试卷代号：5138 座位号 中央广播电视大学开放教育本科2013 -2014学年度第一学期期末考试钢—混凝土组合结构试题（开卷）2013年12 月一、单项选择题（每小题3分，共15分）1、混凝土的轴心抗压强度f c ，立方体抗压强度f cu 和抗拉强度f t 三者之间的大小关系是（ b ）。

A 、f c ＞f cu ＞ f t B 、f cu ＞f c ＞ f t C 、f t ＞f cu ＞ f c D 、f c ＞f t ＞ f cu2、在混凝土未达到（ c ）设计强度前，压型钢板－混凝土组合板需按纯压型钢板进行施工阶段的承载能力和变形验算。

A 、50％B 、65％C 、75％D 、85％ 3、下面关于组合梁截面计算方法的描述，不正确的是（ d ）A 、对直接承受动力荷载的组合梁，需按弹性分析方法进行截面内力计算和强度验算；B、弹性分析方法主要采用换算截面法；C、采用折算刚度法计算组合梁挠度；D、对直接承受动力荷载的组合梁，需按塑性分析方法进行截面内力计算和强度验算。

4、下列关于抗剪连接件布置方式的描述，不正确的是（ b ）A、按弹性方法设计时，在纵向剪力较大的支座或集中力作用处布置较多的连接件；B、按塑性方法设计时，在纵向剪力较大的支座或集中力作用处布置较多的连接件；C、按塑性方法设计时，抗剪连接件可按等间距布置；D、按弹性方法设计时，若活荷载水平较高且位置变化较大时，应按剪力包络土进行布置。

5、型钢混凝土梁中，剪跨比对梁斜截面抗剪的影响是（ a ）。

A、剪跨比增大，梁的抗剪强度减少。

B、剪跨比较小时，一般产生弯剪破坏。

C、剪跨比增加时，一般产生剪切斜压破坏。

D、梁的斜截面承载力计算公式中的剪跨比没有范围限制。

二、填空题（每空2分，共26分）1、组合作用是钢与混凝土之间共同工作的前提条件。

组合作用一般反映在两个方面，一是能起到传递钢材与混凝土界面上纵向剪力、即粘结力的作用，二是还能抵抗钢材与混凝土之间掀起作用。

2、对于正常使用极限状态，结构构件应分别按照荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。

3、在组合梁中，栓钉的破坏形式主要有两类：一是栓钉本身的弯剪破坏，二是栓钉附近混凝土的受压或劈裂破坏。

4、组合梁在正常使用极限状态时，钢材与混凝土通常均处于弹性阶段，可按弹性方法计算其承载力和变形。

对直接承受动力荷载的桥梁结构，也通常采用弹性方法来分项组合梁的极限强度，包括弯曲应力、剪应力的计算分析。

5、型钢混凝土偏心受压柱根据荷载偏心距及破坏特征的不同，可以分为受拉破坏（大偏心受压破坏）和受压破坏（小偏心受压破坏）两种破坏形态。

6、在型钢混凝土梁、柱中，型钢的含钢率不小于 2％，也不宜大于 15％。

一般说来，较为合理的含钢率为 5％～8％。

三、简答题（每小题6分，共36分）1、如何通过功能函数Z判别结构的工作状态？答：答：可按下列判别结构的工作状态：?当Z＞0时，结构能够完成预定功能，表示结构处于可靠状态。

?当Z＜0时，结构不能完成预定功能，表示结构处于失效状态。

?当Z＝0时，表示结构处于极限状态。

------------------------------------------------------------------------------------- 2、使用阶段组合板正截面受弯承载能力验算采用了哪些假定？答答：使用阶段组合板正截面受弯承载能力验算，应按塑性设计法进行，计算时采用如下基本假定：? 1）极限状态时，截面受压区混凝土的应力分布图可以等效为矩形，其应力值为混凝土轴心抗压强度设计值fc。

?2）承载力极限状态时，压型钢板及受拉钢筋的应力均达到各自的强度设计值。

?3）忽略中和轴附近受拉混凝土的作用和压型钢板凹槽内混凝土的作用。

?4）完全剪切连接组合板，在混凝土和压型钢板的交界面上滑移很小，混凝土与压型钢板始终保持共同工作，截面应变应符合平截面假定。

?5）考虑到受拉区压型钢板没有保护层，而且中和轴附近材料强度不能充分发挥，对压型钢板钢材强度设计值与混凝土抗压强度设计值，均乘以折减系数。

-------------------------------------------------------------------------------------- 3、采用塑性分析方法计算完全抗剪连接组合梁抗弯承载力时，采用了哪些假定？答：采用塑性分析方法计算完全抗剪连接组合梁正弯矩区抗弯承载力时，采用以下计算假定：1）混凝土板与钢梁间有足够的抗剪连接件，抗剪连接件的破坏不会先于钢梁的屈服和混凝土压碎。

