第一篇：结构设计原理-2007答案
试题名称：404结构设计原理（A）
2007年硕士研究生入学考试试题
试题名称：404结构设计原理（A）
一、名词解释（每小题6分, 共54分）
1.混凝土在荷载长期作用下产生随时间而增长的变形称为徐变，当应力≤0.5R0a时，为线性徐变
2.结构的安全性，适用性，耐久性这三者总称为可靠性
3.将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种抗压性能相同的假想材料组成的匀质截面为换算截面
4.超过这种极限状态而导致的破坏，是指允许结构物发生局部损坏，而对已发生就不破坏结构的其余部分，应该具有适当的可靠度，能继续承受降低了的设计荷载。
5.构件的受力表面上仅有部分面积承受压力时，称为局部承压。
6.砌体是由不同形状和尺寸的砖、石及混凝土块材通过砂浆等胶结料按一定的砌筑规则砌筑而成的满足构件既定尺寸和形状的受力整体。
7.当配筋率超过一定值，受压区混凝土压碎，受拉钢筋未屈服的梁。
8.按正常使用极限状态设计时受弯构件预应力度λ是由预加力大小确定的消压弯矩M0与外荷载弯矩M的比值
9.梁高与跨径相差不大的梁；计算时除了考虑弯曲变形外，还须考虑剪切变形的影响
10、钢筋与混凝土由于受变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力。
二、简答题（每小题10分, 共40分）
1、答：内部因素：混凝土强度，渗透性，混凝土强度标号，水泥品种，等级，用量，外加剂用量。外部因素：温度，CO2含量，考虑问题：冻融破坏，碱集料，侵蚀性介质腐蚀（SO+，H+，海水，盐类结晶型腐蚀），机械磨损，混凝土炭化，钢筋锈蚀等。
2、答：应考虑的因素：大气侵蚀因素，其他环境因素作用，及保证钢筋和混凝土有良好的粘结性。
3、答：不能再增加荷载，因为裂缝截面出的受拉钢筋已经屈服，因此其拉力保持为常值；裂缝截面出受拉区大部分混凝土已经推出工作，受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满，有上升端曲线，也有下江段曲线；由于裂缝开展使得截面内力臂略有增加，故截面弯矩也
略有增加；弯矩—曲率关系为接近与水平直线的曲线，截面承载能力没有明显变化。
4、答：受拉区施加预应力对受力性能的影响：减小构件竖向剪应力和主拉应力，提高结构的刚度，减小重复荷载的应力幅值。
受压区施加预应力对受力性能的影响：对跨度较大的构件，为满足运输、安装过程中的受力要求，有时需在使用阶段的受压区设置预应力钢筋。不利影响：抗裂性和承载能力均下降。
5、答:钢材破坏的两种形式：塑性破坏和脆性破坏。
对结构安全的影响：塑性破坏由于变形过大，超过了钢材可能的应变能力而产生，由于有较大的塑性变形发生且变形持续时间较长，容易即使发现而采取措施给予补救，对结构安全影响小；脆性破坏是突然发生的没有明显的预兆，因而无法及时察觉和采取补救措施，一旦发生则可能导致整个结构发生破坏，与塑性破坏相比较，其后果严重，危险性较大。
6、全预应力混凝土简支受弯构件的主要设计步骤：
（1）根据设计要求，参照已有设计的图纸和资料，选定构件的截面型式与相应尺
寸。
（2）根据结构可能出现的荷载组合，计算控制截面最大的设计弯矩和剪力。
（3）根据正截面抗弯要求和已初定的混凝土截面尺寸，估算预应力钢筋的数量并
进行合理布置
试题名称：404结构设计原理（A）
（4）计算主梁截面几何特性
（5）计算预应力筋的张拉控制应力，估算各项合理损失并计算各阶段相应的有效
