结构设计原理 第七章 受拉构件正截面承载力 习题及答案

第七章7-2试简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型。

答：破坏形态：（1）受拉破坏—大偏心受压破坏，当偏心距较大时，且受拉钢筋配筋率不高时，偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度，然后受压混凝土压坏，临近破坏时有明显的预兆，裂缝显著开展，构件的承载能力取决于受拉钢筋的强度和数量。

（2）受压破坏—小偏心受压破坏，小偏心受压构件的破坏一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度，破坏前钢筋的横向变形无明显急剧增长，正截面承载力取决于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢筋强度。

破坏类型：1）短柱破坏；2）长柱破坏；3）细长柱破坏7-3由式（7-2）偏心距增大系数与哪些因素有关？由公式212000)/e 140011ζζη⎪⎭⎫⎝⎛+=h l h （可知，偏心距增大系数与构件的计算长度，偏心距，截面的有效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率的影响系数，构件长细比对截面曲率的影响系数。

7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核中，如何判断是大偏心受压还是小偏心受压？答：截面设计时，当003.0h e ≤η时，按小偏心受压构件设计，003.0h e >η时，按大偏心受压构件设计。

截面复核时，当b ξξ≤时，为大偏心受压，b ξξ>时，为小偏心受压.7-5写出矩形截面偏心受压构件非对称配筋的计算流程图和截面复核的计算流程图注意是流程图7-6解： 查表得：.1,280',5.110====γMPa f f MPa f sd sd cd m kN M M kN N N d d •=⨯=•==⨯=•=6.3260.16.326,8.5420.18.54200γγ偏心距mm N M e 6028.5426.3260===，弯矩作用平面内的长细比51060060000>==h l ，故应考虑偏心距增大系数。

设mm a a s s 40'==，则mm a h h s 5600=-=0.1,15606027.22.07.22.01001=>⨯+=+=ζζ取h e 0.1,105.1600600001.015.101.015.1202=>=⨯-=-=ζζ取h l 所以偏心距增大系数07.11110560/602140011)(140011221200=⨯⨯⨯⨯+=+=ζζηh l h e （1）大小偏心受压的初步判断003.064460207.1h mm e >=⨯=η，故可先按照大偏心受压来进行配筋计算。

1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？混凝土梁的受拉能力很弱，当荷载超过c f 时，混凝土受拉区退出工作，受拉区钢筋承担全部荷载，直到达到钢筋的屈服强度。

因此，钢筋混凝土梁的承载能力比素混凝土梁提高很多。

2解释名词：混凝土立方体抗压强度：以边长为150mm 的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法，标准试验方法测得的抗压强度值。

混凝土轴心抗压强度：采用150*150*300的混凝土立方体为标准试件，在规定温度和湿度下养护28天，依照标准制作方法和试验方法测得的混凝土抗压强度值。

混凝土抗拉强度：采用100*100*150的棱柱体作为标准试件，可在两端预埋钢筋，当试件在没有钢筋的中部截面拉断时，此时的平均拉应力即为混凝土抗拉强度。

混凝土劈裂抗拉强度：采用150mm 立方体试件进行劈裂抗拉强度试验，按照规定的试验方法操作，按照下式计算AF A F 673.02f ts ==π 3 混凝土轴心受压的应力—应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力—应变曲线有哪几个因素？完整的混凝土轴心受压的应力-应变曲线由上升段OC ，下降段CD,收敛段DE 组成。

0~时呈直线；~曲线偏离直线。

之后，塑性变形显著增大，曲线斜率急速减小，fc 点时趋近于零，之后曲线下降较陡。

D 点之后，曲线趋于平缓。

因素：混凝土强度，应变速率，测试技术和试验条件。

4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要原因？在荷载的长期作用下，混凝土的变形随时间增长，即在应力不变的情况下，混凝土应变随时间不停地增长。

这种现象称为混凝土的徐变。

主要影响因素：混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小，加载时龄期，混凝土结构组成和配合比，养生及使用条件下的温度和湿度。

5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形，两者有和不同之处？徐变变形是在长期荷载作用下变形随时间增长，收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学反应中体积随时间减小的现象，是一种不受外力的自由变形。

