混凝土结构设计原理--复习题和参考答案

2011年学院课程考试复习题及参考答案

混凝土结构设计原理

一、单项选择题：

1.为了防止受弯构件少筋破坏，应适用条件 [ ] A.V＞0.25βCfcbh0 B.ξ≤ξb C.As≥As,min D.以上都不对

2.混凝土的双向受压强度与压应力的比值有关，当横向应力与轴向应力之比为0.5时，双向受压

强度最大可提高 [ ] A.25% B.35% C.10% D.16%

3.当环境类别为一类，混凝土等级为C25～C45时，一般梁的混凝土保护层厚度取 [ ] A.25mm B.30mm C.35mm D.40mm

4.混凝土立方体抗压强度标准值的保证率为 [ ] A.50% B.75% C.85% D.95%

5.在混凝土轴心受压短柱中，规定混凝土的极限压应变控制在0.002以内时 [ ] A.HPB235、HRB335、HRB400热轧钢筋均能达到抗压屈服强度 B.热处理钢筋可以达到屈服强度

C.混凝土强度越高，钢筋的应力就越高

D.与混凝土无关，各级钢筋都能达到自身的屈服强度

6.对于大偏心受压构件，有 [ ] A.M不变时，N越大越危险 B.M不变时，N越小越危险 C.N不变时，M越小越危险 D.N不变时，M对配筋无影响

7.矩形截面大偏心受压构件截面设计时要令x=ξbh0，这是为了 [ ] A.保证不发生小偏心受压破坏

B.保证破坏时，远离轴向力一侧的钢筋应力能达到屈服强度 C.使钢筋用量最少

D.保证破坏时，靠近轴向压力一侧的钢筋应力能达到屈服强度

8.无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，这三种破坏的性质 [ ] A.都属于脆性破坏 B.都属于塑性破坏

C.剪压破坏属于塑性破坏、斜拉和斜压破坏属于脆性破坏 D.剪压和斜压破坏属于塑性破坏、斜拉破坏属于脆性破坏

9.预应力混凝土构件的预应力总损失值至少应取 [ ]

A.后张法构件1000N/mm2；先张法构件800N/mm2

B.先张法构件100N/mm2；后张法构件80N/mm2

C.所预加预应力总值的一半 D.所预加预应力总值的15%

10.下列情况中，属于超过承载能力极限状态的是 [ ] A.裂缝宽度超过规范限值-B.挠度超过规范限值 C.结构或构件视为刚体丧失平衡

D.预应力构件中混凝土的拉应力超过规范限值

11.螺旋箍筋柱可以提高抗压强度，其原因是 [ ] A.螺旋筋参与受压-B.螺旋筋使混凝土密实

C.螺旋筋约束了混凝土的横向变形-D.螺旋筋使混凝土中不出现内裂缝

12.一般梁的截面限制条件取V≤0.25βCfcbh0，其目的在于 [ ] A.满足斜截面抗剪承载力 B.防止箍筋屈服

C.防止发生斜拉破坏 D.防止发生斜压破坏

13.使混凝土产生非线性徐变的主要因素是 [ ] A.水泥用量 B.水灰比的大小

C.应力的作用时间 D.-持续作用的应力值与混凝土轴心抗压强度比值的大小

14.无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有三种。对同样的构件，其受剪承载力的关系为 [ ] A.斜拉破坏＞剪压破坏＞斜压破坏 B.斜拉破坏＜剪压破坏＜斜压破坏 C.剪压破坏＞斜压破坏＞斜拉破坏 D.剪压破坏=斜压破坏＞斜拉破坏

15.箍筋配置过多，而截面尺寸又太小的梁，一般会发生 [ ] A.斜压破坏 B.剪压破坏 C.斜拉破坏 D.以上都不对

16.所谓线性徐变是指 [ ] A.-徐变与荷载持续时间成线性关系 B.徐变系数与初应力为线性关系

C.-徐变变形与持续应力为线性关系 D.-瞬时变形和徐变变形之和与初应力成线性关系

17.受扭构件中，抗扭纵筋应 [ ] A.在截面四角必须布置，其余沿截面周边均匀对称布置 B.在截面上边布置 C.-在截面下边布置 D.在截面左右两侧布置

18.一般梁斜截面承载力计算中，当V＞0.25βCfcbh0时，应采取的措施是 [ ] A.增大箍筋直径和减小箍筋间距 B.提高箍筋的抗拉强度设计值

C.加配弯起钢筋 D.增大截面尺寸或提高混凝土强度等级

19.钢筋混凝土轴心受拉构件中,钢筋的级别及配筋率一定时,为减少裂缝的平均宽度,应尽量采用 [ ] A.直径较小的钢筋 B.直径较大的钢筋 C.减低混凝土强度等级 D.多种直径的钢筋