预应力
（6）进行施工和使用阶段的应力验算
（7）进行正截面、斜截面强度验算
（8）进行主梁的变形计算
（9）进行锚端局部承受计算与锚固区设计
7、。
8、。
三、叙述题
3、答：钢筋混凝土受弯构件纵向受拉钢筋的弯起位置的确定，应考虑正截面抗弯强度、斜截面抗弯强度和斜截面抗剪强度三方面的问题。其中正截面抗弯强度通过计算满足MjMu保证安全；斜截面抗弯强度通过构造保证其安全性，即弯起点距钢筋充分利用点的距离0.5h0；斜截面抗剪通过计算满足QjQu保证其受力的安全性。
4、答：复合应力状态下的混凝土强度有二向应力状态、三向应力状态、法向应力和剪应力复合后的强度。（5分）
在二向应力状态中双向受拉两应力相互影响不大，双向受压混凝土强度要比单向受强度提高27%，拉压复合时混凝土的强度将会降低。法向应力和剪应力复合状态下，由于剪应力的存在，混凝土的抗压强度将低于单轴向抗压强度。三向应受压状态下，混凝土的抗压强度将大为提高，比单向受强度提高6~7倍。（5分）
在设计中采用受压柱中配置箍筋和钢管混凝土柱以及抗剪钢筋与预应力筋等满足这些特性。（5分）
5、答：受弯构件中，箍筋主要帮助混凝土抗剪，抑制裂缝开展和延伸，固定纵向钢筋并与其组成骨架。形式主要有：双肢开口式、双肢封闭式、四肢封闭式。
受压构件中，有普通箍筋和螺旋箍筋，普通箍筋的主要作用是防止纵向钢筋局部压屈，并与纵向钢筋形成钢筋骨架便于施工，螺旋箍筋的作用是使截面核心混凝土成为约束混凝土，从而提高构件的强度和延性。
受扭构件中，箍筋的作用是直接抵抗主拉应力，限制裂缝的开展，其形式必须采取封闭式。
6、答： 因为轴心受压构件的承载力虽然主要由混凝土负担，但设置纵向钢筋一方面可以协助混凝土受压以减少构件截面尺寸，另一方面可以承受可能存在的不大的弯矩，防止构件的突然脆性破坏。
要求对配筋率不易过大，因为随着荷载持续时间的增长，混凝土压应力增大，钢筋压应力增大，一开始变化快，以后逐步趋于稳定，其中，混凝土的压应力变化幅度较小，钢筋应力变化幅度大，在发生混凝土徐变时，混凝土与钢筋之间仍有粘结力，两者的变形不能协调，造成实际上混凝土受拉而钢筋受压，若纵向钢筋配筋率过大，可能使混凝土的拉应力达到其抗拉强度后而拉裂，会出现若干与轴线垂直的贯通裂缝，故在设计中全部受压钢筋配筋率不易超过3—5%，若很小时纵筋对构件承载力影响很小，接近素混凝土，徐变使混凝土的应力降低很多，纵筋将起不到防止脆性破坏的缓冲作用，同时为了承受可能存在的较小弯矩，以及混凝土收缩，温变引起的拉应力规定不小于0.2%。
第二篇：结构设计原理-2003B答案
长安大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试题
试题评分标准及答案
考试科目：结构设计原理共3页第1页
一、名词解释（每题3分，共30分）
1.在长期荷载作用下，混凝土的变形将随时间而增加，即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为混凝土的徐变。
2.是指一个结构或结构的一部分达到一个使它不适合使用的特殊状态。
3.试验表明,混凝土立方试块愈小,则量测所得的强度愈高,这种现象称为尺寸效应.4.由于施工因素、材料性能、环境不同等的影响，钢筋中的预拉应力将要逐渐减小。这种减小的应力就称为预应力损失。
5.构件的受力表面上仅有部分面积承受压力时，称为局部承压。
6.是指锚下控制应力，扣除相应阶段的应力损失后，在筋束中实际存在的预拉应力值。
