1997年西安公路交通大學碩士學位研究生入學考試結構設計原理試題 1、 鋼筋混凝土受彎構件指的是哪兩種構件？它們在構造形式上（包括外形和配筋）有何不同，在橋梁工程中常用于哪些部位？(10分)2、 簡述鋼筋混凝土適筋梁的工作階段及相應于各階段的正截面應力和應變的變化規律。（10分）3、 試繪出雙筋矩形截面（鋼筋混凝土）梁正截面強度計算圖式，并寫出其基本公式和應滿足的條件。(10分)4、 普通箍筋柱與鋼筋混凝土梁中都設有箍筋，兩者的箍筋在設計上和作用上有何不同之處？(10分)5、 你認為處理好結構構造問題和處理好結構計算問題哪個重要？為什么？(10分)6、 設計預應力混凝土結構時，為什么要進行預應力損失計算？預應力損失為何要分階段組合？另請簡要表達出先張法和后張法構件不同階段各應考慮哪些損失？(10分)7、 何為預應力度？根據預應力度可把預應力混凝土結構分為哪幾類？簡述各類預應力混凝土結構的受力特點。(10分)8、 某后張法預應力混凝土簡支梁的跨中截面，其形狀尺寸和配筋如圖1所示。已知非預應力鋼筋的Rg380Mpa，預應力筋的Ry1280MPa，混凝土標號為40號，Ra23MPa，jy0.4，試問該截面承受計算彎矩Mj311680KN.M是否安全？(10分)9、 鋼結構常用的連接方法有哪些？簡述各連接方法的特點。(10分)10、 圖2所示一混凝土立方體變長a20cm，緊密靠近剛性凹座的內壁，承受中心壓力P40KN，當凹座內剛壁與混凝土立方體之間理想光滑無摩擦時，求剛凹壁上所受的壓力及混凝土內的應力。（已知砼泊松系數1/6）。(10分)1998年西安公路交通大學碩士學位研究生入學考試結構設計原理試題 11、 在進行鋼筋混凝土結構構件計算時，為什么除應滿足截面強度要求外，還必須進行裂縫寬度的驗算？(10分)12、 為什么在鋼筋混凝土梁中采用高強鋼筋時不必要的，而在預應力混凝土中則必須配置高強鋼筋？（10分）13、 在圬工結構中，砂漿的物理力學性能指標主要有哪些，這些指標對砌體的質量（即強度）有何影響？(10分)14、 設有兩個軸心受拉構件，其配筋數量，材料強度，截面尺寸等均相同，只是一個施加了預應力，另一個沒有施加預應力，試問這兩個構件的強度承載力是否相同？開裂荷載是否相同？為什么？(10分)15、 鋼筋混凝土受彎構件（簡支梁）的斜截面破壞形態有哪些？現行公橋規的斜截面抗剪強度計算公式以何種破壞形態為依據？其它破壞形態怎樣防止？ (10分)16、 何謂鋼材的疲勞強度？橋梁結構用鋼應具備什么特性？為什么？(10分)17、 設計鋼筋混凝土彎、扭、剪復合受力構件時，可采用什么方法進行配筋計算？鋼筋如何布置（以矩形截面梁為例）？(10分)18、 如何劃分鋼筋混凝土大、小偏心受壓構件？簡述各自的破壞特征。(10分)19、 在實際工程中，混凝土局部承壓問題一般存在于結構的哪些部位？如何改變或提高構件的局部承壓性能？(10分)20、 有一段預應力筋如圖所示，長L24.4m，沿半徑R31.1m的曲線管道張拉，已知k0.003，0.35，若要保證B端預應力筋中心須具有拉應力yb892.25MPa，若只考慮摩擦損失而不計其它項預應力損失，試問在A端張拉時，應施加多大的錨下張拉應力k？(10分)1999年長安大學碩士學位研究生入學考試結構設計原理試題 21、 何謂T型梁翼緣板的有效寬度（或計算寬度）？鋼筋混凝土和預應力混凝土T梁翼緣板有效寬度的確定方法是否相同？影響T梁翼緣板有效寬度的因素有哪些？(10分)答; T型梁翼緣板的有效寬度（或計算寬度）：由于剪力滯效應，翼緣上的壓應力為非均勻分布，計算抗彎承載力時，以軸心抗壓強度為標準，所等效出的均勻分布寬度。兩種構件的確定方法相同。影響T梁翼緣板有效寬度的因素有：截面與跨徑(長度)的相對尺寸、翼板厚度、支承條件等。22、 鋼筋混凝土軸心受壓構件中縱筋和箍筋的作用是什么？（10分）答：縱筋的作用：協助混凝土承受壓力，可減小構件截面尺寸；承受可能存在的不大彎矩；防止構件的突然脆性破壞。普通箍筋的作用：防止縱向鋼筋局部壓屈，并與縱向鋼筋形成鋼筋骨架，便于施工。