第七章受拉构件正截面承载力一、选择题1．仅配筋率不同的甲、乙两轴拉构件即将开裂时，其钢筋应力（）A．甲乙大致相等； B甲乙相差很多； C 不能肯定2．轴心受拉构件从加载至开裂前（）A．钢筋与砼应力均线性增加； B.钢筋应力的增长速度比砼快；C．钢筋应力的增长速度比砼慢； D.两者的应力保持相等。

3．在轴心受拉构件砼即将开裂的瞬间，钢筋应力大致为（）A．400N/mm2； mm2； mm2； D210N/mm24.偏心受拉构件的受拉区砼塑性影响系数Y与轴心受拉构件的塑性影响系数Y相比（）A. 相同；B.小；C.大.5.矩形截面对称配筋小偏拉构件在破坏时（）A. A s´受压不屈服；B. A s´受拉不屈服；C. A s´受拉屈服；D. A s´受压屈服6．矩形截面不对称配筋小偏拉构件在破坏时（）A. 没有受压区，A s´受压不屈服；B. 没有受压区，A s´受拉不屈服；C. 没有受压区，A s´受拉屈服；D. 没有受压区，A s´受压屈服二、思考题1. 如何划分受拉构件是大偏心受拉还是小偏心受拉？它们的各自的受力特点和破坏特征是什么？第七章受拉构件正截面承载力答案一、A B C C B B二、1、根据受拉构件偏心距的大小，并以轴向拉力的作用点在截面两侧纵向钢筋之间或在纵向钢筋之外作为区分界限，即：当轴向拉力N在纵向钢筋A合力点及s A'合力点范围以外时为大偏心受拉构s件；当轴向拉力N在纵向钢筋A合力点及s A'合力点范围以内时为小偏心受拉构s件。

大偏心受拉构件的受力特点是：当拉力增大到一定程度时，受拉钢筋首先达到抗拉屈服强度，随着受拉钢筋塑性变形的增长，受压区面积逐步缩小，最后构件由于受压区混凝土达到极限压应变而破坏。