20.在计算钢筋混凝土受弯构件的变形时，截面刚度应取 [ ] A.最大刚度 B.最小刚度 C.平均刚度 D.1.5倍的平均刚度

21.钢筋混凝土梁在正常使用情况下 [ ] A.通常是带裂缝工作的 B.一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面

C.一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽 D.通常是无裂缝的

22.钢筋与混凝土能共同工作的主要原因是 [ ] A.防火、防锈 B.混凝土对钢筋的握裹及保护

C.混凝土与钢筋有足够的粘结力，两者线膨胀系数接近 D.钢筋抗拉而混凝土抗压

23.混凝土若处于三向应力作用下，则呈现 [ ] A.横向受拉，纵向受压，可提高抗压强度 B.横向受压，纵向受拉，可提高抗压强度 C.三向受压会降低抗压强度 D.三向受压能提高抗压强度

24.混凝土的弹性模量是指 [ ] A.原点弹性模量 B.切线模量 C.割线模量 D.变形模量

25.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定系数是考虑了 [ ] A.初始偏心距的影响 B.荷载长期作用的影响 C.两端约束情况的影响 D.附加弯矩的影响

26.对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为（ ）时，其轴心受压承载力最大。[ ] A.两端嵌固 B.一端嵌固，一端不动铰支 C.两端不动铰支 D.一端嵌固，一端自由

27.钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束情况越好，则稳定系数 [ ] A.越大 B.越小 C.不变 D.变化趋势不定

28.一般来讲，其它条件相同的情况下，配有螺旋箍筋的钢筋混凝土柱同配有普通箍筋的钢筋混

凝土柱相比，前者的承载力比后者的承载力 [ ]

A.低 B.高 C.相等 D.不确定

29.对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋，其原因是 [ ] A.这种柱的承载力较高 B.施工难度大

C.抗震性能不好 D.这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低，螺旋箍筋作用不能发挥

30.轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力而增加，混凝土压应力的增长速率 [ ] A.比钢筋快 B.线性增长 C.比钢筋慢 D.与钢筋相等

31.两个仅配筋率不同的轴压柱，若混凝土的徐变值相同，柱A配筋率大于柱B，则引起的应力重

分布程度是 [ ] A.柱A=柱B B.柱A＞柱B C.柱A＜柱B D.不确定

32.与普通箍筋的柱相比，有间接钢筋的柱主要破坏特征是 [ ] A.混凝土压碎，纵筋屈服 B.混凝土压碎，钢筋不屈服 C.保护层混凝土剥落 D.间接钢筋屈服，柱子才破坏

33.作为受弯构件变形和裂缝验算的依据是 [ ] A.Ⅰa 状态 B.Ⅱa 状态 C.Ⅲa 状态 D.第Ⅱ阶段

34.建立受弯构件正截面承载力计算基本公式，所依据的破坏形态是 [ ] A.少筋破坏 B.适筋破坏 C.超筋破坏 D.界限破坏

35.下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限 [ ] A.ξ≤ξb B.x≤ξbh0 C.x≤2as’ D.ρ≤ρmax 36.受弯构件正截面承载力计算中，截面抵抗矩系数?s取值为 [ ] A.ξ(1-0.5ξ) B.ξ(1+0.5ξ) C.1-0.5ξ D.1+0.5ξ

37.为了避免斜压破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，所规定的限制条件是 [ ] A.规定最小配筋率 B.规定最大配筋率 C.规定最小截面尺寸限制 D.规定最小配箍率

38.为了避免斜拉破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，所规定的限制条件是 [ ] A.-规定最小配筋率 B.规定最大配筋率 C.-规定最小截面尺寸限制 D.规定最小配箍率

39.MR图必须包住M图，才能保证梁的 [ ] A.正截面抗弯承载力 B.斜截面抗弯承载力 C.斜截面抗剪承载力 D.正、斜截面抗弯承载力

40.《混凝土结构设计规范》规定，纵向钢筋弯起点的位置与按计算充分利用该钢筋截面之间的距

离，不应小于 [ ] A.0.3h0 B.0.4 h0 C.0.5 h0 D.0.6 h0

41.《混凝土结构设计规范》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于梁、板类构件，不宜大于 [ ] A.25% B.50% C.75% D.100%

