第6章 钢筋混凝土受压构件截面承载力计算 思考题

混凝土结构原理思考题及习题集1第1章混凝土结构用材料的性能思考题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?1-2钢筋冷拉和冷轧的抗拉、抗压强度都能提高吗?为什么?1-3立方体抗压强度是怎样确定的?为什么试块在承压面上抹涂润滑剂后测出的抗压强度比不涂润滑剂的低?1-4影响混凝土抗压强度的因素有哪些?1-5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？1-6、混凝土立方体抗压强度能不能代表实际构件中的混凝土强度？除立方体强度外，用什么符号表示？1-7、混凝土抗拉强度是如何测试的？1-8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量什么关系？第2章 钢筋混凝土轴心受力构件正载面承载力计算 思考题2-1轴心受压构件中纵筋的作用是什么？2-2柱在使用过程中的应力重分布是如何产生的？2-3螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些？2-4公路桥涵规范在计算轴心受拉和抽心受压构件正截面承载力时与建筑工程规范有哪些相同和不同之处？习题2-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向力设计值410140⨯=N ，楼层高m .H 45=，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。

2-2由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高4.0m ，计算高度m .H ,.l 82700==，配盘为)mm A (s2804164='φ。

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？2-3已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm ，柱高5.0m ，计算高度700.l =，H=3.5m ，配HRB400钢筋)mm A (s 220101610='φ，C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直径为12mm ，螺距为s=50mm ，试确定此承载力。

2-4编写轴心受拉和轴心受压构件正截面承载力计算程序。

混凝土结构基本设计原理思考题与习题集第6章 受压构件的截面承载力思考题6．1轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？轴心受压长柱的稳定系数φ如何确定？ 答：长细比对混凝土轴心受压长柱承载力的影响不能忽视，长柱在附加偏心距作用下将产生纵向弯曲，使长柱产生侧向变形，从而引起附加弯距，即二次弯矩。

随着荷载的增大，附加偏心产生附加弯矩和侧向变形，侧向变形又加大了附加偏心距，使得长柱在轴力和弯矩共同作用下破坏，长柱承载力降低。

长细比越大，长柱承载力越小。

《混凝土结构设计规范》采用稳定系数ϕ来表示长柱承载力相对于短柱承载力的降低。

sul u N N =ϕ式中：l u N 和su N 分别为长柱和短柱承载力。

《混凝土结构设计规范》在实验的基础上，根据工程经验对实验的稳定系数ϕ予以调整。

6．2轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力有何不同？ 答：螺旋箍筋/密排箍筋柱中箍筋的作用是：约束核心混凝土的横向变形，提高混凝土轴心抗压强度，并加强对纵筋的侧向约束。

在加载初期，混凝土应力较小，混凝土横向变形系数μ接近常数1/6，箍筋对核心混凝土横向变形的约束作用不明显。

当混凝土应力超过0.8c f 时，混凝土横向变形系数μ急剧增大，箍筋对核心混凝土横向变形的约束作用较强，箍筋达到抗拉屈服强度后，混凝土的抗压强度达到最大值。

6．3简述偏心受压短柱的破坏形态？ 答：1.受拉破坏（tension failure ）也称为大偏心受压破坏。

相对偏心距00/h e 较大，且纵筋配置不很多时，将发生受拉破坏。

受拉破坏与受弯构件适筋破坏相似，破坏始于受拉钢筋达到抗拉屈服强度，破坏时受压区边缘混凝土应变达到极限压应变而破坏。

受拉破坏属于延性破坏，破坏前有明显预兆。

2.受压破坏（compression failture ） 也称为小偏心受压破坏。

（1）当相对偏心距00/h e 较小时或虽然相对偏心距00/h e 较大，但纵筋配置过多时，将发生小偏心受压破坏。

第六章受压构件承载力计算思考题与练习题一、简答题6-1．1 钢筋混凝土柱中配置纵向钢筋的作用是什么？对纵向受力钢筋的直径、根数和间距有什么要求？为什么要有这些要求？为什么对纵向受力钢筋要有最小配筋率的要求，其数值为多少？6-1．2 钢筋混凝土柱中配置箍筋的目的是什么？对箍筋的直径、间距有什么要求？在什么情况下要设置附加箍筋、附加纵筋？为什么不能采用内折角钢筋？6-1．3 轴心受压柱的破坏特征是什么？长柱和短柱的破坏特点有何不同？计算中如何考虑长度的影响？6-1．4 试分析轴心受压柱受力过程中，纵向受压钢筋和混凝土由于混凝土徐变和随荷载不断增加的应力变化规律。