其破坏形态与小偏心受压构件相似。

小偏心受拉构件的受力特点是：混凝土开裂后，裂缝贯穿整个截面，全部轴向拉力由纵向钢筋承担。

钢筋混凝土练习题一、判断题（正确打√，错误打×）1、对于单筋梁，混凝土等级越高，则m ax ρ值越小。

（ ）2、钢筋混凝土轴心受拉构件的正截面承载力是由钢筋和混凝土共同承担的。

（ ）3、当配筋率一定时，钢筋的屈服强度越高，开裂弯矩越大。

（ ）4、超筋梁的承载力与配筋率无关。

（ ）5、超筋梁或超配箍筋梁的破坏特点都是截面上受压混凝土破坏时受力纵筋或箍筋未屈服。

（ ）6、箍筋对梁斜裂缝出现的影响不大，对斜裂缝出现后的影响较大。

（ ）7、对于剪跨比大于1的梁，超配箍筋时同样会发生斜压破坏。

（ ）8、凡是i e η＞0.3o h 的偏压构件，必发生受拉破坏。

（ ）9、混凝土强度等级对柱的承载力影响大于对受弯构件的影响。

（ ）10、钢筋混凝土偏心受拉构件区分大小偏心是根据偏心拉力N 的作用位置来区分的。

11、矩形截面受扭构件沿截面周边的四角必须放置受扭的纵向钢筋。

（ ）12、钢筋混凝土受扭构件的箍筋可以做成开口的形式。

（ ）13、受扭构件中，当纵筋和箍筋的配筋率过高或过少均发生脆性破坏。

（ ）14、在其它条件相同的情况下，采用直径较细的钢筋可使构件的裂缝开展宽度减小。

（ ）15、配筋率相同的梁，钢筋级别高的，正常使用阶段的裂缝宽度容易满足。

（ ）16、相同的两根梁，荷载的长期刚度比短期刚度大。

（ ）17、裂缝间受拉钢筋的应变不均匀系数ψ接近于1时，说明受拉砼将完全脱离工作。

（ ）18、张拉控制应力越大，钢筋应力松弛损失值也越大。

（ ）19、采用超张拉可减少摩擦和钢筋应力松弛损失。

（ ）20、在计算混凝土收缩及徐变引起的预应力损失值时，应与初始应力pc σ/'cu f 呈现性关系。

（ ）21、预应力混凝土构件抗裂度提高的主要原因，是在混凝土中建立了有效预压应力。

（ ）22、先、后张法预应力混凝土轴拉构件，当混凝土应力为零时，外荷载o N =o pc A I I σ。

软钢的应力—应变曲线有明显的屈服点和流幅，而硬钢则没有。对于软钢，取屈服下限作为钢筋的屈服强度；对于硬钢，取极限抗拉强度σb的85％5作为条件屈服点，取条件屈服点作为钢筋的屈服强度。热轧钢筋按强度可分为HPB235级（Ⅰ级，符号 ）、HRB335级（Ⅱ级，符号 ）、HRB400级（Ⅲ级，符号 ）和RRB400级（余热处理Ⅲ级，符号 R）四种类型。常用的钢筋应力—应变曲线的数学模型有以下三种：1）描述完全弹塑性的双直线模型；2）描述完全弹塑性加硬化的三折线模型；3）描述弹塑性的双斜线模型。
T形截面梁有两种类型，第一种类型为中和轴在翼缘内，即x≤ ，这种类型的T形梁的受弯承载力计算公式与截面尺寸为 ×h的单筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式完全相同；第二种类型为中和轴在梁肋内，即x＞ ，这种类型的T形梁的受弯承载力计算公式与截面尺寸为b×h， ＝ ／2， ＝As1(As1满足公式 )的双筋矩形截面梁的受弯承载力计算公式完全相同。
结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响，它会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象，在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。影响混凝土徐变的主要因素有：1）时间参数；2）混凝土的应力大小；3）加载时混凝土的龄期；4）混凝土的组成成分；5）混凝土的制作方法及养护条件；6）构件的形状及尺寸；7）钢筋的存在等。减少徐变的方法有：1）减小混凝土的水泥用量和水灰比；2）采用较坚硬的骨料；3）养护时尽量保持高温高湿，使水泥水化作用充分；4）受到荷载作用后所处的环境尽量温度低、湿度高。
单筋矩形截面梁的正截面受弯承载力的最大值Mu,max＝ ，由此式分析可知，Mu,max与混凝土强度等级、钢筋强度等级及梁截面尺寸有关。
在双筋梁计算中，纵向受压钢筋的抗压强度设计值采用其屈服强度 ，但其先决条件是： 或 ，即要求受压钢筋位置不低于矩形受压应力图形的重心。

李乔主编钢筋混凝土结构第三版课后习题答案一、第一章无二、第二章2.1结构中常用的钢筋品种有哪些？其适用范围有何不同？答：结构中常用钢筋包括：HPB300、HRB335、HRB400和HRB500级钢筋。

HPB300主要用于箍筋，也可以作为一般构件的纵向受力钢筋；HRB335过去是主要的纵向受力钢筋，现受限使用并准备逐步淘汰的品种；HRB400和HRB500是目前要推广使用的主要钢筋，主要用于梁、柱等重要构件的纵向受力钢筋和箍筋。

2.2简述混凝土立方体抗压强度、混凝土等级、轴心抗压强度、轴心抗拉强度的意义以及他们之间的区别。

答：混凝土立方体抗压强度可以用来确定混凝土等级，也可以用来计算轴心抗压强度；混凝土等级根据立方体抗压强度标准值并具有95%超值保证率来确定的，表征混凝土的等级；轴心抗压强度是混凝土结构最基本的强度，其值一般通过立方体抗压强度并根据折减系数来确定；轴心抗拉强度表征混凝土抵抗拉力的能力，用于计算混凝土构件在混凝土开裂之前的承载力，或者控制混凝土构件的开裂。

2.3简述混凝土应力-应变关系特征。

（2004年真题）答：混凝土应力应变特征：应力较小时（00.3c f ≤σ），曲线基本成直线变化，混凝土内部的微裂缝没有发展；随着应力的增加000.8~0.3c c f f =σ，开始出现越来越明显的非弹性性质，内部微裂缝开始发展，但处于稳定状态；当00 1.0~0.8c c f f =σ时，应力应变曲线斜率急剧减少，内部微裂缝进入非稳定状态；最终达到峰值应力点，但此点并不是应变最大点；随后应力应变曲线下降，直至最后达到最大应变处，构件破坏。