7．就是用荷载产生的弯矩，去消除预应力混凝土构件控制截面受拉区边缘混凝土的预压应力，使该边缘混凝土的应力恰好为零时的荷载弯矩值，就是消压弯矩。它是表示预应力度的重要参数。构件的荷载弯矩小于或等于消压弯矩时为全预应力混凝土，构件的荷载弯矩大于消压弯矩时为部分应力混凝土。
8.按正常使用极限状态设计时受弯构件预应力度λ是由预加力大小确定的消压弯矩M0与外荷载弯矩M的比值。
9.构件在荷载作用下，受拉区混凝土应力达到抗拉极限强度时的应力状态，即称为裂缝即将出现状态。此时荷载产生的弯矩就称为开裂弯矩。预应力混凝土梁的开裂弯矩等于消压弯矩加上同截面钢筋混凝土梁的开裂弯矩。
10.在钢筋单位表面积上的粘结力。当粘结应力达到极限值时，就会发生粘结破坏而使钢筋产生相对于混凝土的滑动。
二、填空(每空2分,共30分)
1关。
2．钢结构是由若干构件组成的,各构件按某种方式加以连接,按照工作性质的不同,连接可分为受力性连接和缀连性连接两种。
3．由于结构构件中块材与砂浆实际强度值的不同，砌体在受剪、受拉、弯曲受拉时，其破坏可分为沿砌体通缝、沿砌体齿缝截面的砌缝和块材本身两种情况。
5等。
6．应力循环特征值ρ劳强度与ρ值大小有关。
1.叙述题（共90分）（答题要点）
答：预应力混凝土梁从预应力建立起，混凝土和预应力钢筋就始终处于高应力水平状态下工作，随着预应力损失发生到正常使用阶段已基本完成，预加力效应在此过程中发生了较大改变，预应力钢筋和混凝土材料的变形能力较差，已发生脆性破坏，故需进行正常使用阶段的应力验算来保证结构的安全性。（10分）
钢筋混凝土中的钢筋和混凝土材料的变形能力较好，潜在的承载力大，正常使用阶段的裂缝宽度限制条件实际上同时也限制了钢筋和混凝土的应力，故钢筋混凝土梁不需要进行正常使用阶段的应力验算。（10分）
2.答：有受拉（大偏心受压）和受压（小偏心受压）破坏。（2分）
大偏心受压破坏：偏心受压构件的破坏是由于受拉钢筋首先到达屈服强度导致受 压混凝土压坏。（3分）
小偏心受压破坏：偏心受压构件的破坏是由于受压区混凝土先被压碎的一种破坏。（3分）
对于矩形截面偏心受压构件，当受拉钢筋达到屈服应变时，受压边缘混凝土也刚好达到极限压应变值，这就是界限状态。（3分）
由上可见，矩形截面偏心受压构件部分受拉部分受压时的应变变化规律于受弯构件截面应变变化是相似的，则两种不同偏心受压破坏可用受压区高度界限系数ζjg来判定。（4分）
3.答：复合应力状态下的混凝土强度有二向应力状态、三向应力状态、法向应力和剪应力复合后的强度。（5分）
在二向应力状态中双向受拉两应力相互影响不大，双向受压混凝土强度要比单向受强度提高27%，拉压复合时混凝土的强度将会降低。法向应力和剪应力复合状态下，由于剪应力的存在，混凝土的抗压强度将低于单轴向抗压强度。三向应受压状态下，混凝土的抗压强度将大为提高，比单向受强度提高6~7倍。（5分）
在设计中采用受压柱中配置箍筋和钢管混凝土柱以及抗剪钢筋与预应力筋等满足这些特性。（5分）
4.答：共分了三个阶段。（5分）；应力分布规律（略）（10分）
5.答：钢筋混凝土中的钢筋和混凝土的强度不宜过高，受混凝土的裂缝控制，太高导致有效利用率低。对钢筋的塑性、可焊性及混凝土的握裹力要较好。（5分）
预应力混凝土受弯构件对混凝土的要求有强度要高、收缩和徐变变行要小。对钢筋的要求是强度要高有较好的塑性和焊接性能、较好的粘结性能。（5分）
6.答：钢筋混凝土受弯构件中所配钢筋有主钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋及纵向水平钢筋等。（5分）
