6.1 已知某现浇多层钢筋混凝土框架结构，处于一类环境，二层中柱为轴心受压普通箍筋柱，柱的计算长度为l 0＝4.5m ，轴向压力设计值为2420kN ，采用C25级混凝土，纵筋采用HRB335级。试确定柱的截面尺寸及纵筋面积。
【解】
（1）确定基本参数并初步估算截面尺寸
查附表2和附表7，C30混凝土，f c =11.9N/mm 2；HRB335级钢筋，f y ′=300 N/mm 2
由于是轴心受压构件，截面形式选用正方形。
假定ρ′=3%，φ=0.9，代入公式（6-9）估算截面面积：
mm
1.378mm 0.142950)30003.09.11(9.09.0102420)(9.02
3
y ≥===?+???=''+≥A h b f f N A c ρ? 选截面尺寸为400mm ×400mm 。
（2）计算计算受压纵筋面积
l 0/b =4.5/0.4=11.25，查表6.1，φ=0.961 由公式（6-2）得
23s mm 0.2980300
4004009.11961.09.01024209.0=??-??=-='y c f A f N
A ?
（3）验算纵筋配筋率：ρ′= A s ′/ A=2980/160000=1.86%>ρmin ′=0.6%，满足配筋率要求
（4）选配钢筋
查附表20，选配纵向钢筋
822，A ＇s =3014mm 2
6.2 已知某现浇圆形截面钢筋混凝土柱，处于一类环境，直径为400mm ，柱的计算长度为l 0＝4.0m ，轴向压力设计值为3300kN ，采用C30级混凝土，纵筋采用HRB335级，箍筋用HPB235级。试确定柱中纵筋及箍筋。
【解】
（1）确定基本参数
查附表2和附表7，C30混凝土，f c =14.3N/mm 2；HRB335级钢筋，f y ′=300 N/mm 2
；HPB235级钢
筋，f y =210 N/mm 2
查附表14，一类环境，c =30mm （2）先按普通箍筋柱计算
由l 0/d =4000/400=10，查表6.1 得φ=0.98
圆柱截面面积为：22
2
mm 1256004
40014.34=?==d A π
由公式（6-2）得
23'
s mm 7.64843001256003.1498.09.01033009.0=?-??=-='y
c f A f N
A ? ρ′ = A ′s / A=6484.7/125600=5.16%>ρ′max =5%，配筋率太高，因l 0/d =10＜12，若混凝土强度
等级不再提高，则可改配螺旋箍筋，以提高柱的承载力。
（3）按配有螺旋式箍筋柱计算
假定%3'=ρ，则：
2s mm 3768112560003.003.0=?=='A A
选配纵筋为8φ25，实际A ＇s
＝3927mm 2
， ρ′＝3.1% 假定螺旋箍筋直径为14mm ，则A ss1=153.9mm 2
混凝土核心截面直径为 m m 312)1430(2400=+?-=cor d 混凝土核心截面面积为 222
mm 0.764154
31214.34
=?==cor
cor d A π
由式（6-6）得 23
s y 0
mm 4.3323210
1239273000.764153.149.01033002)(9.0=???-?-?=''+-=y cor c ss f A f A f N A α
因A ss0＞0.25 A s ′，满足构造要求。
mm 4.454
.33239.15331214.301=??==ss ss cor A A d s π
取s =45mm ，满足40mm ≤s ≤80mm ，且不超过0.2d cor =0.2×318=63.6mm 的要求。
则
21
0mm 5.335045
9
.15331214.3=??=
=
s
A d A ss cor ss π
按公式（6-6）计算
)
5.33502101239273000.764153.14(9.0)
2(9.00s y ???+?+?=+''+=ss y cor c u A f A f A f N α
kN 3300kN 2.3310=>=N
按公式（6-2）计算
kN
2.2623)3927300125600
3.14(98.09.0)
(9.0s y =?+???=''+=A f A f N c u ? 5.126.12.2623/3300/<==u N N ，故满足要求。
6.3 已知某矩形截面偏心受压柱，处于一类环境，截面尺寸为300×500mm ，柱的计算长度为4.0m ，选用C25混凝土和HRB335级钢筋，承受轴力设计值为N =600kN ，弯矩设计值为M =240kN.m 。采用不对称配筋，求该柱的截面配筋A s 及A ′s 。
【解】
（1）确定基本参数
查附表2和附表7及表4.3~4.4可知，C25混凝土f c = 11.9N/mm 2
；HRB335级钢筋f y = f ’y
=300N/mm 2
；α1=1.0；ξb = 0.55
查附表14，一类环境，c =30mm ，402/'=+==d c a a s s mm ，460405000=-=-=s a h h mm
（2）计算ηe i ，判断截面类型
400600
2400===N M e mm
202030max =????
??=，h e a mm ，420204000=+=+=a i e e e mm 85
.00.40==h l >5，应考虑偏心距增大系数
0.1488.110
600500
3009.115.05.03
1>=????==N bh f c ζ，取0.11=ζ
85
.00.40==h l <15，取0.12=ζ 050.10.10.18460420
14001114001
12212
00
=????+
=??
? ??+=ζζηh l h e i 441420050.1=?=i e ηmm 1384603.03.00=?=>h mm
因此，可先按大偏心受压构件进行计算。 （3）计算A s 和A ′s
为了配筋最经济，即使)('s s A A +最小，令ξ=ξb
651402504412
=-+=-+
=s i a h
e e ηmm 将上述参数代入式（6-18）和式（6-19）得
)40460(300)55.05.01(55.04603009.110.165110600)
()5.01(23'
0'201'
-??-?????-??=---=s y b b c s
a h f bh f Ne A ξξα =709mm 2300500300%2.0=??>mm 2
1720300
1060070930046030055.09.110.13''01=?-?+????=-+=
y
s y b c s f N
A f bh f A ξαmm
2 （4）验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载能力（略） （5）选配钢筋
受拉钢筋选用5φ22（A s =1900mm 2），受压钢筋选用3φ18（A ′s =763mm 2
）。满足配筋面积和构造要求。
6.4 已知条件同例6.3，且已配置受压钢筋为3φ22（A ＇s =1140mm 2
），求受拉钢筋A s 。 【解】
（1）验算A ＇s
是否满足最小配筋率的要求 A ＇s
=1140mm 2>0.002bh =0.002×300×500=300mm 2
，满足最小配筋率的要求。 步骤（2）和（3）同习题6.3的（1）和（2）； （4）求 x ，判别公式的适用条件 由式（6-23）得
()
????
? ??''---=20
c 1s 0's y 0)(211bh f a -h A f Ne h x α
()???
? ?????-??-???--?=234603009.110.1)40460(114030065110600211460 =.4mm ＜ξb h 0=0.550×460=253mm ，且x >2a’s =2×40=80mm，满足大偏心受压的适用条件。 （5）计算A s
由式（6-24）得
1394300
1060030011404.1893009.110.13''1=?-?+???=-+=y s y c s f N
A f bx f A αmm 2
3000500300%2.0=??>mm
2
（6）验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载能力（略）
本题钢筋总量为A ＇s + A s =1140+1394=2534 mm 2，与例6.3题钢筋总量A ＇s + A s =709+1720=2429mm 2
相比较可以看出，当取x =ξb h 0时，求得的总用钢量要少些。
6.5 已知条件同例6.3，但且已配置受压钢筋为5φ25（A ＇s =2454mm 2
），求受拉钢筋A s 。 【解】
步骤（1）～（3）同例6.4； （4）求 x ，判别公式的适用条件 由公式（6-23）得
()
????
