工程结构-09A卷+答案.doc

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2010 年～2011 年第 2 学期 工程结构 试卷 〖A卷〗
考试时间共120分钟（允许使用计算器）
题号
1
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5
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7
总分
得分

阅卷人

一、选择题（30分，请将答案填入下面表格)
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1．排架结构的杆件连接方式是（ ）.
A．屋面横梁与柱顶固接,柱下端与基础顶面固接 B．屋面横梁与柱顶铰接,柱下端与基础底面固接
C．屋面横梁与柱顶固接，柱下端与基础底面铰接 D．屋面横梁与柱顶铰接，柱下端与基础顶面固接
2．在水平荷载作用下，钢筋混凝土框架的整体变形是( ）
A．剪弯型 B．弯曲型 C．弯剪型 D．剪切型
3． 结构上的作用分为如下两类时，其中前者也称为荷载,它是（ ）.
A．永久作用和可变作用 B．可变作用和永久作用 C．间接作用和直接作用 D．直接作用和间接作用
4．下列情况中，构件超过正常使用极限状态的是( )
A。 构件在荷载作用下产生较大的变形而影响使用 B．构件因超过材料强度而破坏
C。 构件因过度的变形而不适合于继续承载 D．构件丧失稳定
5．荷载效应的基本组合是指（ ）。
A．永久荷载效应与可变荷载效应的组合 B．永久荷载效应与可变荷载效应、偶然荷载效应的组合
C．仅考虑永久荷载效应的组合 D．永久荷载效应与偶然荷载效应的组合
6．确定混凝土强度等级的依据是混凝土立方体抗压强度，其标准试件的尺寸是（ ）.
A．100mmx100mmxl00mmB．150mmx150mmx300mm
C．200mmx200mmx200mmD．150mmx150mmx150mm
7．在下列钢筋中，具有明显屈服点的钢筋是( ）
A。 钢绞线 B．碳素钢丝 C。热轧钢筋 D。热处理钢筋
8．下列关于混凝土的叙述中，其中错误的是（ ).
A．混凝土的早期强度增长快B．混凝土的碱性环境可以防止钢筋生锈
C．轻骨料混凝土比普通混凝土的导热系数小D．水灰比是水与水泥的体积比
9．受力钢筋不得采用绑扎接头的构件是（ ）。
A．受弯构件 B．轴心受拉及小偏心受拉构件C．受压构件 D．大偏心受拉构件
10．钢筋混凝土轴心受拉构件的承载力取决于（ )
A．混凝土强度、纵向钢筋的强度和面积及箍筋 B．箍筋
C．纵向钢筋的强度和面积 D． 混凝土强度
11．下列关于梁内箍筋作用的叙述中，其中错误的是（ ）.
A．增强构件抗弯能力 B．稳定钢筋骨架 C．增强构件抗剪能力 D．增强构件抗扭能力
12．下列破坏类型中，不属于受弯构件正截面破坏类型的是（ ）。
A. 斜压破坏 B．超筋破坏 C。 少筋破坏 D．适筋破坏
13．少筋梁的正截面承载力取决于（ ）
A．混凝土的抗压强度 B．混凝土的抗拉强度C．钢筋的抗压强度及配筋率 D．钢筋的抗拉强度及配筋率
14．钢筋混凝土轴心受压短柱的承载力取决于（ ）。
A．混凝土强度 B．箍筋C．纵向钢筋 D．混凝土强度和纵向钢筋
15．小偏心受压构件的破坏特征之一是在破坏时（ )。
A。 截面裂通 B．截面虽不裂通但整个截面受拉C。 受压区混凝土压碎 D．两侧钢筋均受压屈服
16。计算受压构件正截面承载力时，采用的混凝土强度值是( ）.
