混凝土结构设计原理作业习题.docx

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混凝土结构设计原理作业习题

第一章材料的力学性能

一、填空题

1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：

有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为____________

和。

2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为时的应力作为

假定的屈服点，即。

3、碳素钢可分为、和。

随着含碳量的增加，钢筋

的强度、塑性。

在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，

变成为。

4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、

、。

5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为

、、

6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。

7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越、直径

越、混凝土强度越，则钢筋的锚固长度就越长。

8、混凝土的极限压应变包括和两部分。

部分越大，表明变形能力越，越好。

9、混凝土的延性随强度等级的提高而。

同一强度等级的混凝土，随

着加荷速度的减小，延性有所，最大压应力值随加荷速度的减小

而。

10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋

的应力。

11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力，钢筋的

应力。

12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的

应力。

二、判断题

1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。

2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其换算系数是0.95。

3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。

4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。

5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。

6、强度与应力的概念完全一样。

7、含碳量越高的钢筋，屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。

8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。

9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。

10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。

11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。

12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。

。

0.002、硬钢在应力达到假定屈服点时，塑性应变为13．

14、冷拉与冷拔一样，可同时提高钢筋的抗拉及抗压强度。

15、冷拔低碳钢丝本身是硬钢，其母材为软钢。

16冷拔钢丝的冷拔次数越多则延性越差。

17、边长200mm的混凝土立方体抗压强度为18MPa，则标准立方体强度为18.9MPa。

18、若混凝土立方强度与的试验方法由在试块表面不涂油改为涂油，三种边长尺寸100mm、150mm、200mm的试块强度是相同的。

19、高宽比为3的棱柱体抗压强度可以代替高宽比为5的棱柱体抗压强度。

20、混凝土轴心抗压强度随高宽比增大而变小，主要原因是试块的加载垫板与试块的接触面的摩摖阻力随高宽比增大而逐渐对破坏失去影响。

21、混凝土的轴心抗压强度更接近于实际结构的混凝土抗压强度。

22、有三种混凝土受力状态：

A一向受压、一向受拉；B单项受压；C双向受压，则它的抗压强度的关系为：

B>A>C。

23、称混凝土是弹塑性材料是因为混凝土在应力作用下所产生的变形包括两种变形：

弹性变形和塑性变形。

24、混凝土强度等级越高，其应力峰值所对应的应变越小。

25、变形模量随应力增大而增大。

26、混凝土弹性模量仅仅与混凝土强度有关。

27、受拉时的弹性模量小于受压时的弹性模量。

28、混凝土强度等级越高其延性越好。

29、徐变变形不包括加荷时所产生的瞬时变形。

、产生徐变变形的同时也产生收缩变形。

30三、选择题

1、钢筋的冷加工有两种方法（冷拉、冷拔）A、二者都可提高钢筋的抗拉和抗压强度；B、冷拉时钢筋的冷拉应力应低于钢筋的屈服点；C、冷拔后的钢筋没有明显的屈服点；D、冷加工（冷拉、冷拔）后对塑性没有影响。

2360N/mm?

f。

冷拉HRB400级钢筋的抗拉强度设计值III级钢筋的抗2、y2?

420N/mm?

f?

f拉强度设计值，则冷拉III级钢筋的抗压强度设计值yy2222N/mmN/mmN/mmN/mmD、；C、A、310400340；B、420；?

fff和伸长率；C、可提高和、可提；B3、钢筋经冷拉后，A、可提高yyy?

fffE。

D、可提高高，但不能提高和；yysy4、对钢筋冷加工的目的是：

A、提高屈服强度；B、增加钢材的塑性；C、提高钢筋与混凝土的粘结强度；D、调直、除锈。

5、对无明显屈服点的钢筋，《规范》取用的条件屈服强度为：

A、应变为0.2%时所对应的应力；B、应变为2%时所对应的应力；C、极限抗拉强度的0.8倍；D、极限抗拉强度的0.85倍。

2混、B；≥30N/mm混凝土的立方强度、A表示：

C30混凝土强度等级、6．

2；C、凝土的棱柱体抗压强度设计值≥30N/mm混凝土的轴心抗压强度标准值fc22的概率不小于95%。

混凝土的立方强度达30N/mm≥30N/mm；D、fck7、混凝土收缩变形A、与混凝土所受的应力大小有关；B、随水泥用量的增加而减小；C、随水灰比的增加而增大。

8、在下列关于混凝土收缩的概念中，正确的是：

A、配置钢筋限制收缩裂缝宽度，但不能使收缩裂缝不出现；B、为减小收缩应力，应提高混凝土强度等级；C、为减小收缩应力，应多配分布钢筋；D、设变形缝，可防止混凝土收缩。

?

