2025年大学（土木工程）混凝土结构设计原理测试题及答案.doc

2025年大学（土木工程）混凝土结构设计原理测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
1. 混凝土的轴心抗压强度标准值是如何确定的？（本题5分，答题要求：简述其确定的试验方法及相关参数取值）
2. 钢筋混凝土结构中，受弯构件正截面承载力计算的基本假定不包括以下哪项？（本题5分，答题要求：选出错误选项并说明理由）
A. 平截面假定
B. 不考虑混凝土的抗拉强度
C. 混凝土应力应变关系采用理想化曲线
D. 钢筋应力在屈服前符合胡克定律，屈服后保持不变
3. 大偏心受压构件破坏时，下列说法正确的是？（本题5分，答题要求：分析破坏特征及相关内力关系）
A. 受压钢筋先屈服，然后受拉钢筋屈服，混凝土压碎
B. 受拉钢筋先屈服，然后受压钢筋屈服及混凝土压碎
C. 混凝土先压碎，然后受压钢筋屈服，受拉钢筋不屈服
D. 混凝土先压碎，然后受拉钢筋屈服，受压钢筋不屈服
4. 对于混凝土结构耐久性设计，以下措施中错误的是？（本题5分，答题要求：指出错误措施并说明正确做法）
A. 增大水胶比
B. 采用引气剂
C. 控制混凝土保护层厚度
D. 对混凝土表面进行防护处理
5. 预应力混凝土结构中，预应力损失包括多种类型，以下哪种不属于常见的预应力损失？（本题5分，答题要求：选出不属于的选项并简述其他常见损失类型）
A. 锚具变形和钢筋内缩引起的损失
B. 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失
C. 混凝土收缩和徐变引起的损失
D. 混凝土弹性压缩引起的损失
6. 梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种，以下关于这三种破坏形态特点的描述错误的是？（本题5分，答题要求：指出错误描述并说明正确特点）
A. 斜压破坏时，梁的抗剪承载力较高
B. 剪压破坏时，梁的抗剪承载力适中
C. 斜拉破坏时，梁的抗剪承载力较低
D. 斜拉破坏时，破坏面较整齐，呈斜拉状
7. 下列关于钢筋混凝土构件裂缝宽度计算的说法，正确的是？（本题5分，答题要求：简述裂缝宽度计算的主要影响因素及相关计算公式）
8. 对于混凝土结构的疲劳设计，以下说法正确的是？（本题5分，答题要求：分析疲劳设计的要点及与普通设计的区别）

第II卷（非选择题 共60分）
9. 简答题：简述混凝土结构耐久性的主要影响因素及提高耐久性的措施。（本题10分，答题要求：详细阐述影响因素和相应措施）
10. 计算题：已知一矩形截面梁，截面尺寸b×h = 250mm×500mm，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB400级，梁承受的弯矩设计值M = 200kN·m，求所需纵向受拉钢筋面积As。（本题15分，答题要求：写出计算过程及相关公式依据）
11. 分析题：某钢筋混凝土柱，在轴心压力作用下，经计算其正截面受压承载力满足要求，但在长期荷载作用下，发现柱子出现了明显的压缩变形。请分析原因，并提出改进措施。（本题15分，答题要求：从混凝土徐变等方面分析原因并给出合理措施）
12. 案例分析题：某高层建筑的框架梁，在施工过程中发现梁端出现了较多的斜裂缝，且部分裂缝宽度较大。请根据所学知识，分析可能导致这些裂缝出现的原因，并说明如何进行处理。（本题20分，答题要求：结合实际情况分析原因并给出处理方案）

答案
1. 混凝土轴心抗压强度标准值是通过对150mm×150mm×300mm棱柱体试件，在标准养护条件下养护28天，以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度确定。试验时，采用对中加载，加载速度适中，确保试件均匀受压。
2. 答案：D。钢筋应力在屈服前符合胡克定律，屈服后进入强化阶段，应力不再保持不变。
3. 答案：B。大偏心受压构件破坏时，受拉钢筋先屈服，然后受压钢筋屈服及混凝土压碎，破坏时具有明显的预兆。
4. 答案：A。应减小水胶比，水胶比大会降低混凝土的耐久性，其他选项都是正确的耐久性设计措施。
5. 答案：D。混凝土弹性压缩引起的损失是后张法预应力混凝土特有的损失，不属于常见的预应力损失类型。常见的预应力损失还有预应力钢筋松弛引起的损失等。
6. 答案：D。斜拉破坏时，破坏面较不整齐，呈突然拉裂状，梁的抗剪承载力较低。
7. 根据公式ωmax =αcrψ(σsk/Es)(1.9c+0.08d/ρte)，裂缝宽度主要受钢筋应力σsk、钢筋直径d、有效受拉混凝土截面面积Ate、混凝土保护层厚度c、钢筋表面形状系数αcr、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ等因素影响。
8. 混凝土结构疲劳设计要点包括考虑重复荷载作用下材料性能的退化，如混凝土的疲劳强度降低、钢筋的疲劳性能变化等。与普通设计的区别在于需考虑荷载的重复次数、应力变化幅度等因素，通过专门的疲劳验算来确保结构在疲劳荷载作用下的安全性。
9. 影响因素：混凝土的碳化、钢筋锈蚀、冻融破坏、化学侵蚀等环境因素；混凝土的水胶比、水泥品种、骨料质量等材料因素；结构的设计形式、尺寸、保护层厚度等设计因素。措施：合理选择混凝土原材料，控制水胶比；保证足够的混凝土保护层厚度；采用耐久性好的外加剂；对混凝土表面进行防护处理等。
10. 1. 由混凝土强度等级C30，查得α1 = 1.0，fc = 14.3N/mm²，ft = 1.43N/mm²。
2. 由钢筋采用HRB400级，查得fy = 360N/mm²。
3. 假设ξ≤ξb，由公式M≤α1fcbx(h0 - x/2)，且ξ = x/h0，可得：
ξ = 1 - √(1 - 2M/(α1fcbh0²))
= 1 - √(1 - 2×200×10^6/(1.0×14.3×250×465²))
≈ 0.268＜ξb = 0.518
4. 由公式As =α1fcbx/fy，可得：
As = 1.0×

14.3×2

50×0.268×465/360
≈ 1256mm²
5. 实际配筋时，选用钢筋面积应满足计算值且符合构造要求，可选用直径为20mm的HRB400级钢筋，4根，As = 1256mm²。
11. 原因：混凝土在长期荷载作用下会发生徐变，导致柱子出现明显压缩变形。此外，可能存在施工质量问题，如混凝土浇筑不密实、养护不到位等，也会影响柱子的长期性能。改进措施：优化混凝土配合比，减少徐变；加强施工过程控制；对柱子进行定期监测，根据变形情况采取相应措施，如施加预应力进行加固等。
12. 原因：可能是梁端剪力较大，而箍筋配置不足；或者梁的剪跨比过大，导致梁端出现斜拉破坏；也可能是混凝土强度等级较低，抗剪能力不足。处理方案：对裂缝进行详细检查和评估，对于宽度较小的裂缝，可采用表面修补法；对于宽度较大且影响结构安全的裂缝，可采用压力灌浆法或粘贴碳纤维布加固等方法。同时，根据实际情况调整梁的配筋，增加箍筋数量或提高混凝土强度等级。