42.《混凝土结构设计规范》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于柱

类构件，不宜大于 [ ] A.25% B.50% C.75% D.100%

43.偏心受压构件计算中，考虑二阶偏心矩的影响的因素是 [ ] A.e0 B.ea C.ei D.η

44.判别大偏心受压破坏的本质条件是 [ ] A.ηei＞0.3h0 B.ηei＜0.3h0 C.ξ＜ξb D.ξ＞ξb

45.偏压构件的抗弯承载力 [ ] A.随着轴向力的增加而增加 B.随着轴向力的减少而增加

C.小偏压时随着轴向力的增加而增加 D.大偏压时随着轴向力的增加而增加

46.钢筋混凝土偏心受拉构件，判别大、小偏心受拉的根据是 [ ] 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

47.对于钢筋混凝土偏心受拉构件，错误的说法是 [ ] A.如果ξ＞ξb，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

48.下面的关于钢筋混凝土受弯构件截面弯曲刚度的说明中，错误的是 [ ] A.-截面弯曲刚度随着荷载增大而减小-B.-截面弯曲刚度随着时间的增加而减小 C.-截面弯曲刚度随着裂缝的发展而减小-D.-截面弯曲刚度不变

49.普通钢筋混凝土结构裂缝控制等级为 [ ] A.一级 B.二级 C.三级 D.四级

50.《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于 [ ] A.C20 B.C30 C.C35 D.C40

51.预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失σlI应为 [ ] A.σlI +σl2 B.σlI+σl2+σl3 C.σlI+σl2+σl3+σl4 D.σlI+σl2+σl3+σl4+σl5

52.可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σlI的方法是 [ ] A.两次升温法 B.采用超张拉 C.增加台座长度 D.采用两端张拉

53.对于钢筋应力松弛引起的预应力的损失，下面说法错误的是 [ ] A.应力松弛与时间有关系 B.应力松弛与钢筋品种有关系

C.应力松弛与张拉控制应力的大小有关，张拉控制应力越大，松弛越小 D.进行超张拉可以减少，应力松弛引起的预应力损失

54.其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性比普通混凝土构件的延性 [ ] A.相同 B.大些 C.小些 D.大很多

55.全预应力混凝土构件在使用条件下，构件截面混凝土 [ ] A.不出现拉应力 B.允许出现拉应力 C.不出现压应力 D.允许出现压应力

56.《混凝土结构设计规范》规定，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土

强度等级不应低于 [ ] A.C20 B.C30 C.C35 D.C40

57.在确定高层建筑防震缝最小宽度时，下列说法不正确的是 [ ] A.设防烈度越高，最小缝宽取值越大

B.结构抗侧移刚度越小，最小缝宽取值越大

C.相邻结构单元中较低单元屋面高度越高，最小缝宽取值越大 D.相邻结构单元中较高单元屋面高度越高，最小缝宽取值越大

58.震级大的远震与震级小的近震对某地区产生相同的宏观烈度，则对该地区产生的震害是 [ ] A.震级大的远震对刚性结构产生的震害大 B.震级大的远震对高柔结构产生的震害大 C.震级小的近震对高柔结构产生的震害大 D.震级大的远震对高柔结构产生的震害小

59.为满足地震区高层住宅在底部形成大空间作为公共建筑的需要 [ ] A.可在上部采用剪力墙结构，底部部分采用框架托住上部剪力墙 B.可在上部采用剪力墙结构，底部全部采用框架托住上部剪力墙 C.在需要形成底部大空间的区域，必须从底层至顶层都设计成框架

D.必须在底部设置附加裙房，在附加裙房内形成大空间

60.在设计框架时，可对梁进行弯矩调幅，其原则是 [ ] A.在内力组合之前，对竖向荷载作用的梁端弯矩适当调小 B.在内力组合之前，对竖向荷载作用的梁端弯矩适当调大 C.在内力组合之后，对梁端弯矩适当调小 D.在内力组合之后，对梁端弯矩适当调大 二、填空题：

1.《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》规定了预应力钢筋混凝土构件总预应力损失的最小值，对后张法构件为 。

2.《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》规定了预应力钢筋混凝土构件总预应力损失的最小值，对先张法构件为 。

