《钢筋混凝土结构基本原理》作业解答.docx

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《钢筋混凝土结构基本原理》作业解答

《钢筋混凝土结构基本原理》

一到二章

论述题：

1、为什么钢筋和混凝土能共同工作？

答：

1.二者具有相近的线膨胀系数；2.在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括（�）钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力（�）混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力（�）钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力;3.混凝土能够很好的保护钢筋不被侵蚀。

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2、混凝土的强度等级是怎样划分的？

答：

混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个

3、什么是混凝土的徐变？

答：

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徐变。

单选题：

4、混凝土规范》规定混凝土强度等级应按（A）强度标准值确定。

A：

立方体抗压

B：

圆柱体抗压

C：

棱柱体抗压

D：

轴心抗压

5、混凝土材料的强度标准值与强度设计值二者关系为（B）。

A：

一样大

B：

标准值大

C：

设计值大

D：

不相关

6、4.结构在正常使用荷载作用下，具有良好的工作性能，称为结构的（B）。

A：

安全性

B：

适用性

C：

耐久性

D：

可靠性

7、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，称为结构的（D）。

A：

安全性

B：

适用性

C：

耐久性

D：

可靠性

8、普通房屋和构筑物结构设计使用年限是（C）。

A：

5年

B：

25年

C：

50年

D：

100年及其以上

9、填空题（1——6）：

1、混凝土立方体抗压强度比混凝土柱体抗压强度大。

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、梁、柱墙、基础等。

3、混凝土结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和其他形式加筋混凝土结构。

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徐变。

5、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150mmx150mmx150mm。

6、混凝土在凝结过程中，体积会发生变化。

在空气中结硬时，体积要缩小；在水中结硬时，则体积膨胀。

第三章

（论述题）：

1、某高层办公楼门厅的钢筋混凝土柱，承受竖向设计值N=3000KN。

柱的计算长度为4.2米，根据建筑设计的要求，柱截面的直径不得大于400mm。

混凝土的强度等级为C35，纵筋为HRB335，箍筋为热轧HPB235级钢筋。

试确定该柱钢筋用量。

2、简述长期荷载作用下的徐变对轴心受压构件的影响。

答：

轴心受压构件在保持不变的荷载长期作用下，由于混凝土的徐变影响，其压缩变形将随时间增加而增大，由于混凝土和钢筋共同工作，混凝土的徐变还将使钢筋的变形也随之增大，钢筋的应力相应地增大，从而使钢筋分担外荷载的比例增大。

[单选题]：

3、轴心受压构件的稳定系数主要与（C）有关。

A：

混凝土强度

B：

配筋率

C：

长细比

D：

荷载

（论述题）：

4、轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？

答：

短柱：

随着荷载的继续增加，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，箍筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。

长柱：

随着荷载的增加，附加弯矩和侧向挠度将不断增大。

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。

5、填空题（1——12）：

1、轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力的增加，混凝土压应力的增长速率比钢筋慢。

2、钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束条件越好，则稳定性系数越大。

3、短柱、长柱和细长柱中，短柱和长柱的破坏属于材料破坏。

4、按柱长细比的不同，钢筋混凝土偏心受压柱可以分为长柱、短柱和细长柱三种。

5、长柱轴心受压时的承载力小于具有相同材料，截面尺寸及配筋的短柱轴心受压时的承载力。

6、钢筋混凝土受压构件中，配置箍筋的作用是：

防止纵向钢筋的压屈和保证其位置正确，形成钢筋骨架，便于施工。

7、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普通钢箍柱和螺旋钢箍柱两种。

8、钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数为长柱承载力与短柱承载力的比值。

9、轴心受拉构件的受拉承载力公式为N≤fyAs或Nu=fyAs。

10、当混凝土开裂后，截面上混凝土与钢筋之间应力的调整，称为截面上的应力重分布。

11、当构件上作用轴向拉力，且拉力作用于构件截面的形心时，称为轴心受拉构件。

12、钢筋混凝土轴心受压构件，稳定性系数是考虑了附加弯矩的影响。

第四章

（论述题）：

1、如何防止将受弯构件设计成少筋构件和超筋构件？

2、已知某单筋矩形截面梁受均布荷载作用，截面尺寸为b×h=200×400mm，已知砼ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,α1＝1.0，，纵向受力钢筋As=1473mm2，fy=300N/mm2,ρmin=0.2%，as=35mm,ξb=0.550，要求承受弯距设计值M＝100kN・m的作用，试验算该梁截面的承载力是否满足要求。

