《混凝土结构设计原理》(含答案)详解

《混凝土结构设计原理》 第4章 受弯构件的正截面受弯承载力4.1混凝土弯曲受压时的极限压应变cu ε的取值如下：当正截面处于非均匀受压时，cu ε的取值随混凝土强度等级的不同而不同，即cu ε＝0.0033－0.5(f cu,k －50)×10-5，且当计算的cu ε值大于0.0033时，取为0.0033；当正截面处于轴心均匀受压时，cu ε取为0.002。

4.2所谓“界限破坏”，是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时，受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。

此时，受压区混凝土边缘纤维的应变c ε＝cu ε＝0.0033－0.5(f cu,k －50)×10-5，受拉钢筋的应变s ε＝y ε＝f y ／E s 。

4.3因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa 阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据；第Ⅱ阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据；第Ⅲ阶段末(即Ⅲa 阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。

所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。

正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa 阶段的应力状态列出的。

4.4当纵向受拉钢筋配筋率ρ满足b min ρρρ≤≤时发生适筋破坏形态；当min ρρ<时发生少筋破坏形态；当b ρρ>时发生超筋破坏形态。

与这三种破坏形态相对应的梁分别称为适筋梁、少筋梁和超筋梁。

由于少筋梁在满足承载力需要时的截面尺寸过大，造成不经济，且它的承载力取决于混凝土的抗拉强度，属于脆性破坏类型，故在实际工程中不允许采用。

由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度，使得配置过多的受拉钢筋不能充分发挥作用，造成钢材的浪费，且它是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，属于脆性破坏类型，故在实际工程中不允许采用。

4.5纵向受拉钢筋总截面面积A s 与正截面的有效面积bh 0的比值，称为纵向受拉钢筋的配筋百分率，简称配筋率，用ρ表示。

第三章 习题3-1 某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=14×104N ，楼层高H=5.4m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土强度等级为C20，HRB400级钢筋。

试求柱截面尺寸及纵筋面积。

3-2 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250㎜×250㎜，柱高4.0m ，计算高度l 0=0.7H=2.8m ，配筋为4Φ16（As ′=804㎜2）。

C30混凝土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN 。

试问柱截面是否安全？ 3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500㎜，柱高5.0m ，计算高度l 0=0.7H=3.5m ，配HRB400钢筋10Φ16（As ′=2010㎜2），C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直径为12㎜，螺距为s=50㎜。

试确定此柱的承载力。

3-4 编写轴心受拉和轴心受压构件截面承载力计算程序。

第四章 习题4-1 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=250㎜×500㎜，混凝土强度等级C25，HRB335钢筋，弯矩设计值M=125KN ·m 。

试计算受拉钢筋截面面积，并绘配筋图。

4-2 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=200㎜×500㎜，弯矩设计值M=120 KN ·m ，混凝土强度等级C25。

试计算下列三种情况纵向受力钢筋截面面积As ：（1）当选用HPB235钢筋时；（2）改用HRB335钢筋时；（3）M=180KN ·m 时。

最后，对三种结果进行对比分析。

解:①当HRB235钢筋按一排布置: h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于混凝土强度等级C25可得f c =11.9N/mm.f y =210N/mm.ξb =0.614, α1=1.0.对于αs =20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332. ξ=1-1-0.614.b <ξ=A s =c 0y f bh f 1αξ⨯=1.011.9210⨯⨯0.2695⨯200⨯465=1420.26mm 2. min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用6Φ18(A s =1527mm 2)钢筋.②当HRB335钢筋时,选假定受力钢筋按一排布置 h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于HRB335钢筋.f y =300N/mm 2. εb =0.550. α1=1.0.对于 αs=20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332.ξ=1-b <ξ=0.550.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.2695 1.011.9300⨯⨯200⨯465⨯=994.18mm 2min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用5Φ16(A s =1005mm 2)钢筋.③当M=180kN 时,选假定受力钢筋按一排布置.查表得f c =11.9N/mm2,f y =210N/mm2, εb =0.614, α1=1.0.对于αs=20c M f bh 1α=621801.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.3498.ξ=1-b <ξ=0.614.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.45211.9210⨯200⨯465⨯=2382mm 2. min A bh >ρ=0.2％⨯200⨯500=200mm 2选用8Φ20钢筋(A s=2513mm 2).由上述①③②可知:⑴由其它条件不变,仅改变受拉钢筋等级,则受拉钢筋强度高时,钢筋面积小,否则,钢筋面积大;⑵其它条件不变,荷载太小,钢筋面积大,否则,钢筋面积小. 4-3 某大楼中间走廊单跨简支板（图4-50），计算跨度l=2.18没，承受均布荷载设计值g+q=6KN ·㎡（包括自重），混凝土强度等级C20，HRB235钢筋。

绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。

2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。

3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。

第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。

2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。

3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。

4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。

5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能(p9)。

6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确。

7．混凝土的应力不变，__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。

8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固。

9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。

10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏；破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。

11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___。

12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。

13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。

14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成。

15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力，钢筋端部要有足够的__锚固长度____。

16．过混凝土应力-应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。

17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。

《混凝土结构设计原理》思考题及习题（参考答案）第3章 按近似概率理论的极限状态设计法思 考 题3.1 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力称为结构的可靠性。

它包含安全性、适用性、耐久性三个功能要求。

结构超过承载能力极限状态后就不能满足安全性的要求；结构超过正常使用极限状态后就不能保证适用性和耐久性的功能要求。

建筑结构安全等级是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否来划分的。

3.2 所有能使结构产生内力或变形的原因统称为作用，荷载则为“作用”中的一种，属于直接作用，其特点是以力的形式出现的。

影响结构可靠性的因素有：1）设计使用年限；2）设计、施工、使用及维护的条件；3）完成预定功能的能力。

结构构件的抗力与构件的几何尺寸、配筋情况、混凝土和钢筋的强度等级等因素有关。

由于材料强度的离散性、构件截面尺寸的施工误差及简化计算时由于近似处理某些系数的误差，使得结构构件的抗力具有不确定的性质，所以抗力是一个随机变量。

3.3 整个结构或构件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。

结构的极限状态可分为两类，一类是承载能力极限状态，即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。

另一类是正常使用极限状态，即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。

3.4 建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。

结构的设计工作寿命是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，它可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定，业主可提出要求，经主管部门批准，也可按业主的要求确定。

结构超过其设计工作寿命并不意味着不能再使用，只是其完成预定功能的能力越来越差了。

3.5 正态分布概率密度曲线主要有平均值μ和标准差σ两个数字特征。

μ越大，表示曲线离纵轴越远；σ越大，表示数据越分散，曲线扁而平；反之，则数据越集中，曲线高而窄。

第2章-思考题2.1 混凝土立方体抗压强度f cu,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和抗拉强度标准值f tk 是如何确定的？为什么f ck 低于f cu,k ？f tk 与f cu,k 有何关系？f ck 与f cu,k 有何关系？答：混凝土立方体抗压强度f cu,k ：以边长为150mm 的立方体为标准试件，标准立方体试件在（20±3）℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d ，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土立方体抗压强度标准值。

轴心抗压强度标准值f ck ：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压强度标准值。

轴心抗拉强度标准值f tk ：以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉强度标准值。

（我国轴心抗拉强度标准值是以轴拉试验确定，美国和加拿大是以劈拉实验确定）为什么f ck 低于f cu,k ：我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的，试件在加载过程中横向变形就会受到加载板的约束（即“套箍作用”），而这种横向约束对于立方体试件而言可以到达试件的中部；由于棱柱体试件的高度较大，试验机压板与试件之间摩擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响较小，所以棱柱体试件的抗压强度标准值f ck 都比立方体抗压强度标准值f cu,k 小，并且棱柱体试件高宽比越大，强度越小。

f tk 与f cu,k 的关系：()0.450.55,20.880.3951 1.645tk cu k c f f δα=⨯-⨯2c α-高强砼的脆性折减系数； δ-变异系数。

混凝土结构设计原理习题集之三5 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算一、填空题：1．影响梁斜截面抗剪强度的主要因素是____ 、___ ____ 、__________ 和__________ 。

2．梁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的截面以外h0/2处，以保证_______ ；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________ 。

3．无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形式，就其受剪承载力而言，对同样的构件，___ 破坏最低，_ 破坏较高，_ 破坏最高；但就其破坏性质而言，均属于_ 破坏。

4．在进行斜截面受剪承载力设计时，用________ 防止斜拉破坏，用______ 的方法来防止斜压破坏，而对主要的剪压破坏，则给出计算公式。

5．抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以采用____ 和___ 。

6．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有__ 破坏，__ 破坏和___ 破坏。

7．在设计中，当一般梁的剪力设计值V＞0.25βc f c bh0时，应______ 或_____ ，避免出现_______ 破坏。

8．在设计中，对梁纵向钢筋的弯起必须满足三个要求：满足__________ 的要求；满足_________________的要求；满足__________ 的要求。

9．纵向钢筋的配筋率越大，梁的抗剪强度也越大。

纵向钢筋对抗剪的主要作用有两个：一个是__________________ ，二个是_____________ 。

二、选择题：1．条件相同的无腹筋梁，发生斜拉、剪压、斜压三种破坏形态时，梁的斜截面抗剪承载能力的大致关系是( )。

A．斜压破坏的承载能力＞剪压破坏的承载能力＞斜拉破坏的承载能力；Ｂ．剪压破坏的承载能力＞斜压破坏的承载能力＞斜拉破坏的承载能力；Ｃ．剪压破坏的承载能力＞斜压破坏的承载能力＜斜拉破坏的承载能力。

