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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 第 1 页 共1页 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)

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Xc>ξjgho时，为超筋截面，当Xc<ξjgho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) 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h>1m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) 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，须进行应力验算。

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：结构设计原理P234或参照重点笔记中03试题答案第六题

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+Rg'Ag'/γs）；后者为：Nu=γb（RaAhe/γc+2RgAjg/γs +Rg'Ag'/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，也可锚固直径14mm以下的直线式钢筋束。优点是锚固可靠，不滑丝，应力损失小。缺点是筋束张拉吨位大，钢丝数多，施工麻烦。（3）钢筋螺纹锚具。依靠钢筋螺纹承压进行锚固。主要用于预应力筋束为高强粗钢筋时。优点是锚固可靠，施工方便，预应力损失小，能重复张拉。（4）夹片锚具。主要用于锚固钢绞线筋束。其中钢绞线夹片锚和扁型夹片锚具主要是靠摩阻力进行锚固，一端张拉时固定端采用的压花锚具主要靠粘结力锚固，挤压锚具主要靠摩阻力。

八、 钢筋混凝土深梁与普通混凝土梁在破坏形态、配筋构造和内力计算等方

面有何差异？(10分) 答：（1）破坏形态上。钢筋混凝土深梁主要是弯曲破坏、剪压破坏、局部承压破坏和锚固破坏。普通钢筋混凝土梁正截面上主要是少筋、超筋梁破坏和适筋梁破坏，斜截面上主要是斜拉破坏、斜压破坏和剪压破坏。

（2）配筋构造上。对于钢筋混凝土深梁，纵向受拉钢筋宜均匀布置在深梁下边缘以上0.2h的高度范围内，下部纵向钢筋应全部伸入支座且应可靠地锚固，不得在跨间弯起或截断。对于荷载作用在顶部的深梁，在端支座处应设置附加水平钢筋和附加竖向钢筋，其范围为0.3hx0.5h。普通混凝土梁则主要是纵筋，箍筋，架立筋等，纵筋按计算要求确定，箍筋一般满足规范构造要求既可。

（3）内力计算方面。简支梁与普通钢筋混凝土简支梁类似，以支座反力推算截面上的弯矩和剪力。连续梁的内力计算，跨高比较小，作用在深梁上的荷载主要通过压缩刚度和剪切刚度直接传到支座上，因此弯矩和剪力与一般连续梁不同，其跨中正弯矩比一般连续梁大，而支座负弯矩偏小，且随跨高比和跨度的不同而变化，计算应考虑剪切变形的影响，按弹性力学方法计算。

九、 试述影响砌体抗压强度的主要因素及其原因(10分)

答：影响砌体主要抗压强度的重要因素是：（1）块材的强度、尺寸和形状。块材是砌体的主要组成材料，因此对砌体的强度起重要作用。（2）砂浆的强度、和易性和保水性。砂浆强度直接影响砌体的抗压强度和块材与其之间的横向变形差异。砂浆的和易性和保水性则影响砂浆的强度，及其作用的发挥。（3）砌筑质量。灰缝的质量，砂浆铺砌的质量都直接影响整体的受力而影响砌体的抗压强度。

十、 何谓钢结构的受力性连接和缀连性连接？常用的钢结构连接方法有哪

些？(10分) 答：受力性连接是将内力由结构的一部分传至另一部分的连接方式；缀连性连接是使所有组成构件的各部分形成整体而共同工作，而在计算时不考虑连接处受力的连接方式。常用的连接方式有：焊接连接、铆钉连接、普通螺栓连接和高强螺栓连接。焊接连接不削弱截面，刚性好，构造简单，施工方便，可采用自动化操作，但有残余应力；铆钉连接费料费工，但塑韧性比较好，工作可靠；普通螺栓连接拆装方便，施工简单，一般用于临时结构；高强螺栓强度高，工作可靠，安装方便，用于永久性结构。

祝：金榜提名

小时候流行过一套科普书籍叫《十万个为什么》，“为什么蛇没有脚都能走路？”，“为什么向日葵总是朝着太阳开花”，“ 为什么萤火虫会发光？”，“为什么罐头里食品不容易变坏？”，“为什么蜥蜴的尾巴断落后仍然不断弹跳着？ ”。这一个个“为什么”不断培养着我的小时候对未知世界探索的欲望。上了小学，有一门课程叫做《自然》，这是我首次接触到了“科学”这个名词。我知道了这一个个“为什么”就是一个个科学知识，所有的为什么都可以用科学来解释。看的书多了，知道了居里夫人，知道了牛顿，就知道了有一种人叫“科学家”，我相信，小时候的我们很多人都有一种莫名其妙的想法就是长大了要当科学家。初二，有一门女生特别讨厌的课程——物理，男生学起来却乐此不疲。这是第一次知道正负相吸的原理，知道了为什么夏天容易停电，知道了冰箱里为什么在夏天也会结冰，知道了没有摩擦力人就不能够行走。也知道了不光有自然科学，还有社会科学。到了高中逐渐理解经济学的科学原理，知道了价值规律在市场价格中所起到的作用，知道了价值是如何创造的。经过了大学期间更加深入的学习与认知，对于身边的科学有了更加深刻的了解，也学会了怎样科学的看待问题，分析问题，解决问题。