结构设计原理自考试题Word文档下载推荐.doc
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4.预应力混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定。
5.影响预应力混凝土构件裂缝宽度的主要因素有哪些？
1.试叙述预应力混凝土结构的基本原理。
2.先张法预应力混凝土构件端部采取构造配筋措施的目的是什么？
并列举几个常见的构造措施。
3.何谓名义拉应力法？
用名义拉应力法控制部分预应力混凝土构件裂缝宽度时，如何调整按有关规范查出的容许名义拉应力值［σt］？
4.试述预应力能提高预应力混凝土受弯构件斜截面抗剪承载能力的原因。
5.试述有粘结预应力混凝土结构的抗震性能。
一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）
在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均无分。
1.在应力维持固定不变的条件下，钢材的应变随时间而发生增长的现象称为钢材的（）
A.松弛 B.徐变
C.蠕变 D.疲劳
2.对同一标号的混凝土，以下几个强度中，数值上最大的是（）
A.混凝土轴心抗压强度 B.立方体抗压强度
C.混凝土抗拉强度 D.棱柱体强度
3.对于后张法预应力桥梁结构，下列哪项预应力损失是在桥梁运营阶段完成的？
（）
A.预应力筋与管道之间的摩擦引起的应力损失
B.锚具变形、预应力筋内缩引起的应力损失
C.混凝土的弹性压缩引起的应力损失
D.混凝土的收缩徐变引起的应力损失
4.判断截面在计算时是否属于T型截面的标准是（）
A.截面本身的形状 B.翼缘板是否参与抗压作用
C.翼缘板是否参与抗拉作用 D.有无翼缘板
5.预应力的张拉控制应力σcon是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值，其大小直接影响预应力效果，取值过低，则不能有效提高预应力混凝土构件的抗裂度，取值过高，则又会降低结构的延性，因此规范中对各种预应力钢筋的张拉控制应力的取值进行规定。
而我国桥梁工程中常用的预应力钢铰线，其最大张拉控制应力的允许值为（）
A.0.90fpk（fpk为钢铰线的极限强度，下同）
B.0.85fpk
C.0.75fpk
D.0.65fpk
6．用等效矩形的混凝土压应力图替换实际混凝土压力分布图形的原则是（）
A.压应力合力相等 B.压应力合力位置不变
C.A和B D.以上都不对
1.对于预应力混凝土结构，下列各项预应力损失中，属于长期损失的是（）
A.摩擦损失 B.锚固损失
C.混凝土弹性压缩损失 D.混凝土的收缩引起的损失
2.体外预应力结构的二次效应增加了结构受力状态下的不确定性和分析计算的复杂性，因此为减小二次效应的大小最有效的措施是（）
A.提高体外预应力筋的张拉控制应力 B.合理设置转向块的位置和数目
C.加大体外预应力结构的横截面尺寸 D.增加体外预应力索的数量
3.下列有关预应力混凝土受拉构件的阐述，不正确的是（）
A.与普通钢筋混凝土拉杆相比，预应力拉杆具有抗裂性好、抗腐蚀性等优点
B.轴心受拉构件最终破坏时，截面全部裂通，拉力全部预应力筋和普通钢筋承担
C.偏心受拉的预应力构件随偏心距的大小，有大偏心和小偏心受拉两种破坏形态
D.受拉构件正截面承载力计算的基本假定与受弯构件、受压构件完全不同
4.空气中的相对湿度对预应力钢筋的腐蚀影响很大，在其他条件不变时，预应力钢筋处于_________环境中时，其腐蚀速度最慢。
（）
A.相对湿度RH＞95％ B.相对湿度RH＝90％～95％
C.相对湿度RH＝85％～90％ D.相对湿度RH＝80％～85％
5.对于先张法和后张法预应力混凝土构件，在放张时的反拱度计算时应分别采用_________惯性矩。
A.净截面、净截面 B.换算截面、换算截面
C.净截面、换算截面 D.换算截面、净截面
6.下列各项说明中，不符合预应力钢－混凝土组合结构的特性的是（）
A.钢－混凝土组合结构在施加了预应力后扩大了结构的弹性范围，调整了结构内力，减小了结构变形
B.钢－混凝土组合结构在施加了预应力后充分发挥了钢材与混凝土的优势，尤其对连续结构来说，大大改善了中间支座区域的受力性能
C.钢－混凝土组合结构在施加了预应力后，增强了结构的疲劳抗力，提高了结构的疲劳使用寿命
D.钢－混凝土组合结构在施加了预应力后，消除了组合结构中材料的差异，使脆性材料变成弹性材料
D.钢－混凝土组合结构在施加了预应力后，消除了组合结构中材料的差异，使脆性材料变成弹性
1.对预应力混凝土，可以从不同的概念或角度来理解，下列哪种理解概念不正确?
