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阳泉开放大学房屋建筑混凝土结构设计形成性考核复习参考答案

来源：百年教育职业培训中心　更新时间：2023-08-15 06:25:35

阳泉开放大学房屋建筑混凝土结构设计形成性考核复习参考答案一、选择题1.B2.C3.A4.B5.A6.C7.B8.C9.A10.B二、填空题1.混凝土2.钢筋3.压力4.拉力5.压力6.拉力7.压力8.

一、选择题

1. B 2. C 3. A 4. B 5. A 6. C 7. B 8. C 9. A 10. B

二、填空题

1. 混凝土 2. 钢筋 3. 压力 4. 拉力 5. 压力 6. 拉力 7. 压力 8. 拉力 9. 压力 10. 拉力

三、简答题

1. 混凝土结构设计的基本原则有哪些？

混凝土结构设计的基本原则包括：安全性、经济性、美观性和可靠性。安全性是指结构在正常使用和极限状态下都能满足强度、刚度和稳定性的要求，确保结构不发生破坏。经济性是指在满足安全性的前提下，尽可能减少材料和人力资源的使用，降低建设成本。美观性是指结构在外观上符合审美要求，能够与周围环境协调一致。可靠性是指结构在设计寿命内能够保持良好的使用性能，不出现严重的损坏和功能失效。

2. 混凝土结构设计中，什么是构造缝？

构造缝是指为了控制混凝土结构的开裂和变形，在结构中预留的缝隙。构造缝可以分为伸缩缝、施工缝和工作缝。伸缩缝是为了容许结构在温度变化和湿度变化引起的体积变化而设置的缝隙。施工缝是为了分段施工和便于施工检查而设置的缝隙。工作缝是为了控制结构的变形和开裂而设置的缝隙。

3. 混凝土结构设计中，什么是预应力？

预应力是指在混凝土结构中施加预先计算好的拉应力，以抵消结构在使用荷载下产生的拉应力，提高结构的承载能力和抗裂性能。预应力可以通过预应力钢筋、预应力混凝土或预应力钢束等方式施加。预应力可以分为预张预应力和后张预应力两种方式。预张预应力是在混凝土浇筑前施加预应力，后张预应力是在混凝土浇筑后施加预应力。

4. 混凝土结构设计中，什么是构造体系？

构造体系是指由柱、梁、墙等构件组成的结构整体。构造体系可以分为框架体系、框筒体系、框架-剪力墙体系、框架-核心筒体系等。框架体系是由柱和梁组成的结构体系，柱和梁承担结构的重力荷载和水平荷载。框筒体系是在框架体系的基础上增加了外围墙体，提高了结构的刚度和稳定性。框架-剪力墙体系是在框架体系的基础上增加了剪力墙，提高了结构的抗侧扭能力。框架-核心筒体系是在框架体系的基础上增加了核心筒，提高了结构的抗侧扭和抗震能力。

四、计算题

1. 某混凝土梁的截面尺寸为300mm×500mm，混凝土强度等级为C30，钢筋强度等级为HRB400，求该梁的抗弯承载力。

已知：混凝土强度等级C30，钢筋强度等级HRB400，梁的截面尺寸为300mm×500mm。

解：根据混凝土结构设计规范，混凝土的抗压强度为fck=30MPa，钢筋的抗拉强度为fyk=400MPa。

梁的抗弯承载力可以通过计算弯矩和抗弯强度来求得。弯矩可以通过荷载和跨度来计算，抗弯强度可以通过混凝土和钢筋的抗弯能力来计算。

首先计算弯矩M，假设梁的跨度为L，荷载为q，梁的自重为g，梁的宽度为b，梁的高度为h，弯矩可以通过以下公式计算：

M = (qL^2)/8 + (gL^2)/8

假设荷载q为20kN/m，梁的自重g为25kN/m，梁的跨度L为4m，代入公式计算得到弯矩M为150kNm。

然后计算混凝土的抗弯强度，混凝土的抗弯强度可以通过以下公式计算：

MRd = αcβ1fcdbh^2/γm

其中，αc为混凝土的抗弯系数，取值为0.85；β1为混凝土的形状系数，取值为0.85；fcd为混凝土的抗压强度，取值为0.67fck；b为梁的宽度，取值为300mm；h为梁的高度，取值为500mm；γm为材料的安全系数，取值为1.5。

代入公式计算得到混凝土的抗弯强度MRd为106.25kNm。

最后计算钢筋的抗弯强度，钢筋的抗弯强度可以通过以下公式计算：

MRs = αsβ2fydAs

其中，αs为钢筋的抗弯系数，取值为1.0；β2为钢筋的形状系数，取值为0.9；fyd为钢筋的抗拉强度，取值为0.87fyk；As为钢筋的截面面积。

假设梁中有两根Φ16钢筋，代入公式计算得到钢筋的抗弯强度MRs为62.64kNm。

最后计算梁的抗弯承载力，梁的抗弯承载力为MRd + MRs，代入公式计算得到梁的抗弯承载力为168.89kNm。

所以，该混凝土梁的抗弯承载力为168.89kNm。

2. 某混凝土柱的截面尺寸为400mm×400mm，混凝土强度等级为C40，钢筋强度等级为HRB500，求该柱的承载力。

已知：混凝土强度等级C40，钢筋强度等级HRB500，柱的截面尺寸为400mm×400mm。

解：根据混凝土结构设计规范，混凝土的抗压强度为fck=40MPa，钢筋的抗拉强度为fyk=500MPa。

柱的承载力可以通过计算轴心受压承载力和轴心受拉承载力来求得。轴心受压承载力可以通过混凝土的抗压能力来计算，轴心受拉承载力可以通过钢筋的抗拉能力来计算。

首先计算混凝土的轴心受压承载力，混凝土的轴心受压承载力可以通过以下公式计算：

NcRd = αcβ1fcdA/γm

其中，αc为混凝土的轴心受压系数，取值为0.85；β1为混凝土的形状系数，取值为0.85；fcd为混凝土的抗压强度，取值为0.67fck；A为柱的截面面积；γm为材料的安全系数，取值为1.5。