A．立方体抗拉强度 B.立方体抗压强度C．轴心抗压强度标准值 D. 轴心抗压强度设计值
17．砖砌体受压第一阶段的受力特征是( ）。
A。 水平灰缝先裂 B．竖向灰缝先裂C。 出现贯通裂缝 D．单砖先裂
18．确定房屋的静力计算方案时，考虑的主要因素是( ）。
A．屋盖或楼盖类别及纵墙间距 B．房屋总高度和总宽度
C．屋盖或楼盖类别及横墙间距 D．房屋总高度和刚性横墙间距
19．在验算砌体房屋墙体的高厚比时，与高厚比允许值无关的因素是( )
A. 砌体强度等级 B．砂浆强度等级C．是否非承重墙 D．是否有门、窗洞口
20．混合结构房屋计算方案中，空间刚度最好的是（ ）。
A．弹性方案 B．刚弹性方案C．刚性方案 D．内框架方案
二、钢筋混凝土梁直接支承在窗间墙上（图示），梁截面尺寸b×h=240 mm×360 mm，窗间墙截面尺寸1800 mm×240 mm,采用MUl0烧结普通砖、M2.5混合砂浆砌筑,施工质量控制等级为B级（f=1。30 N/mm2）。荷载数据：上部平均压应力设计值σ0 = 0。15N/mm2;梁端支承压力设计值Nl = 50 kN。试验算梁底部砌体的局部受压承载力.（10分）
（提示： ,当A0/Al＞3时，取y ＝0;h=0.7；g<2。0）
三、某办公楼有一外伸钢筋混凝土梁,如图所示。计算跨度l=6m，外伸长度a＝2m。梁AB跨恒荷载标准值gk＝40kN/m,活荷载标准值qk=20kN/m;BC跨恒荷载标准值gk＝40kN/m。截面尺寸为b×h=250×600mm，采用C25混凝土（fc=11。9N/mm2，ft＝1。27N/mm2），纵向受力钢筋采用HRB400,箍筋采用HPB235级钢筋,取as=as′=40mm,ρmin=0。20％,ρsvmin=0。15%，ξb=0。518.试对该梁进行截面配筋设计并绘出配筋图（只对最大内力截面进行设计，钢筋截面积见附表)。
四、矩形截面对称配筋钢筋混凝土柱，截面尺寸b×h＝400mm×600mm，该柱计算长度l0＝3。6 m，最大内力截面上承受轴向压力设计值N=1500kN,弯矩设计值M＝450kN。m，混凝土强度等级为C25(fc＝11.9N/mm2），纵向钢筋HRB400（fy＝fy′=360N/mm2，xb＝0。518)，取as＝as′＝40mm,试计算截面配筋并选择钢筋。(20分)
（提示： ，z1 =0。5fcA/N，当z1>1.0时,取1。0； z2=1。15—0.01l0/h，当l0/h<15时,取z2 =1.0。）
五、已知：多层房屋,窗间承重墙，其设计参数如下：
荷载数据：轴向压力设计值N = 230 kN,偏心方向如图所示
弯矩设计值 M = 11。5 kN。m
几何数据：相邻窗间墙间距 s= 2400mm
墙厚 h= 240mm
窗洞口宽度 bs= 1200mm
墙高 H = 2800mm
墙体材料:烧结普通砖，MU15；砂浆强度等级：M5；抗压强度设计值：f = 1.83MPa
计算要求：1） 窗间墙受压承载力验算;（8分）
2） 窗间墙高厚比验算.（7分)
（提示：H0 = 0.6s;γβ = 1。0；[β］ = 22。00，系数φ见附表）
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2010 年～2011 年第 2 学期 工程结构 试卷 〖A卷答案〗
考试时间共120分钟
题号
1
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6
7
总分
得分

阅卷人

一、选择题
DDDAADCDBCAADDCDDCAC
二、根据《规范》5.2。3条得影响抗压强度的面积:
A0 = (bl + 2bw）bw = (240+2×240）×240 = 172800mm2
应用《规范》式（5。2.5—4）得梁端的有效支撑长度：
a0 = 10sqrt(hb/f） = 10×sqrt（360/1.30） = 166mm
局部受压面积：Al = a0bl = 166×240 = 39938mm2
由于A0/Al=4。3≥3，所以上部荷载折减系数Ψ = 0
应用《规范》式（5。2.2）得砌体局部抗压强度提高系数:
γ = 1 + 0.35sqrt（A0/Al — 1) = 1。64 ＜ γmax = 2。00
压应力图形完整系数：η = 0。7
N0 = σ0Al = 0.15×39938 = 5991(N） = 5.99(kN)
Nl = 50。00kN
结论：
ΨN0 + Nl = 50。00kN ≤ ηγfAl = 59.54kN，满足.
