【正文】 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 形成性考核 答案 作業(yè) 1 一、選擇題 1． 下列關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的說法 錯(cuò)誤 的是（ A ） 。 A． 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自重大，有利于大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)及抗震 B．取材較方便、承載力高、耐久性佳、整體性強(qiáng) C． 施工需要大量模板、工序復(fù)雜、周期較長、受季節(jié)氣候影響大 D．耐火性優(yōu)、可模性好、節(jié)約鋼材、抗裂性差 2． 我國 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定：混凝土強(qiáng)度等級(jí)依據(jù)（ D ）確定。 A．圓柱 體抗壓強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn) B． 軸心抗壓強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)值 C． 棱柱體 抗壓 強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn)值 D． 立方體抗壓強(qiáng) 度 標(biāo)準(zhǔn)值 3．混凝土的彈性系數(shù)反映了混凝土的彈塑性性質(zhì)，定義（ A ）為彈性系數(shù)。 A．彈性應(yīng)變與總應(yīng)變的比值 B．塑性應(yīng)變與總應(yīng)變的比值 C．彈性應(yīng)變與塑性應(yīng)變的比值 D．塑性應(yīng)變與彈應(yīng)變的比值 4．混凝土的變形模量等于（ D ）。 A．應(yīng)力與彈性應(yīng)變的比值 B．應(yīng)力應(yīng)變曲線原點(diǎn)切線的曲率 C．應(yīng)力應(yīng)變曲線切線的斜率 D．彈性系數(shù)與彈性模量之乘積 5．我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：對無明顯流幅的鋼筋，在構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)時(shí)，取極限抗拉強(qiáng)度的（ C ）作為條件屈服點(diǎn)。 A． 75% B． 80% C． 85% D． 70% 6．結(jié)構(gòu)的功能要求不包括（ D ） A 安全性 B 適用性 C 耐久性 D 經(jīng)濟(jì)性 7．結(jié)構(gòu)上的作用可分為直接作用和間接作用兩種，下列不屬于間接作用的是（ B ）。 A 地震 B 風(fēng)荷載 C 地基不均勻沉降 D 溫度變化 8．（ A ）是結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷載基本代表值，是現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（ GB 500092021）中對各類荷載規(guī)定的設(shè)計(jì)取 值。 A 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 B 組合值 C 頻遇值 D 準(zhǔn)永久值 二、判斷題 1．通常所說的混凝土結(jié)構(gòu)是指素混凝土結(jié)構(gòu)，而不是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。（ ） 2．混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土為主要材料，并根據(jù)需要配置鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、型鋼等，組成承力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。（ √ ） 3． 我國《混凝土規(guī)范》 規(guī)定：鋼筋混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C10。（ ） 4． 鋼筋的伸長率越小，表明鋼筋的塑性和變形能力越好。（ ） 5．鋼筋的疲勞破壞不屬于脆性破壞。（ ） 6．粘結(jié)和錨 固是鋼筋和混凝土形成整體、共同工作的基礎(chǔ)。（ √ ） 7．只存在結(jié)構(gòu)承載能力的極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)的正常使用不存在極限狀態(tài)。