3.变形钢筋的粘结力有三个方面组成：混凝土握固钢筋的摩擦力；水泥胶凝体与钢筋间的胶合力；钢筋表面凹凸不平与混凝土之间的 。

4.变形钢筋与光面钢筋比较，在其条件都相同的情况下， 与混凝土之间的粘结力大。

5.当采用边长为 100mm 的非标准混凝土试块时，应将其抗压强度实测值乘以换算系数 ，转换成标准试件（边长为 150mm）的立方体抗压强度值。

6.当采用边长为 200mm 的立方体混凝土试件时，须将其抗压强度实测值乘以换算系数 ，转换成标准试件（边长为 150mm）的立方体抗压强度值。

7.当结构构件或连接件因材料强度被超过，则认为超过了 极限状态。

8.当结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载时，即认为超过了 极限状态。

9.最小刚度原则是指，同号弯矩区段，按弯矩 截面确定的刚度值作为该区段的抗弯刚度。 10.钢筋按其外形特征可分为变形钢筋和光面钢筋两类。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级热轧钢筋，刻痕钢丝及钢绞线为 。

11.钢筋按其外形特征可分为两类，HPB235 级级热轧钢筋、碳素钢丝为 。 12.钢筋混凝土梁的挠度验算属于 极限状态的验算。

13.钢筋与混凝土之间的粘结强度与混凝土的 强度成正比。

14.钢筋在高应力作用下，长度保持不变而应力随时间的增长而逐渐降低的现象称为钢筋的应力松弛。减少预应力钢筋的松弛损失可采用 工艺。

15.混凝土强度等级是按 确定的。

16.混凝土在长期不变荷载作用下，其应变随时间增长的现象称为混凝土的 。 17.混凝土在空气中结硬时体积减少的现象，叫做混凝土的 。 18.混凝土在三向压力作用时， 和变形能力都可以提高。

19.结构的可靠性是指结构在正常设计、正常施工和正常使用条件下，在预定的使用年限内完成预期的安全性、适用性和 功能的能力。

20.抗扭结构构件中，为有效地抵抗扭矩，钢筋应靠近截面四周 布置。

21.结构设计中考虑的结构极限状态有 极限状态和 极限状态两类。 22.弯扭构件可能出现的破坏形式，有弯形破坏、 和 。

23.按概率极限状态设计方法，承载能力极限状态实用设计表达式为? 0S≤R，其中? 0表示结构重要性系数，S表示 ，R表示 。

24.钢筋混凝土梁由于纵向钢筋的配筋率不同，可能有适筋、超筋、少筋破坏三种形式。梁的正截面承载力计算以适筋破坏形式为基础，通过 避免超筋破坏，通过 避免少筋破坏。 三、简答题：

1.混凝土除立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？

2.混凝土的抗拉强度是如何测试的？

3.什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？

4.什么叫混凝土徐变、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？ 5.如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？ 6.什么是结构可靠性？什么是结构可靠度？ 7.结构构件的极限状态是指什么？

8.承载能力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同？ 9.什么是结构的作用？结构的作用有哪些分类？

10.什么是荷载标准值、荷载准永久值、荷载设计值？是怎样确定的？ 11.结构抗力是指什么？包括哪些因素？

12.什么是材料强度标准值、材料强度设计值？如何确定的？ 13.什么是配筋率？配筋量对梁的正截面承载力有何影响？ 14.什么是最小配筋率？最小配筋率是根据什么原则确定的？

15.单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定？受压区混凝土等效应力图形的等效原则是什么？

16.在什么情况下可采用双筋截面？其计算应力图形如何确定？ 17.大、小偏心的破坏特征各有什么不同？

18.轴心拉力N对有横向集中力作用的偏拉(或拉弯)构件斜截面抗剪承载力有何影响？ 主要体现在何处？

19.钢筋混凝土构件在纯扭作用下可能出现哪些形式的破坏？它们分别有什么样的特征？ 20.钢筋对构件的承载力、抗裂及刚度各有什么影响？ 21.T形和I形截面构件在受扭计算时，做了哪些简化？

22.钢筋混凝土构件裂缝由哪些因素引起？采用什么措施可减小非荷载裂缝？ 23.影响裂缝宽度的主要因素是什么？

24.采用什么措施可减小荷载作用引起的裂缝宽度？ 25.关于预应力损失，σl 3、σl 5、σl 7分别代表什么？ 26.关于预应力损失，σl 2、σl 4、σl 6分别代表什么？