A、随混凝土应力增加而降低；B、与9、混凝土的变形模量混凝土弹Ec?

有关，弹性系数越小，其值越大；C、与混凝土强度等级有关、强度等性系数级越高，其值越小；D、与混凝土弹性模量有关，弹性模量越大，其值越小。

10、钢筋和混凝土之间的粘结强度，A、当外荷大时，其粘结强度大；B、当钢埋入混凝土中长度长时，其粘结强度大；C、混凝土强度等级高时，其粘结强度大；D、钢筋级别低时，其粘结强度大。

11、在下列关于混凝土徐变的概念中，正确的是A、周围环境越潮湿，混凝土徐变越大；B、水泥用量越多，混凝土徐变越小；C、水灰比越大，混凝土徐变越小；D、初始压应力越大，混凝土徐变越小。

12、混凝土的极限压应变A、包括弹性应变和塑性应变、塑性部分越大、?

?

是、弹性部分越大，延性越好；CB延性越好；、包括弹性应变和塑性应变，曲线上最大压应力所对应的应变值。

混凝土内钢筋受拉应力达到屈服应混凝土受拉开裂之前的瞬间A、13、在、混凝土变形与钢筋变形不一致；DB、混凝土内钢筋受拉应力仍很低；C、力；混凝土与钢筋之间的粘结力已破坏。

、钢筋受压力达A混凝土受压破坏之前的瞬间、在I、II级钢筋周围142C、受压钢筋已达屈服。

400N/mmB；、钢筋受压应力仍很低；?

E=ε、均B混凝土的变形特点是：

15、A、应力和应变成正比例，即；ccc?

?

εεεε时，→小；C大，非均匀受压时、当、D→匀受压时；c,maxc,maxccmaxccmaxεε大。

比高强度等级混凝土的混凝土的低强度等级c,maxc,max四、简答题、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为哪两类？

分别1应变曲线，并标明它们各自的强度指标。

-绘制它们的应力

2、什么是条件屈服强度？

3、检验钢筋的质量主要有哪几项指标？

4、什么是钢筋的屈强比？

它反映了什么问题？

5、什么叫钢筋的冷拔？

冷拉和冷拔对钢筋的性能的改变有何不同？

6、需要焊接的钢筋为什么要先焊接后冷拉？

7、建筑工程中所用钢筋有哪几种？

8、如何确定混凝土的立方体抗压强度标准值？

它与试块尺寸的关系如何？

9、确定混凝土的轴心抗压强度时，为何要用（为棱柱体的高，为bb>3hh/棱柱体的宽）的棱柱体当试件？

10、为什么要有混凝土棱柱体抗压强度这个力学指标？

它与混凝土立方体抗压强度有什么关系？

?

?

f、并标明、11、绘制混凝土在一次短期荷载下的应力-应变关系曲线，cu0c等特征值。

?

？

12、什么是混凝土的极限压应变cu13、什么是混凝土的徐变、线性徐变、非线性徐变？

14、徐变和塑性变形有什么不同？

15、为什么伸入支座的钢筋要有一定的锚固长度？

钢筋在绑扎搭接时，为什么要有足够的搭接长度？

16、在钢筋混凝土结构中，钢筋和混凝土能够共同工作的基础是什么？

17、影响混凝土抗压强度的因素是什么？

18、什么是混凝土的疲劳强度？

19、若混凝土试块以低于疲劳强度的应力值，在百万次以上重复作用后，是否会发生疲劳破坏？

20、影响混凝土徐变的因素有哪些？

21、什么是混凝土的收缩？

22、当荷载不变长期作用时，受压柱中钢筋和混凝土的压应力是否随时间变化？

第一章材料的力学性能答案

一、填空题

1、（软钢硬钢）2、（0.2%条件屈服强度）3、（低碳钢中碳钢高碳钢提高降低普通低合金钢）4、（强度塑性焊接性能粘结力）5、（两者之间良好的粘结力两者相近的线膨胀系数混凝土包裹钢筋避免钢筋锈6、（胶结力摩擦力挤压力）7、（高粗低）8、（弹性应变塑性应变塑性应变大

延性）9、（降低增加减小）10、（减小增大）11、（减小增大）12、减小）（增大．

二、判断题

1、×2、√3、×4、√5、√6、×7、√8、×9、√10、√11、×12、×13、√14、×15、√16、√17、√18、√19、√20、√21、√22、×23、√24、×25、×26、×27、×28、×29、√30、√

三、选择题

1、C2、B3、D4、A5、D6、D7、C8、A9、A10、C11、C12、A13、B14、C15、D

四、简答题

1、答：

有明显屈服点的钢筋（即软钢）和无明显屈服点的钢筋（即硬钢）。

应力-应变曲线（略）

2、答：

硬钢的极限强度很高，变形很小，没有明显屈服点，通常取相应于?

