均要乘以调整系数γa，这是由于水泥砂浆的缘故。

（A）强度设计值较高（B）密实性较好

（C）耐久性较差（D）保水性、和易性较差

18．砌体弹性模量的取值为。

（A）原点初始弹性模量（B）σ=0.43fm时的割线模量

（C）σ=0.43fm时的切线模量（D）σ=fm时的割线模量

19．用MU10混凝土小型空心砌块错孔砌筑的T型截面砌体，水泥砂浆采用M5，该砌体抗压强度设计值f为MPa。

（A）2.22（B）1.26

（C）1.60（D）1.70

20．施工阶段砂浆尚未硬化的新砌体，砌体强度。

（A）按砂浆强度为零确定（B）按零计算

（C）按50%计算（D）按75%计算

3.3.2设计计算题

1．试计算Q235、Q275钢的抗剪强度fv。

2．工地上往往需要进行钢筋代换，其方式之一是等面积代换：

钢筋级别不变，改变直径；方式之二是等强度代换；改变钢筋级别，钢筋直径可变、可不变。

某钢筋混凝土结构设计钢筋为12根直径20mm的HPB235级钢筋，假设工地上仅有直径为16mm的HPB235级钢筋，问需要几根方能满足要求？

如果改用HRB335级钢筋，试选择代用钢筋直径和根数。

3．如果已知边长150mm立方体抗压强度的平均值fcu=35N/mm2，试估算下列混凝土强度的平均值：

（1）棱柱体试件的抗压强度；

（2）构件的抗拉强度。

该混凝土的弹性模量取值大致是多少？

4．经抽测某工地砖的强度为10.5MPa，混合砂浆强度为4.8MPa，试计算其砌体的抗压强度平均值。

5．毛料石砌体之石材强度等级为MU60，砂浆强度等级为M5，试计算该砌体的抗压强度平均值、标准值和设计值。

6．对10.9级M16摩擦型高强度螺栓，其预拉力P=100kN，在受拉连接中，连接所承受的静载拉力N=1200kN，且连接板件具有足够的刚度，试计算连接所需的螺栓根数。

7．图示螺栓连接采用Q235钢，精制螺栓（B级）直径d=20mm，钢板也是Q235钢，求此连接能承受的Fmax。

设计计算题7图

8．两块Q235钢板厚度和宽度相同：

厚10mm，宽500mm。

今用E43焊条手工焊接连接，使其承受轴向拉力1000kN，试设计焊缝。

9．验算图示桁架节点焊缝“A”是否满足要求，并确定焊缝“B”的长度。

钢材为Q235，焊条E43型，手工焊，Ⅱ级检验质量标准。

其中N1=150kN，N2=489.4kN，N3=230kN，N4=14.1kN，N5=250kN。

设计计算题9图

1．梁的混凝土保护层厚度是指。

（A）箍筋外表面至梁表面的距离（B）主筋外表面至梁表面的距离

（C）箍筋外表面至梁中心的距离（D）主筋截面形心至梁表面的距离

2．钢筋混凝土梁的受拉区边缘达到下述哪一种情况时，受拉区开始出现裂缝？

。

（A）混凝土实际的抗拉强度（B）混凝土的抗拉标准强度

（C）混凝土的抗拉设计强度（D）混凝土弯曲时的极限拉应变

3．某矩形截面简支梁b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C20，受拉区配置钢筋4φ20，该梁沿正截面破坏时为。