27.钢筋混凝土受弯构件挠度计算与弹性受弯构件挠度计算有何不同？ 28.为什么钢筋混凝土受弯构件挠度计算与弹性受弯构件挠度计算有不同？ 四、计算题：

1.某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，截面尺寸b×h=250mm×500mm，混凝土强度等级C20，采用HBR335钢筋配筋。受拉钢筋为420，受压钢筋为218。承受弯矩设计值M=200kN·m，环境类别为一类，求验算梁的正截面承载力是否足够。

2.某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，截面尺寸b×h=250mm×500mm，混凝土强度等级C30，采用HRB335钢筋配筋。受拉钢筋为425，受压钢筋为216，环境类别为二(a)类，试计算该梁所能承担的极限弯矩Mn。

3.一独立的矩形截面简支梁，b×h=200mm×500mm，h0=465mm，承受由均布荷载产生的剪力设计值

22

V=120kN，混凝土强度等级为C20（fc=9.6N/mm，ft=1.1 N/mm）不配置弯起钢筋，箍筋采用Ⅰ级钢筋

22

（fyv=210N/mm，Asv1=28.3mm），直径6mm的双肢箍。求箍筋间距s。（提示：由构造知smax= 200mm）

4.一钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸为b=250mm，h=500mm，混凝土强度等级C20，钢筋为HRB335，ξb=0.55，弯矩设计值M=120kN·m，环境类别为一类。试计算受拉钢筋截面的面积As。

5.某建筑中一矩形截面偏心受压柱柱，b×h=300mm×400mm，l0=3m，as=as'=40mm，承受设计轴向压力N=300kN，设计弯矩M=150kN·m，混凝土强度等级为C30，钢筋用HRB335级钢筋，采用对称配筋，求对称配筋时所需要的As和A's。（提示：ξb=0.55）

6.已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁，计算跨度l0=6000mm，净跨ln=5740mm，截面尺寸

b×h=250mm×550mm，采用C30混凝土，HRB335级纵向钢筋和HPB235级箍筋。若以已知梁的纵向受力钢筋

为422，环境类别为一类。试求：当采用??@130双肢箍和??@200双肢箍时。梁所能承受的荷载设计值g+q分别是多少？

7.已知正方形截面轴心受压柱计算长度l0=10.5m，承受轴向力设计值N=1450kN，采用混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB335级，试确定截面尺寸和纵向钢筋截面面积。

8.有一混凝土简支梁，计算跨度l0=5.7m，承受均布荷载，其中永久荷载标准值为10kN/m（不包括梁自重）。可变荷载标准值为9.5kN/m，采用C30混凝土，HRB335钢筋，环境类别为二(a)类。试确定梁的截

3

面尺寸和纵向受拉钢筋面积。（钢筋混凝容重为25kN/m，结构重要性系数取1.0）。

参考答案

一、选择题：

1.C 2.A 3.A 4.D 5.A 6.B 7.C 8.A 9.B 10.C 11.C 12.D 13.D 14.B 15.A 16.C 17.A 18.D 19.A 20.B 21.A 22.C 23.D 24.A 25.D 26.A 27.A 28.B 29.D 30.C 31.B 32.D 33.D 34.B 35.C 36.A 37.C 38.D 39.A 40.C 41.A 42.B 43.D 44.C 45.D 46.D 47.A 48.D 49.C 50.B 51.A 52.C 53.C 54.C 55.A 56.D 57.D 58.B 59.A 60.A 二、填空题：

2

1.80N/mm

2

2.100N/mm 3.机械咬合力 4.变形钢筋 5.0.95 6.1.05 7.承载能力 8.承载能力 9.最大

10.变形钢筋 11.光面钢筋 12.正常使用 13.抗拉 14.超张拉

15.立方体抗压强度标准值 16徐变 17收缩 18.强度 19.耐久性 20.均匀对称

21.承载能力，正常使用 22.扭形破坏，弯扭形破坏

23.荷载效应组合的设计值，结构构件的承载力设计值 24.ξ≤ξb，最小配筋量 三、简答题：

1.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。

2.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。

3.答：混凝土棱柱体受压时，过应力—应变曲线原点O作一切线，其斜率称为混凝土的弹性模量，以EC表示。

连接O点与曲线上任一点应力为?C 处割线的斜率称为混凝土的割线模量或变形摸量，以EC'表示。 在混凝土的应力-应变曲线上某一应力?C处作一切线，其应力增量与应变增量的比值称为相应于应力为?C 时混凝土的切线模量EC''。

4.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?C≤0.5fC 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?C ＞ 0.5fC 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。 5.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。

6.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、正常使用和维修），完成预定功能的能力，称为结构可靠性。