3、简述混凝土梁设计成适筋梁的必要性。

答：

超筋梁受拉钢筋不能屈服，未能充分利用钢筋强度，不经济；且破坏前没有明显预兆，是脆性破坏。

少筋梁开裂后可能突然断裂，破坏前没有预兆，非常危险；且破坏时受压区处于弹性阶段，未能充分利用混凝土强度，也不经济。

因此应设计为适筋梁，已达到既安全可靠，又经济合理的目的。

4、受弯构件正截面受力分析基本假定中，为什么不考虑混凝土的抗拉强度？

答：

受弯构件开裂前拉区混凝土应力―应变关系可采用与压区混凝土应力―应变关系上升段相类似曲线，峰值应力为ft，对应应变为εtu。

开裂阶段Ia以后，裂缝截面拉区混凝土退出工作，而裂缝间截面混凝土承受得拉力有限，故不考虑混凝土的抗拉强度。

[单选题]

5、单筋截面梁抗弯计算中，必须满足（A）

A：

ρmin≤ρ≤ρmax

B：

经济配筋率≤ρ≤ρmax

C：

ρmin≤ρ≤经济配筋率

D：

ρ=经济配筋率

6、截面尺寸和材料强度一定时，钢筋混凝土受弯构件正截面承载力与受拉区纵筋配筋率的关系是（C）。

A：

配筋率越大，正截面承载力越大

B：

配筋率越大，正截面承载力越小

C：

当配筋率在某一范围内时，配筋率越大，正截面承载力越大

7、钢筋混凝土受弯构件，当其配筋率超出一定范围时，受压区混凝土先压酥，受拉钢筋还没有屈服，属脆性破坏，称为（A）。

A：

超筋破坏

B：

适筋破坏

C：

少筋破坏

D：

无筋破坏

8、钢筋混凝土受弯构件正截面承载能力极限状态计算时，假定（B）。

A：

不考虑压区混凝土的抗压强度，全部压力由钢筋承担

B：

不考虑拉区混凝土的抗拉强度，全部拉力由钢筋承担

C：

考虑拉区混凝土与钢筋共同受力

D：

压区混凝土和拉区混凝土的作用均不考虑

9、受弯构件斜截面承载力计算公式是以（B）为依据的。

A：

斜拉破坏

B：

剪压破坏

C：

斜压破坏

D：

斜弯破坏

10、简述受弯构件适筋梁的破坏特征。

答：

由于受拉钢筋首先到达屈服,然后混凝土收压破坏的梁,称为适筋梁。

这种梁的破坏特征是钢筋屈服处的临界裂缝显著开展,顶部压区混凝土产生很大局部变形,形成集中的塑性变形区域。

在这个区域内截面转角急剧增大,预示着梁的破坏即将到来,其破坏形态具有”塑性破坏”的特征,即破坏前有明显的预兆

11、填空题（1——8）：

1、双筋矩形截面梁，正截面承载力计算公式的第二个适用条件的物理意义是保证受压钢筋应力达到规定的抗压设计强度。

2、混凝土梁的常见截面有矩形梁、T形梁、工字形梁双T形梁和箱型梁。

3、纵向受拉钢筋的配筋率公式为ρ=As/bh0。

4、一个配筋适中的混凝土梁从加载到破坏经历了弹性阶段、带裂缝工作阶段和破坏阶段三个受力阶段。

5、受弯构件截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽略不计的构件。

6、受弯构件斜截面有三种破坏形态：

斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。

7、影响受弯构件斜截面破坏形态的主要因素有：

剪跨比和配箍率。

8、偏心受拉构件，当轴向力N作用在钢筋和之间时，为小偏心受拉；当轴向力N作用在钢筋和之外时，为大偏心受拉。

第五章

（论述题）：

1、矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力如何计算？

（ 单选题）：

 2、矩形截面偏心受压构件中，属于受拉破坏的形态是（D）。