A.预加应力能使混凝土由脆性材料成为弹性材料
B.预加应力充分发挥了高强钢材的作用，使其与混凝土能共同工作
C.预加应力能提高混凝土自身的强度
D.预加应力平衡了结构外荷载
2.在应力维持固定不变的条件下，钢材的应变随时间而发生增长的现象称为钢材的（）
A.松弛 B.徐变 C.蠕变 D.疲劳
3.对于后张法预应力桥梁结构，下列哪项预应力损失是在桥梁运营阶段完成的?
A.预应力筋与管道之间的摩擦引起的应力损失
B.锚具变形、预应力筋内缩引起的应力损失
C.混凝土的弹性压缩引起的应力损失
D.混凝土的收缩徐变引起的应力损失
4.根据预应力混凝土结构的功能要求、所处的环境条件、钢筋对腐蚀的敏感性、荷载长期效应作用等因素，可以将预应力混凝土结构裂缝控制等级分为三级，其中满足裂缝控制等级为一级的条件是（）
A.按荷载效应标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不产生拉应力
B.按荷载效应准永久组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不产生拉应力
C.按荷载效应标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土允许产生拉应力，但拉应力不应超过规范允许值
D.允许出现裂缝，但裂缝宽度不超过规范允许值
5.以下各项抗震特性中，哪项是不符合有粘结预应力混凝土结构的抗震性能的（）
A.阻尼小，滞回曲线形状狭窄
B.耗能差，地震反应大
C.延性好，能量消散能力大，有利于抗震
D.构件截面尺寸较小，自重较轻，结构较柔，自振周期较长，可减小地震作用
6.在火灾的高温作用下，造成预应力混凝土结构的承载力和耐火极限严重下降的主要因素（）
A.材料性能的变化
B.不均匀温度场
C.应力、内力重分布
D.应力－应变－温度－时间的耦合关系
7.预应力钢－混凝土组合结构中给钢结构施加预应力的目的是（）
A.消除材料差异，使脆性材料变为弹性材料
B.扩大材料的弹性范围，更加充分地利用高强材料，发挥材料特性
C.解决钢结构局部与整体失稳的问题，从而提高组合梁的稳定极限承载力
D.提高钢结构的屈服强度
8.下列有关体外预应力混凝土结构的特性阐述中，哪项说法是不正确的?
A.由于体外预应力混凝土结构的预应力筋布置在混凝土截面的外侧，且束形简单，从而减少了预应力摩阻损失，提高了预应力效益
B.与有粘结的预应力混凝土结构相比，体外预应力混凝土结构更有利于在结构使用期内检测、维护和更换
C.由于体外预应力混凝土结构的预应力筋截面与混凝土截面分离，既提高了混凝土本身的施工质量，又方便了预应力束的施工，从而提高了施工质量
D.在外荷载的作用下，体外预应力混凝土结构任一截面处预应力筋与混凝土应变保持同步
9.空气中的相对湿度对预应力钢筋的腐蚀影响很大，在其他条件不变时，预应力钢筋处于
______环境中时，其腐蚀速度最快。
A.相对湿度RH＞95％
B.相对湿度RH＝90％～95％
C.相对湿度RH＜90％
D.相对湿度RH＜55％
10.预应力的张拉控制应力σcon是指预应力钢筋在进行张拉时需要达到的最大应力值，其大小直接影响预应力效果，取值过低，则不能有效提高预应力混凝土构件的抗裂度，取值过高，则又会降低结构的延性，因此规范中对各种预应力钢筋的张拉控制应力的取值进行规定。
而我国桥梁工程中常用的预应力钢铰线，其最大张拉控制应力的允许值为（）
A.0.90fpk（fpk为钢铰线的极限强度，下同）
B.0.85fpk
C.0.75fpk
D.0.65fpk
二、判断题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）
判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“╳”。
1．在外荷载的作用下，体外预应力混凝土结构任一截面处预应力筋与混凝土应变保持同步。
2．大偏心受压破坏属于具有塑性破坏的性质，小偏心受压破坏具有脆性破坏的性质。
