[工学]长安大学攻读硕士研究生入学考试结构设计原理-2001.pdf

长安大学 2001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 一、 钢筋混凝土结构对其组成材料（混凝土和钢筋）的性能有哪些要求？为 什么？(10分) （2001年、2003年A、2003年B） 答：钢筋混凝土对混凝土的要求：早期强度高，混凝土低收缩，低徐变，和易性 好，强度适中。早期强度高为了提高施工进度，低收缩避免混凝土产生拉应力而 开裂。和易性好便于施工，与钢筋共同作用。徐变会使构件变性增加，引起应力 重分布。 对钢筋的要求：强度高，有良好的塑性和可焊性，以适应变形，避免突然破 坏，保证焊接接头性能，不产生裂纹及过大变形。良好的粘结性，为了与混凝土 共同工作。 二、 何谓钢筋混凝土梁的“界限破坏”，为什么要引入混凝土相对界限受压区 高度系数ξjg？（10分） 答：钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变而开始屈服时，受压区混凝土边缘 也同时达到其极限压应变而破坏，此时成为界限破坏。引入 ξjg，可以更好的 为适筋截面和超筋截面划清界限，当截面实际受压高度Xcξjgho时，为超筋截 面，当Xcξjgho时，为适筋截面。 三、 钢筋混凝土梁内一般有哪几种钢筋？分别说明各种钢筋的作用(10 分) （99、2001、2003A、2003B） 答：（1）纵向受拉钢筋。主要受力筋，代替混凝土受拉。（2）箍筋。帮助混凝土 抗剪，抑制裂缝开展和延伸，固定纵向钢筋，并和纵向钢筋以及架立筋等组成骨 架。（3）架立筋。和主筋、箍筋等组成钢筋骨架便于施工。（4）弯起筋或斜筋。 抗剪。（5）水平纵向钢筋。梁高 h1m 时设置，主要作用是在梁侧面发生裂缝后 减少混凝土裂缝宽度。 四、 为什么预应力混凝土梁需要进行正常使用阶段应力验算？而钢筋混凝土 梁却不需要进行使用阶段应力验算？(10分)（2001年、2003B） 答：预应力混凝土梁在各个受力阶段有其不同受力特点，正常使用阶段预应力损 失全部完成，有效预应力最小，既为永存预应力，显然，永存预应力要小于施工 阶段的有效预应力值。为保证结构安全可靠，需进行应力验算。 而钢筋混凝土梁的不利受力阶段在施工阶段，特别是梁的安装、运输过程中的， 梁的支承条件、受力图式会发生变化，故只需进行施工阶段的应力验算。 五、 某预应力筋的线型为圆曲线，圆曲线长度为L，半径为R，采用一端固定， 一端张拉，假定已知管道摩阻系数μ，偏差系数k，预应力筋截面积为Ay， 弹性模量为 Ey，试确定仅考虑摩阻影响时张拉控制应力 Nk 与预应力筋张拉 伸长量ΔL之间的关系(10分) 答：略 六、 钢筋混凝土轴心受压普通箍筋柱和螺旋箍筋柱在承载能力计算方面有何 不同？考虑纵向弯曲影响时，轴心受压与偏心受压计算中的 ψ 和 η 有何区 别？(10分) 答：前者计算式为：Nu=ψγb（RaA/γc+RgAg/γs）；后者为：Nu=γb （RaAhe/γc+2RgAjg/γs +RgAg/γs）。可见钢筋混凝土轴心受压普通箍筋柱 计算承载力时需考虑纵向弯曲系数，后者不用。而螺旋箍筋柱中螺旋箍筋需换算 成体积相等的纵向钢筋面积来进行承载力计算。 轴心受压计算中的ψ为长柱失稳破坏时的临界压力Pc与短柱压坏时的轴心压力 Nu的比值，称为纵向弯曲系数。主要受柱长细比的影响，对矩形截面为λ=Lo/b。 λ≤8时为短柱，可不考虑纵向弯曲系数，ψ≈1。而偏心受压计算中的η （eo+f） /eo，考虑的是构件由于侧向挠度而引起的二阶弯矩的影响，称为偏心受压构件 考虑纵向挠曲影响的轴向力偏心距增大系数。也受柱长细比的影响，对矩形截面 为λ=Lo/h≤8，对圆形截面为λ=Lo/d≤7时构件为短柱，η=1。其他情况下， η=1/（1-γcNjLo²/10αeEhIhγb），其中αe为考虑偏心距对η值的影响系数， 即αe=0.1/（0.3+eo/h）+0.143，eo/h≥1时，取αe=0.22。 七、 简述我国常用锚具的种类、工作原理、适用场合及相应的优缺点(10分) 答：（1）锥形锚。依靠摩阻力锚固的锚具。主要用于钢丝束的锚固。优点是锚固 面积小，便于在梁体上分散布置，缺点是锚固时钢丝的回缩量大，应力损失较其 他锚具大，不能重复张拉和接长。（2）墩头锚。依靠钢丝的镦粗头承压进行锚固。 主要用于直线式钢丝束的锚固