螺旋箍筋的作用是使截面中心部分混凝土成為約束混凝土，從而提高構件的強度和延性。23、 簡述鋼筋混凝土結構、全預應力混凝土結構及鋼結構的特點和相應的適用范圍？(10分)答：課本總論中可查到。24、 預應力混凝土梁內一般有哪些鋼筋？（2004年A）分別說明各種鋼筋的作用？(10分)（2003年A）答：（1）預應力筋：承受荷載，在梁端起彎起筋作用，布置原則：a、重心線不超出束界范圍；b、鋼束彎起的角度應與所承受的剪力變化規律相配合；c、應符合構造要求。（2）箍筋：承受剪力。（3）水平縱向輔助鋼筋：為了縮小腹板裂縫。（4）局部加強鋼筋：設在局部受力較大部位，承受局部受力。（5）架立筋與定位鋼筋：用于固定預留孔道制孔器位置的鋼筋。25、 設有兩片正常鋼筋混凝土簡支梁，其跨徑、配筋數量、配筋位置、材料強度、截面尺寸和工作條件均相同，只是一片梁的下緣主筋施加預應力，而另一片梁沒有施加預應力，試問這兩片梁的正截面強度是否相同？開裂荷載是否相同？為什么？(10分)（1998、1999、2002年）答：兩個構件的強度承載力是相同的。在正常配筋的范圍內，預應力混凝土梁的破壞彎矩主要與構件的組成材料受力性能有關，而與是否在受拉區鋼筋中施加預應力的影響很小。 開裂荷載前者高于后者。具體來說，預應力混凝土梁的抗裂彎矩要比同截面同材料的普通鋼筋混凝土梁的抗裂彎矩大一個消壓彎矩。26、 后張法預應力混凝土結構中一般發生哪些預應力損失，并分別說明減小這些預應力損失的措施？(10分)答：類型措施預應力筋與管道壁間摩擦引起的應力損失s1兩端張拉，超張拉錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失s2超張拉、選用變形小的錨具混凝土彈性壓縮引起的應力損失s4分階段張拉即每束鋼筋不一次張拉到位，循環張拉，直至全部預應力束張拉到位。鋼筋松弛引起的應力損失s5超張拉混凝土收縮和徐變引起的應力損失s6采用高標號水泥，減少水泥用量，降低水灰比，采用硬性混凝土；采用級配較好的骨料，加強振搗，提高混凝土的密實性；加強養護，以減小混凝土的收縮。27、 簡述簡支梁中普通鋼筋和預應力鋼束的布置原則？ (10分)答：（1）預應力鋼束布置原則：a、重心線不超出束界范圍；b、鋼束彎起的角度應與所承受的剪力變化規律相配合；c、應符合構造要求。（2）箍筋：滿足抗剪要求，符合構造規定。（3）水平縱向輔助鋼筋：符合構造要求即可，達到防裂目的。（4）局部加強鋼筋：按照受力計算設置。（5）架立筋與定位鋼筋：滿足施工需要即可。28、 部分預應力混凝土結構有哪些特點？ (10分)答：部分預應力混凝土結構，0jgho時，為超筋截面，當Xc1m時設置，主要作用是在梁側面發生裂縫后減少混凝土裂縫寬度。四、 為什么預應力混凝土梁需要進行正常使用階段應力驗算？而鋼筋混凝土梁卻不需要進行使用階段應力驗算？(10分)答：預應力混凝土梁在各個受力階段有其不同受力特點，正常使用階段預應力損失全部完成，有效預應力最小，既為永存預應力，顯然，永存預應力要小于施工階段的有效預應力值。為保證結構安全可靠，須進行應力驗算。而鋼筋混凝土梁的不利受力階段在施工階段，特別是梁的安裝、運輸過程中的，梁的支承條件、受力圖式會發生變化，故只需進行施工階段的應力驗算。五、 某預應力筋的線型為圓曲線，圓曲線長度為L，半徑為R，采用一端固定，一端張拉，假定已知管道摩阻系數，偏差系數k，預應力筋截面積為Ay，彈性模量為Ey，試確定僅考慮摩阻影響時張拉控制應力Nk與預應力筋張拉伸長量L之間的關系(10分)答：結構設計原理P234或參照重點筆記中03試題答案第六題六、 鋼筋混凝土軸心受壓普通箍筋柱和螺旋箍筋柱在承載能力計算方面有何不同？考慮縱向彎曲影響時，軸心受壓與偏心受壓計算中的和有何區別？(10分)答：前者計算式為：Nu=b（RaA/c+RgAg/s）；后者為：Nu=b（RaAhe/c+2RgAjg/s +RgAg/s）。可見鋼筋混凝土軸心受壓普通箍筋柱計算承載力時需考慮縱向彎曲系數，后者不用。而螺旋箍筋柱中螺旋箍筋需換算成體積相等的縱向鋼筋面積來進行承載力計算。