? ??''---=20
c 1s 0's y 0)(211bh f a -h A f Ne h x α ()???
? ?????-??-???--?=234603009.110.1)40460(245430065110600211460 =53mm ＜2a’s =2×40=80mm，所以受压钢筋不屈服，可近似取x ＝2a 's ，按式（6-11）计算A s （5）计算A s
231402504412
s
i =+-='+-
'a h
e e η＝mm 由公式（6-11）可得
1100)40460(30023110600)(30'=-???=-=s y s a h f Ne A mm 2300500300%2.0=??>mm 2
（6）验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载能力（略） （7）选配钢筋
受拉钢筋选配3φ 22（A s =1140mm 2
），满足配筋面积和构造要求。
6.6 已知某矩形截面偏心受压柱，处于一类环境，截面尺寸为500×700mm ，柱的计算长度为3.3m ，选用C30混凝土和HRB400级钢筋，承受轴力设计值为N =900kN ，弯矩设计值为M =540kN.m 。采用不对称配筋，求该柱的截面配筋A s 及A ′s 。
【解】
（1）确定基本参数
查附表2和附表7及表4.3~4.4可知，C30混凝土f c =14.3N/mm 2
；HRB400级钢筋f y = f ’y
=360N/mm 2
；α1=1.0；ξb = 0.518
查附表14，一类环境，c =30mm ，a s =c +d /2=40mm ，h 0=h –40=700–40=560mm （2）计算ηe i ，判断截面类型
600900
5400===N M e mm
232030max =??
??
??
=，h e a mm ，623236000=+=+=a i e e e mm 7.47
.03.30==h l ，可不考虑二阶效应的影响，取η=1.0 6236230.1=?=i e ηmm 1986603.03.00=?=>h mm 。
因此，可先按大偏心受压构件进行计算。 （3）计算A s 和A ′s
为了配筋最经济，即使（A ＇s
+ A s ）最小，令ξ =ξb =0.518 933403506232
=-+=-+
=s i a h
e e ηmm 由式（6-18）得
)
40660(360)
518.05.01(518.06605003.140.193310900)
()5.01(2
3
'0'201'<-??-?????-??=
---=
s y b b c s
a h f bh f Ne A ξξα
取 700700500002.0'=??=s A mm 2
，按照A ＇s 已知的情形计算。
选3φ18为受压钢筋（A ＇s = 763 mm 2
），满足构造要求。将A ＇s
= 763 mm 2
代入式（6-23）得 ()
????
? ??''---=20
c 1s 0's y 0)(211bh f a -h A f Ne h x α ()???
? ?????-??-???--?=236605003.140.1)40660(76336093310900211660 =161.7mm ＜ξb h 0=0.518×660=341.9mm ，且x >2a’s =2×40=80mm，满足大偏心受压的适用
条件。
1475360
109007633607.1615003.140.13''1=?-?+???=-+=y s y c s f N
A f bx f A αmm 2
700700500%2.0=??>mm
2
（4）验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载能力（略） （5）选配钢筋
受拉钢筋选配422（A s =1520mm 2
），满足配筋面积和构造要求。
6.7 已知某矩形截面偏心受压柱，处于一类环境，截面尺寸为400×600mm ，柱的计算长度为6.6m ，选用C30混凝土和HRB400级钢筋，承受轴力设计值为N =3100kN ，弯矩设计值为M =155kN.m 。采用不对称配筋，求该柱的截面配筋A s 及A ′s 。
【解】
（1）确定基本参数
查附表2和附表7及表4.3~4.4可知，C30混凝土f c =14.3N/mm 2
；HRB400级钢筋f y = f ’y
=360N/mm 2
；α1=1.0；ξb = 0.518
查附表14，一类环境，c =30mm ，a s =c +d /2=40mm ，h 0=h –40=600–40=560mm （2）计算ηe i ，判断截面类型
503100
1550===
N M e mm 202030max =??
??
??
=，h e a mm ，7020500=+=+=a i e e e mm ， 116
.06.60==h l >5，应考虑偏心距增大系数 554.010
3100600
4003.145.05.03
1=????==N bh f c ζ 116
.06.60==h l <15，取0.12=ζ 383.10.1554.01156070
14001114001
12212
00
=????+
=??
? ??+=ζζηh l h e i 8.9670383.1=?=i e ηmm 1685603.03.00=?= 因此，该构件为小偏心受压构件。 （3）计算A s 和A ＇s （ 3.1）判别是否需要考虑“反向受压破坏”的情况。 f c bh =14.3×400×600＝3432kN>N ＝3100kN ，故不须考虑 “反向受压破坏”的情况。 （3.2）计算A s 8.356406005.08.962 1 =-?+=-+ =s i a h e e ηmm 2.163408.966005.02 1 ''=--?=--= s i a e h e ηmm 小偏心受压远离轴向力一侧的钢筋不屈服，为使配筋较少，令： 480600400002.0=??=s A mm 2 （3.3）计算x 由式（6-21）可得 ??? ?????---+????????--++--+=)()(2)()()() (1b c 1's 0s y 1c 1'2 1b 0c 1's 0s y ' s 1b 0c 1's 0s y 's βξαβαβξαβξαb f a h A f b f Ne bh f a h A f a bh f a h A f a x ) 8.0518.0(5604003.140.1) 40560(48036040-????-??+= ? ?? ???-???-???-????+??????-????-??++)8.0518.0(4003.140.1)40560(4803608.04003.140.12.1631031002)8.0518.0(5604007.160.1)40560(4803604032 =459.7mm>ξb h 0=0.518×560=290.1mm ξcy h 0=（2×0.8-0.518）×560=605.9mm> x =459.7mm 所以满足ξb h 0＜x ＜ξcy h 0的条件 （3.4）计算A ＇s 将x 代入公式（6-12-2）可得A ＇s )40560(360)7.4595.0560(4007.4593.140.18.316103100) () 2(3' 0'01'-??-????-??=---=s y c s a h f x h bx f Ne A α =1217mm 2 （4）验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载能力 由l 0/b =6600/400=16.5，查表6.1 得φ=0.855 按公式（6-2）计算 []kN 3100kN 3126)1271480(3606004003.14855.09.0) (9.0s y =>=+?+????=''+=N A f A f N c u ? 满足要求。 （5）选配钢筋 远离轴向力一侧的钢筋选配316（A s =603mm 2 ），靠近轴向力一侧的钢筋选配420（A ＇s =1256mm 2 ，误差在5％以），满足配筋面积和构造要求。 6.8 已知条件同例6.7，但承受轴力设计值为N =3800kN ，弯矩设计值为M =38kN.m 。采用不对称配筋，求该柱的截面配筋A s 及A ′s 。 【解】 （1）确定基本参数 查附表2和附表7及表4.3~4.4可知，C30混凝土f c =14.3N/mm 2 ；HRB400级钢筋f y = f ’y =360N/mm 2 ；α1=1.0；ξb = 0.518 查附表14，一类环境，c =30mm ，a s =c +d /2=40mm ，h 0=h –40=600–40=560mm （2）计算ηe i ，判断截面类型 103800 380=== N M e mm 202030max =?? ?? ?? =，h e a mm ，3020100=+=+=a i e e e mm ， 5.126 .05.70==h l ，应考虑偏心距增大系数 452.010******* 4003.145.05.03 1=????