A：

偏心矩很小

B：

偏心矩较小

C：

偏心矩较大，配筋率较高

D：

偏心矩较大，配筋率

3、大偏心受压构件的承载力主要取决于（A）。

A：

受拉钢筋

B：

受压钢筋

C：

受压区混凝土

D：

受拉区混凝土

4、小偏心受压构件的承载力主要取决于（C）。

A：

受拉钢筋

B：

受压钢筋

C：

受压区混凝土

D：

受拉区混凝土

5、以下哪种情况是小偏心受拉破坏。

（D）

A：

纵向拉力N作用在截面形心

B：

纵向拉力N作用在钢筋As合力点

C：

纵向拉力N作用在钢筋As合力点与As'合力点范围以外

D：

纵向拉力N作用在钢筋As合力点与As'合力点之间

6、在大多数情况下，大偏心受拉截面的破坏是从（C）开始的。

A：

受拉钢筋屈服

B：

受压钢筋屈服

C：

受压区混凝土压碎

7、大小偏心受压构件破坏的根本区别在于，当截面破坏时（B）。

A：

受压钢筋是否能达到钢筋的抗压强度

B：

受拉钢筋能否达到钢筋的抗拉强度

C：

受压区混凝土是否被压碎

D：

受拉区混凝土是否破坏

（论述题）：

8、大偏心受压情况的破坏条件、破坏特征及破坏性质。

答：

当构件偏心距较大,且受拉钢筋配置不多时,其相对受压区高度较小.构件的破坏首先由受拉钢筋达到屈服强度而引起变形及垂直裂缝不断发展,最后因受压区混凝土达极限压应变被压脆而破坏.同时受压钢筋应力也达到屈服强度.破坏有预兆,属塑性破坏,亦称受拉破坏.

9、小偏心受压情况的破坏条件、破坏特征及破坏性质。

答：

当构件偏心距较小或受拉钢筋配置较多时,其相对受压区高度较大.构件的破坏特征是:

构件破坏是由受压区混凝土压脆引起的,近轴力一侧受压纵筋应力达到屈服,而远力侧纵筋应力尚未达到屈服强度,混凝土可能受压或受拉.破坏前,变形和裂缝均不明显,无预兆,属脆性破坏,亦称受压破坏.

10、为什么要引入附加偏心距

11、对称配筋矩形截面偏心受压构件大、小偏心受压破坏的界限如何区分？

12、矩形截面小偏心受压构件正截面受压承载如何计算？

13、填空题（1——5）：

1、偏心受拉构件，当轴向力N作用在钢筋As和As'之间时，为小偏心受拉；当轴向力N作用在钢筋As和As'之外时，为大偏心受拉。

2、大偏心受压破坏的破坏有预兆，属延性破坏，小偏心受压破坏在破坏前，变形和裂缝均不明显，属脆性破坏。

3、偏心受压构件正截面破坏形态有大偏心（受拉）、受压破坏和小偏心（受压）受压破坏两种。

4、偏心受压构件中，当ξ<ξb时，属于大偏心受压构件。

5、大小偏心受压构件破坏的根本区别在于，当截面破坏时受拉钢筋能否达到钢筋的屈服强度

第六—七章

1、某矩形截面梁受集中荷载作用，横截面尺寸b×h=250×500mm,采用C20砼，HPB235级箍筋，fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2,fyv=210N/mm2，h0=465mm，由集中荷载产生的支座处最大剪力设计值V＝150kN，剪跨比λ＝3.2，现配有直径8mm双肢箍箍筋，Asv=101mm2,试求所需的箍筋间距S.（Smax＝200mm）。

2、钢筋混凝土矩形截面纯扭构件，承受的扭矩设计值T＝12kN.m，截面尺寸b×h=250mm×500mm。

混凝土ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2，纵筋fy=300N/mm2,箍筋s=200mm，fyv=210N/mm2。