（ ） 8．一般來說，設(shè)計(jì)使用年限長，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期可能短一些；設(shè)計(jì)使用年限短，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期可能長一些。（ ） 9．鋼筋和混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采用的材料強(qiáng)度基本代表值。（ √ ） 10．荷載設(shè)計(jì)值等于荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等于材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以材料分項(xiàng)系數(shù)。（ √ ） 三、 簡答題 1．鋼筋和混凝土這兩種物 理和力學(xué)性能不同的材料，之所以能夠有效地結(jié)合在一起而共同工作，其主要原因是什么？ 答： 1）鋼筋和混凝土之間良好的黏結(jié)力； 2）接近的溫度線膨脹系數(shù)； 3）混凝土對鋼筋的保護(hù)作用。 2． 試分析素混凝土梁與鋼筋混凝土梁在承載力和受力性能方面的差異。 答：素混凝土梁承載力很低，受拉區(qū)混凝土一開裂，裂縫迅速發(fā)展，梁在瞬間驟然脆裂斷開，變形發(fā)展不充分，屬脆性破壞，梁中混凝土的抗壓能力未能充分利用。 鋼筋混凝土梁承載力比素混凝土梁有很大提高，受拉區(qū)混凝土開裂后，鋼筋可以代替受拉區(qū)混凝土承受拉力，裂縫不會(huì)迅速發(fā)展，直到鋼 筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，隨后荷載略有增加，致使受壓區(qū)混凝土被壓碎。梁破壞前，其裂縫充分發(fā)展，變形明顯增大，有明顯的破壞預(yù)兆，結(jié)構(gòu)的受力特性得到明顯改善。同時(shí)，混凝土的抗壓能力和鋼筋的抗拉能力得到充分利用。 3．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中選用鋼筋的原則是什么？ 答： 1）較高的強(qiáng)度和合適的屈強(qiáng)比； 2）足夠的塑性； 3）可焊性； 4）耐久性和耐火性 5）與混凝土具有良好的黏結(jié)力。 4．什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義是什么？ 答：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)指定的某一功能要求， 這個(gè)特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力、疲勞破壞或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)的狀態(tài)，稱為 承載能力極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)，稱為 正常使用極限狀態(tài)。 5．什么是結(jié)構(gòu)上的作用？結(jié)構(gòu)上的作用分為哪兩種？荷載屬于哪種作用？ 答：結(jié)構(gòu)上的作用是指施加在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的力，以及引起結(jié)構(gòu)變形和產(chǎn)生內(nèi)力的原因。 結(jié)構(gòu)上的作用又分為直接作用和間接作用。荷載屬于直接作用。 6．什么叫做作用效應(yīng)？什么叫做結(jié) 構(gòu)抗力？ 答： 直接作用和間接作用施加在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，由此在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力和變形，稱為作用效應(yīng)。 結(jié)構(gòu)抗力 R是指整個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)力和變形）的能力，如構(gòu)件的承載力和剛度等。 作業(yè) 2 一、選擇題 1．受彎構(gòu)件抗裂度計(jì)算的依據(jù)是適筋梁正截面（ A ）的截面受力狀態(tài)。 A．第 I階段末 B．第 II階段末 C．第 III階段末 2．受彎構(gòu)件正截面極限狀態(tài)承載力計(jì)算的依據(jù)是適筋梁正截面（ C ）的截面受力狀態(tài)。 A．第 I階段末 B．第 II階段末 C．第 III階段末 3．梁的破壞形式為受拉鋼筋的屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生，則這種梁稱為（ C ）。 