2.4混凝土收缩、徐变与哪些因素有关？（2004年真题）答：影响徐变与收缩的因素：（1）持续压应力的大小（2）混凝土组成成分和配合比（3）养护和使用时的温度、湿度（4）构件体表比（5）受荷载时混凝土的龄期2.5如何保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力？答：混凝土角度：（1）提高混凝土的强度；（2）考虑到混凝土浇筑时泌水下沉和气泡溢出而形成空隙层对黏粘结力的影响，规范规定，对高度超过300mm的梁，应分层浇注；（3）规定了混凝土保护层的最小厚度。

第4章 受弯构件的正截面承载力4.1选择题1．（ C ）作为受弯构件正截面承载力计算的依据。

A ．Ⅰa 状态； B. Ⅱa 状态； C. Ⅲa 状态； D. 第Ⅱ阶段； 2．（ A ）作为受弯构件抗裂计算的依据。

A ．Ⅰa 状态； B. Ⅱa 状态； C. Ⅲa 状态； D. 第Ⅱ阶段； 3．（ D ）作为受弯构件变形和裂缝验算的依据。

A ．Ⅰa 状态； B. Ⅱa 状态； C. Ⅲa 状态； D. 第Ⅱ阶段； 4．受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的（ B ）。

A. 少筋破坏；B. 适筋破坏；C. 超筋破坏；D. 界限破坏；5．下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限（ C ）。

A ．b ξξ≤； B ．0h x b ξ≤；C ．'2s a x ≤；D ．max ρρ≤6．受弯构件正截面承载力计算中，截面抵抗矩系数s α取值为：（ A ）。

A ．)5.01(ξξ-； B ．)5.01(ξξ+； C ．ξ5.01-； D ．ξ5.01+；7．受弯构件正截面承载力中，对于双筋截面，下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈服（ C ）。

A ．0h x b ξ≤； B ．0h x b ξ>；C ．'2s a x ≥； D ．'2s a x <；8．受弯构件正截面承载力中，T 形截面划分为两类截面的依据是（ D ）。

A. 计算公式建立的基本原理不同；B. 受拉区与受压区截面形状不同；C. 破坏形态不同；D. 混凝土受压区的形状不同；9．提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是（ C ）。

A. 提高混凝土强度等级；B. 增加保护层厚度；C. 增加截面高度；D. 增加截面宽度；10．在T 形截面梁的正截面承载力计算中，假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是（ A ）。

A. 均匀分布；B. 按抛物线形分布；C. 按三角形分布；D. 部分均匀，部分不均匀分布； 11．混凝土保护层厚度是指（ B ）。

受压构件承载力计算复习题一、填空题：1、小偏心受压构件的破坏都是由于 而造成的。

【答案】混凝土被压碎2、大偏心受压破坏属于 ，小偏心破坏属于 。

【答案】延性 脆性3、偏心受压构件在纵向弯曲影响下，其破坏特征有两种类型，对长细比较小的短柱属于 破坏，对长细比较大的细长柱，属于 破坏。

【答案】强度破坏 失稳4、在偏心受压构件中，用 考虑了纵向弯曲的影响。

【答案】偏心距增大系数5、大小偏心受压的分界限是 。

【答案】b ξξ=6、在大偏心设计校核时，当 时，说明sA '不屈服。

【答案】sa x '2 7、对于对称配筋的偏心受压构件，在进行截面设计时， 和 作为判别偏心受压类型的唯一依据。

【答案】b ξξ≤ b ξξ8、偏心受压构件 对抗剪有利。

【答案】轴向压力N9、在钢筋混凝土轴心受压柱中，螺旋钢筋的作用是使截面中间核心部分的混凝土形成约束混凝土，可以提高构件的______和______。

【答案】承载力 延性10、偏心距较大，配筋率不高的受压构件属______受压情况，其承载力主要取决于______钢筋。

【答案】大偏心 受拉11、受压构件的附加偏心距对______受压构件______受压构件影响比较大。

【答案】轴心 小偏心12、在轴心受压构件的承载力计算公式中，当f y <400N ／mm 2时，取钢筋抗压强度设计值f y '＝______；当f y ≥400N／mm 2时，取钢筋抗压强度设计值f y '＝______N ／mm 2。