三、
1 内力设计值：
弯矩设计值 M=329.00kN.m，
剪力设计值 V=259。00kN,
2 抗弯计算：
　（1）求相对界限受压区高度ξb
　　εcu=0。0033-(fcu，k—50)×10-5=0.0033—（25-50)×10-5=0.00355
　　εcu〉0。0033，取εcu=0。00330
　　按规范公式（7.1.4-1)
　(2）单筋计算基本公式,按规范公式（7.2。1—1)
　(3)求截面抵抗矩系数αs
h0=h—as=600-35=565mm
　(4）求相对受压区高度ξ
　(5）求受拉钢筋面积As
　　As=ξα1fcbh0/fy=0。446×1。00×11。90×250×565/360=2081mm2
　（6)配筋率验算
　　受拉钢筋配筋率
　　　ρ=As/（bh）=2081/（250×600）=1。39% > ρsmin=max｛0。002，0。45ft/fy=0。45×1。27/360=0。0016}=0。0020
　　　配筋率满足要求
3 抗剪计算:
　(1）截面验算,按规范公式(7.5。1）
　　Vmax=αβcfcbh0=0。25×1。000×11。90×250×565=420219N=420.22kN 〉 V=259kN
　　截面尺寸满足要求。
　(2)配筋计算，按规范公式（7。5。4-2）
　　V 〈 0。7ftbh0+1.25fyv（Asv/s)h0
　　Asv/s = （V—0。7ftbh0）/（1。25fyvh0）
　　　　 = （259.00×103—0.7×1.27×250×565)/（1.25×210×565)
　　　　 = 0.89965mm2/mm=899。65mm2/m
4 配置钢筋:
（1）上部纵筋：计算As=300mm2，
实配2E14（308mm2 ρ=0.21％），配筋满足
(2)下部纵筋：计算As=2081mm2，
实配4E28(2463mm2 ρ=1.64％)，配筋满足
（3）箍筋：计算Av/s=900mm2/m，
实配d10＠170双肢（924mm2/m ρsv=0.37％），配筋满足
四、
1。 在 My 作用下正截面偏心受压承载力计算　
初始偏心距 ei
附加偏心距 ea ＝ Max{20， h/30} ＝ Max｛20, 20｝ ＝ 20mm
轴向压力对截面重心的偏心距 eo ＝ M / N ＝ 450000000/1500000 ＝ 300mm
初始偏心距 ei ＝ eo + ea ＝ 300+20 ＝ 320mm
偏心距增大系数 η　
ζ1 ＝ 0。5 * fc ＊ A / N ＝ 0.5＊11。94＊240000/1500000 ＝ 0。96　
ζ2 ＝ 1。15 - 0.01 ＊ Lo / h ＝ 1。15—0.01*3600/600 ＝ 1.09 ＞ 1。0,取 ζ2 ＝ 1.0　
η ＝ 1 + （Lo / h) ^ 2 ＊ ζ1 ＊ ζ2 / (1400 ＊ ei / ho）　
＝ 1+（3600/600）^2＊0.96*1/（1400＊320/560） ＝ 1。04　
轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离 e ＝ η ＊ ei + h / 2 — a ＝ 1.04*320+600/2—40　
＝ 594mm
混凝土受压区高度 x 由下列公式求得：N ≤ α1 ＊ fc ＊ b ＊ x + fy' ＊ As’ — σs ＊ As　
(混凝土规范式 7。3。4-1)　
当采用对称配筋时，可令 fy' ＊ As' ＝ σs ＊ As,代入上式可得：　
x ＝ N / （α1 * fc * b) ＝ 1500000/(1＊11.94*400） ＝ 314mm ＞ ζb * ho ＝ 290mm，　