结构在规定时间内与规定条件下完成预定功能的概率，称为结构可靠度。

7.答：整个结构或构件超过某一特定状态时（如达极限承载能力、失稳、变形过大、裂缝过宽等）就不能满足设计规定的某一功能要求，这种特定状态就称为该功能的极限状态。

按功能要求，结构极限状态可分为：承载能力极限状态和正常使用极限状态。

8.答：⑴承载能力极限状态标志结构已达到最大承载能力或达到不能继续承载的变形。若超过这一极限状态后，结构或构件就不能满足预定的安全功能要求。承载能力极限状态时每一个结构或构件必须进行设计和计算，必要时还应作倾覆和滑移验算。

⑵正常使用极限状态标志结构或构件已达到影响正常使用和耐久性的某项规定的限值，若超过这一限值，就认为不能满足适用性和耐久性的功能要求。构件的正常使用极限状态时在构件承载能力极限状态进行设计后，再来对有使用限值要求的构件进行验算的，以使所设计的结构和构件满足所预定功能的要求。

9.答：结构的作用是指结构在施工期间和使用期间要承受的各种作用（即使结构产生内利和变形的所有的原因）。

结构的作用按形式分为两类：直接作用、间接作用。

结构的作用按其随时间的变异性和出现的可能性不同，可分为三类：永久作用、可变作用、偶然作用。 10.答：⑴荷载标准设计值是指结构在其使用期间正常情况下可能出现的最大荷载。按随机变量95%保证率的统计特征值确定，详见《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》。

⑵荷载准永久值是指可变荷载在结构设计基准使用期内经常遇到或超过的荷载值。取可变荷载标准值乘以荷载准永久系数，详见《建筑结构荷载规范（GB50009-2001）》。

⑶荷载设计值是指荷载标准值与荷载分项系数的乘积。

11.答：结构抗力是指整个结构或构件所能承受内力和变形的能力。包括材料的强度、构件的几何特性等因素。

12.答：材料强度标准值按不小于95%的保证率来确定其标准值。即：fcu,k=?cu-1.645?cu。

材料强度标准值除以材料分项系数，即为材料强度设计值。钢筋材料强度的分项系数?s取1.1～1.2，混凝土材料强度的分项系数?c为1.4。

13.答：配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与截面有效面积的百分比，即??As。 bh0式中 b，梁的截面宽度；

h0，梁截面的有效高度，取受力钢筋截面重心至受压边缘的距离； As，纵向受力钢筋截面面积； ?，梁的截面配筋率。

当材料强度及截面形式选定以后，根据?的大小，梁正截面的破坏形式可以分为下面三种类型：适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏。

14.答：为了防止将构件设计成少筋构件，要求构件的配筋面积As。不得小于按最小配筋率所确定的钢筋面积As,min。即要求：As≥As,min。

《规范》规定，受弯构件受拉钢筋的最小配筋率?min。按构件全截面面积扣除位于受压边的翼缘面积后的截面面积计算。对受弯构件，?min取0.2％和0.45ft／fy中的较大值。

最小配筋率?min的数值是根据钢筋混凝土受弯构件的破坏弯矩等于同样截面的素混凝土受弯构件的破坏弯矩确定的。

15.答：单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形以Ⅲa应力状态为依据，基本假定确定。 受压区混凝土等效应力图形的等效原则是：等效后受压区合力大小相等、合力作用点位置不变。 16.答：双筋截面主要应用于下面几种情况：①截面承受的弯矩设计值很大，超过了单筋矩形截面适筋梁所能承担的最大弯矩，而构件的截面尺寸及混凝土强度等级大都受到限制而不能增大和提高；②结构或构件承受某种交变作用，使构件同一截面上的弯矩可能变号；③因某种原因在构件截面的受压区已经布置了一定数量的受力钢筋。

双筋截面计算应力图形与单筋截面相比，只是在受压区多了受压钢筋项。

17.答：小偏心受拉构件的破坏特征与轴心受拉构件相似，破坏时拉力全部由钢筋承担。

大偏心受拉构件的破坏特征与受弯构件相似。按受拉钢筋配筋率? 的多少，也将出现少筋、适筋、超筋三种破坏状态。

18.答：由于轴心拉力N的存在削弱了偏心受拉构件斜截面的抗剪承载力，故在偏拉(或拉弯)构件斜截面抗剪承载力计算式中有减去0.2 N项。

19.答：钢筋混凝土构件在纯扭作用下可能出现四种形式的破坏：少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏。适筋破坏和部分超筋破坏为塑性破坏，少筋破坏和超筋破坏为脆性破坏。