2）组合梁截面应变分布符合平截面假定。

3）忽略受拉区混凝土的受拉作用和板托内混凝土的抗压作用。

4）忽略混凝土板托及混凝土翼板内钢筋的作用。

5）钢材和混凝土的本构关系可用理想模型表示。

---------------------------------------------------------------------------------4、组合梁中抗剪连接件的主要类型有哪些？包括哪些形式？答：组合梁中抗剪连接件根据受力特点分为刚性抗剪连接件和柔性抗剪连接件两大类。

刚性抗剪连接件主要为型钢连接件，主要形式包括方钢、T形钢、马蹄形钢等。

柔性连接件主要有栓钉（亦称圆柱头焊钉）、槽钢、弯筋等多种形式，栓钉是目前最常用的抗剪连接件。

------------------------------------------------------------------------------------ 5、影响型钢混凝土粘结强度的主要因素有哪些？答：影响型钢混凝土粘结强度的主要因素有以下几点：（1）混凝土强度等级。

混凝土强度越高，粘结强度越大。

（2）混凝土保护层厚度。

当保护层厚度较小时，粘结强度降低；当保护层厚度大到一定程度后，粘结强度不再随保护层厚度增大而增大。

（3）横向钢筋的配筋率。

（4）型钢的配钢率。

（5）型钢的表面状况。

（6）加载方式。

-------------------------------------------------------------------------------------- 6、钢管混凝土结构与钢筋混凝土结构和钢结构相比有哪些优点？答：钢管混凝土充分利用了钢材和混凝土各自的材料特点，使其具有一系列的优点，具体表现在以下几个方面。

（1）承载力高。

由于混凝土的支撑作用和钢管的套箍作用，使钢管混凝土的承载力远大于钢管和混凝土单独承载力的简单叠加。

（2）塑性和延性好。

由于混凝土管的约束，使混凝土的脆性得到显着的改善，即使在冲击和振动荷载作用下也表现出良好的韧性。

（3）抗火性能好。

内部填充混凝土后，由于混凝土的吸热作用，可降低钢管壁的温度，更重要的是钢管包裹的混凝土保持了完整性，从而有效提高了构件的防火性能。

（4）施工方便。

钢管作为纵向受力骨架的同时，也兼作混凝土施工时的模板，承受施工荷载，可以大大加快施工进度。

（5）经济性好。

钢管混凝土结构总体造价比钢筋混凝土略高，但比钢结构低，并且随着建筑层数的增加，其经济性更加显着。

（6）有利于高强度混凝土的应用。

四、计算题（共23分）1、某简支组合梁，如图所示，梁跨度L=12m，混凝土板宽4m，承受均布荷载。

已知楼面活荷载标准值为／m2，楼面铺装及吊顶荷载标准值为／m2。

混凝土采用C35，f c＝mm2，E c＝×104 N/mm2。

钢梁为Q235，f＝215N/mm2，f v＝125N/mm2。

栓钉采用φ19，A s＝，屈服强度为215MPa，γ=。

试分别按塑性方法验算该组合梁的承载力，并分别确定栓钉的数量。

（提示：钢梁截面积A＝9520mm2，截面形心到钢梁顶的距离y s＝）解： 1、荷载计算 恒载标准值g k钢梁自重： ×9520×10－6＝m混凝土板自重： 25×4×＝15KN/m 楼面铺装与吊顶重： ×4＝6KN/m g k ＝m活荷载标准值q k ＝4×＝8KN/m 荷载设计值g ＋q ＝×＋×8＝m 2、内力计算弯矩设计值m KN ql M .4.671123.37818122=⨯⨯==剪力设计值KN ql V 8.223123.372121=⨯⨯==3、抗弯承载力验算NAf 20468002159520=⨯=N f h b c c e 48847507.161501950=⨯⨯=≤说明塑性中和轴在混凝土翼板内。

混凝土受压区高度mm f b Af x c e 85.627.1619502159520=⨯⨯== 极限抗弯承载力)285.6215021.243(7.1685.621950)2(-+⨯⨯=-+=x h y xf b M c s c e um KN M m KN m KN .4.671.47.740.8.740469067=>== 抗弯承载力满足要求。

4、竖向抗剪承载力验算KN V KN N f t h V v w w u 8.22346546500012537210=>==⨯⨯==竖向抗剪承载力满足要求。

5、抗剪连接件计算 栓钉抗剪承载力设计值：Nf A N f E A N s c c s c v 3341026.7121567.153.2837.07.01043.887.161015.353.28343.043.0⨯=⨯⨯⨯=>⨯=⨯⨯⨯==γ所以取N N c v 31026.71⨯=简支梁，全梁共两个正弯矩剪跨段，以跨中平分，每个剪跨区内钢梁与混凝土翼板交界面的纵向剪力为：{}{}N f h b Af V c c e s 31108.20467.161501950,2159520min ,min ⨯=⨯⨯⨯==按完全抗剪连接设计，每个剪跨区段内需要的连接件总数为：7.281026.71108.204633=⨯⨯==c v s f N V n 取29=f n 个。