属于小偏心受压构件,应重新计算受压区高度 x　
经试算，取 x ＝ 301mm
当 x ≥ 2a' 时，受压区纵筋面积 As’ 按混凝土规范公式 7.3.4—2 求得：　
N ＊ e ≤ α1 * fc ＊ b ＊ x * （ho — x / 2） + fy’ ＊ As' * （ho — as’）
Asy' ＝ ［N * e - α1 * fc ＊ b ＊ x ＊ (ho - x / 2)] / ［fy' ＊ （ho - as’)]
＝ ［1500000＊594—1＊11.94＊400＊301＊（560-301/2）]/［360*（560—40）］ ＝ 1611mm　
2。 轴心受压构件验算　
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 φ　
Lo/b ＝ Max｛Lox/bx， Loy/by｝ ＝ Max｛3600/400, 3600/600｝ ＝ Max｛9, 6｝ ＝ 9　
φ ＝ 1 / [1 + 0。002 * （Lo/b - 8) ^ 2] ＝ 0。998　
矩形截面面积 A ＝ b ＊ h ＝ 600＊400 ＝ 240000mm　
轴压比 Uc ＝ N / （fc * A） ＝ 1500000/（11。94*240000) ＝ 0。52　
纵向钢筋最小截面面积　
全部纵向钢筋的最小截面面积 As,min ＝ A * ρmin ＝ 240000*0。50% ＝ 1200mm　
一侧纵向钢筋的最小截面面积 As1，min ＝ A ＊ 0。20％ ＝ 240000*0。20％ ＝ 480mm　
全部纵向钢筋的截面面积 As' 按下式求得:　
N ≤ 0。9 ＊ φ ＊ (fc ＊ A + fy' * As')
As’ ＝ [N / 0。9φ — fc ＊ A] / (fy’ - fc）
＝ ［1500000/（0.9＊0。998)—11.94＊240000］/（360—11.94）
＝ —3437mm ＜ As，min ＝ 1200mm,取 As’ ＝ As,min
3 实配钢筋建议　
当角筋取φ18 时的计算面积： Asx ≥ 509mm； Asy ≥ 1611mm (As’ ＝ 3223mm）　
X 向： 2φ18+2φ16、Asx ＝ 911mm、ρx ＝ 0。38%；　
Y 向： 2φ18+3φ22、Asy ＝ 1649mm、ρy ＝ 0.69％； （As' ＝ 4103mm、ρ ＝ 1。71％）　
五、
1受压承载力计算:
H0 = 0.6s = 1440（mm）
γβ = 1.0
e = M/N = 50。00mm
β = γβH0/h = 6。00
由砂浆强度等级得， α = 0.0015
φ0 = 1 / (1 + αβ2） = 0。95
φ = 1 / (1 + 12（e/h + sqrt（1/12(1/φ0 — 1）))2） = 0。52
b = s - bs = 1200mm
A = bh = 288000mm2
结论：
N = 230。00kN ≤ φfA = 275.90kN,满足.
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2高厚比验算：
H0 = 0。6s = 1440（mm)
μ1 = 1。00
μ2 = max（（1 — 0。4bs/s)， 0.7） = 0.80
［β］ = 24。00
结论:
β = H0/h = 6。00 ≤ μ1μ2[β］ = 19。20，满足.
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