钢筋混凝土结构设计原理试题库与参考题答案（完美版).docx

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1、问答题参考答案1.钢筋与混凝土共同工作的根基条件是什么答：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一样，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。2 .什么叫混凝土徐变混凝土徐变对构造有什么影响答：在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形随时间而缓慢增长的现象 称为混凝土的徐变。徐变对钢筋混凝土构造的影响既有有利方面又有不利方面。有利影响，在某 种情况下，徐变有利于防止构造物裂缝形成；有利于构造或构件的内力重分布， 减少应力集中现象及减少温度应力等。

2、不利影响，由于混凝土的徐变使构件变形 增大；在预应力混凝土构件中，徐变会导致预应力损失；徐变使受弯和偏心受压 构件的受压区变形加大，故而使受弯构件挠度增加，使偏压构件的附加偏心距增 大而导致构件承载力的降低。3 .钢筋与混凝土之间的粘结力是若何组成的答：试验说明，钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力，由四局部组成：1化学胶结力：混凝土中的水泥凝胶体在钢筋外表产生的化学粘着力或 吸附力，来源于浇注时水泥浆体向钢筋外表氧化层的渗透和养护过程中水泥晶体 的生长和硬化，取决于水泥的性质和钢筋外表的粗糙程度。当钢筋受力后变形， 发生局部滑移后，粘着力就丧失了。2摩擦力：混凝土收缩后，将钢筋紧紧地握裹住而

3、产生的力，当钢筋和 混凝土产生相对滑移时，在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。它取决于混凝土 发生收缩、荷载和反力等对钢筋的径向压应力、钢筋和混凝土之间的粗糙程度等。 钢筋和混凝土之间的挤压力越大、接触面越粗糙，则摩擦力越大。3机械咬合力：钢筋外表凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生 的力，即混凝土对钢筋外表斜向压力的纵向分力，取决于混凝土的抗剪强度。变 形钢筋的横肋会产生这种咬合力，它的咬合作用往往很大，是变形钢筋粘结力的 主要来源，是锚固作用的主要成份。4钢筋端部的锚固力：一般是用在钢筋端部弯钩、弯折，在锚固区焊接 钢筋、短角钢等机械作用来维持锚固力。各种粘结力中，化学胶结力较小；光面钢

4、筋以摩擦力为主；变形钢筋以机械 咬合力为主。4 .轴心受压构件设计时，纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么答：纵筋的作用：与混凝土共同承受压力，提高构件与截面受压承载力； 提高构件的变形能力，改善受压破坏的脆性；承受可能产生的偏心弯矩、混 凝土收缩及温度变化引起的拉应力；减少混凝土的徐变变形。横向箍筋的作用： 防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置；改善构件破坏的脆性；当 采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土，提高其极限变形值。5 .对受压构件中纵向钢筋的直径和根数有何构造要求对箍筋的直径和间距 又有何构造要求大于0.01义105建混规中规定在正截面纵向受拉钢筋的极限应变为0.01,表示钢筋的均

5、匀伸长率 不得小于0.01 Xp1059、预应力钢筋混凝土的有效预应力，其数值仅取决于张拉时控制应力Xp276预应力钢筋混凝土的有效预应力，其数值取决于张拉时控制应力和预应力损失。10、预应力混凝土梁中，在预应力一样的条件下，其抵抗外荷载弯矩是一定的。X p345预应力混凝土梁中，在预应力一样的条件下，其内力偶臂z的变化范围越大，其抵抗的 外荷载弯矩也越大。三.简答题1 .简述钢筋混凝土梁各构造及作用1纵向受力筋梁的主要受力筋协助混凝土承担压力。2弯起钢筋 主要用以承担主拉应力，并增加钢筋骨架的稳定性。3箍筋 除了承受主拉应力外，在构造上还起固定纵向钢筋位置的作用4架立钢筋架立箍筋，固定箍筋位

6、置，以防止因混凝土收缩及温度变化而产生 的裂缝5水平纵向筋 防止因混凝土收缩及温度变化而产生的裂缝2 .为什么说预加应力可以提高梁的抗剪能力答.主要由于轴向压力能阻滞斜裂缝的出现和展开，增加了混凝土剪压强度，从而 提高了混凝土所承担的抗剪能力；预应力混凝土的斜裂缝长度比钢筋混凝土有所增 长，也提高了斜裂缝内箍筋的抗剪能力。3 .无腹筋斜截面破坏的破坏形式有哪些并简述各阶段的破坏特点答：梁斜截面破坏时的三种形态为：1斜拉破坏：发生在剪跨比人3时，或箍筋 配置缺乏时。是由梁中主拉应力所致，特点是斜裂缝一出现梁就破坏，破坏有明显的脆 性，类似于少筋梁的破坏的形式。2斜压破坏：当剪跨比入1时，或箍筋配