軸心受壓計算中的為長柱失穩破壞時的臨界壓力Pc與短柱壓壞時的軸心壓力Nu的比值，稱為縱向彎曲系數。主要受柱長細比的影響，對矩形截面為=Lo/b。8時為短柱，可不考慮縱向彎曲系數，1。而偏心受壓計算中的=（eo+f）/eo，考慮的是構件由于側向撓度而引起的二階彎矩的影響，稱為偏心受壓構件考慮縱向撓曲影響的軸向力偏心距增大系數。也受柱長細比的影響，對矩形截面為=Lo/h8，對圓形截面為=Lo/d7時構件為短柱，=1。其他情況下，=1/（1-cNjLo/10eEhIhb），其中e為考慮偏心距對值的影響系數，即e=0.1/（0.3+eo/h）+0.143，eo/h1時，取e=0.22。七、 簡述我國常用錨具的種類、工作原理、適用場合及相應的優缺點(10分)答：（1）錐形錨。依靠摩阻力錨固的錨具。主要用于鋼絲束的錨固。優點是錨固面積小，便于在梁體上分散布置，缺點是錨固時鋼絲的回縮量大，應力損失較其他錨具大，不能重復張拉和接長。（2）墩頭錨。依靠鋼絲的鐓粗頭承壓進行錨固。主要用于直線式鋼絲束的錨固，也可錨固直徑14mm以下的直線式鋼筋束。優點是錨固可靠，不滑絲，應力損失小。缺點是筋束張拉噸位大，鋼絲數多，施工麻煩。（3）鋼筋螺紋錨具。依靠鋼筋螺紋承壓進行錨固。主要用于預應力筋束為高強粗鋼筋時。優點是錨固可靠，施工方便，預應力損失小，能重復張拉。（4）夾片錨具。主要用于錨固鋼絞線筋束。其中鋼絞線夾片錨和扁型夾片錨具主要是靠摩阻力進行錨固，一端張拉時固定端采用的壓花錨具主要靠粘結力錨固，擠壓錨具主要靠摩阻力。八、 鋼筋混凝土深梁與普通混凝土梁在破壞形態、配筋構造和內力計算等方面有何差異？(10分)答：（1）破壞形態上。鋼筋混凝土深梁主要是彎曲破壞、剪壓破壞、局部承壓破壞和錨固破壞。普通鋼筋混凝土梁正截面上主要是少筋、超筋梁破壞和適筋梁破壞，斜截面上主要是斜拉破壞、斜壓破壞和剪壓破壞。（2）配筋構造上。對于鋼筋混凝土深梁，縱向受拉鋼筋宜均勻布置在深梁下邊緣以上0.2h的高度范圍內，下部縱向鋼筋應全部伸入支座且應可靠地錨固，不得在跨間彎起或截斷。對于荷載作用在頂部的深梁，在端支座處應設置附加水平鋼筋和附加豎向鋼筋，其范圍為0.3hx0.5h。普通混凝土梁則主要是縱筋，箍筋，架立筋等，縱筋按計算要求確定，箍筋一般滿足規范構造要求既可。（3）內力計算方面。簡支梁與普通鋼筋混凝土簡支梁類似，以支座反力推算截面上的彎矩和剪力。連續梁的內力計算，跨高比較小，作用在深梁上的荷載主要通過壓縮剛度和剪切剛度直接傳到支座上，因此彎矩和剪力與一般連續梁不同，其跨中正彎矩比一般連續梁大，而支座負彎矩偏小，且隨跨高比和跨度的不同而變化，計算應考慮剪切變形的影響，按彈性力學方法計算。九、 試述影響砌體抗壓強度的主要因素及其原因(10分)答：影響砌體主要抗壓強度的重要因素是：（1）塊材的強度、尺寸和形狀。塊材是砌體的主要組成材料，因此對砌體的強度起重要作用。（2）砂漿的強度、和易性和保水性。砂漿強度直接影響砌體的抗壓強度和塊材與其之間的橫向變形差異。砂漿的和易性和保水性則影響砂漿的強度，及其作用的發揮。（3）砌筑質量。灰縫的質量，砂漿鋪砌的質量都直接影響整體的受力而影響砌體的抗壓強度。十、 何謂鋼結構的受力性連接和綴連性連接？常用的鋼結構連接方法有哪些？(10分)答：受力性連接是將內力由結構的一部分傳至另一部分的連接方式；綴連性連接是使所有組成構件的各部分形成整體而共同工作，而在計算時不考慮連接處受力的連接方式。常用的連接方式有：焊接連接、鉚釘連接、普通螺栓連接和高強螺栓連接。焊接連接不削弱截面，剛性好，構造簡單，施工方便，可采用自動化操作，但有殘余應力；鉚釘連接費料費工，但塑韌性比較好，工作可靠；普通螺栓連接拆裝方便，施工簡單，一般用于臨時結構；高強螺栓強度高，工作可靠，安裝方便，用于永久性結構。長安大學2002年攻讀碩士學位研究生入學考試試題 考試科目：結構設計原理 第 1 頁 共1頁1、 進行結構設計時，處理結構構造問題應考慮哪些因素？簡述其理由（均以鋼筋混凝土簡支受彎構件為例回答）(15分)答：（1）鋼筋種類及骨架形式；影響結構穩定性和施工的方便。