主钢筋主要承受拉应力；弯起钢筋主要抗剪；箍筋除抗剪外，还起固定主筋与架立筋形成钢筋骨架；架立钢筋是固定箍筋并与主筋形成钢筋骨架；纵向水平钢筋主要用与抵抗温度应力与混凝土收缩应力等。（5分）
预应力混凝土受弯构件所配钢筋除预应力钢筋外，还配置有各种型式的非预应力钢筋，如箍筋、水平纵向辅助钢筋、局部加强钢筋、架立钢筋与定位钢筋。（5分）
预应力钢筋主要承受拉应力和剪应力；箍筋主要抗剪，在T 梁马蹄中的闭合箍筋是防止混凝土横向变形过大和沿梁轴向水平裂缝。局部加强钢筋用与局部受力较大的部位，如梁端锚固区，梁底支承处。架立钢筋是支撑箍筋，定位钢筋是固定预留孔道制孔器的位置。（5分）
第三篇：结构设计原理-2002带答案
长安大学2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目：结构设计原理
1、进行结构设计时，处理结构构造问题应考虑哪些因素？简述其理由（均以钢筋混凝土简支受弯构件为例回答）(15分)
答：（1）钢筋种类及骨架形式；影响结构稳定性和施工的方便。
（2）纵向钢筋配筋率；直接影响结构的抗弯能力。
（3）混凝土保护层厚度；防止钢筋受腐蚀并保证钢筋与混凝土的粘结。
（4）钢筋净距；钢筋布置过密造成经济上的浪费，过疏则造成承载力不够。
（5）箍筋设计；固定纵筋，帮助混凝土抗剪，并与纵筋、架立筋组成骨架。
（6）弯起筋起弯点，截断点，各弯起钢筋的水平投影能相互有重叠部分。
2、试述钢筋混凝土和全预应力混凝土简支受弯构件的主要设计步骤，并对各自的设计特点进行对比分析(25分)
答：钢筋混凝土受弯构件主要设计步骤：
（1）根据设计要求，参照已有设计的图纸和资料，选定构件的截面型式与
相应尺寸。
（2）根据结构可能出现的荷载组合，计算控制截面最大的设计弯矩和剪
力。
（3）对于控制截面进行受拉钢筋计算。
（4）腹筋设计，包括箍筋和弯起钢筋及斜筋设计。
（5）斜截面抗剪强度验算。
（6）施工阶段应力验算。
（7）最大裂缝宽度验算。
（8）梁跨中挠度验算。
全预应力混凝土简支受弯构件的主要设计步骤：
（1）根据设计要求，参照已有设计的图纸和资料，选定构件的截面型式与
相应尺寸。
（2）根据结构可能出现的荷载组合，计算控制截面最大的设计弯矩和剪
力。
（3）根据正截面抗弯要求和已初定的混凝土截面尺寸，估算预应力钢筋的数量并进行合理布置
（4）计算主梁截面几何特性
（5）计算预应力筋的张拉控制应力，估算各项合理损失并计算各阶段相应的有效预应力
（6）进行施工和使用阶段的应力验算
（7）进行正截面、斜截面强度验算
（8）进行主梁的变形计算
（9）进行锚端局部承受计算与锚固区设计
3、设有两个受拉构件，其配筋数量、配筋位置、材料强度、截面尺寸及工作条件等均相同，只是一个施加了预应力，另一个没有施加预应力，试问这两个
构件的强度承载力是否相同？开裂荷载是否相同？为什么？(15分)
答：两个构件的强度承载力是相同的。在正常配筋的范围内，预应力混凝土梁的破坏弯矩主要与构件的组成材料受力性能有关，而与是否在受拉区钢筋中施加预应力的影响很小。
开裂荷载前者高于后者。具体来说，预应力混凝土梁的抗裂弯矩要比同截面同材料的普通钢筋混凝土梁的抗裂弯矩大一个消压弯矩。
4、普通箍筋柱与钢筋混凝土梁中都设置有箍筋，两者的箍筋在设计和作用方面有何不同之处？(10分)
答：普通箍筋柱中，箍筋的主要作用是防止纵向钢筋局部压屈。箍筋直径一般不小于6mm，必须作成封闭式。箍筋间距应小于纵向受力筋的15倍或构件截面的较小尺寸，并不大于400mm。