7、置过多 时易出现。是由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏，特点是混泥土 压碎，有明显的脆性，但没有斜拉破坏明显。3剪压破坏：当剪跨比时，配 筋适中，破坏是由于梁中压应力和剪应力联合作用所致。也属于脆性破坏，但脆性不如 前两者明显4 .黏结力产生的原因及组成只要有哪些1) 混凝土中水泥凝胶与钢筋外表之间的胶结力。2) 混凝土收缩，将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力3) 钢筋外表凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。机械咬合力较大，约占总黏结力的50%以上。四.计算题1 .梁的截面尺寸为b X h=200mm X 500mm,混凝土强度等级为C25,=11.9N/mm2,ft =L27N/

8、加2,钢筋采用HRB335,人,=BOON/zw截面弯矩设计值后165KN. m。环境 类别为一类。求：受拉钢筋截面面积解：采用单排布筋/z0= 500 35 = 465mm将数值代入公式a,fcbx = fxAs及M =%/力 x/2)得x=300x A165x106xx (465-x/2)两式联立得：x=186mmA =1475. 6mm2s验算 x=186mm12时，此时因长细比较大，有可能因纵向弯曲引起螺旋箍筋不 起作用； 如果因混凝土保护层退出工作引起构件承载力降低的幅度大于因核芯混 凝土强度提高而使构件承载力增加的幅度， 当间接钢筋换算截面面积4so小于纵筋全部截面面积的25%时，

9、可以认为 间接钢筋配置得过少，套箍作用的效果不明显。7 .简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程答：第I阶段加载到开裂前此阶段钢筋和混凝土共同工作，应力与应变大致成正比。在这一阶段末，混 凝土拉应变到达极限拉应变，裂缝即将产生。第II阶段混凝土开裂后至钢筋屈服前裂缝产生后，混凝土不再承受拉力，所有的拉力均由钢筋来承担，这种应力 间的调整称为截面上的应力重分布。第II阶段是构件的正常使用阶段，此时构件 受到的使用荷载大约为构件破坏时荷载的50%70%,构件的裂缝宽度和变形的 验算是以此阶段为依据的。第III阶段钢筋屈服到构件破坏当加载到达某点时，某一截面处的个别钢筋首先到达屈服，裂缝迅速开展， 这

10、时荷载稍稍增加，甚至不增加都会导致截面上的钢筋全部到达屈服即荷载到 达屈服荷载从时。评判轴心受拉破坏的标准并不是构件拉断，而是钢筋屈服。 正截面强度计算是以此阶段为依据的。8 .受弯构件适筋梁从开场加荷至破坏，经历了哪几个阶段各阶段的主要特 征是什么各个阶段是哪种极限状态的计算依据答：适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。第I阶段荷载较小，梁 基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加 大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。第II阶段弯矩超过开裂弯矩 偏力梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作， 拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质， 当梁处于第II阶段末Il

11、a时，受拉钢筋开场屈服。第III阶段钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升， 受压区高度不断减小。受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，压区混 凝土被压碎，构件丧失承载力。第I阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。第II阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。第川阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。9 .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到达极限压

12、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 未到达屈服强度。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，受拉钢筋即到达屈服， 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。10 .什么叫最小配筋率它是若何确定的在计算中作用是什么答：最小配筋率是指，当梁的配筋率Q很小，梁拉区开裂后，钢筋应力趋近 于屈服强度

13、，这时的配筋率称为最小配筋率Q*。是根据 仿必时确定最小配筋 率。控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏，少筋破坏是脆性破坏，设计时应 当防止。11 .单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的 基本假定是什么答：单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的 基本假定是1平截面假定； 2混凝土应力一应变关系曲线的规定；3钢筋应力一应变关系的规定；4 不考虑混凝土抗拉强度，钢筋拉伸应变值不超过0.01。以上规定的作用是确定钢 筋、混凝土在承载力极限状态下的受力状态，并作适当简化，从而可以确定承载 力的平衡方程或表达式。12 .计算T形截面的最小配筋率时，为什么是用梁肋宽度b而不用受压翼缘 宽度bf答：最小配筋率从理

14、论上是由脱二心确定的，主要取决于受拉区的形状，所 以计算T形截面的最小配筋率时，用梁肋宽度b而不用受压翼缘宽度用。13 .单筋截面、双筋截面、T形截面在受弯承载力方面，哪种更合理，为什么？ 答：T形截面优于单筋截面、单筋截面优于双筋截面。14 .斜截面破坏形态有几类分别采用什么方法加以控制答：1斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏2斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制；剪压破坏通过抗剪承载力 计算来控制；斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制；15 .斜截面抗剪承载力为什么要规定上、下限具体包含哪些条件答：斜截面抗剪承载力 基本公式的建设是以剪压破坏为依据的，所以 规定上、下限来防止斜压