（2）縱向鋼筋配筋率；直接影響結構的抗彎能力。（3）混凝土保護層厚度；防止鋼筋受腐蝕并保證鋼筋與混凝土的粘結。（4）鋼筋凈距；鋼筋布置過密造成經濟上的浪費，過疏則造成承載力不夠。（5）箍筋設計；固定縱筋，幫助混凝土抗剪，并與縱筋、架立筋組成骨架。（6）彎起筋起彎點，截斷點，各彎起鋼筋的水平投影能相互有重疊部分。2、 試述鋼筋混凝土和全預應力混凝土簡支受彎構件的主要設計步驟，并對各自的設計特點進行對比分析(25分)答：鋼筋混凝土受彎構件主要設計步驟：（1） 根據設計要求，參照已有設計的圖紙和資料，選定構件的截面型式與相應尺寸。（2） 根據結構可能出現的荷載組合，計算控制截面最大的設計彎矩和剪力。（3） 對于控制截面進行受拉鋼筋計算。（4） 腹筋設計，包括箍筋和彎起鋼筋及斜筋設計。（5） 斜截面抗剪強度驗算。（6） 施工階段應力驗算。（7） 最大裂縫寬度驗算。（8） 梁跨中撓度驗算。全預應力混凝土簡支受彎構件的主要設計步驟：（1） 根據設計要求，參照已有設計的圖紙和資料，選定構件的截面型式與相應尺寸。（2） 根據結構可能出現的荷載組合，計算控制截面最大的設計彎矩和剪力。（3） 根據正截面抗彎要求和已初定的混凝土截面尺寸，估算預應力鋼筋的數量并進行合理布置（4） 計算主梁截面幾何特性（5） 計算預應力筋的張拉控制應力，估算各項合理損失并計算各階段相應的有效預應力（6） 進行施工和使用階段的應力驗算（7） 進行正截面、斜截面強度驗算（8） 進行主梁的變形計算（9） 進行錨端局部承受計算與錨固區設計3、 設有兩個受拉構件，其配筋數量、配筋位置、材料強度、截面尺寸及工作條件等均相同，只是一個施加了預應力，另一個沒有施加預應力，試問這兩個構件的強度承載力是否相同？開裂荷載是否相同？為什么？(15分)答：兩個構件的強度承載力是相同的。在正常配筋的范圍內，預應力混凝土梁的破壞彎矩主要與構件的組成材料受力性能有關，而與是否在受拉區鋼筋中施加預應力的影響很小。 開裂荷載前者高于后者。具體來說，預應力混凝土梁的抗裂彎矩要比同截面同材料的普通鋼筋混凝土梁的抗裂彎矩大一個消壓彎矩。4、 普通箍筋柱與鋼筋混凝土梁中都設置有箍筋，兩者的箍筋在設計和作用方面有何不同之處？(10分)答：普通箍筋柱中，箍筋的主要作用是防止縱向鋼筋局部壓屈。箍筋直徑一般不小于6mm，必須作成封閉式。箍筋間距應小于縱向受力筋的15倍或構件截面的較小尺寸，并不大于400mm。 鋼筋混凝土梁中，箍筋主要幫助混凝土抗剪。形式上有雙肢開口式和雙肢、四肢閉口式。箍筋直徑一般不小于6mm或主筋直徑的1/4。箍筋的間距不大于梁高的3/4和500mm，對于薄壁受彎構件及高度小于300mm的不應超過200mm，梁高大于4m的不應大于梁高的1/10。支承截面處，支座中心兩側各相當梁高1/2的長度范圍內箍筋間距不大于100mm，直徑不小于8mm。5、 鋼結構常用的連接方式有哪些？簡述各連接方式的構造和受力特點(15分)答：焊接連接、鉚釘連接、普通螺栓連接和高強度螺栓連接 焊接連接有三種形式，具體為對接、搭接和角接。對接的受力特點是傳力均勻，沒有顯著的應力集中，對承受動力荷載有利。搭接和角接的受力特點是焊縫處應力集中現象較為嚴重，在反復荷載下易疲勞。鉚釘連接主要連接形式為對接、搭接和角接。對接受力情況對稱，內力傳遞不會產生偏心，不會發生撓曲和轉動，承載能力較高。搭接受力會產生撓曲和轉動，承載力較低。角接受力平均，但承載力小。普通螺栓連接分為剪力螺栓連接和拉力螺栓連接。前者依靠螺桿的承壓和抗剪傳遞垂直于螺桿的外力；后者依靠螺桿受拉傳遞平行于螺桿的外力。高強螺栓連接分為摩擦型高強螺栓和承壓型高強螺栓，前者只靠被連接構件接觸面之間摩擦力傳力，后者除靠摩擦力外，還依靠桿身的承壓和抗剪傳力。6、 試以預應力度為基礎，對配筋混凝土結構進行分類，并簡述各類配筋混凝土結構的受力特點(10分)答：按預應力度加筋混凝土結構可分為：（1）全預應力混凝土結構，1，其受力特點為：沿預應力筋方向的正截面不出現拉應力，不出現裂縫，全截面受壓。（2）部分預應力混凝土結構，01 ，其受力特點為：沿預應力筋方向正截面出現拉應力或出現不超過規定寬度的裂縫。