20.答：钢筋对构件的抗裂性能作用不大，即钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩与素混凝土构件的基本相同。但开裂后由于钢筋承受扭矩，在正常配筋条件下，构件的抗扭承载力大大提高，而开裂后构件的抗扭刚度明显下降。

21.答：T形和I形截面在弯剪扭组合作用下，《规范》建议剪力由腹板承担，弯矩由整个截面承担，扭矩按截面腹板、受压翼缘和受拉翼缘的相对抗扭塑性抵抗矩分配。然后按矩形截面弯剪扭构件计算原则进行。

22.答：产生裂缝的原因一般分为两类：荷载原因与非荷载原因。对于非荷载原因，如施工养护不善、温度变化、基础不均匀沉降以及钢筋的锈蚀等，一般采取加强施工养护、设置伸缩缝、避免不均匀沉降等措施。

23.答：影响裂缝宽度的因素主要有：(1)钢筋应力；(2)钢筋直径；(3)钢筋表面特征；(4)混凝土抗拉强度及黏结强度；(5)混凝土保护层厚度；(6)混凝土有效受拉面积；(7)构件的受力形式等。

24.答：裂缝宽度与钢筋应力成正比，为了控制裂缝宽度，在普通钢筋混凝土构件中，不宜采用高强钢筋。

带肋钢筋的黏结应力比光面钢筋大得多，为减小裂缝宽度应尽可能采用带肋钢筋。

在相同截面面积时，直径细的钢筋有更多的外表面，这有利于提高与混凝土的黏结，减小裂缝宽度。因此，在施工允许的条件下，可采用直径较细的钢筋作为受拉钢筋。

保护层越厚，钢筋对外边缘混凝土收缩变形的约束越小，裂缝宽度就越大，故不宜采用过厚的保护层。一般按《规范》规定取用。

25.答：?l 3代表预应力钢筋与台座间温差引起的预应力损失。

?l 5代表混凝土收缩和徐变引起的预应力损失。

?l 7代表由于混凝土弹性压缩引起预应力钢筋初始张拉应力降低的预应力损失。

26.答：?l 2代表预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。

?l 4代表钢筋的应力松弛引起的预应力损失。

?l 6代表环形构件用螺旋式预应力钢筋作配筋时，由于混凝土的局部挤压引起预应力损失。

27.答：在混凝土受弯构件挠度计算中仍可利用材料力学所得到的弹性受弯构件挠度计算公式，但在计算中构件刚度不再是常量，需要考虑刚度随荷载的变化，即确定短期刚度的计算；还要考虑刚度随时间的变化，即确定长期刚度的计算。在此基础上来进行钢筋混凝土受弯构件的挠度计算。

28.答：钢筋混凝土梁是由不同材料构成的非均质梁。在构件即将出现裂缝时，受拉区混凝土已进入塑性状态，并且在长期荷载作用下，由于构件上裂缝的开展以及混凝土徐变等原因，构件刚度不仅随荷载增加而下降，亦随作用时间的延长而下降。

四、计算题： 1.解：

as=25+20/2=35mm，as'=25+18/2=34mm h0=h-as=500-35=465mm

As= 1256mm2，A's= 509mm2，fy=fy'= 300N/mm2 fc=14.3N/ mm2，?1=1.0，??b=0.55

x=(fy As-fy'A's)/??1fcb=62.7mm＜??bh0=256mm

但x＜2as'=2×34=68mm 则Mn= fy As (h-as')=300×1256×(465-34)=162.4 kN·m＜M 所以正截面承载力不够。 2.解：

as=30+25/2=42.5mm，as'=30+16/2=38mm h0=h-as=500-42.5=457.5mm

As=1964 mm2，A's=402 mm2，fy=fy'=300N/mm2 fc=14.3N/ mm2，?1=1.0，??b=0.55

x=(fy As-fy'A's)/??1fcb=131mm＜??bh0=252mm x＞2as'=2×38=76mm

Mn= fy As (h-as')+??1fcbx(h0-x/2) =300×402×(457.5-38)+1.0×14.3×250×131×(457.5-131/2) =234.2 kN·m 3.解：

(1) 验算截面尺寸 h/b=500/200=2.5＜4 属厚腹梁，应取?c=1.0 0.25?cfcbh0= 0.25×1.0×9.6×200×465=223.2kN＞V=120kN 截面符合条件 0.7ftbh0= 0.7×1.1×200×465=71.61kN＜V=120kN 需要进行计算配置箍筋。