==N bh f c ζ 5.126 .05.70==h l <15，取0.12=ζ 942.10.1452.05.1256030 14001114001 12212 00 =????+ =?? ? ??+=ζζηh l h e i 3.5830942.1=?=i e ηmm 1685603.03.00=?= 因此，该构件为小偏心受压构件。 （3）计算A s 和A ＇s （3.1）判别是否需要考虑“反向受压破坏”的情况。 f c bh =14.3×400×600＝3432kN < N ＝3800kN ，故应考虑“反向受压破坏”的情况。 （3.2）计算A s 考虑“反向受压破坏”的情况时，由公式（6-20）求A s ()[]()()[]()2 s 0 y 0c a 0s s mm 714) 40560(3602505606004003.14)2010(406005.038000005.02/=-?-???----??= -''-'---'-= a h f h h bh f e e a h N A ()[]()()2max s 0y 0c a 0s s mm 714002.0,5.02/=??????????-''-'---'-=bh a h f h h bh f e e a h N A （3.3）计算x 3.318406005.03.582 1 =-?+=-+ =s i a h e e ηmm 7.201403.585005.02 1 ''=--?=--= s i a e h e ηmm 由公式（6-21）得 ??? ?????---+????????--++--+=)()(2)()()()(1b c 1's 0s y 1c 1'2 1b 0c 1's 0s y 's 1b 0c 1's 0s y ' s βξαβαβξαβξαb f a h A f b f Ne bh f a h A f a bh f a h A f a x ) 8.0518.0(5604003.140.1) 40560(71436040-????-??+= ?? ????-???-???-???+??????-????-??++ )8.0518.0(4003.140.1)40560(7143608.04003.140.17.20138002)8.0518.0(5604003.140.1)40560(714360402 《结构设计原理》试题1（不错） 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为 【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是 【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗压设计强度。 14. 梁内纵向受力钢筋的弯起点应设在按正截面抗弯计算该钢筋强度全部发挥作用的截面以外h0／2处，以保证斜截面抗弯；同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面以外，以保证正截面抗弯。 15. 其他条件相同时，配筋率愈大，平均裂缝间距愈小，平均裂缝宽度愈小。其他条件相同时，混凝土保护层愈厚，平均裂缝宽度愈大。 16. 当截面内力大且截面受限时，梁中可配受压钢筋。 17. 在一定范围内加大配箍率可提高梁的斜截面承载力。 18. 截面尺寸和材料品种确定后，在min≤≤max条件下，受弯构件正截面承载力随纵向受拉钢筋配筋率的增加而增大。 19. 为避免少筋梁破坏，要求≥min。 绪论 0-1：钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起工作？ 答：其主要原因是：①混凝土结硬后，能与钢筋牢固的粘结在一起，相互传递内力。粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5～1.5×10-5C-1，二者的数值相近。因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。 习题0-2：影响混凝土的抗压强度的因素有哪些？ 答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室，加载速度对立方体抗压强度也有影响。 第一章 1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求？各项要求指标能达到什么目的？ 答：1强度高，强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。采用较高强度的钢筋可以节省钢筋，获得较好的经济效益。2塑性好，钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形，能给人以破坏的预兆。因此，钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。3可焊性好，在很多情况下，钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接，因此，要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。4与混凝土的粘结锚固性能好，为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用，二者之间应有足够的粘结力。 1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗？为什么？ 答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度，冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度，然后卸载，在卸载的过程中钢筋产生残余变形，停留一段时间再进行张拉，屈服点会有所提高，从而提高抗拉强度，在冷拉过程中有塑性变化，所以不能提高抗压强度。冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度，冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模，钢筋受到纵向拉力和横向压力作用，内部结构发生变化，截面变小，而长度增加，因此抗拉抗压增强。 普通混凝土配合比设计方法[1] 一、基本要求 1.普通混凝土要兼顾性能与经济成本，最主要的是要控制每立方米胶凝材料用量及水泥用量，走低水胶比、大掺合料用量、高砂率的设计路线； 2.普通塑性混凝土配合比设计时，主要参数参考下表 ； ②普通混凝土掺合料不宜使用多孔、含碳量、含泥量、泥块含量超标的掺合料； ③确保外加剂与水泥及掺合料相容性良好，其中重点关注缓凝剂、膨胀剂等与水泥及掺合料的相容性，相容性不良的外加剂，不得用于配制混凝土； 3 设计普通混凝土配合比时，应用excel编计算公式，计算过程中通过调整参数以符合表1给出的范围。 2 术语、符号 2.1 术语 2.1.1普通混凝土ordinary concrete 干表观密度为2000～2800kg/m3的水泥混凝土。 2.1.2 干硬性混凝土stiff concrete 拌合物坍落度小于10mm且须用维勃时间（s）表示其稠度的混凝土。 2.1.3塑性混凝土plastic concrete 拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土。 2.1.4流动性混凝土pasty concrete 拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土。 2.1.5大流动性混凝土flowing concrete 拌合物坍落度不小于160mm的混凝土。 2.1.6抗渗混凝土impermeable concrete 抗渗等级不低于P6的混凝土。 2.1.7抗冻混凝土frost-resistant concrete 抗冻等级不低于F50的混凝土。 2.1.8高强混凝土high-strength concrete 强度等级不小于C60的混凝土。 2.1.9泵送混凝土pumped concrete 可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土。 2.1.10大体积混凝土mass concrete 体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。 2.1.11 胶凝材料binder 混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。 2.1.12 胶凝材料用量binder content 混凝土中水泥用量和矿物掺合料用量之和。 2.1.13 水胶比water-binder ratio 混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。 