ε=0.2%作为名义屈服点，称为条件屈服强度。

残余应变时的应力0.23、答：

对软钢有屈服强度、极限强度、伸长率、冷弯性能。

对硬钢有极限强度、伸长率、冷弯性能。

4、答：

屈强比为钢筋的屈服强度与极限强度的比值。

它反映结构可靠性的潜力及材料的利用率。

5、答：

冷拔是将钢筋用强力拔过比其直径小的硬质合金拔丝膜。

冷拉可以提高钢筋的抗拉强度但不能提高钢筋的抗压强度。

冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度。

6、答：

因为焊接时产生的高温会使钢筋软化，即强度降低，塑性增加。

7、答：

分热轧钢筋、冷拉钢筋、冷轧带肋钢筋及热处理钢筋。

8、答：

按标准方法制作、养护的边长为150mm的立方体在28天龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

试件尺寸越小，抗压强度值越高。

h/b>3时，混、答：

混凝土的抗压强度随试件高宽比的大小而变化，但当9凝土的棱柱体抗压强度趋于稳定。

10、答：

钢筋混凝土受压构件中棱柱体多于立方体，所以棱柱体抗压强度比立方体抗压强度能更好地反映受压构件中混凝土的实际强度。

混凝土的棱柱体抗压强度低于混凝土的立方体抗压强度。

11、答：

略（见教材）

12、答：

混凝土的极限压应变是指混凝土棱柱体受压破坏时的最大压应变。

13、答：

徐变：

混凝土在长期不变荷载作用下，应变随时间继续增长的现象。

?

<0.5f时，徐变变形与初应力成正比，这种线性徐变：

当混凝土应力较小时（）cc徐变即线性徐变。

徐变主要为水泥凝胶体的黏性流动。

塑性变形主要为混凝土内

（1）、答：

14．

微裂缝的发展。

（2）徐变可部分恢复。

塑性变形不可恢复。

（3）有应力（不论大小）即有徐变。

塑性变形只在应力较大时发生。

15、答：

设锚固长度的目的是通过该长度上黏结应力的积累，使钢筋在支座中锚固可靠，不会被拔出。

钢筋绑扎搭接时，只有在搭接长度足够长时，才能通过钢筋与混凝土之间的黏结力来传递钢筋与钢筋之间的内力。

16、答：

（1）钢筋与混凝土之间的粘结力；

（2）钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近（钢为1.2×10-5；混凝土为1.0×10-5～1.5×10-5）；（3）钢筋与构件边缘之间的混凝土保护层，保护钢筋不易发生锈蚀，不致因火灾使钢筋软化。

ab）空）水灰比组成混凝土的材料品种；

（2）组成材料的配比：

（（17、答：

（1）cad）试件（4）试验方法：

（）骨料最大尺寸；（3）气含量（混凝土的龄期；）水泥含量（b）加载速度。

形状和尺寸（

18、答：

混凝土能够承受一定重复作用次数的应力值。

19、答：

不能产生疲劳破坏。

只有在应力大于或等于疲动强度时，在百万次以上重复作用时，才会产生疲劳破坏。

20、答：

（1）所受应力值大小；

（2）时间长短；（3）材料品种性质；（4）周围环境。

21、答：

混凝土在空气中结硬时，随时间的延长体积减小的现象。

22、答：

钢筋的压应力随时间的延长而增长，混凝土的压应力因徐变随时间的延长而减小。

第二章混凝土结构的设计方法

一、填空题

1、结构的、、、统称为结构的

可靠性。

2、当结构出现或或或状态时即

认为其超过了承载力极限状态。

3、当结构出现或或或

状态时即认为其超过了正常使用极限状态。

4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。

?