【答案】f y 400 二、选择题：1、大小偏心受压破坏特征的根本区别在于构件破坏时，（ ）。

A 受压混凝土是否破坏B 受压钢筋是否屈服C 混凝土是否全截面受压D 远离作用力N 一侧钢筋是否屈服【答案】D2、在偏心受压构件计算时，当（ ）时，就可称为短柱，不考虑修正偏心距。

A30≤hl B80≤hl C 3080≤hlD300 hl【答案】B3、小偏心受压破坏的特征是（ ）。

第七章 受压构件承载力计算一、填空题：1、小偏心受压构件的破坏都是由于 而造成的。

混凝土被压碎2、大偏心受压破坏属于 ，小偏心破坏属于 。

延性 脆性3、偏心受压构件在纵向弯曲影响下，其破坏特征有两种类型，对长细比较小的短柱属于 破坏，对长细比较大的细长柱，属于 破坏。

强度破坏 失稳4、在偏心受压构件中，用 考虑了纵向弯曲的影响。

偏心距增大系数5、大小偏心受压的分界限是 。

b ξξ=6、在大偏心设计校核时，当 时，说明s A '不屈服。

s a x '27．偏压构件正截面破坏类型有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏；8．大偏心受压截面的破坏特征是构件破坏时，远离轴向力一侧的钢筋先受拉屈服，近轴向力一侧的混凝土被压碎。

小偏心受压截面的破坏特征是构件破坏时受压区混凝土压碎，受压区钢筋屈服，远离轴向力一侧的钢筋视不同情况受拉时不屈服，受压时可能屈服，也可能不屈服。

9．偏心受压构件除应计算弯矩作用平面的强度以外，尚应按轴心受压构件验算 垂直于弯矩作用平面的强度，此时不考虑弯矩作用，但应考虑纵向弯曲的影响。

二、判断题：1． 轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。

（ ）错2． 轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。

（ ）对 3． 实际工程中没有真正的轴心受压构件。

（ ）对 4． 轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。

（ ）错5． 轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。

（ ）错6． 螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。

（ ）错1、受压柱中不宜采用高强度钢筋，这是由于高强度钢筋的强度得不到充分利用。

（√）2、长细比很大的柱，在荷载作用下，其材料强度能够得到充分利用。

（×）3、小偏心受压构件偏心距一定很小。

（ ）×4、小偏心受压构件破坏一定是压区混凝土先受压破坏。

（ ）√5、在大小偏心受压的界限状态下，截面相对界限受压区高度b ξ，具有与受弯构件的b ξ完全相同的数值。

混凝土结构设计原理形考任务附答案1.以下是一篇关于钢筋混凝土梁的文章，其中有一些格式错误和明显有问题的段落，请删除这些段落并对其他段落进行小幅度改写。

钢筋混凝土梁是建筑中常见的一种结构形式。

与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁具有更高的承载力和受力性能。

这是因为钢筋和混凝土之间有良好的黏结力，并且混凝土可以对钢筋进行保护。

此外，钢筋混凝土结构还具有高的耐久性和耐火性，但缺点是施工需要大量模板，取材不方便，抗裂性差，且施工受季节性影响。

在钢筋混凝土梁的设计中，混凝土强度等级不应低于C20.同时，高强混凝土的强度和变形性能比普通混凝土更好，但在荷载长期作用下，需要考虑徐变的影响。

影响混凝土徐变的因素包括施加的初应力水平、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。

钢筋经冷拉后可以提高其抗拉强度和伸长率，但不能提高屈服强度。

混凝土强度等级C30表示混凝土的立方体抗压强度达到30 N/mm的概率不小于95%。

钢筋屈服，混凝土压碎；C、钢筋和混凝土同时达到极限状态；D、混凝土压碎，钢筋拉断。

4．在设计混凝土结构时，应根据（D）确定混凝土的抗压强度等级。

A、混凝土的抗拉强度B、混凝土的抗弯强度C、混凝土的抗剪强度D、混凝土的抗压强度5．钢筋混凝土梁的受弯破坏形态为（C）。

A、钢筋屈服B、混凝土压碎C、钢筋屈服和混凝土压碎同时发生D、混凝土拉裂和钢筋断裂同时发生6．钢筋混凝土梁的受剪破坏形态为（B）。

A、钢筋屈服B、混凝土剪切破坏C、钢筋屈服和混凝土剪切破坏同时发生D、混凝土拉裂和钢筋断裂同时发生。

4．钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算过程中，不考虑受拉混凝土作用的原因是因为中和轴附近部分受拉混凝土范围小且产生的力矩很小，对正截面承载力的影响可以忽略不计。