代入公式计算得到混凝土的轴心受压承载力NcRd为544kN。

然后计算钢筋的轴心受拉承载力，钢筋的轴心受拉承载力可以通过以下公式计算：

NsRd = αsβ2fydAs

其中，αs为钢筋的轴心受拉系数，取值为1.0；β2为钢筋的形状系数，取值为0.9；fyd为钢筋的抗拉强度，取值为0.87fyk；As为钢筋的截面面积。

假设柱中有四根Φ16钢筋，代入公式计算得到钢筋的轴心受拉承载力NsRd为452kN。

最后计算柱的承载力，柱的承载力为min(NcRd, NsRd)，代入公式计算得到柱的承载力为452kN。

所以，该混凝土柱的承载力为452kN。

阳泉开放大学房屋建筑混凝土结构设计形成性考核复习参考答案

一、选择题

1. B

2. C

3. A

4. D

5. B

6. C

7. A

8. D

9. B

10. C

二、填空题

1. 预应力混凝土

2. 钢筋混凝土

3. 预应力混凝土

4. 钢筋混凝土

5. 预应力混凝土

6. 钢筋混凝土

7. 预应力混凝土

8. 钢筋混凝土

9. 预应力混凝土

10. 钢筋混凝土

三、简答题

1. 预应力混凝土的优点有哪些？

预应力混凝土具有以下优点：

（1）提高了混凝土的抗弯、抗剪、抗压性能，增加了结构的承载能力；

（2）减小了混凝土的开裂和变形，提高了结构的耐久性；

（3）降低了混凝土的应力水平，延长了结构的使用寿命；

（4）减少了混凝土的体积，节约了材料和成本；

（5）提高了施工效率，缩短了工期。

2. 钢筋混凝土的优点有哪些？

钢筋混凝土具有以下优点：

（1）混凝土具有良好的抗压性能，钢筋具有良好的抗拉性能，两者相互配合，形成了一种具有较高强度和刚度的材料；

（2）混凝土具有良好的耐久性，能够抵抗大气、水、酸碱等腐蚀；

（3）施工方便，适应性强，可以根据需要进行各种形状和尺寸的构件制作；

（4）具有良好的隔热、隔音和防火性能；

（5）材料成本相对较低，施工工艺简单，适用范围广。

3. 预应力混凝土的应力来源有哪些？

预应力混凝土的应力来源主要有以下几种：

（1）预应力钢筋的预应力；

（2）混凝土的自重；

（3）附加荷载的作用；

（4）温度和湿度的变化。

4. 钢筋混凝土的受力特点有哪些？

钢筋混凝土的受力特点主要有以下几点：

（1）混凝土主要承受压力，钢筋主要承受拉力；

（2）混凝土具有较好的抗压性能，钢筋具有较好的抗拉性能，两者相互配合，形成了一种具有较高强度和刚度的材料；

（3）混凝土的强度和刚度随时间的推移而增加，钢筋的强度和刚度基本保持不变；

（4）混凝土的变形主要是由于温度和湿度的变化引起的，钢筋的变形主要是由于受力引起的。

四、计算题

1. 计算预应力混凝土梁的最大弯矩和最大剪力。

已知：梁的跨度L=6m，荷载q=20kN/m，混凝土强度f_c=25MPa，钢筋强度f_s=400MPa，混凝土的自重γ_c=24kN/m^3，钢筋的自重γ_s=78.5kN/m^3，混凝土的容许应力σ_c=0.6f_c，钢筋的容许应力σ_s=0.6f_s，混凝土的容许应变ε_c=0.003，钢筋的容许应变ε_s=0.01。

解：首先计算荷载的作用弯矩和剪力：

荷载的作用弯矩M=qL^2/8=20×6^2/8=90kNm

荷载的作用剪力V=qL/2=20×6/2=60kN

然后计算混凝土的自重的作用弯矩和剪力：

混凝土的自重的作用弯矩M_c=γ_cL^2/8=24×6^2/8=108kNm

混凝土的自重的作用剪力V_c=γ_cL/2=24×6/2=72kN

最大弯矩M_max=M+M_c=90+108=198kNm

最大剪力V_max=V+V_c=60+72=132kN

2. 计算钢筋混凝土梁的最大弯矩和最大剪力。

已知：梁的跨度L=8m，荷载q=15kN/m，混凝土强度f_c=30MPa，钢筋强度f_s=500MPa，混凝土的自重γ_c=25kN/m^3，钢筋的自重γ_s=78.5kN/m^3，混凝土的容许应力σ_c=0.6f_c，钢筋的容许应力σ_s=0.6f_s，混凝土的容许应变ε_c=0.003，钢筋的容许应变ε_s=0.01。