=5、可靠指标，安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。

6、结构功能的极限状态分为和两类。

7、我国规定的设计基准期是年。

8、结构完成预定功能的规定条件是、、。

9、可变荷载的准永久值是指。

10、工程设计时，一般先按极限状态设计结构构件，再按

极限状态验算。

二、判断题

1、结构的可靠度是指：

结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率值。

2、偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但一旦发生，其量值可能很大。

2，210N/mm。

HPB235级钢筋设计强度3、钢筋强度标准值的保证率为97.73%2。

的钢筋强度低于210N/mm2.27%意味着尚有4、可变荷载准永久值：

是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的可变荷载代表值。

5、结构设计的基准期一般为50年。

即在50年内，结构是可靠的，超过50年结构就失效。

6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《规范》规定的允许值，承载力计算就没问题。

7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载，属于正常使用极限状态的问题。

8、请判别以下两种说法的正误：

（1）永久作用是一种固定作用；

（2）固定作用是一种永久作用。

9、计算构件承载力时，荷载应取设计值。

10、结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。

11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。

12、没有绝对安全的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。

?

?

0.9。

实用设计表达式中的结构重要性系数，在安全等级为二级时，取、13014、在进行正常使用极限状态的验算中，荷载采用标准值。

15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。

16、结构设计的目的不仅要保证结构的可靠性，也要保证结构的经济性。

17、我国结构设计的基准期是50年，结构设计的条件：

正常设计、正常施工、正常使用。

18、结构设计中承载力极限状态和正常使用极限状态是同等重要的，在任何情况下都应计算。

．

?

?

愈小，失效概率就愈小。

、结构的可靠指标愈大，失效概率就愈大；1920、（结构的抗力）R

21、承载能力极限状态和正常使用极限状态，都应采用荷载设计值进行计算，因为这样偏安全。

22、荷载的长期效应组合是指永久荷载的标准值加上可变荷载的准永久值。

三、选择题

1、在下列各项结构功能要求中，你认为哪项表达的有遗漏？

A、能承受在正常使用时可能出现的各种作用；B、在正常使用时具有良好的工作性能；C、在正常维护下具有足够的耐久性能；D、在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。

2、下列哪种状态应按正常使用极限状态设计？

A、结构作为刚体失去平衡；B、因过度的塑性变形而不适于继续承载；C、影响耐久性能的局部损坏；D、构件丧失稳定。

3、正常使用阶段短期标准效应组合的表达式为：

A、nn?

?

QCG+ψγCψQγCCγCG+γQ+；B、C、；ikkikGQiGGkQiQlGQlCilkQii=2i=2CG+?

ψCQCG+CQ?

?

ψCQ。

、；DikCiGQikikQiGlkkCiQi4、现行规范关于结构可靠度的设计准则为：

A、半概率设计准则；B、近似概率设计准则；C、全概率设计准则。

5、荷载准永久值用在下面哪种组合中？

A、荷载的基本组合；B、荷载的偶然组合；C、荷载的短期效应组合；D、荷载的长期效应组合。

6、在算结构抗倾覆时，永久荷载的分项系数应取：

A、0.9；B、1.0；C、1.2；D、1.4。

2时，其分项系数取：

A、7、对楼面结构，当可变荷载标准值不小于4kN/m1.0；B、1.2；C、1.3；D、1.4。

γγS?

γRγS/γ?

R/γ；B；、、按承载力极限状态计算的表达式为：

A8RkR0k0SkkSγS/γ?

γRγγS?

R/γ。

；D、、CR00SkSkRkk9、材料强度设计值是：

A、材料强度标准值乘以分项系数；B、材料强度标准值除以分项系数；C、正态分布曲线上，具有95%保证率的下分位值；D、正态分布曲线上，具有95%保证率的上分位值。

?

?

?

的增大而增大；B不变的情况下，随、10、结构的可靠指标A，、在zz?

?

?

?

的增大、在的增大而减小；在不变的情况下，随C不变的情况下，随zzzz

?

?

?

也不变。

而增大；D、在、不变的情况下，zz11、砼强度标准值的保证率为：

A、100%；B、97.7%；C、95%；D、84.13%。

12、我国现行《规范》钢筋强度标准值的保证率为：

A、100%；B、97.73%；C、95%；D、84.13%。

13、进行结构正常使用极限状态验算时，应A、采用材料强度设计值计算结；C、采用荷载设计值计算荷1.1?

γ、对重要结构取结构重要性系数构抗力；B0载效应；D、分别采用荷载的短期效应组合和长期效应组合。

?