A．少筋梁 B．適筋梁 C．平衡配筋梁 D．超筋梁 4．雙筋矩形截面梁正截面承載力計(jì)算基本公式的第二個(gè)適用條件 39。2ax? 的物理意義是（ C ）。 A．防止 出現(xiàn)超筋破壞 B．防止出現(xiàn)少筋破壞 C．保證受壓鋼筋屈服 D．保證受拉鋼筋屈服 5．受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算公式是以（ D ）為依據(jù)的。 A．斜拉破壞 B．斜彎破壞 C．斜壓破壞 D．剪壓破壞 二、判斷題 1．混凝土強(qiáng)度等級(jí)的選用須注意與鋼筋強(qiáng)度的匹配，當(dāng)采用 HRB33 HRB400 鋼筋時(shí)，為了保證必要的粘結(jié)力，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C25；當(dāng)采用新 HRB400鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于 C30。（ √ ） 2．一般現(xiàn)澆梁板常用的鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為 HPB23 HRB335鋼筋。（ √ ） 3．混凝土保護(hù)層應(yīng)從受力縱筋的內(nèi)邊緣起算。（ ） 4．鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式中考慮了受拉區(qū)混凝土的抗拉強(qiáng)度。（ ） 5．鋼筋混凝土梁斜截面破壞的三種形式是斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞。（ ） 6．鋼筋混凝土無腹筋梁發(fā)生斜拉破壞時(shí)，梁的抗剪強(qiáng)度取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，剪壓破壞也基本取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度，而發(fā)生斜壓破壞時(shí)，梁的抗剪強(qiáng)度取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度。（ √ ） 7．剪跨比不是影響集中荷載作用下無腹筋梁受剪承載力 的主要因素。（ ） 8．鋼筋混凝土梁沿斜截面的破壞形態(tài)均屬于脆性破壞。（ √ ） 三、簡答題 1．鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面的有效高度是指什么？ 答： 計(jì)算梁、板承載力時(shí)，因?yàn)榛炷灵_裂后，拉力完全由鋼筋承擔(dān)，力偶力臂的形成只與受壓混凝土邊緣至受拉鋼筋截面重心的距離有關(guān)，這一距離稱為截面有效高度。 2．根據(jù)配筋率不同，簡述鋼筋混凝土梁的三種破壞形式及其破壞特點(diǎn) ? 答： 1）適筋破壞；適筋梁的破壞特點(diǎn)是：受拉鋼筋首先達(dá)到屈服強(qiáng)度，經(jīng)過一定的塑性變形，受壓區(qū)混凝土被壓碎，屬延性破壞。 2）超筋破 壞；超筋梁的破壞特點(diǎn)是：受拉鋼筋屈服前，受壓區(qū)混凝土已先被壓碎，致使結(jié)構(gòu)破壞，屬脆性破壞。 3）少筋破壞；少筋梁的破壞特點(diǎn)是：一裂即壞，即混凝土一旦開裂受拉鋼筋馬上屈服，形成臨界斜裂縫，屬脆性破壞。 3．在受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算中， b? 的含義及其在計(jì)算中的作用是什么？ 答： b? 是超筋梁和適筋梁的界限，表示當(dāng)發(fā)生界限破壞即受拉區(qū)鋼筋屈服與受壓區(qū)砼外邊緣達(dá)到極限壓應(yīng)變同時(shí)發(fā)生時(shí)，受壓區(qū)高度與梁截面的有效高度之比。其作用是，在計(jì)算 中，用 來判定梁是否為超筋梁。 4．什么情況下采用雙筋截面梁？ 答： 對于給定截面彎矩當(dāng)按單筋截面梁設(shè)計(jì)時(shí)，若給定彎矩設(shè)計(jì)值過大，截面設(shè)計(jì)不能滿足適筋梁的適用條件（ ），且由于使用要求截面高度受到限制又不能增大，同時(shí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)因條件限制不能再提高時(shí)，可采用雙筋截面。即在截面的受壓區(qū)配置縱向鋼筋以補(bǔ)充混凝土受壓能力的不足。 5．有腹筋梁斜截面剪切破壞形態(tài)有哪幾種？各在什么情況下產(chǎn)生？ 答： 受彎構(gòu)件斜截面剪切破壞的主要形態(tài)有斜壓、剪壓和斜拉三種。 