（3）鋼筋混凝土結構，=0，其受力特點為：受拉區混凝土很快達到其極限拉應變，出現裂縫，拉力主要由鋼筋承受，只至鋼筋屈服，受壓區混凝土最終壓碎破壞。7、 名詞解釋(10分)（1） 反拱度：偏心預加力引起的上撓度。（2）預拱度：為了削除結構重力這個長期荷載引起的變形，而設置的大小相當于結構重力和半個靜活載引起的豎向撓度。（3）徐變：應力不變的情況下，應變隨時間繼續增長的現象。（4）徐舒：筋束在一定拉應力值下，將其長度固定不變，則筋束中的應力隨時間延長而降低的現象。（5）預應力損失：由于施工因素、材料性能、和環境條件等的影響，鋼筋中的預拉應力將要逐漸減少，這種減少的應力既為預應力損失。長安大學2003年攻讀碩士學位研究生入學考試試題考試科目：結構設計原理 共4頁 第1頁一、 名詞解釋（每題2分，共20分）1、剪跨比 :是一個無量綱常熟，用mM/Qho表示，M,Q分別為受剪區段中某個豎直截面的彎矩和剪力，ho為截面有效高度。2、有效預應力：在施工階段由于各因素影響，使預加力筋中的預拉應力將產生部分損失，通常把扣除應力損失后的預應力筋中實際存在的預應力成為有效預應力。3、時效：鋼筋張拉后停留一段時間再張拉，剛才強度提高，塑性下降的現象。 4、預應力度：由預加應力確定的消壓彎矩與外荷載產生彎矩的比值。 5、無粘結預應力：配置主筋為無粘結預應力筋的后張法預應力混凝土梁6、配箍率：nk/bSk，n為箍筋肢數，k為每一肢的面積，b為截面寬度，Sk為箍筋間距。即沿箍筋斷面切開，箍筋面積與整個斷面的面積的比值。7、界限破壞：鋼筋混凝土梁的受拉區鋼筋達到屈服應變而開始屈服時，受壓區混凝土邊緣也同時達到其極限壓應變而破壞，此時成為界限破壞。 8、剪壓破壞：梁在剪彎區段內出現斜裂縫，隨著荷載的增大，陸續出現幾條斜裂縫，其中一條發展成為臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現后，梁還能繼續增加荷載，斜裂縫伸展至荷載墊板下，直到斜裂縫頂端在混凝土正應力、剪應力及荷載 引起的豎向局部壓應力共同作用下被壓碎破壞，破壞處出現很多平行的斜向短裂縫和混凝土碎渣。 9、消壓彎矩：消除構件控制截面受拉區邊緣混凝土的預壓應力，使其恰好為零的彎矩。 10、徐變：在應力不變的情況下，混凝土的應變隨時間增長的現象。二、 鋼筋混凝土受彎構件及預應力混凝土受彎構件對其組成材料的物理力學性能有何要求？簡述其原因。（15分）答：鋼筋混凝土受彎構件：對鋼筋的要求：強度高，有良好的塑性和可焊性，以適應變形，避免突然破壞，保證焊接接頭性能，不產生裂紋及過大變形。良好的粘結性，為了與混凝土共同工作。對混凝土的要求：早期強度高，混凝土低收縮，低徐變，和易性好，強度適中。早期強度高為了提高施工進度，低收縮避免混凝土產生拉應力而開裂。和易性好便于施工，與鋼筋共同作用。徐變會使構件變性增加，引起應力重分布。預應力混凝土受彎構件：對鋼筋的要求：（1）強度高，彌補各種因素所造成的預應力損失，有效建立預應力。（2）良好的塑性和焊接性能，以保證破壞前由較大變形能力，焊接則保證鋼筋加工質量。（3）由良好的粘結性能。（4）應力松弛要低，以較少預應力損失。預應力鋼筋的發展趨勢：高強度，粗直徑，低松弛和耐腐蝕。對混凝土的要求：強度高，為了充分發揮早高強鋼材的抗拉強度，有效減少構件截面尺寸，減輕自重。快硬，早強，以便能及早施加預應力，加快施工進度 ，提高模板設備利用率。均質性好，保證混凝土的澆筑質量。低收縮，低徐變，以減少預應力損失。三、 有四根截面尺寸相同但配筋不同的鋼筋混凝土單筋簡支梁： min； minmax試回答以下問題：1、這四根梁各自將出現出什么樣的破壞形態？為少筋為適筋為界限為超筋2、破壞時鋼筋分別處于什么范圍？鋼筋達到了強度甚至極限強度屈服屈服未屈服3、破壞時所能承受的最大彎矩如何計算？（以矩形截面梁為例，用計算式表達）（25分）對少筋按素混凝土梁RfMYx/I=6Mh/bh，得出MfRfbh/6適筋，RgAgRabx，MpRgAg（hox/2）/s= Rabx（hox/2）/s超筋，取jg，xjg ho，則MpRabXjg（hox/2）/c四、 在鋼筋混凝土雙筋截面梁中配置受壓鋼筋的主要作用是什么？