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^` 钢筋混凝土结构习题及答案钢筋混凝土结构习题及答案 一、填空题 1、斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产 生的 超过了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。 2、随着纵向配筋率的提高，其斜截面承载力 。 3、弯起筋应同时满足 、 、 ，当设置弯起筋仅用于 充当支座负弯矩时，弯起筋应同时满足 、 ，当允许弯起 的跨中纵筋不足以承担支座负弯矩时，应增设支座负直筋。 4、适筋梁从加载到破坏可分为 3 个阶段，试选择填空： A、I；B、Ia；C、II；D、IIa；E、III；F、IIIa。①抗裂度计算以 阶段为依据；②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以 阶段为依 据；③承载能力计算以 阶段为依据。 5、界限相对受压区高度需要根据 等假定求出。 b  6、钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在 弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按 截面处 的刚度进行计算。 7、结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下 和 不超过规定的限值。 8、受弯构件的正截面破坏发生在梁的 ，受弯构件的斜截面破 坏发生在梁的 ，受弯构件内配置足够的受力纵筋是为了防止 ^` 梁发生 破坏，配置足够的腹筋是为了防止梁发生 破坏。 9、当梁上作用的剪力满足：V≤ 时，可不必计算抗剪腹筋 用量，直接按构造配置箍筋满足；当梁上作用的剪力 maxmin ,SSdd 满足：V≤ 时，仍可不必计算抗剪腹筋用量，除满足 以外，还应满足最小配箍率的要求；当梁上作用的剪 maxmin ,SSdd 力满足：V≥ 时，则必须计算抗剪腹筋用量。 10、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大并且剪跨比较大时，发生的 破坏形式为 ；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的破 坏形式为 。 11、由于纵向受拉钢筋配筋率百分率的不同，受弯构件正截面受弯 破坏形态有 、 和 。 12、斜截面受剪破坏的三种破坏形态包括 、 和 13、钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度的增大而 。用带肋变形钢筋时的平均裂缝间距比用光面钢筋时的平均裂缝间 距_______（大、小）些。 14、为了保证箍筋在整个周长上都能充分发挥抗拉作用，必须将箍 筋做成 形状，且箍筋的两个端头应 。 答案： 1、复合主拉应力； 2、提高； 3、斜截面抗弯；斜截面抗剪；正截面抗弯；斜截面抗弯；正截面抗 弯； 4、B；C；F ； ^` 5、平截面； 6、同号；最大弯矩； 7、裂缝宽度；变形值； 8、最大弯矩值处的截面；支座附近(该处剪力较大)；正截面；斜截 面 9、； ；； 00 1.75 0.7; 1.0 tt f bhf bh      00 1.75 [;(0.24)] 1.0 tt f bhf bh   0 [ t f bh 。 0 1.75 (0.24)] 1.0 t f bh    10、斜拉破坏；斜压破坏。 11、由于纵向受拉钢筋配筋率百分率的不同，受弯构件正截面受弯 破坏形态有适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏。 12、斜截面受剪破坏的三种破坏形态包括斜压破坏、剪压破坏和斜 拉破坏。 13、增大、小； 14、封闭；相互搭接且搭接长度不小于 30d(d 为箍筋直径) 二、简答题二、简答题 1、试述结构的可靠度与可靠性的含义是什么？结构的可靠性包括哪 些方面的功能要求？ 答： 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 结构可靠性；结构的可靠度是结构可靠性的概率度量，即结构在设 计工作寿命内，在正常的条件下，完成预定功能的概率。 建筑结构应该满足的功能要求可以概况为： 安全性：建筑结构应该能承受正常施工和正常使用时可能出现的各 ^` 种荷载和变形，在偶然事件发生时和发生后保持必需的整体稳定性， 不致发生倒塌。 适用性：结构在正常使用过程中应具有良好的工作性。 耐久性：结构在正常维护条件下应具有足够的耐久性，完好使用到 设计规定的年限。 2、界限相对受压区高度的意义是什么？ b  答：截面受压区高度与截面有效高度之比称为相对受压区高度，记 为 。若钢筋达到屈服的同时受压混凝土刚好压崩，这种状态的 称  为界限相对受压区高度，记为，是适筋梁与超筋梁相对受压区 b  b  高度的界限。 