（A）界限破坏（B）适筋破坏

（C）少筋破坏（D）超筋破坏

4．验算T形截面梁的ρmin时，梁宽为。

（A）梁腹宽b（B）梁翼缘宽bf

（C）2倍梁腹宽（D）1.2倍梁翼缘宽

5．双筋梁中受压钢筋A′s的抗压设计强度f′y得到充分利用的条件是。

（A）ξ≤ξb（B）x≥2a′

（C）ξ=ξb（D）x≤ξbh0

6．条件相同的无腹筋梁，发生斜压、剪压、斜拉三种破坏形态时，梁的斜截面抗剪承载能力的大致关系是。

（A）斜压破坏的承载力＞剪压破坏的承载力＞斜拉破坏的承载力

（B）剪压破坏的承载力＞斜压破坏的承载力＞斜拉破坏的承载力

（C）剪压破坏的承载力＞斜压破坏的承载力＜斜拉破坏的承载力

（D）剪压破坏的承载力＞斜压破坏的承载力=斜拉破坏的承载力

7．砌体结构受弯构件的受剪承载力计算公式为V≤fvbz，其中z称为内力臂。

当截面为矩形时，z取值为。

（A）h（B）h/3

（C）2h（D）2h/3

8．引起钢梁受压翼缘板局部失稳的原因是。

（A）弯曲压应力（B）剪应力

（C）局部压应力（D）折算应力

9．钢材的疲劳是因为连续反复荷载作用的结果。

某吊车梁应力循环中最大（拉）应力为252N/mm2，最小（压）应力为134N/mm2，则应力幅为N/mm2。

（A）386（B）-118

（C）118（D）-386

4.3.2设计计算题

1．已知一钢筋混凝土简支梁，计算跨度l=5.2m，承受均布活荷载标准值15kN/m（不含梁自重），试确定梁的截面尺寸和配筋。

（用C20混凝土，HRB335级钢筋）。

设计计算题1图

2．已知一钢筋混凝土矩形截面简支梁b×h=200mm×450mm，混凝土强度等级为C20，HPB235级钢筋，承受弯矩设计值M=51.3kN.m，试用基本公式求As。

3．已知矩形截面梁b×h=200mm×500mm，荷载产生的弯矩设计值为M=168.9kN.m，混凝土强度等级C25，HRB335级钢筋，求受拉钢筋面积As。

4．已知单向单跨简支板，计算跨度2.24m，板厚100mm，混凝土强度等级C15，HPB235级钢筋，板上承受均布活荷载qk=2kN/m及20mm厚水泥砂浆面层，求1m板宽的配筋量As。

（钢筋混凝土重度按25kN/m3计，水泥砂浆面层重度按20kN/m3计）

5．钢筋混凝土梁b×h=250mm×450mm，C20混凝土，HPB235级钢筋，受拉区配3φ18钢筋（As=763mm2），试求该梁能承受的弯矩设计值Mu。

6．一矩形梁b×h=200mm×400mm，取a=60mm，C20混凝土，HRB335级钢筋，受拉区配有6φ20（As=1884mm2），外荷载作用下的弯矩设计值M=110kN.m，试验算该梁是否安全。

7．一钢筋混凝土矩形截面梁b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25，HRB335级钢筋，若梁承受的弯矩设计值M=200kN.m，试求As及A′s。

8．已知某梁截面b×h=200mm×500mm，C20混凝土，HRB335级钢筋，弯矩设计值M=210kN.m，试求As及A′s。

（取a=60mm）

9．b×h=200mm×500mm矩形截面梁，混凝土强度等级为C25，HRB335级钢筋，弯矩设计值M=200kN.m，受压区已配置3φ16（A′s=603mm2），试求受拉钢筋面积As。

10．某矩形梁b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C20，HRB335级钢筋，弯矩设计值M=250kN.m，受压区已配置3φ20（A′s=941mm2），取a=60mm，a′=40mm，试求截面所需的受拉钢筋面积As。

11．钢筋混凝土梁b×h=200mm×400mm，h0=365mm，C15级混凝土，HPB235级钢筋，受拉钢筋3φ25，受压钢筋2φ16，弯矩设计值M=93.5kN.m，验算该截面是否安全。

12．矩形梁b×h=200mm×400mm，h0=365mm，C20级混凝土，HPB235级钢筋，受拉钢筋3φ25（As=1473mm2），受压钢筋2φ16（A′s=402mm2），弯矩设计值M=94kN.m，验算该梁截面是否安全。

13．T形截面梁，b=300mm，b′f=600mm，h=700mm，h′f=120mm，C25级混凝土，HRB335级钢筋，a=60mm，弯矩设计值M=520kN.m，试求受拉钢筋As。