15、破坏和斜拉破坏。16 .判别大、小偏心受压破坏的条件是什么大、小偏心受压的破坏特征分别 是什么答：1盘，大偏心受压破坏；4盘，小偏心受压破坏；2破坏特征：大偏心受压破坏：破坏始自于远端钢筋的受拉屈服，然后近端混凝 士受压破坏；小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并 未屈服；17 .偏心受压短柱和长柱有何本质的区别偏心距增大系数的物理意义是什么答：1偏心受压短柱和长柱有何本质的区别在于，长柱偏心受压后产生不 可忽略的纵向弯曲，引起二阶弯矩。2偏心距增大系数的物理意义是，考虑长柱偏心受压后产生的二阶弯矩 对受压承载力的影响。18 .附加偏心距的物理意义是什么若何取值？答：附加偏

16、心距的物理意义在于，考虑由于荷载偏差、施工误差等因素的影响，分会增大或减小，另外，混凝土材料本身的不均匀性，也难保证几何中心和物理中心的重合。其值取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大者。19 .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A合力点和合力点范围以外时，为大偏心受拉；当N作用在纵向钢筋人合力点和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，钢筋先到达屈服强度，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。20 .裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽

17、度限值，应若何处理？答：与构件类型、保护层厚度、配筋率、钢筋直径和钢筋应力等因素有关。 如不满足，可以采取减小钢筋应力即增加钢筋用量或减小钢筋直径等措施。21 .何为预应力预应力混凝土构造的优缺点是什么答：预应力：在构造构件使用前，通过先张法或后张法预先对构件混凝土 施加的压应力。优点：提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，节 约钢材。缺点：构件的施工、计算及构造较复杂，且延性较差。22 什么是张拉控制应力为何先张法的张拉控制应力略高于后张法答：张拉控制应力：是指预应力钢筋在进展张拉时所控制到达的最大应力 值。因为先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，预应力钢筋中建设的

18、拉应力就是控制应力。放张预应力钢筋后构件产生回缩而引起预应力损失；而后 张法是在混凝土构件上张拉钢筋，张拉时构件被压缩，张拉设备千斤顶所示的张 拉控制应力为已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力，所以先张法的张拉控制应力 略高于后张法。第4章受弯构件正截面承载力1 .梁的截面尺寸为b X h=200mm X 500mm ,混凝土强度等级为C25, fc =11.9N/mm2, / =L27N/tw?,钢筋采用 HRB335, 7V= BOON/w/t?截面弯矩设计值M=165KN.m。环境类别为一类。求：受拉钢筋截面面积解：采用单排布筋为 =500 35 = 465/加将数值代入公式afcbx =

19、fyAs及M = axfcbx(h- x / 2)得1. Ox 11.9x200xx=300x As165x106Xx (465-x/2)两式联立得：x=186mmA =1475. 6mm2 s验算 x=186mm/i0 =0. 55x465=255. 8mm所以选用 30 25 A =1473mm2 s2 .梁的截面尺寸为b X h=200mm X 500mm ,混凝土强度等级为C25 , ft =1.ZlN/mmfc =n.9N/nmt截面弯矩设计值M=125KN. m。环境类别为一 类。求：1当采用钢筋HRB335级4 =300N/mt?时，受拉钢筋截面面积；2当采用钢筋HRB400级/

20、v =360N/m/7?时，受拉钢筋截面面积.解：1由公式得M% =?a力力为一125xl061.0x11.9 x200x4652=0. 243选用钢筋418,A, =1011 mm2J2A =300x1044 / 360 = 870沏2。3 .梁的截面尺寸为bXh=250nlm义450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm的 HRB335钢筋，即II级钢筋，fy =300N/mm2,As=804mm2;混凝土强度等级为C40, ft =UN/iwnfc =9AN/?wn2;承受的弯矩后89KN. m。环境类别为一类。验 算此梁截面是否安全。解:f=9. 1N/mm2, /-=1.7N/mm2,。

21、=300 N/rmL 由表知，环境类别为一类的 混凝土保护层最小厚度为25mm,故设a=35mm, %=450-35=415mm则 p-h-= 0.0077 x 300 = 0.121 0.15= 0.167% fsd280m，n采用绑扎骨架，按两层布置钢筋，假设a,二65mm,4=500 - 65=435mm。求受压区高度相关数据代入式得 Y 相% =力笛%(%-$)，有 解得x= 221. bnm648.9mm取x= 221.1mm Y 5 = 0.56 x 435 = 243.6mm求所需钢筋数量As有关数据代入公式 fcdbx=fsdA=1816. 2mm2选配钢筋并满足最小配筋率由表