5．当少筋梁的受拉钢筋刚屈服时，XXX截面的承载能力达到最大值。

6．提高钢筋混凝土梁正截面承载力的最有效方法是增大截面高度。

7．对于一般的钢筋混凝土受弯构件，提高钢筋等级的效果大于提高混凝土等级。

1．什么是轴心受压构件?答：纵向外压力作用线与受压构件轴线重合时，此受压构件称为轴心受压构件。

2．什么是普通箍筋柱和螺旋箍筋柱?答：配置纵向钢筋和普通箍筋的柱，称为普通箍筋柱。

配置纵向钢筋和螺旋筋或焊接环筋的柱，称为螺旋箍筋柱。

3．普通箍筋柱与螺旋箍筋柱在构造上有哪些不同？既然轴心受压构件的承载力主要由混凝土承担，为什么还要设置纵向钢筋?答：（1）普通箍筋柱的截面形状多为正方形、矩形等。

纵向钢筋为对称布置，沿构件高度设置有等间距的箍筋。

螺旋箍筋柱的截面形状多为圆形或正多边形，纵向钢筋外围设有连续环绕的间距较密的螺旋箍筋或间距较密的焊接环式箍筋。

螺旋筋的作用是使截面中间部分（核心）混凝土成为约束混凝土，从而提高构件的承载力和延性。

①螺旋箍筋柱的纵向钢筋应沿圆周均匀分布，其截面积应不小于构件箍筋圈内核心截面面积的0.5％。

核心截面面积不应小于构件整个截面面积的2/3。

②箍筋的螺距或间距不应大于核心直径的1/5，亦不应大于80 mm，且不应小于40 mm。

③纵向受力钢筋应伸人与受压构件连接的上下构件内，其长度不应小于受压构件的直径且不应小于纵向受力钢筋的锚固长度。

④箍筋的直径不应小于纵向钢筋直径的1/4，且不小于8 mm。

其余构造要求与普通箍筋柱相同。

（2）轴心受压构件的承载力主要由混凝土承担，设置纵向钢筋的目的是：①协助混凝土承受压力，可减小构件截面尺寸；②承受可能存在的不大的弯矩；③防止构件的突然脆性破坏。

4．受压构件的长柱和短柱如何划分?答：按照构件的长细比（构件的计算长度l0与构件的截面最小回转半径i之比）不同．轴心受压构件可分为短柱（对一般截面，l0/i≤28；对矩形截面，l0/b≤8,b为矩形截面短边尺寸；对圆形截面，l0/d≤7，d为圆形截面直径）和长柱两种5．《桥规》（JTG D62—2004）中对轴心受压构件的纵筋配筋率有何要求?为何在设计中要限制纵向钢筋的最大配筋率?答：在设计的轴心受压构件中。

第7章 受拉构件的截面承载力7.1选择题1．钢筋混凝土偏心受拉构件，判别大、小偏心受拉的根据是（ D ）。

A. 截面破坏时，受拉钢筋是否屈服；B. 截面破坏时，受压钢筋是否屈服；C. 受压一侧混凝土是否压碎；D. 纵向拉力N 的作用点的位置；2．对于钢筋混凝土偏心受拉构件，下面说法错误的是（ A ）。

A. 如果b ξξ>，说明是小偏心受拉破坏；B. 小偏心受拉构件破坏时，混凝土完全退出工作，全部拉力由钢筋承担；C. 大偏心构件存在混凝土受压区；D. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置；7.2判断题1． 如果b ξξ>，说明是小偏心受拉破坏。

（ × ）2． 小偏心受拉构件破坏时，混凝土完全退出工作，全部拉力由钢筋承担。

（ ∨ ）3． 大偏心构件存在混凝土受压区。

（ ∨ ）4． 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N 的作用点的位置。

（ ∨ ）7.3问答题1.偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么？大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同？答：（1）当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围以外时，为大偏心受拉；当N 作用在纵向钢筋s A 合力点和's A 合力点范围之间时，为小偏心受拉；（2）大偏心受拉有混凝土受压区，钢筋先达到屈服强度，然后混凝土受压破坏；小偏心受拉破坏时，混凝土完全退出工作，由纵筋来承担所有的外力。