3．在相同的截面下，保护层厚度越大，构件的极限抗弯承载力越大。
4．对于后张法预应力构件，采用超张拉能有效减少预应力筋与孔道壁间摩擦引起的预应力损失。
5．线性变化通过调整预应力束在梁端的位置而不改变预应力束的本征形状，可以达到不改变预应力引起的混凝土截面内的内力。
6．预应力混凝土结构中配置纵向非预应力筋，可以减少地震位移反映并增强能量耗散能力。
7．低强度的混凝土比高强度混凝土在高温下的强度损失幅度小。
8．直线预应力筋对阻止斜裂缝的出现和发展没有作用。
1.预加应力能提高混凝土的自身强度。
2.有粘结预应力混凝土结构的抗震性能具有阻尼小，滞回曲线形状狭窄的特性。
3.在小偏心受拉情况下，构件破坏前截面已全部裂开，拉力完全由钢筋承担。
4.在火灾的高温作用下，材料性能的变化是造成预应力混凝土结构的承载力和耐火极限严重下降的主要因素。
5.在外荷载的作用下，体外预应力混凝土结构任一截面处预应力筋与混凝土应变保持同步。
6.空气中的相对湿度对预应力钢筋的腐蚀影响很大，在其他条件不变时，预应力钢筋处于相对湿度RH＝90％～95％环境中时，其腐蚀速度最快。
7.与普通钢筋混凝土拉杆相比，预应力拉杆具有抗裂性、抗腐蚀性好的优点。
8.为了缩短先张法构件的生产周期，常采用蒸汽养护混凝土，但这样会产生温度应力损失，如果采用两次升温措施能有效减少预应力筋与台座温差引起的预应力损失。
1.混凝土轴心抗压强度一般要大于立方体抗压强度。
2.徐变是混凝土构件相当重要的一个特性，加载龄期越短，加载应力越大，同一时刻混凝土徐变量越大。
3.局部承压区混凝土和间接钢筋共同提供局部承压区的抗裂作用。
4.高温下混凝土的抗压和抗拉强度会发生变化，在同样的高温条件下，低标号混凝土比高标号混凝土的强度损失幅度大。
5.在体外预应力结构设计中，是允许预应力钢材的极限应力超过其屈服强度。
6.对于后张法预应力构件，采用低松弛预应力筋能有效减少预应力筋与孔道壁间摩擦引起的预应力损失。
7.预应力混凝土受压构件正截面承载力的基本假定同普通混凝土受弯构件和受拉构件的基本假定是一致的。
8.结构的弯矩-曲率滞回曲线是综合衡量预应力混凝土结构抗震性能的最重要指标。
8.结构的弯矩-曲率滞回曲线是综合衡量预应力混凝土结构抗震性能的最重要指标（）
四、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）
三、计算题（第1题10分，第2、3题各15分，共40分）
1.已知一先张预应力混凝土简支板（如下图），截面的宽度和高度分别为b=1000mm和h=180mm；
预
应力筋的面积Ap=9.8×
102mm2，偏心距e=50mm，放张前预应力的应力
σp0=1177.5MPa，预应力筋和混凝土弹性模量之比为np=Ep/Ec=6。
试计算预应力筋放张后混凝土弹
性压缩引起的预应力损失σl4。
2.已知一混合配筋的部分预应力混凝土T形截面受弯构件，截面尺寸主要参数见图，并有：
b′f=1100mm，b=300mm；
h=1000mm，h′f=160mm；
hp=900mm，hs=950mm；
Ap=2940mm2，fpy=1440MPa；
As=1847mm2，fsy=340MPa；
fcm=25.0MPa。
试采用简化分析方法计算正截面抗弯承载能力。
来源:
考试大-自考
1.已知一后张预应力混凝土空心板梁，具体尺寸参数如下图（图中单位为mm）；
主梁钢铰线的预留孔道为两直径d=100mm的圆孔，主梁张拉预应力筋的面积Ap=3.0×
103mm2，预应力重心到底缘的偏心距a=100mm，放张前预应力筋的应力值σp=1260MPa，预应力筋和混凝土弹性模量之比为np=Ep/Ec=5.6。
假定该梁的所有预应力筋一次性两端张拉，试计算预应力筋放张后混凝土弹性压缩引起的预应力损失σl4。
2.已知一混合配筋的部分预应力混凝土T形截面受弯构件，截面尺寸主要参数见图，并有：
f=1580mm，b=380mm，=180mm；