6-1．5 轴心受压柱中在什么情况下混凝土压应力能达到，钢筋压应力也能也能达到?而在什么情况下混凝土压应力能达到时钢筋压应力却达不到？6-1．6 配置间接钢筋柱承载力提高的原因是什么？若用矩形加密箍筋能否达到同样效果？为什么？6-1．7 间接钢筋柱的适用条件是什么？为何限制这些条件？6-1．8 偏心受压构件的长细比对构件的破坏有什么影响？6-1．9 钢筋混凝土柱大小偏心受压破坏有何本质区别？大小偏心受压的界限是什么？截面设计时如何初步判断？截面校核时如何判断？6-1．10 为什么有时偏心距很大，也会出现小偏心受压破坏？为什么在小偏心受压的情况下，有时要验算反向偏心受压的承载力？6-1．11 偏心受压构件正截面承载力计算中的设计弯距与基本计算公式中的是否相同？的物理意义是什么？6-1．12 在偏心受压构件承载力计算中，为什么要考虑偏心距增大系数的影响？6-1．13 为什么要考虑附加偏心距？附加偏心距取值与什么因素有关？6-1．14 在计算大偏心受压构件的配筋时：（1）什么情况下假定ξ=？当求得的0或0时，应如何处理？（2）当为已知时，是否也可假定ξ=求？（3）什么情况下ξ/?此时如何求钢筋面积？6-1．15 小偏心受压构件中远离轴向力一侧的钢筋可能有几种受力状态？6-1．16 为什么偏心受压构件一般采用对称配筋截面？对称配筋的偏心受压构件如何判别大小偏心？6-1．17 对偏心受压除应计算弯距作用平面的受压承载力外？尚应按轴心受压构件验算垂直于弯距作用平面的承载力，而一般认为实际上只有小偏心受压才有必要进行此项验算，为什么？6-1．18 工字形截面偏心受压构件与矩形截面偏心受压构件的正截面承载力计算方法相比有何特点？其关键何在？6-1．19 在进行工字形截面对称配筋的计算过程中，截面类型是根据什么来区分的？具体如何判别？6-1．20 当根据轴力的大小来判别截面类型时b+(-b)]，表明中和轴处于什么位置？此时如何确定实际的受压区高度，如何计算受压区混凝土的应力之合力，又如何考虑钢筋的应力？6-1．2１若完全根据公式计算，是否会出现x h的情况？这种情况表明了什么？实际设计时，如何对待并处理此种情况？6-1．22偏心受压构件的Ｍ－Ｎ相关曲线说明了什么？偏心距的变化对构件的承载力有什么影响？6-1．23 有两个对称配筋的偏心受压柱，其截面尺寸相同，均为b h的矩形截面，也相同。

第6章受压构件的截面承载力6.1选择题1.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定系数是考虑了（ D ）。

A．初始偏心距的影响；B．荷载长期作用的影响；C．两端约束情况的影响；D．附加弯矩的影响；2.对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为（ A ）时，其轴心受压承载力最大。

A．两端嵌固；B．一端嵌固，一端不动铰支；C．两端不动铰支；D．一端嵌固，一端自由；3.钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束情况越好，则稳定系数（A）。

A．越大；B．越小；C．不变；4.一般来讲，配有螺旋箍筋的钢筋混凝土柱同配有普通箍筋的钢筋混凝土柱相比，前者的承载力比后者的承载力（B）。

A．低；B．高；C．相等；5.对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋，其原因是（ D ）。

A．这种柱的承载力较高；B．施工难度大；C．抗震性能不好；D．这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低，螺旋箍筋作用不能发挥；6.轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力而增加，混凝土压应力的增长速率（C）。

A．比钢筋快；B．线性增长；C．比钢筋慢；7.两个仅配筋率不同的轴压柱，若混凝土的徐变值相同，柱A配筋率大于柱B，则引起的应力重分布程度是（B）。

A．柱A=柱B；B．柱A>柱B；C．柱A<柱B；8.与普通箍筋的柱相比，有间接钢筋的柱主要破坏特征是（D）。

A．混凝土压碎，纵筋屈服；B．混凝土压碎，钢筋不屈服；C．保护层混凝土剥落；D．间接钢筋屈服，柱子才破坏；9. 螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于fc 是因为（ C ）。

A ．螺旋筋参与受压；B ．螺旋筋使核心区混凝土密实；C ．螺旋筋约束了核心区混凝土的横向变形；D ．螺旋筋使核心区混凝土中不出现内裂缝；10. 有两个配有螺旋钢箍的柱截面，一个直径大，一个直径小，其它条件均相同，则螺旋箍筋对哪一个柱的承载力提高得大些（ B ）。

A ．对直径大的；B ．对直径小的；C ．两者相同；11. 为了提高钢筋混凝土轴心受压构件的极限应变，应该（ C ）。

第6 章受压构件的截面承载力思考题6.1 轴心受压普通钢筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？轴心受压长柱的稳定系数? 如何确定？轴心受压普通箍筋短柱的破坏形态是随着荷载的增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋间的纵筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。