22、查得6Q20, As实二1884mm2,考虑按两层布置，中20钢筋的外径为22mm, 梁侧混凝土保护层采用c = 25mmo钢筋净间距为满足要求。A1884实际配筋率P=-=一一 =2.2% p.= U.167% bh0200 x 435m,n第7章偏心受力构件承载力1 . 一巨形截面偏心受压柱的截面尺寸bxh =300加2x400柱的计算长度l()=3.0mq =4 = 35mm,混凝土强度等级为 C35, fc= 16.7N/mm2,用 HRB400 级钢筋配筋，牛八二360N/mm2,轴心压力设计值N= 400 KN,弯矩设计值M = 235. 2KN m,试按对称配筋进展截面设计。解：

23、(1 津 6/、e2判别大小偏压属于大偏压3求4和4因为对称配筋，故有N = %/J“I N400 xlO3on 70 esc所以4=0.219 =0.192a/.b% 1.0xl6.7x 300 x365365符合要求，各选配4如25, 4 = A=1964mm2,稍小于计算配筋，但差值在5%范围内，可认为 满足要求。2 .某柱子截面尺寸Z?x = 200mmx400mm, a = a =35nun ,混凝土用 C25, =11.9N/mm2,钢筋用HRB335级，y=300N/mm2,钢筋采用2立12,对称配筋, A = A, = 226mm2,柱子计算长度/(p3. 6m,偏心距eo=1

24、OOmm,求构件截面的承载力 设计值N。解：(1 )求 e、e e0-100mm取 ea - 20 mm取& =1.02判别大小偏压 求界限偏心率e = 二 05%也) + 0*+ f,A)S-24)% F -aJcbh. + fyAs-fyAs_ 0.5 x 1.0 x 11.9 x 200x 0.550x 365 x (400 0.550x 365) + 0.5 x (300=146.5mm又因为r/ei = 1.176 x 120 = 141 Anmi 146.5/tz机，故为小偏压。3求截面承载力设计值N-0.8=1.0 X11.9 X 200 X X + 300 X 226-x 30

25、0x226A= 3123149160又由 N e = % - 彳+ fy . (% - pxbh - 0.002 x 250 x 400 = 200mm2=1522.8mm2Nd _ 550x1()3 x 274.1 /vo-v)- 300x(365-35)A：选用 2 14 A； =308/nm2A,选用 4。22 A =1520加加2一.填空题1 .在混凝土及钢筋混凝土构造中，混泥土主要用以（承受压力）,因而研究混凝土的抗 压强度是十分必要的。p62 .混凝土的变形可分为两类：一类是在荷载作用下的受力变形，另一类是体积变形 p143 .判断一个界面在计算时是否属于T形截面是看混凝土受压区的

26、形状P924 .减少摩阻损失的措施有采用两端同时张拉对钢筋进展超张拉P2795 .碱骨料反响是混凝土构造的“癌症。P616 .为防止梁的斜截面破坏，通常在梁内设置箍筋和弯起钢筋，以增强斜截面的抗拉 能力。P1097 .钢筋混凝土构件在弯矩和扭矩共同作用下的破坏特征及承载力与扭弯比，构件截面尺 寸，配筋形式及数量等因素有关。P2178 .在预施应力阶段，梁将受到预加力和自重的共同作用。P2919 .局部承压构件的承载力由两局部组成，一是由混凝土提供的局部承压承载力，二是由 间接配筋提供的局部承压承载力。P31410 .计算底面积的取值时采用原则同心对称P314二.判断题1 .混凝土受到的压应力越大，其徐变变形越大。Vp232 .不管受拉钢筋在什么位置，只要是T形截面梁，就一定要按T形截面计算；错P923 .当矩形板的长边与短边之比小于2.0时，不一定是双向板。对4 .构造上的荷载类型有：永久荷载，可变荷载和偶然荷载三类；对5 .在构造抗力R与荷载效应S满足SR时，构造处于安全可靠状态；错p436、在混凝土抗压强度的试脸中，在试件外表和压力机的压盘之间涂一层油脂，其抗压强度比不涂油脂的试件低很多Jp67、混凝土形状为T型的梁一定是T型梁Xp92混凝土受压区形状为T型的梁一定是T型梁8建混规中规定在正截面纵向受拉钢筋的极限应变为0.01,表示钢筋的均匀伸长率不得