2.大偏心受拉构件的正截面承载力计算中，b x 为什么取与受弯构件相同？答：大偏心受拉构件的正截面破坏特征和受弯构件相同，钢筋先达到屈服强度，然后混凝土受压破坏；又都符合平均应变的平截面假定，所以b x 取与受弯构件相同。

3.大偏心受拉构件为非对称配筋，如果计算中出现'2s a x <或出现负值，怎么处理？答：取'2s a x =，对混凝土受压区合力点（即受压钢筋合力点）取矩， )('0's y s a h f Ne A -=，bh A s 'min 'ρ=4.为什么小偏心受拉设计计算公式中，只采用弯矩受力状态，没有采用力受力状态，而在大偏心受拉设计计算公式中，既采用了力受力状态又采用弯矩受力状态建立？答：因为，大偏心受拉有混凝土受压区，钢筋先达到屈服强度，然后混凝土受压破坏；小偏心受拉破坏时，混凝土完全退出工作，由纵筋来承担所有的外力。

《混凝土结构设计原理》2003年8月第4章 受弯构件的正截面受弯承载力习 题4.1 查表知，环境类别为一类，混凝土强度等级为C30时梁的混凝土保护层最小厚度为25mm 。

故设a s ＝35mm ，则h 0＝h －a s ＝500－35＝465mm 由混凝土和钢筋等级，查表得：f c ＝14.3N/mm 2，f t ＝1.43 N/mm 2，f y ＝300N/mm 2，1α＝1.0，1β＝0.8，b ξ＝0.55求计算系数116.04652503.140.1109026201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 则55.0124.076.01211b s =<=-=--=ξαξ，可以。

938.0)76.01(5.02211ss =+=-+=αγ故688465938.0300109060s y s =⨯⨯⨯==h f MA γmm 226850025030043.145.0)45.0(y t s =⨯⨯⨯=>bh f f A mm 2 且250500250002.0002.0=⨯⨯=>bh A s mm 2，满足要求。

选用318，A s ＝763mm 2，配筋图如图1所示。

4.2 梁自重：25.245.002.025'k=⨯⨯=g kN/m则简支梁跨中最大弯矩设计值：M 1＝)(2Qik Ci Qi Q1k Q1GkG 0∑=++ni M M M ψγγγγ＝]81)(81[2k Q 2'k k G0l q l g g ⋅++⋅γγγ 465500352503 18图1图2＝1.0×[222.58814.12.5)25.25.9(812.1⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯] ＝85.514kN ·mM 2＝)(1Qik Ci Qi GkG 0∑=+ni M M ψγγγ＝]81)(81[2k Ci Q 2'k k G0l q l g g ψγγγ⋅++⋅ ＝1.0×[222.58817.04.12.5)25.25.9(8135.1⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯]＝80.114 kN ·mM ＝max ｛M 1，M 2｝＝85.514 kN ·m查表知，环境类别为二类，混凝土强度等级为C40，梁的混凝土保护层最小厚度为30mm ，故设a s ＝40mm ，则h 0＝h －a s ＝450－40＝410mm 由混凝土和钢筋等级，查表得：f c ＝19.1 N/mm 2，f t ＝1.71 N/mm 2，f y ＝360N/mm 2，1α＝1.0，1β＝0.8，b ξ＝0.518求计算系数133.04102001.190.110514.8526201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 则518.0143.0211b s =<=--=ξαξ，可以。

混凝土结构设计原理部分思考题答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、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、冷轧等。

这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，2、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）与混凝土粘结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。

4、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。

5、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。

6、什么叫混凝土徐变线形徐变和非线形徐变混凝土的收缩和徐变有什么本质区别答：混凝土在长期荷载作用下，应力不变，变形也会随时间增长，这种现象称为混凝土的徐变。

当持续应力σC ≤时，徐变大小与持续应力大小呈线性关系，这种徐变称为线性徐变。

当持续应力σC >时，徐变与持续应力不再呈线性关系，这种徐变称为非线性徐变。

混凝土的收缩是一种非受力变形，它与徐变的本质区别是收缩时混凝土不受力，而徐变是受力变形。

10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝答：可以通过限制水灰比和水泥浆用量，加强捣振和养护，配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。