3、如何保证受弯构件斜截面承载力？ 答：斜截面受剪承载力通过计算配箍筋或弯起钢筋来满足； 斜截面 受弯承载力通过构造措施来保证； 4、受弯构件设计时，何时需要绘制材料图？何时不必绘制材料图？ 答：当梁内需要设置弯起筋或支座负纵筋时，需要绘制材料图，确 定弯起筋的位置、数量、排数和支座负纵筋的截断长度，以保证纵 筋弯起后满足斜截面抗弯、斜截面抗剪、正截面抗弯 3 大功能的要 求。 当梁内不需要设置弯起筋或支座负纵筋时，则不需要绘制材 料图。 5、简述影响混凝土收缩的因素。 答：（1） 、水泥的品种（2） 、水泥的用量（3） 、骨料的性质（4） 、 养护条件 ^` （5） 、混凝土的制作方法（6） 、使用环境（7） 、构件的体积与表面 积比值 6、适筋梁正截面受弯全过程可分为哪三个阶段，试简述第三个阶段 的主要特点。 答： （1） 、三个阶段：未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段。 （2） 、第三阶段主要特点：纵向受拉钢筋屈服，拉力保持为常值； 裂缝截面处，受拉区大部分混凝土已退出工作，受压区混凝土压应 力曲线图形比较丰满，有上升段曲线，也有下降段曲线；由于受压 区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大，故弯矩还略有增加；受 压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变实验值时，混凝土被压 cu  碎，截面破坏；弯矩-曲率关系为接近水平的曲线。 7、根据受剪构件破坏的三种类型，设计中相应地采取什么措施来防 止三种类型的破坏？ 答： 斜截面受剪破坏的三种类型有： (1)、剪压破坏，设计中通过斜截面受剪承载力计算来防止剪压破坏 (2)、斜拉破坏，设计中通过控制截面的最小配箍率，即截面箍筋配 箍率，来防止斜拉破坏。 yvtsv sv sv ff bs nA /24 . 0 min 1  (3)、斜压破坏，设计中通过控制截面尺寸限制条件，即， 0 7 . 0bhfV t  来防止斜压破坏。 8、进行钢筋混凝土构件斜截面承载力计算时，应选取哪些计算截面 ^` 位置？ 答： (1)、支座边缘处的斜截面； (2)、受拉区弯起钢筋弯起点处的截面； (3)、受拉区箍筋直径与间距改变处的截面； (4)、腹板宽度改变处的截面。 9、提高受弯构件的刚度和减小裂缝宽度较有效的措施有哪些？ 答： 提高构件截面刚度的有效措施是增加截面高度，因此在设计时常用 控制高跨比来满足变形要求；减小裂缝宽度的有效措施是增加钢筋 用量和采用直径较细的钢筋，因此在设计中常用控制钢筋应力和直 径来满足裂缝宽度的要求。 10、预应力钢筋的张拉控制应力为什么后张法比先张法要低 答： 这是由于在先张法中，张拉钢筋达到控制应力时，构件混凝土尚未 浇筑，当混凝土凝固后受到预压时，钢筋会随着混凝土的压缩而回 缩，此时钢筋预拉应力已小于张拉时的控制应力了。对于后张法 con  来说，张拉钢筋的同时混凝土受到预压，张拉到控制应力时，混 con  凝土弹性压缩已完成，不会降低，因此规定后张法的比先张 con  con  法低。 11、钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有 何不同？ ^` 答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。 梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不 变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应 变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑 性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。 梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢 筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明 显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆， 属于脆性破坏，称为超筋破坏。 梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达 到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很 突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。 12、简答钢筋混凝土结构的优缺点： 答： 优点： 耐久性好、耐火性好、整体性好、可模性好、取材容易、合理用材、 阻止射线的穿透 缺点： 自身重力较大、钢筋混凝土结构抗裂性差容易开裂、耗模板、隔热 隔声性能差 13、试述混凝土和钢筋共同工作的原因？ 