2．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁（h w/b≤4.0），若V≥0.25βc f c bh0, 可采取的解决办法有( )。

《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．ccc 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。

混凝土结构设计原理答案混凝土结构设计原理是指在混凝土结构设计过程中所遵循的一系列基本原则和规定。

混凝土结构设计原理的正确应用，对于确保混凝土结构的安全性、经济性和实用性具有重要意义。

下面将从材料选用、结构设计、施工工艺等方面，对混凝土结构设计原理进行详细介绍。

首先，材料选用是混凝土结构设计的基础。

在混凝土结构设计中，应根据工程的具体要求，选择合适的水泥、骨料、粉煤灰、外加剂等材料，以确保混凝土的强度、耐久性和施工性能。

同时，还应根据结构的受力特点，选择合适的配筋材料，以保证混凝土结构的受力性能。

其次，结构设计是混凝土结构设计原理的核心。

在进行混凝土结构设计时，应根据工程的使用要求和受力特点，合理确定结构的布局、尺寸和受力形式，以确保结构在受力状态下具有足够的强度和刚度。

同时，还应根据结构的使用环境和施工条件，合理设计结构的防水、防裂、防震等措施，以确保结构的使用性能和耐久性。

此外，施工工艺是混凝土结构设计原理的重要组成部分。

在进行混凝土结构的施工过程中，应严格按照设计图纸和规范要求进行施工，合理安排施工工序和施工工艺，以确保混凝土的浇筑质量和结构的施工质量。

同时，还应加强对施工现场的管理和监督，确保施工过程中的安全和质量。

综上所述，混凝土结构设计原理涉及材料选用、结构设计、施工工艺等多个方面，对混凝土结构的安全性、经济性和实用性具有重要影响。

只有在混凝土结构设计过程中，充分考虑这些原理，合理应用这些原理，才能保证混凝土结构的设计质量和施工质量，满足工程的使用要求和经济效益。

因此，设计人员在进行混凝土结构设计时，务必要深入理解和准确把握混凝土结构设计原理，以确保结构的安全可靠和经济合理。

国家开放大学《混泥土结构设计原理》章节测试参考答案(一)国家开放大学的《混泥土结构设计原理》是一门基础课程，是土木工程专业学生不可或缺的一部分。

为了检验学生对这门课程的学习情况，本章节的测试参考答案也发布，这是对学生们学习的肯定，也是帮助学生们加深对课程的理解的一个重要方式。

混泥土结构设计原理这门课程中，混凝土的混凝土强度不是唯一的，它与混凝土的配合比、水灰比等多个因素有关。

混凝土的强度是由其抗压强度来衡量的，而该强度又与混凝土的配合比有关。

因此，在实际工程中，需要根据不同的混凝土用途和要求来选用不同的配合比。

另外，水对混凝土的强度也有影响，当水量太多时会使混凝土产生空洞、缩短混凝土的使用寿命。

这就需要工程师在实际工程中认真调整配合比和控制水量，以确保混凝土的质量。

为方便学生们回顾本章节所学内容，下面为大家呈现测试参考答案，希望能够帮助到大家：1. 什么是混凝土配合比？【参考答案】混凝土配合比是指混凝土中水、水泥、砂子、骨料的比例。

2. 混凝土的强度与哪些因素有关？【参考答案】混凝土的强度与混凝土的配合比、水灰比等因素有关。

3. 为什么混凝土的强度不是唯一的强度？【参考答案】混凝土的强度不是唯一的强度，是因为它与混凝土的配合比等多个因素有关。

4. 控制混凝土水量的目的是什么？【参考答案】控制混凝土水量的目的是为了保证混凝土的质量和使用寿命。

5. 如何调整混凝土的配合比？【参考答案】调整混凝土的配合比需要结合实际情况，根据不同的混凝土用途和要求来选用不同的配合比。

通过本篇文章的介绍，相信大家对《混泥土结构设计原理》这门课程有了更加深入的了解，同时也为参加此门课程的学生们的学习提供了更加有益的参考答案。

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。

4．混凝土结构有什么优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。

第10章 预应力混凝土构件思 考 题10.1 为了防止钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，防止因满足变形和裂缝控制的要求而导致构件自重过大所造成的不经济和不能应用于大跨度结构，也为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，可以采用对构件施加预应力的方法来解决，即设法在结构构件受荷载作用前，使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而使结构构件的拉应力不大，甚至处于受压状态。