钢筋混凝土梁中，箍筋主要帮助混凝土抗剪。形式上有双肢开口式和双肢、四肢闭口式。箍筋直径一般不小于6mm或主筋直径的1/4。箍筋的间距不大于梁高的3/4和500mm，对于薄壁受弯构件及高度小于300mm的不应超过200mm，梁高大于4m的不应大于梁高的1/10。支承截面处，支座中心两侧各相当梁高1/2的长度范围内箍筋间距不大于100mm，直径不小于8mm。
5、钢结构常用的连接方式有哪些？简述各连接方式的构造和受力特点(15分)答：焊接连接、铆钉连接、普通螺栓连接和高强度螺栓连接
焊接连接有三种形式，具体为对接、搭接和角接。对接的受力特点是传力均匀，没有显著的应力集中，对承受动力荷载有利。搭接和角接的受力特点是焊缝处应力集中现象较为严重，在反复荷载下易疲劳。
铆钉连接主要连接形式为对接、搭接和角接。对接受力情况对称，内力传递不会产生偏心，不会发生挠曲和转动，承载能力较高。搭接受力会产生挠曲和转动，承载力较低。角接受力平均，但承载力小。
普通螺栓连接分为剪力螺栓连接和拉力螺栓连接。前者依靠螺杆的承压和抗剪传递垂直于螺杆的外力；后者依靠螺杆受拉传递平行于螺杆的外力。
高强螺栓连接分为摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓，前者只靠被连接构件接触面之间摩擦力传力，后者除靠摩擦力外，还依靠杆身的承压和抗剪传力。
6、试以预应力度为基础，对配筋混凝土结构进行分类，并简述各类配筋混凝土结构的受力特点(10分)
答：按预应力度加筋混凝土结构可分为：（1）全预应力混凝土结构，λ≥1，其受力特点为：沿预应力筋方向的正截面不出现拉应力，不出现裂缝，全截面受压。
（2）部分预应力混凝土结构，0<λ<1，其受力特点为：沿预应力筋方向正截面出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝。（3）钢筋混凝土结构，λ=0，其受力特点为：受拉区混凝土很快达到其极限拉应变，出现裂缝，拉力主要由钢筋承受，只至钢筋屈服，受压区混凝土最终压碎破坏。
7、名词解释(10分)
（1）反拱度：偏心预加力引起的上挠度。
（2）预拱度：为了削除结构重力这个长期荷载引起的变形，而设置的大小相当于结构重力和半个静活载引起的竖向挠度。
（3）徐变：应力不变的情况下，应变随时间继续增长的现象。
（4）徐舒：筋束在一定拉应力值下，将其长度固定不变，则筋束中的应力随时间延长而降低的现象。
（5）预应力损失：由于施工因素、材料性能、和环境条件等的影响，钢筋中的预拉应力将要逐渐减少，这种减少的应力既为预应力损失。
第四篇：大工2022年《结构设计原理》大作业及答案
大工2022年《结构设计原理》大作业
学习中心：
姓
名：
学
号：
题目二：钢结构题目。
如下图所示的两端简支的焊接组合截面H型钢梁，受静力荷载作用，钢材为级钢，试验算跨中荷载P作用位置的强度是否能够满足要求？
解：（1）计算截面特性
（2）P作用处梁所受的荷载值：
弯矩：
剪力：
（3）验算梁的应力值
a、最大正应力：
满足要求
b、最大剪应力：
满足要求
c、折算应力
满足要求
第五篇：结构设计原理小结
ec--混凝土弹性模量；
efc--混凝土疲劳变形模量；
es--钢筋弹性模量；
c20--表示立方体强度标准值为20n/mm2的混凝土强度等级；
f'cu--边长为150mm的施工阶段混凝土立方体抗压强度；
fcu,k--边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值；