2.1.14 矿物掺合料掺量percentage of mineral admixture 矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。 2.1.15 外加剂掺量percentage of chemical admixture 外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。 《混凝土结构设计原理》期末考试题及答案 一.选择题 1、钢筋与混凝土能够共同工作得主要原因就是 ( D ) A、防火,防锈 B、混凝土对钢筋得包裹及保护 C、钢筋抗拉而混凝土抗压 D、混凝土与钢筋有足够得粘结力,二者膨胀系数接 近 2、钢筋混凝土梁在正常使用情况下 ( A ) A、通常就是带裂缝工作得 B、一旦出现裂缝,裂缝贯通全 截面 C、一旦出现裂缝,沿全长钢筋与混凝土得粘结力丧尽 D、通常就是无裂缝 得 3.《规范》确定立方体抗压强度所用试块得边长就是 ( A ) A、150mm B、200mm C、100mm D、250mm 4.钢材得含碳量越低则 ( B ) A.强度越高,塑性越好B、屈服台阶越长,伸长率越大,塑性越好 C、强度越低,塑性越差 D、屈服台阶越短,伸长率越小,塑性越差 5.钢筋混凝土轴心受压构件,引入稳定系数就是来考虑 ( D ) A.材料不同性能得影响 B、荷载长期作用得影响 C、两端约束情况得影响 D、长柱纵向挠曲得影响 二.填空 1．混凝土立方体十块得尺寸越大,其强度越小。 2．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级得提高而增大。 3．承载能力极限状态时,材料强度取设计值。 4．正常使用极限状态时,材料强度一般取标准值。 5．轴心受压构件得长细比越大,稳定系数值越小。 6．钢筋混凝土梁正截面设计中少筋破坏而,就是为了避免增大。 7．大偏心受压情况下,随着轴向压力得增大,正截面受弯承载力随之增大。 8．大偏心受压情况下,随着轴向压力得减小,正截面受弯承载力随之减小。 9．小偏心受压情况下,随着轴向压力得增大,正截面受弯承载力随之减小。 10．小偏心受压情况下,随着轴向压力得减小,正截面受弯承载力随之增大。 11．某工地一批混凝土立方体试块实测抗压强度平均值为,标准差为,则这一 批混凝土立方体抗压强度标准值为32、5-1、645 0、65=31、43 。 12．混凝土水灰比越大或水泥用量越多,则徐变与收缩值越大 。 《混凝土结构设计原理》 模拟试题1 一．选择题（1分×10=10分） 1．混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是（ B ）。 A ．150×150×150； B ．150×150×300； C ．200×200×400； D ．150×150×400； 2．受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（ A ）。 A ．斜压破坏； B ．斜拉破坏； C ．剪压破坏； D ．弯曲破坏； 3．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ B ）。 A ．C20； B ．C30； C ．C35； D ．C40； 4．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ C ）。 A ．21l l σσ+； B ．321l l l σσσ++； C ．4321l l l l σσσσ+++； D ．54321l l l l l σσσσσ++++； 5．普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为（ C ）。 A ．一级； B ．二级； C ．三级； D ．四级； 6．c c c E εσ= ' 指的是混凝土的（ B ）。 A ．弹性模量； B ．割线模量； C ．切线模量； D ．原点切线模量； 7．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ （ C ）。 A ．两次升温法； B ．采用超张拉； C ．增加台座长度； D ．采用两端张拉； 8．混凝土结构的耐久性应根据混凝土结构的环境类别和设计使用年限进行设计，室内正常环境属于环境类别的（ A ）。 A ．一类； B ．二类； C ．三类； D ．四类； 9．下列哪种荷载不属于《建筑结构荷载规范》中规定的结构荷载的范围（ B ）。 A ．永久荷载； B ．温度荷载； C ．可变荷载； D ．偶然荷载； 10．《混凝土结构设计规范》调幅法设计连续板提出的基本原则中，要求相对受压区高度ξ应满足的条件。（ B ）。 A ．0.1≤ξ≤0.25； B ．0.1≤ξ≤0.35； C ．0.1≤ξ≤0.45； D ．0.1≤ξ≤0.55； 二．判断题（1分×10=10分） 1．混凝土强度等级应按棱柱体抗压强度标准值确定。（ F ） 2．荷载标准值是在结构设计使用期内具有一定概率的最大荷载值。（ T ） 3．材料强度的设计值等于材料强度的标准值乘以材料分项系数。（ F ） 4．设计中R M 图必须包住M 图，才能保证受弯构件的斜截面承载力满足要求。（ F ） 5．箍筋和弯起钢筋统称为腹筋。（ T ） 6．con σ张拉控制应力的确定是越大越好。（ F ） 7．受弯构件裂缝宽度随着受拉纵筋直径的增加而增大。（ T ） 8．纵向受拉钢筋配筋率增加，截面延性系数增大。（ F ） 9．大偏心受拉构件的判别标准条件是b ξξ<。（ F ） 10．轴压比是影响偏心受压构件截面延性的主要因素。（ T ） 三．简答题（5分×8=40分） 1． 请简述变形钢筋与混凝土粘结机理？ 2． 什么是结构的极限状态？极限状态可分为那两类？ 3． 如何保证受弯构件斜截面承载力？ 4． 请简述预应力钢筋混凝土的基本概念？ 5． 什么是结构构件截面延性？影响截面延性的主要因素是什么？ 6． 裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽度限值，应如何处理? 7． 什么是结构可靠度？ 混凝土结构设计基本原理复习重点(总结很好) 第 1 章绪论 1.钢筋与混凝土为什么能共同工作： （1）钢筋与混凝土间有着良好的粘结力，使两者能可靠地结合成一个整体，在荷载作用下能够很好地共同变形，完成其结构功能。 （2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数也较为接近，因此，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏两者之间的粘结。 （3）包围在钢筋外面的混凝土，起着保护钢筋免遭锈蚀的作用，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 1、混凝土的主要优点：1)材料利用合理2 )可模性好3)耐久性和耐火性较好4)现浇混凝土结构的整体性好5)刚度大、阻尼大6)易于就地取材 2、混凝土的主要缺点：1)自重大2)抗裂性差3 )承载力有限4)施工复杂、施工周期较长5 )修复、加固、补强较困难 建筑结构的功能包括安全性、适用性和耐久性三个方面 作用的分类：按时间的变异，分为永久作用、可变作用、偶然作用 结构的极限状态：承载力极限状态和正常使用极限状态 结构的目标可靠度指标与结构的安全等级和破坏形式有关。 荷载的标准值小于荷载设计值；材料强度的标准值大于材料强度的设计值 第2章钢筋与混凝土材料物理力学性能 一、混凝土 立方体抗压强度（f cu,k）：用150mm×150mm×150mm的立方体试件作为标准试件，在温度为（20±3）℃，相对湿度在90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法加压到破坏，所测得的具有95%保证率的抗压强度。（f cu,k为确定混凝土强度等级的依据） 1.强度轴心抗压强度（f c）：由150mm×150mm×300mm的棱柱体标准试件经标准养护后用标准试验方法测得的。（f ck=0.67 f cu,k） 轴心抗拉强度（f t）：相当于f cu,k的1/8～1/17, f cu,k越大，这个比值越低。 复合应力下的强度：三向受压时，可以使轴心抗压强度与轴心受压变形能力都得到提高。 双向受力时，（双向受压：一向抗压强度随另一向压应力的增加而增加；双向受拉：混凝土的抗拉强度与单向受拉的基本一样； 一向受拉一向受压：混凝土的抗拉强度随另一向压应力的增加而降低，混凝土的抗压强度随另一向拉应力的增加而降低） 受力变形：（弹性模量：通过曲线上的原点O引切线，此切线的斜率即为弹性模量。反映材料抵2.变形抗弹性变形的能力） 体积变形（温度和干湿变化引起的）：收缩和徐变等。 混凝土单轴向受压应力-应变曲线数学模型 1、美国E.Hognestad建议的模型 2、德国Rusch建议的模型 混凝土的弹性模量、变形模量和剪变模量 弹性模量 变形模量 切线模量 3、（1）徐变：混凝土的应力不变，应变随时间而增长的现象。 