预应力混凝土结构的优点是可以延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度，并取得节约钢筋，减轻自重的效果，克服了钢筋混凝土的主要缺点。

其缺点是构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂，且延性也差些。

10.2 预应力混凝土结构构件必须采用强度高的混凝土，因为强度高的混凝土对采用先张法的构件，可提高钢筋预混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。

预应力混凝土构件的钢筋〔或钢丝〕也要求由较高的强度，因为混凝土预压应力的大小，取决于预应力钢筋张拉应力的大小，考虑到构件在制作过程中会出现各种应力损失，因此需要采用较高的张拉应力，也就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。

10.3 张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制到达的最大应力值。

其值为张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值，以con σ表示。

张拉控制应力的取值不能太高也不能太低。

如果张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过各种损失后，对混凝土产生的预压应力过小，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。

如果张拉控制应力取值过高，则可能引起以下问题：1〕在施工阶段会使构件的某些部位受到预拉力甚至开裂，对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏；2〕构件出现裂缝时的荷载值与继续荷载值很接近，使构件在破坏前无明显的预兆，构件的延性较差；3〕为了减小预应力损失，有时需进行超张拉，有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，使钢筋产生较大塑性变形或脆断。

第１0章 预应力混凝土构件思 考 题10.1 为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，避免因满足变形和裂缝控制的要求而导致构件自重过大所造成的不经济和不能应用于大跨度结构，也为了能充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以采用对构件施加预应力的方法来解决,即设法在结构构件受荷载作用前,使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而使结构构件的拉应力不大，甚至处于受压状态。

预应力混凝土结构的优点是可以延缓混凝土构件的开裂,提高构件的抗裂度和刚度，并取得节约钢筋，减轻自重的效果,克服了钢筋混凝土的主要缺点。

其缺点是构造、施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂,且延性也差些。

1０.2 预应力混凝土结构构件必须采用强度高的混凝土，因为强度高的混凝土对采用先张法的构件，可提高钢筋预混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件,可提高锚固端的局部承压承载力。

预应力混凝土构件的钢筋（或钢丝)也要求由较高的强度，因为混凝土预压应力的大小,取决于预应力钢筋张拉应力的大小,考虑到构件在制作过程中会出现各种应力损失,因此需要采用较高的张拉应力,也就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。

１0．3 张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。

其值为张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值，以con σ表示。

张拉控制应力的取值不能太高也不能太低。

如果张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的预压应力过小,不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。

如果张拉控制应力取值过高,则可能引起以下问题：1）在施工阶段会使构件的某些部位受到预拉力甚至开裂,对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏；2)构件出现裂缝时的荷载值与继续荷载值很接近，使构件在破坏前无明显的预兆,构件的延性较差;3）为了减小预应力损失，有时需进行超张拉,有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，使钢筋产生较大塑性变形或脆断。

1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。

1-2 试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。

混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以每边边长为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（以MPa 为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号cu f 表示。

混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）规定以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（以MPa 为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号c f 表示。

混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053-94）规定，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：20.637ts F Ff A ==πA 。

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，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即0.9t ts f f =。

4.1由混凝土等级为C30,受拉钢筋为320,查表得，2 2 2 2 f c= 14.3 N / mm , f t = 1.43 N / mm , f y = 360 N / mm , 氏二942 N / mm_：” = 1 , I =0.8, b =0.518I f tI入n 二max 0.45—^,0.2%=0.2% i fyj2 2A ； =942 N / mm _0.2% 200 500=200 mm环境类别为一类，最小保护层 20 mm ，假设箍筋直径为 8 mma s =20+8+20/2=38 mm h 0 =500-38=462 mm二fy A =乞b =，满足适筋梁要求：1 f c bh:s =上(1 _0.5 ) =0.224 能负荷的极限弯矩2q l2M^ r s f c bh 0 =136.74 kNgm = J8解得 q=30.387 kN / m4.2由混凝土等级为C30，受拉钢筋为HRB500,环境类别为一类可查表得2 2 2f c =14.3N/mm , f t = 1.43 N/mm ， f y =435 N/mm ，最小保护层 20 mm按一排钢筋布置，取 a s =40mmh 0 =600-40=560 mmMa s2 = 0.169：1 f c bh 。

"0.8，=0.482；E'J - J - 2as 尢；二,满足满足适筋梁要求氏二 b%^1^ =859.9 mm 2fy可选3根直径20mm 的HRB5002 2A =942 mm - A min =0.2%X 250 X 600=300 mm ，满足满足适筋梁要求4.3由混凝土等级为C30,受拉钢筋为HRB335,环境类别为二类b 可查表得2 2 2f c = 14.3 N / mm ， f t = 1.43 N/mm ， f y= 300 N/mm ，最小保护层 25 mm；cu E sM a s2 - 0.051rf c bh 。