14．T形截面梁，b=300mm，b′f=600mm，h=800mm，h′f=100mm，C20级混凝土，HRB335级钢筋，a=60mm，弯矩设计值M=691kN.m，试求受拉钢筋As。

15．某T形截面梁，b=200mm，b′f=400mm，h=500mm，h′f=100mm，C20级混凝土，HRB335级钢筋，弯矩设计值M=240kN.m，取a=60mm，求纵向受力钢筋As。

16．T形截面梁，b=200mm，b′f=400mm，h=600mm，h′f=100mm，C20级混凝土，a=35mm，受拉钢筋3φ28（As=1847mm2），承受弯矩设计值M=252kN.m，试验算截面是否安全。

17．矩形截面简支梁b×h=250mm×550mm，净跨ln=6000mm，承受设计荷载（包括梁自重）g+q=50kN/m，混凝土强度等级为C25，箍筋采用HPB235。

试确定箍筋数量。

18．矩形截面简支梁b×h=250mm×550mm，净跨ln=5400mm，承受设计荷载（包括梁自重）g+q=55kN/m，混凝土强度等级为C20。

根据正截面强度计算已配置2φ25+2φ22的受拉纵筋，箍筋拟采用HPB235，试分别按下述两种腹筋配置方式对梁进行斜截面受剪承载力计算：

（1）只配置箍筋；

（2）按最小配箍率和构造要求沿梁长配置箍筋，试计算所需弯起钢筋。

19．某T形截面简支梁，b=250mm，b′f=600mm，h=850mm，h′f=200mm，a=60mm，计算截面承受剪力设计值V=296.8kN（其中集中荷载产生的剪力值占80%），剪跨比λ=3，C30混凝土，HPB235级钢筋，若设双肢φ8箍筋，求箍筋间距s。

20．矩形截面外伸梁，截面尺寸为b×h=250mm×700mm，取a=a′=35mm，其余尺寸和设计荷载（已含梁自重）如图所示。

C25混凝土，纵筋HRB335级，箍筋HPB235级。

试设计此梁，并绘制梁的配筋详图和抵抗弯矩图。

设计计算题20图

21．有一砖砌围墙，用MU10粘土砖，M5混合砂浆砌筑。

一个标准间距的截面如图所示，墙底截面弯矩设计值为13.9kN.m、剪力设计值为5.82kN。

验算该围墙的承载力。

设计计算题21图

22．砖砌弧拱，拱支座产生水平推力设计值V=32kN，支座上部传来墙体自重压力设计值为54kN（γG=1.35），支座砌体截面为900mm×240mm，采用MU10粘土砖、M5混合砂浆砌筑，试计算拱支座处砌体抗剪的承载力。

23．某简支钢梁跨度4.5m，梁上非动力均布可变荷载标准值为15kN/m、永久荷载标准值为10kN/m（未包括自重），选用Q235钢，普通热轧工字钢。

试选择型钢型号。

24．焊接工字形等截面简支梁，跨度为9m，非动力均布荷载设计值g+q=110kN/m（含梁的自重），gk+qk=88KN/m，荷载作用于上翼缘，截面如图所示，材料为Q345钢，E50焊条，手工焊。

试作下列验算：

（1）强度

（2）稳定性

（3）挠度（容许值为跨度的1/4000，）

（4）焊缝（采用二级对接焊缝）

设计计算题24图

1．已知某多层四跨现浇框架结构的第二层内柱，轴心压力设计值N=1000kN，楼层高H=6m，l0=1.25H，混凝土强度等级为C20，采用HRB335钢筋。

柱截面尺寸为350mm×350mm，求所需纵筋面积。

2．已知圆形截面现浇钢筋混凝土柱，直径不小于350mm，承受轴心压力设计值N=1900kN，计算长度l0=4m，混凝土强度等级为C25，柱中纵筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋。

试设计柱截面。

3．某展览馆门厅内现浇圆形螺旋箍筋柱，承受轴向压力设计值N=1800kN，从基础顶面至二层楼面高度H=5.0m，l0=H，混凝土强度等级为C20，柱中纵向钢筋和箍筋分别采用HRB335和HPB235钢筋。