h=2300mm，hm=350mm，f=150mm；
该截面的弯矩设计值Mu=9600kN·
m，截面已经配置了面积As=1880mm2普通钢筋，普通钢筋的抗拉设计强度fsd=280MPa，普通钢筋重心到截面顶缘的距离hs=2100mm；
主梁采用C50标号的混凝土，混凝土的抗压设计强度为fcd=22.4MPa；
为满足该截面的承载能力，试计算截面还需配置预应力钢铰线最小面积Ap，并假定所有钢铰线的重心与普通钢筋的重心重合，即到截面顶缘的距离hp=hs=2100mm，钢铰线的抗拉设计强度fpd=1260MPa。
1．已知一后张法预应力砼轴心受拉构件，截面为b×
h=280×
180mm2，Ac=45200mm2；
砼为C60，ftk=2.85N/mm2；
预应力筋Ap=1112mm2，fpy=1320N/mm2；
非预应力筋As=452mm2，fy=360N/mm2;
αE=Ep/Ec=5.42,=Es/Ec=5.56；
已知混凝土的有效预应力为σpcII=26.6N/mm2，
荷载产生轴力的标准组合值为Nk=1140kN。
请问该受拉构件是否会开裂？
并计算构件的正截面抗拉承载力。
2．一矩形截面简支梁，截面宽250mm，高500mm，跨度9m，预应力束中心在跨中距梁底为75mm，在两端距梁顶面为125mm，如下图所示。
初始预加力为250kN，混凝土自重为25kN/m3，弹性模型Ec=32kN/mm2。
梁承受的外荷载为2kN/m。
求梁在初始预加力、自重和外荷载同时作用下的跨中瞬时挠度。
计算题2图
本题可能用到的公式
1.已知一全预应力混凝土T形截面受弯构件，截面尺寸主要参数见图，并有：
b′f=1300mm，b=180mm；
h=1300mm，h′f=160mm；
该截面的弯矩设计值Mu=4320kN·
m，主梁采用C40标号的混凝土，混凝土的抗压设计强度为fcd=18.4MPa；
为满足该截面的承载能力，试计算截面配置预应力钢铰线最小面积Ap，并假定所有钢铰线的重心到截面顶缘的距离hp=1100mm，钢铰线的抗拉设计强度fpd=1260MPa。
2.一根预应力混凝土简支梁尺寸如下图（单位为cm），主梁截面为一实心矩形，预应力筋的线形为抛物线，跨中垂度即偏心距e=38cm，预加力Np=1600kN；
已知均布恒载和活载集度分别为qg=6kN/m和ql=8kN/m。
试用荷载平衡法，计算跨中截面混凝土的应力。
1.已知主梁的截面特性为Ah=0.62m2，Ih=0.116m4，中性轴至上缘距离ys=0.575m，中性轴至下缘距离yx=0.825m，预应力筋偏心距ex=0.795m，锚下控制应力σk=0.75R，R=1860MPa。
已知预应力筋扣除预应力损失后有效预应力与锚固张拉力比值为0.8。
一、二期恒载产生的最大弯矩Mg1+Mg2=2400kN·
m，汽车活载产生的最大弯矩为Mq=1600kN·
m，按正常使用极限状态，在混凝土下缘应力为零的条件下，估算预应力钢绞线的面积。
2.一根预应力混凝土简支梁的尺寸和预应力筋的线形位置如下图，预应力筋的布置形状为抛物线，已知主梁的恒载集度qg=12kN/m，活载集度ql=8.5kN/m。
如果取平衡荷载为全部恒载再加一半活载，采用荷载平衡法计算有效预加力Np，并计算预加力阶段主梁的压力线。
1.已知一先张预应力混凝土空心板梁，截面特性为Ah=0.462m2，Ih=0.0435m4，中性轴至下缘距离yx=0.45m，预应力筋偏心距ex=0.10m，主梁张拉预应力筋的面积Ap=3.0×
103mm2，放张前预应力筋的应力值σp=1260MPa，预应力筋和混凝土弹性模量之比为np=Ep/Ec=5.6。
试计算预应力筋放张后混凝土弹性压缩引起的预应力损失σl4。
2.已知一全预应力混凝土T形截面受弯构件，截面尺寸主要参数见图，并有：
=1300mm，b=180mm；
h=1300mm，=160mm；
该截面的弯矩设计值M
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