【考研类试卷】考研混凝土结构-2及答案解析.doc

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1、考研混凝土结构-2 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释(总题数：4，分数：12.00)1. 0.2与 10（分数：3.00）_2.附加偏心距与初始偏心距（分数：3.00）_3.塑性铰（分数：3.00）_4.房屋的空间作用（分数：3.00）_二、问答题(总题数：8，分数：48.00)5.什么是结构的极限状态?说明如何分类及具体的状态要求。（分数：6.00）_6.承载能力极限状态的表达式中并未出现可靠指标，其可靠度是如何体现的?（分数：6.00）_7.混凝土的弹性模量 Ec如何测定?它和变形模量 Ec之间有何联系?（分数：6.00）_8.一长期承受轴向压力的无裂缝柱

2、在突然卸载之后发现有裂缝产生，是何原因?说明之。（分数：6.00）_9.什么是挠度计算的“最小刚度原则”?按照最小刚度原则计算挠度是否可以满足工程要求?为什么?（分数：6.00）_10.什么是相对界限受压区高度?如何确定其数值?它有什么作用?（分数：6.00）_11.指出图 1 中抵抗弯矩图的错误并改正。 *（分数：6.00）_12.预应力混凝土受弯构件的变形为什么比非预应力混凝土受弯构件的小?（分数：6.00）_三、计算题(总题数：2，分数：40.00)13.有一钢筋混凝土偏心受压柱，采用不对称配筋。截面尺寸为 bh=400mm600mm，构件计算长度为 0=4m，承受轴心压力设计值 N=5

3、000kN，弯矩设计值 M=54kNm。混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2，f t=1.43N/mm2)，纵向受力钢筋用 HRB400(fy=fy=360N/mm2)，箍筋用 HPB235。 已知： b=0.518， 1=1.0，=1.2，一侧最小配筋率 0.2%，e a=20ram，a s=as=40mm。 要求：(1) 试问该柱是否需要考虑反向破坏? (2) 确定受拉钢筋 As的值。（分数：20.00）_14.一工字形截面预应力混凝土梁，跨度 9m，计算跨度 8.75m，净跨度 8.5m。承受均布永久荷载标准值gk=16kN/m(已包括梁的自重)，可变荷载标准值 qk=14k

4、N/m，准永久值系数 q=0.5。在 50m 台座上进行采用先张法施工。混凝土等级为 C40。抗裂要求为二级。 已知： =96N/mm2， =147N/mm2，f tk=2.39N/mm2。换算截面特征：A0=9.89104mm。I 0=8.39109mm4，梁截面下翼缘至换算截面中和轴距离为 452mm。预应力钢筋的合力Np0=635.9kN，合力点的偏心距为 244mm。 要求：计算荷载效应标准组合、准永久组合下的抗裂性。（分数：20.00）_考研混凝土结构-2 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释(总题数：4，分数：12.00)1. 0.2与 10（分数：3.

5、00）_正确答案：( 0.2与 10对无明显流幅的钢材，取残余应变为 0.2%时对应的应力作为名义屈服强度，记作 0.2。标准试件的初始标距等于其直径的 10 倍时测定的钢材伸长率，记作 10。)解析：2.附加偏心距与初始偏心距（分数：3.00）_正确答案：(附加偏心距与初始偏心距：由于施工误差、混凝土不均匀、荷载作用位置的不确定性等原因，导致实际的偏心距与理论偏心距存在偏差，这就是附加偏心距，记作 ea。初始偏心距 ei=e0+ea式中，e 0为理论偏心距。)解析：3.塑性铰（分数：3.00）_正确答案：(塑性铰：构件最不利截面的应力全部达到屈服应力，此时，应变持续增长而承受的荷载不变，称形

6、成了“塑性铰”。)解析：4.房屋的空间作用（分数：3.00）_正确答案：(房屋的空间作用：由于(1) 横向排架之间存在纵向构件的联系；(2) 横向排架彼此的情况不同或者承受的荷载不同，排架与排架、排架与山墙之间实际上是相互关联，作为一个整体发挥作用的，这就是房屋的空间作用。)解析：二、问答题(总题数：8，分数：48.00)5.什么是结构的极限状态?说明如何分类及具体的状态要求。（分数：6.00）_正确答案：(若整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态就称为该功能的极限状态。分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。 承载能力极限状态具体包括： 整个结构

7、或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、滑移等)； 结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)，或因过度塑性变形而不适于继续承载； 结构转变为机动体系，如连续梁等超静定结构，在出现一定数量的塑性铰后，由于结构形成机动体系而破坏等； 结构或结构构件丧失稳定，如细长柱被压屈而发生失稳破坏。 正常使用极限状态具体包括： 影响正常使用或外观的变形； 影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝)； 影响正常使用的振动； 影响正常使用的其他特定状态。)解析：6.承载能力极限状态的表达式中并未出现可靠指标，其可靠度是如何体现的?（分数：6.00）_正确答案：(由于承载能力极限状态采用分项系数表达式，

8、故并未明显出现可靠指标。实际上，可靠指标隐含在分项系数中。只要分项系数取值合适，就能保证达到目标可靠指标。)解析：7.混凝土的弹性模量 Ec如何测定?它和变形模量 Ec之间有何联系?（分数：6.00）_正确答案：(测定混凝土弹性模量通常的作法是：对 150mm150mm300mm 的标准棱柱体试件，先加载至0.5fc，然后卸载至零，再重复加载卸载 510 次，这时，混凝土的应力一应变曲线接近于直线，该直线的斜率被定为混凝土弹性模量。变形模量 Ec=E c， 称作弹性系数，为弹性应变与总应变之比。)解析：8.一长期承受轴向压力的无裂缝柱在突然卸载之后发现有裂缝产生，是何原因?说明之。（分数：6.