該配筋方式在橋梁工程中適用于哪些情況？有何優缺點？（20分）答：雙筋截面梁中受壓鋼筋的主要作用：協助混凝土受壓，改變截面的塑性變形能力。適用于:a、Mj較大而截面尺寸受使用條件或混凝土限制，按單筋計算出現超筋。b、承受異號彎矩（連續梁內支點處截面）。c、由于構造方面原因，支點處往往有很大剪力，防止混凝土碎。d、裝配式構件為減輕自重。優缺點：提高截面延性，并減小長期荷載下變形，但一般情況下采用受壓筋承受部分壓力不經濟。五、 鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支粱中一般配置有哪些鋼筋？請分別說明這些鋼筋的作用和布置原則。（30分）答：鋼筋混凝土梁：（1）縱向受拉鋼筋。主要受力筋，代替混凝土受拉。（2）箍筋。幫助混凝土抗剪，抑制裂縫開展和延伸，固定縱向鋼筋，并和縱向鋼筋以及架立筋等組成骨架。（3）架立筋。和主筋、箍筋等組成鋼筋骨架便于施工。（4）彎起筋或斜筋。抗剪。（5）水平縱向鋼筋。梁高h1m時設置，主要作用是在梁側面發生裂縫后減少混凝土裂縫寬度。預應力混凝土梁：（1）預應力筋：承受荷載，在梁端起彎起筋作用，布置原則：a、重心線不超出束界范圍；b、鋼束彎起的角度應與所承受的剪力變化規律相配合；c、應符合構造要求。（2）箍筋：承受剪力。（3）水平縱向輔助鋼筋：為了縮小腹板裂縫。（4）局部加強鋼筋：設在局部受力較大部位，承受局部受力。（5）架立筋與定位鋼筋：用于固定預留孔道制孔器位置的鋼筋。六、 試推導預應力摩阻損失s1的計算公式。（10分）答：P234或參照重點筆記中03試題答案。七、 簡述橋梁用高強螺栓連接的工作機理和計算方法。（15分）答：摩擦型高強螺栓靠摩擦力傳力，在整個使用期間外剪力不超過內摩擦，剪切變形小，連接的構件能彈性地整體工作，抗疲勞能力強。次要構件按最大內力法；主要構件按等強度法。八、 試述影響砌體抗壓強度的主要因素及其原因。（15分）答：影響砌體主要抗壓強度的重要因素是：（1）塊材的強度、尺寸和形狀。塊材是砌體的主要組成材料，因此對砌體的強度起重要作用。（2）砂漿的強度、和易性和保水性。砂漿強度直接影響砌體的抗壓強度和塊材與其之間的橫向變形差異。砂漿的和易性和保水性則影響砂漿的強度，及其作用的發揮。（3）砌筑質量。灰縫的質量，砂漿鋪砌的質量都直接影響整體的受力而影響砌體的抗壓強度。長安大學2003年攻讀碩士學位研究生入學考試試題考試科目：結構設計原理 共一頁 第一頁四、 名詞解釋（每題3分，共30分）1、徐變 2、極限狀態 3、尺寸效應 4、預應力損失 5、局部承壓6、有效預應力 7、消壓彎矩 8、預應力度 9、開裂彎矩 10、粘結應力五、 填空（每空2分，共30分）1、鋼筋混凝土受彎構件正截面破壞形態與 的含量、 和混凝的 有關。2、鋼結構是由若干構件組成的，各構件按某種方式加以連接，按照受力的不同，連接可分為 和 兩種。3、由于結構構件中塊材與砂漿實際強度值的不同，砌體在受剪、受拉、及彎曲受拉時，其破壞可分為 、 兩種情況。4、無腹筋簡支梁斜截面破壞形態有 、 、 三種。5、影響鋼筋混凝土構件鋼筋銹蝕的主要因素 、 、 、 等等。6、應力循環特征值是多次重復作用的荷載所引起的最小應力和最大應力的比值。 和與值大小有關。六、 敘述題（共90分）1、 為什么鋼筋混凝土梁不需進行正常使用階段的應力驗算，而預應力混凝土梁卻需要？（20分）2、 鋼筋混凝土偏心受壓構件有幾種破壞形態？試說明其破壞機理及如何判定大、小偏心受壓構件的界限？（10分）3、 簡述復合應力狀態下的混凝土強度特性？并說明其在結構設計中的應用？（15分）4、 鋼筋混凝土受彎構件從加載到破壞正截面的受力和變形全過程共分了幾個階段？并說明各階段梁正截面上的應力分布規律？（15分）5、 試述鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件對鋼筋和混凝土材料性能的要求？