當(dāng)剪力相 比彎矩較大時(shí)，主壓應(yīng)力起主導(dǎo)作用易發(fā)生斜壓破壞，其特點(diǎn)是混凝土被斜向壓壞，箍筋應(yīng)力達(dá)不到屈服強(qiáng)度。 當(dāng)彎剪區(qū)彎矩相比剪力較大時(shí)，主拉應(yīng)力起主導(dǎo)作用易發(fā)生斜拉破壞，破壞時(shí)箍筋應(yīng)力在混凝土開裂后急劇增加并被拉斷，梁被斜向拉裂成兩部分，破壞過程快速突然。 剪壓破壞時(shí)箍筋在混凝土開裂后首先達(dá)到屈服，然后剪壓區(qū)混凝土被壓壞，破壞時(shí)鋼筋和混凝土的強(qiáng)度均有較充分利用。 6．影響有腹筋梁斜截面受剪承載力的主要因素有哪些？ 答： 配有腹筋的混凝土梁，其斜截面受剪承載力的影響因素有剪跨比、混凝土強(qiáng)度、縱向鋼筋的銷栓作用、 箍筋的配筋率及其強(qiáng)度、彎起鋼筋的配置數(shù)量等。 四、 計(jì)算題 1．已知鋼筋混凝土矩形梁，一類環(huán)境，其截面尺寸 25 0 m m 60 0 m mbh? ? ?，承受彎矩設(shè)計(jì)值 216kN mM ??，采用 C30 混凝土和 HRB335 級(jí)鋼筋。試配置截面鋼筋。 解： 解： 2/300 mmNf y ? ， 2/ mmNfc ? ， 2/ mmNft ? ， ?? ， ?b? mmh 565356000 ??? mmhmmbhf Mhhxbc) 10216211(565)211(02620100??????? ?????????????? 滿足要求 21 14 25300 mmf bxfAycs ?????? ? %% ???ytff ，取 % ?? %% 1425 ????? bhA s? 選配鋼筋 3 25（ )1473 2mmAs ? 2．已知矩形截面梁 25 0 m m 60 0 m mbh? ? ?，已配縱向受拉鋼筋 4根 22mm 的 HRB400級(jí)鋼筋，按下列條件計(jì)算此梁所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值。 ① 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25； ② 若由于施工原因，混凝土強(qiáng)度等級(jí)僅達(dá)到 C20級(jí)。 解： ① 查教材附 錄知 ： 對于 一類環(huán)境， 可取 梁的保護(hù)層 厚度 25c? mm， HRB400 級(jí)鋼筋 39。236 0 /yyf f N m m?? ， C25級(jí) 混凝土 211 .9 /cf N mm? ， 21520sA mm? 。 13 6 0 1 5 2 0 1841 1 1 .9 2 5 0yscfAx m mfb? ?? ? ??? 0s 226 0 0 2 5 6 0 0 3 6 5 6 4 m m2h h a? ? ? ? ? ? ? ? u 1 c 08()2 250 184 ( 564 )2 10xM f bx hN m m???? ? ? ? ? ??? 當(dāng) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25， 梁所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值 為 10 N mm? 。 ② 若由于施工原因，混凝土強(qiáng)度等級(jí)僅達(dá)到 C20級(jí) ， C20級(jí) 混凝土 /cf N mm? 。 13 6 0 1 5 2 0 2281 9 .6 2 5 0yscfAx m mfb? ?? ? ??? u 1 c 08()22281 .0 9 .6 2 5 0 2 2 8 (56 4 )22 .4 6 1 0xM f b x hN mm???? ? ? ? ? ??? 若由于施工原因，混凝土強(qiáng)度等級(jí)僅達(dá)到 C20級(jí) ， 梁所能承受 的彎矩設(shè)計(jì)值 為 10 N mm? 。 3．一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，處于一類環(huán)境，安全等級(jí)二級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25，梁的截面尺寸為25 0 m m 55 0 m mbh? ? ?， 縱向鋼筋采用 HRB335級(jí)鋼筋，箍筋采用 HPB235級(jí)鋼筋，均布荷載在梁支座邊緣產(chǎn)生的最大剪力設(shè)計(jì)值為 250kN。正截面強(qiáng)度計(jì)算已配置 4 25 的縱筋，求所需的箍筋。 解：（ 1）確定計(jì)算參數(shù) 2/300 mmNf y ? ， 2/210 mmNf yv ? ， 2/ mmNfc ? ， 2/ mmNft ? ， ?c? ，mmahhh sow 51535550 ??????