混凝土产生徐变的原因： 1、填充在结晶体间尚未水化的凝胶体具有粘性流动性质 2、混凝土内部的微裂缝在载荷长期作用下不断发展和增加的结果 线性徐变：当应力较小时，徐变变形与应力成正比；非线性徐变：当混凝土应力较大时，徐变变形与应力不成正比，徐变比应力增长更快。影响因素：应力越大，徐变越大；初始加载时混凝土的龄期愈小，徐变愈大；混凝土组成成分水灰比大、水泥用量大，徐变大；骨料愈坚硬、弹性模量高，徐变小；温度愈高、湿度愈低，徐变愈大；尺寸大小，尺寸大的构件，徐变减小。养护和使用条件 对结构的影响：受弯构件的长期挠度为短期挠度的两倍或更多；长细比较大的偏心受压构件，侧向挠度增大，承载力下降；由于徐变产生预应力损失。（不利）截面应力重分布或结构内力重分布，使构件截面应力分布或结构内力分布趋于均匀。（有利） （2）收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象，在水中体积膨胀。 影响因素：1、水泥的品种：水泥强度等级越高，则混凝土的收缩量越大； 2、水泥的用量：水泥越多，收缩越大；水灰比越大，收缩也越大； 3、骨料的性质：骨料的弹性模量大，则收缩小； 4、养护条件：在结硬过程中，周围的温、湿度越大，收缩越小； 5、混凝土制作方法：混凝土越密实，收缩越小； 6、使用环境：使用环境的温度、湿度大时，收缩小； 7、构件的体积与表面积比值：比值大时，收缩小。 对结构的影响：会使构件产生表面的或内部的收缩裂缝，会导致预应力混凝土的预应力损失等。 措施：加强养护，减少水灰比，减少水泥用量，采用弹性模量大的骨料，加强振捣等。 混凝土的疲劳是荷载重复作用下产生的。（200万次及其以上） 二、钢筋 光圆钢筋：HPB235 表面形状 带肋钢筋：HRB335、HRB400、RRB400 有明显屈服点的钢筋：四个阶段（弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、破坏阶段），屈服强度力学性能是主要的强度指标。 （软钢） 混凝土结构设计原理试卷及答案 一、判断题（正确的打“√”，错误的 打“×”）（每题1分，共10分） [× ]1、对钢筋冷拉可提高其抗拉强度和延性。 [√ ]2、对于任何承载的结构或构件，都需要按承载能力极限状态进行设计。 [√ ]3、荷载分项系数与荷载标准值的乘积，称为荷载设计值。 [√ ]4、同样尺寸和材料的钢筋混凝土梁，适筋梁的极限承载力不是最高的。 [× ]5、对所有偏心受压构件必须考虑全截面受压时离轴力较远一侧钢筋受压屈服的可能性。 [√ ]6、受弯构件斜截面的抗剪承载力通过计算加以控制，斜截面的抗弯承载力一般不用计算而是通过构造措施加以控制。 [√ ]7、动力荷载作用下的裂缝宽度有所增大。 [× ]8、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数越大，表明裂缝间受拉混凝土参与工作的程度越高。 [× ]9、I 形截面各部分所受到的扭矩按其截面面积进行分配。 [× ]10、预应力混凝土构件的延性要比普通钢筋混凝土构件的延性要好。 二、单项选择题 （每题2分，共22分） 1、钢筋混凝土短柱在不变的轴压力长期作用下，由于混凝土的徐变使得（ B ） A.混凝土应力增大钢筋应力减小 B. 混凝土应力减小钢筋应力增大 C. 混凝土应力增大钢筋应力增大 D. 混凝土应力减小钢筋应力减小 2、复合受力下，混凝土抗压强度的次序为（ B ） A. Fc1 < Fc2 < Fc3； B. Fc2 < Fc1 < Fc3 ； C. Fc2 < Fc1 = Fc3； D.Fc1 = Fc2 < Fc3； 3、在二a 环境类别下，混凝土强度等级不大于C25时，钢筋混凝土梁的保护层最小厚度是（ D ） A. 15mm B. 20 mm C. 25 mm D. 30 mm 4、仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（ A ） A. ξ3＞ξ2＞ξ1 B. ξ3＝ξ2＞ξ1 C. ξ2＞ξ3＞ξ1 D. ξ3＞ξ2＝ξ1 5、双筋矩形截面应满足s a 2x '≥的条件，其目的是（ B ） A. 防止超筋破坏 B. 保证受压钢筋屈服 C. 防止少筋破坏 D. 保证受拉钢筋 屈服 6、适筋梁的受弯破坏是（ B ） A 受拉钢筋屈服以前混凝土压碎引起的破坏 第七章 受扭构件扭曲截面承载力 本章的意义和内容：扭转是结构构件受力的一种基本形式。构件截面受有扭矩，或者截面所受的剪力合力不通过构件截面的弯曲中心，截面就要受扭。通过本章的学习，掌握如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁，雨蓬梁、曲梁和螺旋楼梯等计算具有实际意义。本章的主要内容包括受扭构件的试验研究，纯扭构件的扭曲截面承载力计算，弯剪扭构件的承载力计算，受扭构件的配筋构造要求。 本章习题内容主要涉及：矩形截面受扭构件的破坏形态、变角空间桁架计算模型、受扭承载力的计算方法、限制条件及配筋构造。纯扭、压扭、弯剪扭构件的配筋计算。 一．概 念 题 （一）填空题 1.无筋矩形截面混凝土构件在扭矩作用下的破坏，首先在其___________中点最薄弱处产生一条斜裂缝，然后向两边延伸，形成____________开裂、_____________受压的一个空间扭曲的斜裂缝，其破坏性质属于_____________。 2.通过对钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力的分析可知，抗扭纵筋一般应沿截面周边-____________布置。 3.剪扭相关性体现了由于扭矩的存在，截面的抗剪承载力_________；由于剪力的存在，截面的抗扭承载力_________。 4．钢筋混凝土受扭构件根据所配箍筋和纵筋数量的多少，构件的破坏有四种类型，即________、________、________、________。其中当________和_______时，钢筋强度能充分或基本充分利用，破坏具有较好的塑性性质。 5．为了使抗扭纵筋和箍筋的应力在构件受扭破坏时均能达到屈服强度，纵筋与箍筋的配筋强度比值应满足条件________，最佳比为________。 6．________模型是钢筋混凝土纯扭构件受力机理的一种概括。由于这种模型未考虑出现裂缝后混凝土截面部分的抗扭作用，因而与试验结果存在一定差异。 7．在压弯扭构件中，轴向压力值在一定范围内，对构件的受扭和受剪承载力影响是________。 （二）选择题 1． 钢筋混凝土纯扭构件，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比为7160..≤≤ζ，当构件破坏时， [ ]。 a 、纵筋和箍筋都能达到屈服强度； b 、仅纵筋达到屈服强度； c 、仅箍筋达到屈服强度； d 、纵筋和箍筋都不能达到屈服强度。 2．在设计钢筋混凝土受扭构件时，按照《混凝土结构设计规范》的要求，其受扭纵筋与受扭箍筋的配筋强度比ζ应[ ]。 a 、>2.0； b 、<0.5； c 、不受限制； d 、 在0.6～1.7之间。 3．《混凝土规范》对于剪扭构件所采用的计算模式是[ ] a 、混凝土承载力及钢筋承载力均考虑相关关系； b 、混凝土承载力及钢筋承载力都不考虑相关关系； c 、混凝土承载力不考虑相关关系，钢筋承载力考虑相关关系； d 、混凝土承载力考虑相关关系，钢筋承载力不考虑相关关系； 4．钢筋混凝土T 形和I 形截面剪扭构件可划分成矩形块计算，此时[ ]。 线订装封密 号学 线 订装封密 级 西南交通大学 第（一）学期考试试卷 （教学班用） 课程代码0171033课程名称 混凝土结构设计原理 考试时间90分钟 阅卷教师签字： ____________________________________________________ 1、 单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个你认为最合 理的并标记“ ”。共27分，每小题1分） 1、混凝土强度等级是按其（ 证率为（）。 A.立方体、95% C.棱柱体、95% ）试块抗压强度标准值确定的，其保 B.立方体、85% D.棱柱体、85% 2、钢筋混凝土结构承载力极限状态设计计算中取用的荷载（当其效应 对结构不利时）设计值Q 与其相应的标准值Q k 、材料强度的设计值 f 与其相应的标准值f k 之间的关系为（ ）。 f f k B. Q Q k , f f f f k D. Q Q k , f f A. Q Q k , C. Q Q k , k k 3、设计和施工正常的轴心受压构件在长期压力作用下， （ ） A. 构件的极限承载力会急剧变小 B. 混凝土压应力随时间增长而变大，钢筋压应力变小 C. 混凝土压应力随时间增长而变小，钢筋压应力变大 D. 无论如何卸载钢筋一定出现拉应力、混凝土则一定出现压应 力 4、双筋矩形截面抗弯强度计算公式的适用条件： x 2a s ,其作用是（ ） A. 