答： 1、混凝土和钢筋之间有良好的工作性能，两者可靠地结合在一起， 可共同受力，共同变形 (两者存在黏结力) 2、两者的温度线膨胀系数很接近，避免产生较大的温度应力破坏两 者的粘结力 (两者变形协调) 3、混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于腐蚀或高温软化 (混凝 土对钢筋有保护作用) 4、钢筋和混凝土结合在一起共同工作，混凝土承受压力，钢筋承受 拉力，将可以充分发挥各自的优势。 14、什么是混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度？ ^` 答：混凝土的立方体抗压强度是其基本强度指标，按照标准方法制 作养护（温度 203℃、相对湿度不小于 90%的潮湿空气中养护 28d）的边长 150mm 的立方体试件，在 28d 龄期用标准试验方法（试 件表面不涂润滑剂，全截面受压，加载速度 0.15~0.25MPa/sec）测 得的具有 95%保证率的抗压强度。 轴心抗压强度又叫棱柱体强度，其真实反映以受压为主的混凝土结 构构件的抗压强度，用 150mm150mm300mm 棱柱体为标准试件测 得的抗压强度。 15、受弯构件挠度计算时，影响短期刚度的因素主要表现在哪些方 面？影响混凝土收缩的因素有哪些？如何影响？ 答： （1）水泥的品种：水泥强度等级越高制成的混凝土收缩越大。 （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，收缩小。 （4）养护条件：在结硬过程中周围温、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。 16、钢筋与混凝土为什么能够共同工作？光圆钢筋与混凝土之间的 粘结作用由哪几部分组成？保证粘结的构造措施有哪些？ 答：钢筋和混凝土这两种材料能够结合在一起共同工作，除了二者 具有相近的线膨胀系数外，更主要的是由于混凝土硬化后，钢筋与 混凝土之间产生了良好的粘结力。同时为了保证钢筋不被从混凝土 中拔出或压出，与混凝土更好地共同工作，还要求钢筋有良好的锚 固。粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础。 光圆钢筋与混凝土之间的粘结作用主要由三部分组成：（1）钢筋与 混凝土接触面上的化学吸附作用力；（2）混凝土收缩握裹钢筋而产 生摩阻力；（3）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。 17、建筑结构的功能要求包括哪几方面的内容？什么是结构功能的 极限状态？极限状态分为哪几类？建筑结构的功能要求分别由哪一 种极限状态来考虑？ 答：建筑结构的功能要求概括为：安全性，适用性和耐久性。 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。 ^` 安全性有承载能力极限状态考虑，适用性和耐久性通过正常使用极 限状态考虑。 18、混凝土构件的正截面承载力计算要按哪些基本假定进行？双筋 矩形截面受弯构件承载力计算公式的适用条件有哪些？ 答：（1）截面的应变沿截面高度保持线性分布； （2）不考虑混凝土的抗拉强度； （3）混凝土的压应力与压应变之间的关系曲线按下列规定取用：混 凝土受压应力-应变关系曲线方程为： 当时（上升段） 0  c ])1 (1 [ 0 nc cc f    当时（上升段） cuc  0cc f （4）钢筋的应力-应变关系方程： 双筋矩形截面受弯构件承载力计算公式的适用条件为： （1） 0bh x （2） 2ax  19、纯扭构件有哪几种破坏形态？受弯、剪、扭的构件有哪几种破 坏形态？ 答：纯扭构件的破坏状态大致分为：适筋破坏、部分超筋破坏、超 筋破坏和少筋破坏。 弯、剪、扭构件的破坏形态包括：弯型破坏、扭型破坏、剪扭型破 坏以及剪切破坏形态。 20、简述预应力筋的两阶段工作原理？ 答：预应力筋两阶段工作原理认为预应力筋第一阶段(从张拉到有效 预应力的建立)是用于产生等效荷载的，这一阶段为能动的作用者； 第二阶段(从等效预应力建立以后)认为预应力筋中高于有效预应力 的富余强度象普通钢筋一样用于提供抗力。 pe () pype f ^` 三．计算题 1、.如下图所示简支梁，混凝土 C30，P=100KN，不计自重，环境类 别为一类，试求： （1） 所需纵向受拉钢筋（采用 HRB335 级钢筋， 2 /300mmNfy ） （2） 求受剪箍 筋（无 弯起钢筋） （箍筋采用：HPB235 级， 2 /210mmNfy ） C30： 22 /43 . 1 ,/ 3 . 14mmNfmmNf tc  ，箍筋采用：双肢箍，φ8（ 2 1 3 . 50 mmAsv ） 1、 解：（1）由公式得 =0.243 2 6 2 0 465200 9 . 110 . 1 10125    bhf M c s   283 . 0 0.243211211 s  858. 0)243 . 0 211 (5 . 0)2-1(15 . 