（10分）6、 試述鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件配筋種類及其作用？（20分）長安大學2003年攻讀碩士學位研究生入學考試試題試題評分標準及答案考試科目：結構設計原理 共3頁 第1頁 一、 名詞解釋（每題3分，共30分）1. 在長期荷載作用下，混凝土的變形將隨時間而增加，即在應力不變的情況下，混凝土的應變隨時間繼續增長，這種現象被稱為混凝土的徐變。2. 是指一個結構或結構的一部分達到一個使它不適合使用的特殊狀態。 3. 試驗表明,混凝土立方試塊愈小,則量測所得的強度愈高,這種現象稱為尺寸效應.4. 由于施工因素、材料性能、環境不同等的影響，鋼筋中的預拉應力將要逐漸減小。這種減小的應力就稱為預應力損失。 5. 構件的受力表面上僅有部分面積承受壓力時，稱為局部承壓。6. 是指錨下控制應力，扣除相應階段的應力損失后，在筋束中實際存在的預拉應力值。7就是用荷載產生的彎矩，去消除預應力混凝土構件控制截面受拉區邊緣混凝土的預壓應力，使該邊緣混凝土的應力恰好為零時的荷載彎矩值，就是消壓彎矩。它是表示預應力度的重要參數。構件的荷載彎矩小于或等于消壓彎矩時為全預應力混凝土，構件的荷載彎矩大于消壓彎矩時為部分應力混凝土。8. 按正常使用極限狀態設計時受彎構件預應力度是由預加力大小確定的消壓彎矩M0與外荷載彎矩M的比值。9. 構件在荷載作用下，受拉區混凝土應力達到抗拉極限強度時的應力狀態，即稱為裂縫即將出現狀態。此時荷載產生的彎矩就稱為開裂彎矩。預應力混凝土梁的開裂彎矩等于消壓彎矩加上同截面鋼筋混凝土梁的開裂彎矩。10.在鋼筋單位表面積上的粘結力。當粘結應力達到極限值時，就會發生粘結破壞而使鋼筋產生相對于混凝土的滑動。二、 填空(每空2分,共30分)1筋混凝土受彎構件正截面破壞形態與縱向受力鋼筋的含量、鋼筋和混凝土的強度有關。2 鋼結構是由若干構件組成的,各構件按某種方式加以連接,按照工作性質的不同,連接可分為受力性連接和綴連性連接兩種。3 由于結構構件中塊材與砂漿實際強度值的不同，砌體在受剪、受拉、彎曲受拉時，其破壞可分為沿砌體通縫、沿砌體齒縫截面的砌縫和塊材本身兩種情況。4 無腹筋簡支梁斜截面破壞形態有剪壓、斜拉、斜壓三種。5 響鋼筋混凝土構件鋼筋銹蝕的主要因素密實程度、裂縫寬度、裂縫形狀、裂縫長度等。考試科目：結構設計原理 共3頁 第2頁 6 應力循環特征值是多次重復作用的荷載所引起的最小應力和最大應力的比值。疲勞強度與值大小有關。1. 敘述題（共90分）（答題要點）答：預應力混凝土梁從預應力建立起，混凝土和預應力鋼筋就始終處于高應力水平狀態下工作，隨著預應力損失發生到正常使用階段已基本完成，預加力效應在此過程中發生了較大改變，預應力鋼筋和混凝土材料的變形能力較差，已發生脆性破壞，故需進行正常使用階段的應力驗算來保證結構的安全性。（10分）鋼筋混凝土中的鋼筋和混凝土材料的變形能力較好，潛在的承載力大，正常使用階段的裂縫寬度限制條件實際上同時也限制了鋼筋和混凝土的應力，故鋼筋混凝土梁不需要進行正常使用階段的應力驗算。（10分）2.答：有受拉（大偏心受壓）和受壓（小偏心受壓）破壞。（2分）大偏心受壓破壞：偏心受壓構件的破壞是由于受拉鋼筋首先到達屈服強度導致受壓混凝土壓壞。（3分）小偏心受壓破壞：偏心受壓構件的破壞是由于受壓區混凝土先被壓碎的一種破壞。（3分）對于矩形截面偏心受壓構件，當受拉鋼筋達到屈服應變時，受壓邊緣混凝土也剛好達到極限壓應變值，這就是界限狀態。（3分）由上可見，矩形截面偏心受壓構件部分受拉部分受壓時的應變變化規律于受彎構件截面應變變化是相似的，則兩種不同偏心受壓破壞可用受壓區高度界限系數jg來判定。（4分）3.答：復合應力狀態下的混凝土強度有二向應力狀態、三向應力狀態、法向應力和剪應力復合后的強度。（5分）在二向應力狀態中雙向受拉兩應力相互影響不大，雙向受壓混凝土強度要比單向受強度提高27%，拉壓復合時混凝土的強度將會降低。法向應力和剪應力復合狀態下，由于剪應力的存在，混凝土的抗壓強度將低于單軸向抗壓強度。