保留过大的受压区高度不致使混凝土过早压坏 B. 保证受拉钢筋的应力在截面破坏时能达到屈服 C. 保证受压钢筋的应力在截面破坏时能达到抗压强度设计值 D. 使总的钢筋用量为最小 5、配筋率很高的钢筋混凝土梁，提高其正截面抗弯承载力的最有效方 法是（ 7、（）的一定属于钢筋混凝土 T 形截面受弯构件 A. 截面形状是T 形或倒L 形 B. 截面形状是T 形或L 形 C. 截面形状是T 形或L 形且翼缘位于受压区 D. 截面形状是T 形或L 形且翼缘位于受拉区 & （）不是混凝土保护层的主要作用。 A. 防火 B.防锈 C.增加粘结力 D.便于装修 9、 正截面抗弯承载力计算公式是针对（ ）的。 A.少筋梁 B.适筋梁 C.超筋梁 D.上述A.、B 和C 全是 10、 梁柱中受力纵筋的保护层厚度是 指（ ）。 A. 箍筋外表面至梁柱最近表面的垂直距离 B. 纵筋外表面至梁柱最近表面的垂直距离 A. 提高混凝土强度等级 C.增大截面高度 B. 提高钢筋强度等级 D.增大截面宽度 6、在进行梁抗剪承载力计算时，验算 V 0.25 c f c bh o 的目的是（ ）。 A. 防止发生斜压破坏 C. 防止截面尺寸过大 B. 防止发生斜拉破坏 D. 防止发生锚固破坏 学习必备 欢迎下载 名词解释: 1结构的极限状态: 当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 2结构的可靠度: 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。包括结构的安全性，适用性和耐久性。 3混凝土的徐变: 在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为混凝土的徐变。 4混凝土的收缩：混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为混凝土的收缩。 5 剪跨比 m : 是一个无量纲常数，用 0Vh M m = 来表示，此处M 和V 分别为剪压 区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h 0为截面有效高度。 6抵抗弯矩图: 抵抗弯矩图又称材料图，就是沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图，即表示个正截面所具有的抗弯承载力。 7弯矩包络图：沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图。 9预应力度 λ： 《公路桥规》将预应力度 定义为由预加应力大小确定的消压弯矩0M 与外荷载产生的弯矩s M 的比值。 10消压弯矩：由外荷载产生，使构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩。 11钢筋的锚固长度：受力钢筋通过混凝土与钢筋的粘结将所受的力传递给混凝土所需的长度。 12超筋梁：是指受力钢筋的配筋率大于于最大配筋率的梁。破坏始自混凝土受压区先压碎，纵向受拉钢筋应力尚小于屈服强度,在钢筋没有达到屈服前，压区混凝土就会压坏，表现为没有明显预兆的混凝土受压脆性破坏的特征。 13纵向弯曲系数：对于钢筋混凝土轴心受压构件，把长柱失稳破坏时的临界压力与短柱压坏时的轴心压力的比值称为纵向弯曲系数。 14直接作用：是指施加在结构上的集中力和分布力。 15间接作用：是指引起结构外加变形和约束变形的原因。 16混凝土局部承压强度提高系数：混凝土局部承压强度与混凝土棱柱体抗压强度之比。 17换算截面：是指将物理性能与混凝土明显不同的钢筋按力学等效的原则通过弹性模量比值的折换，将钢筋换算为同一混凝土材料而得到的截面。 18正常裂缝：在正常使用荷载作用下产生的的裂缝，不影响结构的外观和耐久性能。 19混凝土轴心抗压强度：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方 法测得的抗压强度值，用符号 c f 表示。 20混凝土立方体抗压强度：以每边边长为150mm 的立方体为标准试件，在20℃±2℃的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d ，依照标准制作方法和试验方法测 得的抗压强度值，用符号cu f 表示。 21混凝土抗拉强度：采用100×100×500mm 混凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度。 22混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的试验方法操作，则混凝土劈 裂抗拉强度ts f 按下式计算：20.637 ts F F f A ==πA 23张拉控制应力：张拉设备（千斤顶油压表）所控制的总张拉力Np,con 除以预应力筋面积Ap 得到的钢筋应力值。 24后张法预应力混凝土构件：在混凝土硬结后通过建立预加应力的构件。 预应力筋的传递长度：预应力筋回缩量与初始预应力的函数。 25配筋率：筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土有效截面面积的比值。 26斜拉破坏： m ＞3 时发生。斜裂缝一出现就很快发展到梁顶，将梁劈拉成两半，最后由于混凝土拉裂而破坏 27剪压破坏：1≤m≤3时发生。斜裂缝出现以后荷载仍可有一定的增长，最后，斜裂缝上端集中荷载附近混凝土压碎而产生的破坏。 28斜压破坏： m ＜1时发生。在集中荷载与支座之间的梁腹混凝土犹如一斜向的受压短柱，由于梁腹混凝土压碎而产生的破坏。 29适筋梁破坏：当纵向配筋率适中时，纵向钢筋的屈服先于受压区混凝土被压碎，梁是因钢筋受拉屈服而逐渐破坏的，破坏过程较长，有一定的延性，称之为适筋破坏 30混凝土构件的局部受压：混凝土构件表面仅有部分面积承受压力的受力状态。 31束界：按照最小外荷载和最不利荷载绘制的两条ep 的限值线E1和E2即为预应力筋的束界。 32预应力损失：钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象。 33相对界限受压区高度：当钢筋混凝土梁界限破坏时，受拉区钢筋达到屈服强度开始屈服时，压区混凝土同时达到极限压应变而破坏，此时受压区混凝土高度1b=2b*h0,2b 即称为 相对界限受压区高度。 34控制截面：在等截面构件中是指计算弯矩（荷载效应）最大的截面；在变截面构件中则是指截面尺寸相对较小，而计算弯矩相对较大的截面。 35最大配筋率 m ax ρ：当配筋率增大到使钢筋 屈服弯矩约等于梁破坏时的弯矩时，受拉钢筋屈服与压区混凝土压碎几乎同时发生，这种破坏称为平衡破坏或界限破坏，相应的配 筋率称为最大配筋率。 36最小配筋率 min ρ：当配筋率减少，混凝 土的开裂弯矩等于拉区钢筋屈服时的弯矩时，裂缝一旦出现，应力立即达到屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率。 37钢筋松弛：钢筋在一定应力值下，在长度保持不变的条件下，应力值随时间增长而逐渐降低。反应钢筋在高应力长期作用下具有随时间增长产生塑性变形的性质。 38预应力混凝土：就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 39预应力混凝土结构：由配置预应力钢筋再通过张拉或其他方法建立预应力的结构。 40T 梁翼缘的有效宽度：为便于计算，根据等效受力原则，把与梁肋共同工作的翼缘宽度限制在一定范围内，称为翼缘的有效宽度。 41混凝土的收缩：混凝土凝结和硬化过程中体积随时间推移而减小的现象。（不受力情况下的自由变形） 42单向板：长边与短边的比值大于或等于2的板，荷载主要沿单向传递。 42双向板：当板为四边支承，但其长边2l 与 短边1l 的比值2/12 ≤l l 时，称双向 板。板沿两个方向传递弯矩，受力钢筋应沿两个方向布置。 43轴向力偏心距增大系数：考虑再弯矩作用平面内挠度影响的系数称为轴心力偏心距增大系数。 44抗弯效率指标： u b K K h ρ+= ， u K 为上核心距，b K 为下核心距， h 为梁得全截面高度。 45第一类T 型截面：受压高度在翼缘板厚度内，x ＜ /f h 的T 型截面。 46持久状况：桥涵建成以后，承受自重、车辆荷载等作用持续时间很长的状况。 47截面的有效高度：受拉钢筋的重心到受压边缘的距离即h 0=h －a s 。h 为截面的高度，a s 为纵向受拉钢筋全部截面的重心到受拉边缘的距离。 48材料强度标准值：是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的0.05分位值确定强度值，即取值原则是在符合规定质量的材料强度实测值的总体中，材料的强度的标准值应具有不小于95%的保证率。 49全预应力混凝土：在作用短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不容许出现拉应力的预应力混凝土结构，即λ≥1。 