0 s  s 2 6 0 1044 465858 . 0 300 10125 /mmhfMA sys     选用钢筋 4 2 1017,18mmAs 2 min 200500200%2 . 01044mmbhAs （2）采用双排配筋 mmhh44060 0  1000 200 1000 1000 100KN100KN ^` = 2 01 /bhfM cs 271 . 0 440200 9 . 110 . 1 10125 2 6    = s 211323 . 0 271 . 0 211 0.5)2-1(15 . 0 s  s 0.838271 . 0 211 (） 2 6 0 1614 440838 . 0 210 10125 /mmhfMA sys     选用钢筋 816 A =1608mm2  s 2 min 270500200%27 . 0 1614mmbhAs (3)假定受拉钢筋放两排 60ammh44060500 0  = 2 01 /bhfM cs 488 . 0 4402009 .110 . 1 10225 2 6    =1- s 21155 . 0 845 . 0 488 . 0 21 故采用双筋矩形截面 取 M b )5 . 01 ( 2 011bbcbh f )55 . 0 5 . 01 (55 . 0 440200 9 . 110 . 1 2  =183.7KNm 2 66 0 9 . 339 )35440(300 10 7 . 18310225 )(/mmahfMA ys     9 . 339300/440200 9 . 110 . 155. 0// 01  yysycbs ffAfbhfA =2260mm2 故受拉钢筋选用 6 A =2281mm222 s 受压钢筋选用 2 A =402mm2,满足最小配筋率要求。16 s ^` 2、某钢筋混凝土矩形截面简支梁承受荷载设计值如图所示。其中集 中荷载 F=92kN，均布荷载g+q=7.5kN/m（包括自重） 。梁截面尺寸 bh=250mm600mm，配有纵筋 425，混凝土强度等级为 C25，箍 筋为 I 级钢筋，试求所需箍筋数量并绘配筋图。 答： [解] （1） ．已知条件 混凝土 C25：fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2 HPB235 钢箍：fyv=210N/mm2 取as=40mm，h0=h-as=600-40=560mm （2） ．计算剪力设计值 集中荷载对支座截面产生剪力VF=92kN，则有 ^` 92/113.56=81%＞75%，故对该矩形截面简支梁应考虑剪跨比的影响， a=1875+120=1995mm。 （3） ．复核截面尺寸 截面尺寸符合要求。 （4） ．可否按构造配箍 应按计算配箍。 (5)．箍筋数量计算 选用箍筋直径为 φ6 的双肢钢筋，Asv=228.3=57mm2； 可得所需箍筋间距为： 选s=150mm，符合要求。 （6） ．最小配箍率验算 满足要求。箍筋沿梁全长均匀配置，梁配筋如图 2 所示。 3、已知某钢筋混凝土单筋矩形截面简支梁，截面尺寸 ^` ，，梁的计算跨度，混凝土强度mmmmhb500200mmas35ml6 等级为，纵向受力钢筋采用Ⅱ级钢筋)/6 . 9(20 2 mmNfC c  ，已知截面配有 3的纵向受力钢筋，)/300( 2 mmNfy)941(20 2 mmAs 如按正截面承载力计算，问该梁能承受的荷载设计值 q=?（不计梁 自重）)55. 0( b  解： 55 . 0 316 . 0 4652006 . 90 . 1 941300 01     b c y bhf Af    22 01 4652006 . 90 . 1)316 . 0 5 . 01 (316 . 0 )5 . 01 (bhfM c  mkNmmN46.110113560000 故： mkN l M q/547.24 6 46.11088 22    4、已知矩形梁截面尺寸；环境类别为一级，弯mmmmhb500200 矩设计值，混凝土强度等级为mkNM150 ，钢筋采用 HRB335 级钢筋即 II 级)/43 . 1 ,/3 .14(30 22 mmNfmmNfC tc  钢筋。)/300( 2 mmNfy 求：所需的纵向受拉钢筋截面面积 解：环境类别为一类，时梁的混凝土保护层最小厚度为 30 Cmm25 故设，则 mmas35mmh46535500 0  ， 0 . 1 1 55 . 0  b  求计算系数 194 . 0 2 01  bhf M c s   得： ^` ， 可以55 . 0 218 . 0 211 bs  891 . 0 )211 (5 . 0 ss  故： 2 0 1207mm hf M A sy s   选用，420， 2 1256mmAs 验算适用条件 (1)、 已经满足55 . 0 218. 0211 bs  (2)、%231 . 0 %08 . 1 465250 1256 0 min    h h  同时， 可以%215. 0%2 . 0 0  h h 