求柱中配筋。

4．某大厅的钢筋混凝土圆形截面柱，直径d=400mm，承受轴向压力设计值N=2775kN。

C30砼，柱内钢筋均采用HPB235钢筋，柱混凝土保护层厚度取30mm，已知l0/d=11.5，求所需钢筋用量。

5．一钢筋混凝土屋架的下弦杆，截面尺寸为b×h=200×140mm，下弦杆的端节间承受的最大拉力设计值N=245kN，混凝土强度等级为C20，纵筋采用HRB335钢筋，求受拉钢筋的数量。

6．已知轴向压力设计值N=230kN，弯矩设计值M=132kN.m，柱截面尺寸b×h=250×350mm，a=a′=40mm，柱计算高度l0=4m，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，求钢筋面积As和A′s。

7．已知其它数据同题6，并已知A′s=941mm2（3φ20），求As。

8．矩形截面受压柱，柱截面尺寸b×h=300×400mm，a=a′=40mm，轴向压力设计值N=300kN，弯矩设计值M=159kN.m，柱计算高度l0=4.2m，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，求钢筋面积As和A′s。

9．已知条件同题8，并已知A′s=628mm2（2φ20），求As。

10．某柱截面尺寸b×h=300×600mm，a=a′=40mm，轴向压力设计值N=400kN，弯矩设计值M=140kN.m，柱计算高度l0=4.2m，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，求钢筋面积As和A′s。

11．某柱截面尺寸b×h=400×600mm，a=a′=40mm，轴向压力设计值N=2200kN，弯矩设计值M=330kN.m，柱计算设计l0=4m，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，求钢筋面积As和A′s。

12．已知偏心受压柱截面尺寸b×h=200×500mm，a=a′=40mm，轴向压力设计值N=2000kN弯矩设计值M=200kN.m，l0/b＜8，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，求钢筋面积As和A′s。

13．已知轴向压力设计值N=3090kN，弯矩设计值M=154.5kN.m，柱截面尺寸b×h=500×600mm，a=a′=40mm，柱计算高度，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB400钢筋，求钢筋面积As和A′s。

14．已知一钢筋混凝土柱，b×h=300×500mm，a=a′=40mm，轴向压力设计值N=1700kN，弯矩设计值M=36.5kN.m，l0=4.2m，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，求钢筋面积As和A′s。

15．已知一钢筋混凝土柱，b×h=400×500mm，a=a′=40mm，已知受拉钢筋为4φ20（As=1256mm2），受压钢筋为2φ18（A′s=509mm2），设两个方向的计算长度l0=5m，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，轴力在长边方向的偏心距e0=270mm，试求此柱所能承受的轴向压力设计值N和弯矩设计值M。

16．已知数据同题15，设e0=72mm，求柱能承受的轴向力N。

17．已知柱截面尺寸b×h=300×400mm，a=a′=40mm，截面配筋为4φ18（As=1018mm2），受压钢筋为2φ16（A′s=402mm2），混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，轴向力设计值偏心距e0=200mm，柱计算高度l0=5m，求该柱所能承受的轴向力设计值。

18．某柱截面尺寸b×h=200×400mm，a=a′=40mm，截面配筋为As=A′s=226mm2（2φ12），混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，柱计算高度l0=4.8m，轴向力设计值在长边方向的偏心距e0=110mm，求该柱所能承受的轴向力设计值。

19．已知某柱承受轴向压力设计值N=600kN，弯矩设计值M=420kN.m，柱截面尺寸b×h=400×600mm，a=a′=40mm，柱计算高度l0=4.5m，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，采用对称配筋。

求钢筋面积As和A′s。

20．已知某柱承受轴向压力设计值N=860kN，弯矩设计值M=172kN.m，柱截面尺寸b×h=300×500mm，a=a′=40mm，混凝土强度等级为C20，柱中纵筋采用HRB335钢筋，l0/b＜8，采用对称配筋，求钢筋面积As和A′s。