50混凝土结构的耐久性：是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持安全、使用功能 和外观要求的能力。 51预拱度：钢筋混凝土产生受弯构件考虑消除结构自重引起的变形，预先设置的反拱。 思 考 题－答案 2.1 混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和轴心抗拉强度标准值f tk 是如何 确定的？ 答：混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 的确定：以标准方法制作的边长150mm 的立方体试块，在 标准条件下（温度20±2℃，相对湿度不低于95％）养护28d ，按标准试验方法加载至破坏，测得的具有95％以上保证率的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度的标准值，用f cu,k 表示，单位为N/mm 2。 轴心抗压强度标准值f ck 的确定：是根据150mm×150mm×300mm 的棱柱体标准试件，在与立方体标准试件相同的养护条件下，按照棱柱体试件试验测得的具有95％保证率的抗压强度确定的。具体按下式计算：k cu,c2c1ck 88.0f f αα= 式中 αc1－棱柱体强度与立方体强度之比值，当混凝土强度等级C50时取αc1＝0.76， C80 取αc1＝0.82，其间按线性内插法确定。 αc2－混凝土的脆性折减系数，当混凝土强度等级C40时取αc2＝1.0， C80取αc2＝0.87，其间按线性内插法确定。 轴心抗拉强度标准值f tk 的确定：可采用轴心抗拉试验（试件尺寸100mm×100mm×500mm ）直接测试或通过圆柱体（或立方体）的劈裂试验间接测试，测得的具有95％保证率的轴心抗拉强度确定的。具体按下式计算：()c245.00.55k cu,tk 645.11395.088.0αδ-?=f f 2.2 混凝土的强度等级是如何划分的？我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有哪些？对于 同一强度等级的混凝土，试比较立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的大小并说明理由。 答：混凝土的强度等级是依据立方体抗压强度标准值f cu,k 确定的。我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。 对于同一强度等级的混凝土，立方体抗压强度>轴心抗压强度>轴心抗拉强度。这是因为由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大，试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小，所以测得的棱柱体试件的抗压强度（即轴心抗压强度）比立方体试件的抗压强度值小；同时混凝土的抗拉强度又远小于其抗压强度。因此，f cu >f c >f t 。 2.3 试述一次短期加载下混凝土受压时应力－应变曲线的特征。 答：一次短期加载下混凝土受压时的应力－应变曲线见下图： 2013混凝土设计原理考试试题 一、选择题 1．下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是（钢筋混凝土结构自重大，有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震）。 2．我国混凝土结构设计规范规定：混凝土强度等级依据（ D．立方体抗压强度标准值）确定。 3．混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质，定义（ A．弹性应变与总应变的比值）为弹性系数。 4．混凝土的变形模量等于（弹性系数与弹性模量之乘积）。 5．我国混凝土结构设计规范规定：对无明显流幅的钢筋，在构件承载力设计时，取极限抗拉强度的（ C．85% ）作为条件屈服点。 6．结构的功能要求不包括（经济性） 7．结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种，下列不属于间接作用的是（B．风荷载） 8．（ A．荷载标准值）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定的设计取值。 9．受弯构件抗裂度计算的依据是适筋梁正截面（ A．第I阶段末）的截面受力状态。 10．钢筋混凝土梁的受拉区边缘达到（ D．混凝土弯曲时的极限拉应变）时，受拉区开始出现裂缝。 11．有明显流幅的热轧钢筋，其屈服强度是以（D．屈服下限）为依据的。 12．受弯构件正截面极限状态承载力计算的依据是适筋梁正截面（C．第III阶段末）的截面受力状态。 13．梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生，则这种梁称为（平衡配筋梁）。 14．双筋矩形截面梁正截面承载力计算基本公式的第二个适用条件 15．受弯构件斜截面承载力计算公式是以（ D．剪压破坏）为依据的。的物理意义是（C．保证受压钢筋屈服）。 第1题 抗冻混凝土应掺（）外加剂。 A.缓凝剂 B.早强剂 C.引气剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第2题 一般地，混凝土强度的标准值为保证率为（）的强度值。 A.50% B.85% C.95% D.100% 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第3题 进行混凝土配合比配置强度计算时，根据统计资料计算的标准差，一般有（）的限制。 A.最大值 B.最小值 C.最大值和最小值 D.以上均不对 答案:B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第4题 在混凝土掺加粉煤灰主要为改善混凝土和易性时，应采用（）。 A.外加法 B.等量取代法 C.超量取代法 D.减量取代法 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第5题 进行水下混凝土配合比设计时，配制强度应比相对应的陆上混凝土（）。 A.高 B.低 C.相同 D.以上均不对 答案:A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第6题 大体积混凝土中，一定不能加入的外加剂为（）。 A.减水剂 B.引气剂 C.早强剂 D.膨胀剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 第7题 在配制混凝土时，对于砂石的选择下列说法正确的是（）。 A.采用的砂粒较粗时，混凝土保水性差，宜适当降低砂率，确保混凝土不离析 B.采用的砂粒较细时，混凝土保水性好，使用时宜适当提高砂率，以提高拌合物和易性 C.在保证混凝土不离析的情况下可选择中断级配的粗骨料 D.采用粗细搭配的集料可使混凝土中集料的总表面积变大，减少水 混凝土结构设计原理考试试卷 （20 07 至20 08 学年第 二 学期 期末）（B 卷） 一、选择：（每小题2分，共24分） 1. 在混凝土应力—应变关系曲线中，（ ）作为混凝土棱柱体抗压强度f c 。 A. 比例极限 B. 峰值应力点 C. 收敛点 D. 临界点 2. c c c E εσ='的是混凝土的（B ）。 A. 弹性模量； B. 割线模量； Ｃ. 切线模量； D. 原点切线模量； 3. 剪扭构件的承载力计算公式中（ ） A. 混凝土承载力部分考虑了剪扭相关性，钢筋则没考虑； B. 混凝土和钢筋都考虑了剪扭相关性； C. 混凝土和钢筋均没有考虑剪扭相关性； D. 混凝土承载力部分没有考虑剪扭相关性，钢筋考虑了； 4．条件相同的矩形截面梁加配了受压钢筋后，其实际受弯承载力与不配受压钢筋相比（ ） A. 仅在x>2a'的情况下提高； B. 仅在x<2a'的情况下提高； C. 不一定提高； D. 肯定提高； 5. Ｔ、Ｉ形截面剪扭构件可分成矩形块计算，此时（ ） A. 由各矩形块分担剪力； B. 剪力全由腹板承担； C. 剪力、扭矩全由腹板承担； D. 扭矩全由腹板承担； 6. 在双筋梁计算中满足2a'≤x ≤ξb h o 时，表明（ ） A. 拉筋不屈服，压筋屈服； B. 拉筋屈服，压筋不屈服； C. 拉压筋均不屈服； D. 拉压钢筋均屈服； 7.小偏心受压构件破坏的主要特征是（ ）。 A. 受拉钢筋及受压钢筋同时屈服，然后压区混凝土压坏 B. 受拉钢筋先屈服，压区混凝土后压坏 C. 压区混凝土压坏，然后受压钢筋受压屈服 D. 压区混凝土压坏，距轴力较远一侧的钢筋不论受拉或受压均未屈服 8．钢筋混凝土轴心受拉构件中，钢筋的级别及配筋率一定时，为减少裂缝的平均宽度m W ，应尽量采用（ ）。 A. 直径较小的钢筋 B. 直径较大的钢筋 C. 提高混凝土强度等级 D. 