A提高一级，可靠度指标、大约减少γ、按承载力极限状态计算时，1400.5；B、大约增加0.5；C、大约减少1.0；D、大约增加1.0。

15、（）属于超出承载能力极限状态。

A、裂缝宽度超过规定限值；B、挠度超过规范限值；C、结构或构件视为刚体失去平衡；D、预应力构件中混凝土的拉应力超过规范限值。

16、下列不属于正常使用极限状态的情况是（）。

A、雨篷倾倒；B、现浇双向板楼面在人行走动中震动较大；C、连续梁中间支座产生塑性铰；D、雨篷梁出现裂缝。

17、根据结构的重要性及破坏可能产生后果的严重程度，将结构的安全等级划分为（）级。

A、3；B、5；C、7；D、10。

18、为了保证结构的正常使用和耐久性，构件裂缝的控制等级有（）级。

A、10个；B、5个；C、3个；D、2个。

19、构件允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不应大于《混凝土结构设计规范》规定的允许值，则其裂缝控制等级为（）级。

A、一；B、二；C、三；D、四级。

19、按荷载短期效应组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力的构件的裂缝控制等级为（）。

A、一级；B、二级；C、三级；D、四级。

21、我国钢筋混凝土结构规范度量混凝土结构可靠性的原则是（）。

A、?

pp，、用；用分项系数，不用、用分项系数和结构重要性系数，不用；BCff?

?

pp。

并在形式上采用分项系数和结构重要性系数代替用表示不用，；D、ff22、规范对混凝土结构的目标可靠指标要求为3.7（属脆性破坏）和3.2（延性破坏）时，该建筑结构的安全等级属于（）。

A、一级重要建筑；B、二级重要建筑；C、二级一般建筑；D、三级次要建筑。

?

、BA）有关荷载分项系数的叙述：

23、（不正确。

、为恒载分项系数；G．

?

?

?

取1.4、，对不分场合，均取1.2；用于计算活载效应的设计值；C、DQQG2时，取1.3。

楼面结构，当活载标准值不小4kN/mm24、一般说结构的可靠性是指结构的（）。

A、安全性；B、适用性；C、耐久性；D、安全性、适用性、耐久性。

25、结构可靠的条件可以写成（）。

A、Z<0；B、Z>0；C、Z=0；D、Z≥0。

26、目前结构设计所用材料强度值是（）。

A、材料的平均强度值；B、材料的平均强度除以分项系数；C、具有一定保证率的材料强度值；D、材料的最小强度值。

27、可变荷载在整个设计使用期内出现时间不少于（）的那部分荷载值，称为该可变荷载的准永久值。

A、10年；B、25年；C、50年；D、100年。

28、结构可靠度的定义所说的结构的规定时间应为（）。

A、10年；B、30年；C、40年；D、50年。

29、结构可靠度定义中所说的规定条件是指（）。

A、正常设计、正常施工；B、正常使用；C、正常设计、正常施工、正常使用且考虑人为的过失；D、正常设计、正常施工、正常使用且不考虑人为的过失。

四、简答题

1、建筑结构有哪几个方面的功能要求？

2、什么叫结构的极限状态，分几类？

3、什么是结构的可靠性，它包含几方面的含义？

4、什么叫结构的可靠度？

?

410?

P?

6.9P？

，求结构的可靠概率5、已知结构的失效概率为Sf6、设结构抗力为R，荷载效应为S，结构的状态函数，试指出，>0z?

Z?

RS，分别相应于结构处于何种状态？

<0zz=0?

?

0.3125?

？

7、已知状态函数的变异系数，求结构的可靠指标z?

，当结构上的作用变异性加大后，可靠指标8、已知结构的可靠指标3.2?

?

是变大了还是变小了？

?

?

?

377,KN?

3560KN），用于房为正态分布9、有一批短柱其承载力R（RR?

?

?

316,KNKN?

1960）S也为正态分布（求结构可靠指标其荷载效应屋结构，SS?

？

10、计算跨度为L的简支梁，梁上作用有均布可变荷载，试写出跨中截面弯矩效应系数？

11、钢筋强度标准值的取值原则？

12、混凝土强度标准值的取值原则？

13、试把材料平均强度、标准强度、设计强度按数值大小排序？

14、影响结构目标可靠指标的两个主要因素是什么？

15、结构的设计基准期是否就是结构的使用寿命，为什么？

16、什么是结构的可靠度？

结构的可靠度与结构的可靠性之间有什么关系？

17、荷载设计值与荷载标准值有什么关系？

18、进行变形和裂缝验算时，为什么要进行荷载的短期效应组合和荷载的长期效应组合计算？

19、结构构件的重要性系数如何取值？

第二章混凝土结构的设计方法答案

一、填空题

1、答：

安全性适用性耐久性。

2、答：

整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（倾覆、滑移）；结构构件或构件间的连接因超过相应材料强度而破坏（包括疲劳破坏或因过大塑性变形而不适于继续加载）；结构转变为机动体系（几何不变体系变为可变体系）；结构或构件丧失稳定（柱子压曲）。

3、答：

影响正常使用或外观