取bcor×hcor=200mm×450mm，

ζ＝1.2。

求此构件需要配置的受扭纵筋和箍筋截面积。

3、填空题（1——11）：

1、对弯剪扭构件配筋，我国规范规定，构件纵筋截面面积由受弯承载力和受扭承载力所需的箍筋截面面积相叠加。

2、轴力较大时，当轴向压应力σ/fc>0.65时，构件呈剪压脆性破坏

3、只有在剪力很小的情况下才可对构件进行纯扭分析。

4、轴拉力较大时，构件常发生斜拉破坏，抗剪强度很低；轴拉力较小时多为剪压破坏，抗剪强度降低较小。

5、有腹筋梁的破坏形态除了与剪跨比、混凝土强度以及纵筋配筋率等有关外，还与配筋率有关。

6、无腹筋梁斜截面的抗剪承载力受到剪垮比、混凝土强度、纵筋配筋率、荷载形式加载方式、结构类型以及截面形状等。

7、在纯扭构件承载力计算中，纵筋和箍筋的配筋强度比，是纵筋与箍筋的强度比和体积比的乘积。

8、腹筋、纵向钢筋和架立钢筋构成钢筋骨架。

9、根据试验资料，《规范》取混凝土开裂扭矩的计算公式为0.7ftX（b2/6）（3h-b）。

10、受扭构件的破坏形态随配筋率的不同有四种类型：

适筋破坏、少筋破坏、部分超筋破坏和超筋破坏__。

11、在有腹筋梁的受剪承载力计算中，截面限制条件是为了防止斜压和斜拉

破坏。

第八—-十章

（论述题）：

1、预应力损失值为什么要分为第一批和第二批损失？

先张法和后张法各项预应力损失是怎么组合的？

答：

为了计算方便，《规范》把预应力损失分为两个批，混凝土受预压前产生的预应力损失为第一批预应力损失，而混凝土受预压后产生的预应力损失为第二批预应力损失。

2、钢筋和混凝土之间的粘结力是如何产生的？

答：

1、化学胶着力：

由于混凝土颗粒的化学吸附作用，在钢筋与混凝土接触面上产生一种胶结力，此力数值很小，在整个粘结锚固力中不起明显作用

2、摩擦力：

混凝土土硬化时体积收缩，将钢筋紧紧握固而产生一种能抵制相互滑移的摩擦阻力；

3、机械咬合力：

钢筋表面凹凸不平，与混凝土之间产生机械咬合作用，这种机械咬合作用往往很大，约占粘结力的一半以上，是粘结力的主要来源

3、影响冲切承载力的主要因素有哪些？

并说明承载力如何随之变化。

答：

1）混凝土的抗拉强度ft。

当ft增大时，冲切承载力亦增大。

2）受荷面积的边长与板的有效高度之比c/d。

此比值增大时，冲切承载力减小。

3）受荷面积与边长之比。

以矩形截面柱为例，当边长c不变时而截面的长边与短边之比增大时，冲切承载力一般减小。

此时沿柱边剪力的分布是不均匀的，柱单向受弯的趋势增强，使得柱的短边剪力较大。

4）混凝土的骨料。

混凝土抗压强度相同时，轻质混凝土与普通混凝土相比，其劈裂抗拉强度较低。

4、简述影响混凝土与钢筋粘结强度的因素。

答：

1、混凝土强度及组成

2、浇注位置和质量

3、钢筋的外形特征

4、保护层厚度和钢筋的净距

5、填空题（1——10）：

1、

答：

100、80

2、当发生粘结破坏时，一般将引起混凝土沿钢筋劈裂。

劈裂可能发生在竖直平面内，也可能发生在水平平面内。

3、预应力混凝土施工工艺的核心部分是预应力锚具。

4、预应力混凝土要求混凝土的发展方向是高强、轻质、快硬和高性能。

5、预应力混凝土刚才的发展趋势是高强度、大直径低松弛和耐腐蚀。

6、后张法构件混凝土预压前（第一批）的损失包括σl1+σl2。

7、先张拉预应力筋，然后浇筑混凝土的施工方法称为先张法；先浇筑混凝土，后张拉预应力筋的施工方法称为后张法。

8、钢筋和混凝土之间的粘结作用，就其受力性质而言，一般可分为锚固粘结和裂缝间的局部粘结应力。

9、当在板柱节点既传递冲切力又传递不平衡弯矩时，板的抗冲切承载力就会降低，这也称为不对称冲切。

10、钢筋混凝土板受集中荷载作用时，除了可能产生弯曲破坏外，还可能产生剪切破坏。

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