9、00）_正确答案：(由于荷载长期作用，会产生徐变变形，而这部分变形在卸载时不可恢复，所以，长期承受轴向压力的柱子在突然卸载时，会由于钢筋的回弹而使混凝土受拉，若配筋率较高，该拉应力会将混凝土拉坏，导致裂缝产生。为此，规范规定受压构件的配筋率不超过 5%。)解析：9.什么是挠度计算的“最小刚度原则”?按照最小刚度原则计算挠度是否可以满足工程要求?为什么?（分数：6.00）_正确答案：(所谓挠度计算的“最小刚度原则”，是指：在简支梁的全跨长范围内，都可按照弯矩最大处的截面刚度(此截面弯曲刚度最小)，用材料力学的方法来计算挠度。 一方面，由于近似，使得按 Bmin得到的计算挠度值偏大，另一方面，由于

10、只考虑弯曲变形未考虑剪切变形，会使计算值偏小，两者可以大致抵消，试验表明，计算值与试验值能较好符合。)解析：10.什么是相对界限受压区高度?如何确定其数值?它有什么作用?（分数：6.00）_正确答案：(相对界限受压区高度记作 b，*，式中，x 为根据混凝土应力为矩形分布计算出的混凝土受压区高度，h 0为截面计算高度。对于普通混凝土构件，*。 对于受弯构件， b可用来区分适筋梁和超筋梁。 b时为适筋梁， b时为超筋梁。对于偏心受压构件， b可用来区分受拉破坏和受压破坏。 b时为受拉破坏， b时为受压破坏。)解析：11.指出图 1 中抵抗弯矩图的错误并改正。 *（分数：6.00）_正确答案：(原抵

11、抗弯矩图的错误之处： (1) 弯起钢筋在与梁中轴线交点处抵抗弯矩应减为 0，而原图是在弯终点抵抗弯矩减为零； (2) 由于纵向钢筋截断点位置应自理论切断点向外延伸一段长度，故抵抗弯矩图按照实际的长度考虑错误。经修改的抵抗弯矩图如右： *)解析：12.预应力混凝土受弯构件的变形为什么比非预应力混凝土受弯构件的小?（分数：6.00）_正确答案：(有两个原因：(1) 预应力混凝土受弯构件会由于预加力产生反拱，该反拱会抵消一部分外荷载引起的竖向变形；(2) 预应力混凝土受弯构件的抗弯刚度提高了。)解析：三、计算题(总题数：2，分数：40.00)13.有一钢筋混凝土偏心受压柱，采用不对称配筋。截面尺寸为

12、 bh=400mm600mm，构件计算长度为 0=4m，承受轴心压力设计值 N=5000kN，弯矩设计值 M=54kNm。混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2，f t=1.43N/mm2)，纵向受力钢筋用 HRB400(fy=fy=360N/mm2)，箍筋用 HPB235。 已知： b=0.518， 1=1.0，=1.2，一侧最小配筋率 0.2%，e a=20ram，a s=as=40mm。 要求：(1) 试问该柱是否需要考虑反向破坏? (2) 确定受拉钢筋 As的值。（分数：20.00）_正确答案：(解 (1) e 0=M/N=54000/5000=10.8mm e i=1.2(

13、e0+ea) =1.2(10.8+20)=36.96mm0.3h 0=0.3560=169.5kN 按照小偏心计算。 由于 fcbh=14.3400600=3432x103NN=5000kN 所以，需要考虑反向破坏。 (2) 确定受拉钢筋 As As应取以下两者的较大者：构造要求；反向破坏要求的钢筋量。 e=h/2-as-(e0-ea) =600/2-40-(10.8-20)=269mm * 故按照 As=2419mm2配置。)解析：14.一工字形截面预应力混凝土梁，跨度 9m，计算跨度 8.75m，净跨度 8.5m。承受均布永久荷载标准值gk=16kN/m(已包括梁的自重)，可变荷载标准值

14、qk=14kN/m，准永久值系数 q=0.5。在 50m 台座上进行采用先张法施工。混凝土等级为 C40。抗裂要求为二级。 已知： =96N/mm2， =147N/mm2，f tk=2.39N/mm2。换算截面特征：A0=9.89104mm。I 0=8.39109mm4，梁截面下翼缘至换算截面中和轴距离为 452mm。预应力钢筋的合力Np0=635.9kN，合力点的偏心距为 244mm。 要求：计算荷载效应标准组合、准永久组合下的抗裂性。（分数：20.00）_正确答案：(解 (1) 在荷载效应的标准组合下 * ck- pc=15.5-14.8=0.7N/mm2f tk=2.39N/mm2，满足。 (2) 在荷载效应的准永久组合下 * cq- pc=11.9-14.80，满足。)解析：