21．已知条件同题6，试设计成对称配筋。

22．已知条件同题13，试设计成对称配筋。

23．已知钢筋混凝土I字形截面偏心受压构件，截面尺寸b×h=100×600mm，bf=b′f

=400mm，hf=h′f=100mm，a=a′=40mm，承受轴向压力设计值N=480kN，弯矩设计值M=360kN.m，C20混凝土，纵筋采用HRB335钢筋，构件的计算高度l0=5.8m。

求对称配筋的钢筋数量。

（已知：

截面几何特征A=12×104mm2，I=56×108mm4）

24．某I字形截面柱，b×h=100×1000mm，bf=b′f=500mm，hf=h′f=120mm，a=a′=40mm，l0=12m，荷载设计值N=1700kN，弯矩设计值M=700kN.m，C30混凝土，HRB335钢筋，η=1.22，求对称配筋的钢筋面积。

25．已知双向偏心受压构件，截面尺寸b×h=500×700mm，a=a′=40mm，混凝土强度等级为C20，HRB335钢筋，轴向力设计值N=3000kN，弯矩设计值Mx=300kN.m，My=200kN.m，构件的计算高度l0=5.2m。

求对称配筋的钢筋用量。

26．已知双向偏心受压柱截面尺寸b×h=400×600mm，轴向力设计值N=356kN，考虑增大系数后的荷载计算偏心距ηxeix=550mm，ηyeiy=280mm，C20混凝土，HRB335钢筋，对称配筋，求钢筋用量。

27．已知某构件承受轴向拉力设计值N=600kN，弯矩设计值M=540kN.m，C30混凝土，HRB335钢筋，柱截面尺寸为b×h=300×450mm，a=a′=45mm，求所需纵筋面积。

28．某钢筋混凝土框架柱，b×h=300×400mm，C30混凝土，纵筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋，柱净高H=3m，柱端作用弯矩设计值M=116kN.m，轴力设计值N=712kN，剪力设计值V=170kN，求箍筋的数量。

5.3.2砌体结构轴向受力构件

1．某柱，采用砖MU10、混合砂浆M5砌筑。

柱截面尺寸为490mm×620mm，计算高度为5.4m。

试验算在图5-1示三种偏心距和轴向力作用下该柱的承载力。

图5-1

2．计算某高度为1.5m高的砖柱，截面尺寸为500mm×620mm，当轴向力N的偏心距如图5-2所示时，试判别它们受压承载力的大小顺序。

图5-2

3．某砖柱，计算高度为4.2m，在柱顶面由荷载设计值产生的压力为250kN，并作用于截面重心，已知砖为MU10。

试设计该柱截面。

提示：

对于砌体结构设计，通常先选定块体和砂浆强度等级，初估截面尺寸，再校核承载力。

如承载力过大或过小，可改变截面尺寸或另选块体和砂浆强度等级，直到达到满意的结果为止。

4．某带壁柱砖墙，采用砖MU10、混合砂浆M5砌筑。

柱计算高度为3.6m。

试计算当轴向力作用于该墙截面重心（O点）、A点及B点时的承载力（如图5-3所示）。

图5-3

5．某矩形截面砖柱，截面尺寸为490mm×620mm，用砖MU10、混合砂浆M5砌筑。

柱的计算高度为5.8m，作用于柱上的轴向力设计值为110kN。

按荷载设计值计算的偏心距eb=90mm，eh=120mm（如图5-4所示）。

试验算该柱的承载力。

图5-4

6．某窗间墙，截面尺寸为1200mm×240mm，采用砖MU10、混合砂浆M5砌筑。

墙上支承截面尺寸为250mm×600mm的钢筋混凝土梁，梁端荷载设计值产生的支承压力为200kN，上部荷载设计值产生的轴向力为70kN。

验算梁端支承处砌体的局部受压承载力（如图5-5所示）。

提示：

如局部受压承载力不满足要求，则考虑设置混凝土刚性垫块，直到满足为止。

图5-5习题6

7．某砖柱高4m，上下端为不动铰支承，采用MU10砖和M7.5混合砂浆，截面尺寸限定为500mm×500mm，承受荷载设计值产生的轴心压力为500kN。

试设计该柱。

提示：

如采用无筋砌体承载力不满足要求，则考虑按网状配筋砌体进行设计。