三向應受壓狀態下，混凝土的抗壓強度將大為提高，比單向受強度提高67倍。（5分）在設計中采用受壓柱中配置箍筋和鋼管混凝土柱以及抗剪鋼筋與預應力筋等滿足這些特性。（5分）4.答：共分了三個階段。（5分）；應力分布規律（略）（10分）5. 答：鋼筋混凝土中的鋼筋和混凝土的強度不宜過高，受混凝土的裂縫控制，太高導致有效利用率低。對鋼筋的塑性、可焊性及混凝土的握裹力要較好。（5分）預應力混凝土受彎構件對混凝土的要求有強度要高、收縮和徐變變行要小。對鋼 筋的要求是強度要高有較好的塑性和焊接性能、較好的粘結性能。（5分）考試科目：結構設計原理 共3頁 第3頁 6.答：鋼筋混凝土受彎構件中所配鋼筋有主鋼筋、彎起鋼筋、箍筋、架立鋼筋及縱向水平鋼筋等。（5分）主鋼筋主要承受拉應力；彎起鋼筋主要抗剪；箍筋除抗剪外，還起固定主筋與架立筋形成鋼筋骨架；架立鋼筋是固定箍筋并與主筋形成鋼筋骨架；縱向水平鋼筋主要用與抵抗溫度應力與混凝土收縮應力等。（5分）預應力混凝土受彎構件所配鋼筋除預應力鋼筋外，還配置有各種型式的非預應力鋼筋，如箍筋、水平縱向輔助鋼筋、局部加強鋼筋、架立鋼筋與定位鋼筋。（5分）預應力鋼筋主要承受拉應力和剪應力；箍筋主要抗剪，在T 梁馬蹄中的閉合箍筋是防止混凝土橫向變形過大和沿梁軸向水平裂縫。局部加強鋼筋用與局部受力較大的部位，如梁端錨固區，梁底支承處。架立鋼筋是支撐箍筋，定位鋼筋是固定預留孔道制孔器的位置。（5分） 2004年碩士研究生入學考試試題 標準答案試題名稱：結構設計原理（A卷） 第 1 頁 共 5 頁 一、填空（共20分，除第7題為每空2分外，其余為每空1分）1.在截面尺寸一定的情況下，鋼筋混凝土少筋梁的承載力取決于 砼抗拉強度 ；適筋梁的承載力取決于 受拉鋼筋強度及面積 ；超筋梁的承載力取決于 砼抗壓強度 。2.鋼筋混凝土大偏心受壓構件，增加軸壓力將使其抗彎能力 提高 ；而小偏心受壓構件，增加軸向力將使其抗彎能力 減小 。3.砌體的抗拉、抗彎與抗剪強度 遠小于 砌體的抗壓強度，這是因為砌體的抗壓強度主要取決于 塊材 的強度，而砌體的抗拉、抗彎與抗剪強度取決于 砌縫 的強度。4.鋼筋經過機械冷加工產生塑性變形后，其屈服強度和極限強度均有所 提高 ，而塑性性能和彈性模量則有所 下降 。5.預應力混凝土梁中，鋼筋的種類有： 縱向預應力鋼筋、箍筋、架立鋼筋、 縱向水平鋼筋、局部加強鋼筋、（定位鋼筋） 。6.對預應力混凝土梁，若xjyh0，則梁在受彎破壞時，受拉預應力鋼筋的應力 小于抗拉強度 。7.某預制構件，截面為矩形，截面尺寸為200240mm，配有425的級鋼筋（中心對稱配筋），澆筑兩個月后測得長度方向收縮應變為0.15，則此時的鋼筋應力為 30MPa(壓)，混凝土應力為1.23MPa(拉)。（）試題名稱：結構設計原理（A卷） 第 2 頁 共 5 頁二、名詞解釋（共20分,每詞4分）束 界根據施工、使用階段構件上、下緣不出現拉應力的原則，確定出的預應力鋼筋合力中心的界限。反拱度由預加力產生的與使用荷載撓度方向相反的撓度。深 梁梁高與跨徑相差不大的梁；計算時除了考慮彎曲變形外，還須考慮剪切變形的影響。翼緣的計算寬度由于剪力滯效應，翼緣上的壓應力為非均勻分布，計算抗彎承載力時，以軸心抗壓強度為標準，所等效出的均勻分布寬度。無粘結部分預應力混凝土在受拉區同時配置無粘結預應力鋼筋和普通熱軋鋼筋的預應力混凝土，其承載力較有粘結混凝土構件為低，普通熱軋鋼筋可有效改善其裂縫和變形特征。三、簡答題（共60分,每小題10分）1.在抗剪設計時，如何對三種形式的剪切破壞進行設防？答：防止發生斜拉破壞，使其轉化為剪壓破壞。 防止發生斜拉破壞，使其轉化為剪壓破壞。 剪壓破壞可通過抗剪設計，使其具有足夠的承載力。2.在什么情況下需在受彎構件的受壓區配置預應力鋼筋？在受彎構件受壓區配置預應力鋼筋會帶來什么不利影響？答：對跨度較大的構件，為滿足運輸、安裝過程中的受力要求，有時需在使用階段的受壓區設置預應力鋼筋。不利影響：抗裂性和承載能力均下降。3.徐變和收縮對預應力砼受彎構件有什么不利影響？答：預應力損失；徐變