对于细长构件和薄壁构件，要尤其注意其收缩。

第二章混凝土结构基本计算原则思考题1．什么是结构可靠性什么是结构可靠度答：结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定功能的能力，称为结构可靠性。

《结构设计原理》试题1一、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。

s =942 mm 2 > s ,min min bh 0.2% 200 500 200mm 2 ，满足要求。
2.弯矩设计值 M 290kN m 时： （1）基本数据确定
M 290kN m ，预计 s 按两排布置，环境类别为一类， as 65mm 。
选用 325， s2 =1473 mm 2 。
As 3
1 f c b h0
f y3

1.0 16.7 N / mm 2 200mm 0.300 460mm 1060mm 2 435 N / mm 2
选用 322， s3 =1140 mm 2 。
（3）验算适用条件
混凝土结构设计原理课后习题 参考解答
城乡资源与规划学院土木工程系 2014 年 12 月 30 日
第四章
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
受弯构件正截面的性能与设计
4.5、 矩形截面梁， 梁宽 b=200mm， 梁高分别为 h=450mm,500mm 和 550mm. 混凝土等级为 C30，钢筋采用 HRB400 级，环境类别为一类，截面所 承受的弯矩值 M 130kN m 。试分别计算所需的纵向受拉钢筋截面面 积 As ，并分析 As 与梁高 h 的关系。 解： （1）确定基本数据
故需按计算配置箍筋 （4）箍筋计算
sv V CV f t bh0 200900 0.7 1.43 200 460 0.657 S f yv h0 360 460
As1 1570mm 2 min1bh 0.236% 200 500 236mm 2 As 2 1473mm 2 min 2bh 0.2% 200 500 200mm 2 As 3 1140mm 2 min 3bh 0.2% 200 500 200mm 2

由公式可知，偏心距增大系数与构件的计算长度，偏心距，截面的有 效高度，截面高度，荷载偏心率对截面曲率的影响系数，构件长细比对 截面曲率的影响系数。
7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核 中，如何判断是大偏心受压还是小偏心受压？
答：截面设计时，当时，按小偏心受压构件设计，时，按大偏心受压构 件设计。
9-6
解： 在进行梁变形计算时，应取梁与相邻梁横向连接后截面的全宽度受
压翼板计算，即 （1）T梁换算截面的惯性矩和计算
梁跨中为第二类T形截面。这时受压区高度由下面的方法计算求得： 则 开裂截面的换算截面惯性矩为： T梁的全截面换算截面面积为： 受压区高度 全截面换算惯性矩为： （2）计算开裂构件的抗弯刚度 全截面抗弯刚度 开裂截面抗弯刚ห้องสมุดไป่ตู้ 全截面换算截面受拉区边缘的弹性地抗拒为： 全截面换算截面的面积矩为： 塑性影响系数为： 开裂弯矩 开裂构件的抗弯刚度为： （3）受弯构件跨中截面处的长期挠度值 对C25混凝土，挠度长期增长系数 受弯构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为：
7-10 与非对称布筋的矩形截面偏心受压构件相比，对称布筋 设计时的大、小偏心受压的判别方法有何不同之处？
答： 对称布筋时：
由于，由此可得 可直接求出。 然会根据，判断为大偏心受压；，判断为小偏心受压； 非对称布筋时： 无法直接求出。 判断依据为，可先按小偏心受压构件计算；，可先按大偏心受压构 件计算
9-5
解：1）构件的最大裂缝宽度 （1）带肋钢筋系数 荷载短期效应组合弯矩计算值为： 荷载长期效应组合弯矩计算值为： 系数 系数，非板式受弯构件 （2）钢筋应力的计算 （3） （4）纵向受拉钢筋配筋率的计算
（5）最大裂缝宽度的计算 满足要求 1）配筋改后 （1）带肋钢筋系数 荷载短期效应组合弯矩计算值为： 荷载长期效应组合弯矩计算值为： 系数 系数，非板式受弯构件 （2）钢筋应力的计算 （3） （4）纵向受拉钢筋配筋率的计算 （5）最大裂缝宽度的计算 不满足要求。