(2) 计算箍筋间距，只配箍筋时，采用均布荷载的抗剪强度公式

nAsv1V=(0.7ftb+1.25fyv)h0N

S1.25fyvnAsv1h0 S= =142.77mmV0.7ftbh0(3) 取S= 150mm＜smax= 200mm 4.解：

C20：fc=9.6N/mm2，ft=1.1 N/mm2，?1=1.0 HRB335：fy=300 N/mm2，??b=0.55

由表知，C20梁环境一类时的保护层厚为30mm，考虑一排钢筋as=40mm， 则：h0=h-as=500-40=460mm （1）由向As取矩公式求x ??1-1-2M120?106＜??b=0.55 ?1-1-2?0.27422?1fcbh01?9.6?250?460满足要求。

x=??h0=0.274×460=126mm

（2）由合力公式求As

9.6×250×126/300=1008 mm2 As=?1fcbx/fy=1×

A'smin= max(0.002，0.45 ft/fy)bh=max(0.002，0.045×1.1/300) ×250×500

=250 mm2＜As

（3）查表，选用418钢筋。 5.解：

C30：fc=14.3N/mm2，?1=1.0

HRB335：fy=fy'=300 N/mm2，??b=0.55 h0=h-as=400-40=360mm （1）计算ei值 e0=M/N=150×103/300=500mm ea=max(20，h/30)=20mm ei= e0 +ea =500+20=520mm （2）计算偏心距增大系数η

0.5fcA0.5×14.3×300×500?1===2.86＞1.0，取??=1.0

N300×103l03000==7.5＜15，取??=1.0 h400?=1+l0130002()2?1?2=1+×()×1.0×1.0=1.028?eih5204001400×1400360h01(3)判别大小偏心受压

?ei=1.028×520=534.56mm＞0.3h0=108mm

N300×103x===69.93mm＜??bh0=0.55×360=198mm

?1fcb1×14.3×300属于大偏心受压。

（4）按大偏心受压，计算对称配筋As=A's 因为x=69.93mm＜2as'=80mm

故取x=80mm，由向A's取矩求As：

hN(?ei-+a′s)300×103×(534.56-200+40)22As===1170.5 mm

fy(h0-a′300×(360-40)s) ＞A's,min=0.002bh=0.002×300×400=240 mm2)

选用420(As=A's=1256 mm2) 6.解：

C30：fc=14.3N/mm2，ft=1.43 N/mm2，?1=1.0，??b=0.55 HRB335：fy=300 N/mm2 HPB235：fyv=210 N/mm2 as=25+22/2=36mm

h0=h-as=550-36=514mm 正截面承载力：

x=fyAs?1fcb=300×1520514=282.7mm =127.6mm＜??bh0=0.55×

1.0×14.3×250 Mu=?1fcbx(h0- g+q=8xm )=205.37 kN·

2Mu=45.64 kN/m 2I0斜截面承载力： 双肢??@130：

A1.4357?sv=s==0.00163 =0.00175＞?sv,min=0.24×210bS250×130V≤Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0 Asv/S =0.7×1.43×250×514+1.25×210×514×57/130=187782N g+q=2V/In=2×187782/5.74=65.43kN/m

双肢??@200：

A1.43101?sv=s==0.00163 =0.00202＞?sv,min=0.24×210bS250×130V≤Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0 Asv/S =0.7×1.43×250×514+1.25×210×514×101/200=196766N g+q=2V/In=2×196766/5.74=68.56kN/m 所以：

双肢??@130：g+q=min(g+q正，g+q斜)=45.64kN/m 双肢??@200：g+q=min(g+q正，g+q斜)=45.64kN/m 均由正截面承载力决定。 7.解：

C30：fc=14.3N/mm2

HRB335：fy=fy'=300 N/mm2 假设?'=0.015，???

由 N≤0.9?? fc?A+?'? fy'?

N1450×1032

得：A≥==85698mm

′0.9?(fc+?′fy)0.9×1.0×(14.3+0.015×300)b≥A=85698=293mm 选截面尺寸为400mm×400mm。

l0/b=10500/400=26.25 查表知：??????

N1450000?fcA?14.3?400?4000.9?20.9?0.588As????1795mm

fy?300A's,min=0.006A=0.006×155213=931 mm2＜A's=1795 mm2

选用818，实配A's=2036 mm2。

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