fck,fc--混凝土轴心抗压强度标准值，设计值；
ftk,ft--混凝土轴心抗拉强度标准值，设计值；
f'ck,f'tk--施工阶段的混凝土轴心抗压，轴心抗压拉强度标准值；
fyk,fptk--普通钢筋，预应力钢筋强度标准值；
fy,f'y--普通钢筋的抗拉，抗压强度设计值；
fpy,f'py--预应力钢筋的抗拉，抗压强度设计值。
第2.2.2条 作用，作用效应及承载力
n--轴向力设计值；
nk,nq--按荷载效应的标准组合，准永久组合计算的轴向力值；
np--后张法构件预应力钢筋及非预应力钢筋的合力；
np0--混凝土法向预应力等于零时预应力钢筋及非预应力钢筋的合力；
nu0--构件的载面轴心受压或轴心受拉承载力设计值；
nux,nuy--轴向力作用于x轴，y轴的偏心受压或偏心受拉承载力设计值；
m--弯矩设计值；
mk,mq--按荷载效应的标准组合，准永久组合计算的弯矩值；
mu--构件的正截面受弯承载力设计值；
mcr--受弯构件的正截面开裂弯矩值；
t--扭矩设计值；
v--剪力设计值；
vcs--构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值；
fl--局部荷载设计值或集中反力设计值；
σck,σcq--荷载效应的标准组合，准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；
σpc--由预加力产生的混凝土法向应力；
σtp,σcp--混凝土中的主拉应力，主压应力；
σfc,max,σfc,min--疲劳验算时受拉区或受压区边缘纤维混凝土的最大应力，最小应力；
σs,σp--正载面承载力计算中纵向普通钢筋，预应力钢筋的应力；
σsk--按荷载效应的标准组合计算的纵向受拉钢筋应力或等效应力；
σcon--预应力钢筋张拉控制应力；
σp0--预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力；
σpe--预应力钢筋的有效预应力；
σl,σ'l--受拉区，受压区预应力钢筋在相应阶段的预应力损失值；
τ--混凝土的剪应力；
ωmax--按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度。
第2.2.3条 几何参数
a,a'--纵向受拉钢筋合力点，纵向受压钢筋合力点至截面近边的距离；
as,a's--纵向非预应力受拉钢筋合力点，纵向非预应力受压钢筋合力点至截面近边的距离；
ap,a'p--受拉区纵向预应力钢筋合力点，受压区纵向预应力钢筋合力点至截面近边的距离；
b--矩形截面宽度，t形，i形截面的腹板宽度；
bf,b'f--t形或i形截面受拉区，受压区的翼缘宽度；
d--钢筋直径或圆形截面的直径；
c--混凝土保护层厚度；
e,e'--轴向力作用点至纵向受拉钢筋合力点，纵向受压钢筋合力点的距离；
e0--轴向力对截面重心的偏心距；
ea--附加偏心距；
ei--初始偏心距；
h--截面高度；
h0--截面有效高度；
hf,h'f--t形或i形截面受拉区，受压区的翼缘高度；
i--截面的回转半径；
rc--曲率半径；
la--纵向受拉钢筋的锚固长度；
l0--梁板的计算跨度或柱的计算长度；
s--沿构件轴线方向上横向钢筋的间距，螺旋筋的间距或箍筋的间距；
x--混凝土受压区高度；
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