而长柱破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。

l s l s 《混凝土结构设计规范》采用稳定系数? 来表示长柱承载力的降低程度，即? ＝N u / N u ，N u 和N u 分别为长柱和短柱的承载力。

根据试验结果及数理统计可得? 的经验计算公式：当l0／b＝8～34 时，? ＝1.177－0.021l0／b；当l0／b＝35～50 时，? ＝0.87－0.012l0／b。

《混凝土结构设计规范》中，对于长细比l0／b 较大的构件，考虑到荷载初始偏心和长期荷载作用对构件承载力的不利影响较大，的? 取值比按经验公式所得到的? 值还要降低一些，以保证安全。

对于长细比l0／b 小于20 的构件，考虑到过去使用经验，? 的取值略微抬高一些，以使计算用钢量不致增加过多。

6.2 简述偏心受压短柱的破坏形态。

偏心受压构件如何分类？钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况。

受拉破坏形态又称大偏心受压破坏，它发生于轴向力N 的相对偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。

随着荷载的增加，首先在受拉区产生横向裂缝；荷载再增加，拉区的裂缝随之不断地开裂，在破坏前主裂缝逐渐明显，受拉钢筋的应力达到屈服强度，进入流幅阶段，受拉变形的发展大于受压变形，中和轴上升，使混凝土压区高度迅速减小，最后压区边缘混凝土达到极限压应变值，出现纵向裂缝而混凝土被压碎，构件即告破坏，破坏时压区的纵筋也能达到受压屈服强度，这种破坏属于延性破坏类型，其特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎。

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。

1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些？答：1、混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。

（0761）《钢筋混凝土结构基本原理》复习思考题一、填空题1．混凝土结构包括素混凝土结构、 、 和其他形式加筋混凝土结构。

2 钢筋混凝土结构由很多受力构件组合而成，主要受力构件有楼板、 、 、 墙、基础等。

3. 在测定混凝土的立方体抗压强度时，我国通常采用的立方体标准试件的尺寸为 。

4.长期荷载作用下，混凝土的应力保持不变，它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的 。

5.混凝土在凝结过程中，体积会发生变化。

在空气中结硬时，体积要 ；在水中结硬时，则体积 。

6.在钢筋混凝土结构的设计中， 和 是选择钢筋的重要指标。

7.在浇筑混凝土之前，构件中的钢筋由单根钢筋按设计位置构成空间受力骨架，构成骨架的方法主要有两种： 与 。

8.当构件上作用轴向拉力，且拉力作用于构件截面的形心时，称为 构件。

9.当混凝土开裂后，截面上混凝土与钢筋之间应力的调整，称为截面上的 。

10、轴心受拉构件的受拉承载力公式为 。

11．钢筋混凝土轴心受压柱根据箍筋配置方式和受力特点可分为 柱和 柱两种。

12．钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数为 承载力与 承载力的比值。

13．钢筋混凝土受压构件中，配置箍筋的作用是： 和保证其位置正确，形成钢筋骨架，便于施工。

14.长柱轴心受压时的承载力 具有相同材料，截面尺寸及配筋的短柱轴心受压时的承载力。

15．按柱长细比的不同，钢筋混凝土偏心受压柱可以分为 、 和细长柱三种。

16．短柱、长柱和细长柱中， 的破坏属于材料破坏。

17.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定性系数ϕ是考虑了 。

18．梁中一般配置以下几种钢筋: 、弯起钢筋、腰筋、架立钢筋、 。

19．梁的正截面破坏形态根据配筋率的大小可分为三种破坏形态： 、超筋梁和 。

20．T 型截面梁按中和轴所在位置的不同分为两类∶第一类T 型截面为x h f /，第二类T 型截面为x h f /。

21.适筋梁从加荷到破坏经历了 ， 和 三个受力阶段。

22.一般混凝土受弯构件的跨高比5/0 h l ，而5/0≤h l 的粱通称为 。

混凝土结构部分思考题和习题参考答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、软钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？答：软钢即有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上有明显的屈服点，应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy的依据。

硬钢即没有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上无明显的屈服点，应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy的依据。

2、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。

冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。

这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土黏结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。

5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？答：我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有4种：热轧钢筋、钢铰丝、消除预应力钢丝、热处理钢筋。

我国的热轧钢筋分为HPB235、HRB335、HRB400和RRB400三个等级，即I、II、III三个等级，符号分别为 ( R ) 。

6、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。

所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。

7、混凝土的抗拉强度是如何测试的？答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。

由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。

8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？答：混凝土棱柱体受压时，过应力—应变曲线原点O作一切线，其斜率称为混凝土的弹性模量，以E C表示。