多种直径的钢筋 9. 钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是( C )。 第一章绪论 问答题 1．什么是混凝土结构？ 2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。 3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？ 4．混凝土结构有什么优缺点？ 5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？ 6．简述混凝土结构设计方法的主要阶段。 7．简述性能设计的主要步骤。 8．简述学习《混凝土结构设计原理》课程的应当注意的问题。 第一章绪论 问答题参考答案 1．什么是混凝土结构？ 答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。 2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。 答：素混凝土简支梁，跨中有集中荷载作用。梁跨中截面受拉，拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度，梁被拉断而破坏，是无明显预兆的脆性破坏。 钢筋混凝土梁，受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂，但开裂后，出现裂缝，拉力由钢筋承担，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载，构件破坏。 素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小，并且是脆性破坏。钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高，变形能力明显改善，并且是延性破坏。 3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？ 答：混凝土和钢筋协同工作的条件是： （1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体； （2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏； （3）设置一定厚度混凝土保护层； （4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。 三、简答题 1．试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。答：素混凝土梁的承载力很低，变形发展不充分，属脆性破坏。钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁有很大的提高，在钢筋混凝土梁中，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力都得到了充分利用，而且在梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，属延性破坏，结构的受力特性得到显著改善。 2．钢筋与混凝土共同工作的基础是什么？答：钢筋和混凝土两种材料能够有效的结合在一起而共同工作，主要基于三个条件：钢筋与混凝土之间存在粘结力；两种材料的温度线膨胀系数很接近；混凝土对钢筋起保护作用。这也是钢筋混凝土结构得以实现并获得广泛应用的根本原因。 3．混凝土结构有哪些优点和缺点？答：混凝土结构的主要优点在于：取材较方便、承载力高、耐久性佳、整体性强、耐火性优、可模性好、节约钢材、保养维护费用低。混凝土结构存在的缺点主要表现在：自重大、抗裂性差、需用大量模板、施工受季节性影响。4．什么叫做混凝土的强度？工程中常用的混凝土的强度指标有哪些？混凝土强度等级是按哪一种强度指标值确定的？答：混凝土的强度是其受力性能的基本指标，是指外力作用下，混凝土材料达到极限破坏状态时所承受的应力。工程中常用的混凝土强度主要有立方体抗压强度、棱柱体轴心抗压强度、轴心抗拉强度等。混凝土强度等级是按立方体抗压强度标准值确定的。 5．混凝土一般会产生哪两种变形？混凝土的变形模量有哪些表示方法？答：混凝土的变形一般有两种。一种是受力变形，另一种是体积变形。混凝土的变形模量有三种表示方法：混凝土的弹性模量、混凝土的割线模量、混凝土的切线模量。 6．与普通混凝土相比，高强混凝土的强度和变形性能有何特点？答：与普通混凝土相比，高强混凝土的弹性极限、与峰值应力对应的应变值、荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度等均比较高。但高强混凝土在达到峰值应力以后，应力－应变曲线下降很快，表现出很大的脆性，其极限应变也比普通混凝土低。 7．何谓徐变？徐变对结构有何影响？影响混凝土徐变的主要因素有哪些？答：结构在荷载或应力保持不变的情况下，变形或应变随时间增长的现象称为徐变。混凝土的徐变会使构件的变形增加，会引起结构构件的内力重新分布，会造成预应力混凝土结构中的预应力损失。影响混凝土徐变的主要因素有施加的初应力水平、加荷龄期、养护和使用条件下的温湿度、混凝土组成成分以及构件的尺寸。8．混凝土结构用的钢筋可分为哪两大类？钢筋的强度和塑性指标各有哪些？答：混凝土结构用的钢筋主要有两大类：一类是有明显屈服点（流幅）的钢筋；另一类是无明显屈服点（流幅）的钢筋。钢筋有两个强度指标：屈服强度（或条件屈服强度）和极限抗拉强度。钢筋还有两个塑性指标：延伸率和冷弯性能。 9．混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？答：混凝土结构中的钢筋一般应满足下列要求：较高的强度和合适的屈强比、足够的塑性、良好的可焊性、耐久性和耐火性、以及与混凝土具有良好的粘结性。10．钢筋与混凝土之间的粘结强度一般由哪些成分组成？影响粘结强度的主要因素有哪些？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结 力要采取哪些措施？答：钢筋与混凝土之间的粘结强度一般由胶着力、摩擦力和咬合力组成。混凝土强度等级、保护层厚度、钢筋间净距、钢筋外形特征、横向钢筋布置和压应力分布情况等形成影响粘结强度的主要因素。采用机械锚固措施（如末端弯钩、末端焊接锚板、末端贴焊锚筋）可弥补粘结强度的不足。 11．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。 12．什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。分为直接作用和间接作用。荷载属于直接作用。 13．什么叫做作用效应？什么叫做结构抗力？答：直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生内力和变形（如轴力、剪力、弯矩、扭矩以及挠度、转角和裂缝等），称为作用效应。结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载能力、刚度等。 14．受弯构件中适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？每个阶段是哪种极限状态的计算依据？答：受弯构件中适筋梁从加载到破坏的整个受力过程，按其特点及应力状态等可分为三个阶段。第Ⅰ阶段为混凝土开裂前的未裂阶段，在弯矩增加到开裂弯矩时，梁处于将裂未裂的极限状态，即为第Ⅰ阶段末，它可作为受弯构件抗裂度的计算依据。第Ⅱ阶段为带裂缝工作阶段，一般混凝土受弯构件的正常使用即处于这个阶段，并作为计算构件裂缝宽度和挠度的状态。第三阶段为破坏阶段，即钢筋屈服后中和轴上升、受压区混凝土外缘达到极限压应变压碎的阶段，该阶段末为受弯承载力的极限状态，正截面受弯承载力的确定即以此状态为计算依据。 15．钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么？答：计算梁、板承载力时，因为混凝土开裂后，拉力完全由钢筋承担，力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关，这一距离称为截面有效高度。 16．根据配筋率不同，简述钢筋混凝土梁的三种破坏形式及其破坏特点? 答：1）适筋破坏；适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。2）超筋破坏；超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结构破坏，属脆性破坏。3）少筋破坏；少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服，形成临界斜裂缝，属脆性破坏。混凝土设计原理试题和答案解析(3套)教学提纲
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