第一章
一.填空题
1.钢筋和混凝土两种材料组合在一起，之所以能有效地共同工作，是由于——、——以及混凝土对钢筋的保护层作用。
2.混凝土强度等级为C30，即——为30N/mm。，它具有——的保证率。
3.一般情况下，混凝土的强度提高时，延性——。
4.混凝土在长期不变荷载作用下将产生——变形，混凝土随水分的蒸发将产生——变形。 5.钢筋的塑性变形性能通常用——和——两个指标来衡量。 6.混凝土的线性徐变是指徐变变形与——成正比。
7.热轧钢筋的强度标准值系根据——确定，预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据——确定。 8.钢筋与混凝土之间的粘结力由化学胶结力、——和——组成。 9.钢筋的连接可分为——、——或焊接。
10.混凝土一个方向受拉、另一个方向受压时，强度会_____。
11.根据化学成分，力学性能和加工方式不同，建筑工程中常用的钢筋分为四大类。即_____，_______,______和
______。
12.保证冷拉钢筋的质量，实际加工时对钢筋冷拉应作______和_____两种方法的控制。
13.混凝土强度等级是以尺寸为______的标准试件，在______天龄期，用标准试验方法测得的具有______保证率的抗压强度。
14.钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有_____，_____,_____和_____。
15.在一般情况下，要求混凝土构件具有最小保护层厚度的目的是______和______。 16.反映钢筋塑性性能的指标有 _______和______。
17.冷拉I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢，就其表面形状特征而言，______ 属于光圆钢筋，_____ 属于变形钢筋。 18.不同强度等级的混凝土，其ζ-ε曲线不同。一般混凝土强度等级越高，其极限抗压强度越_______，延性越_____。 19.混凝土徐变的特性与其作用的初应力大小有关，当初应力ζ/fc≤0．5时，产生_____ 徐变；当初应力ζ/fc>0．5时，产生_______徐变。
20.在确定纵向受拉钢筋的最小锚固长度时，其主要影响因素是：_______ 和 ______。 二．选择题
1．混凝土强度等级按照[ ]确定。
a．立方体抗压强度标准值； b．立方体抗压强度平均值； c．轴心抗压强度标准值； d．轴心抗压强度设计值。 2．下列说法正确的是[ ]。
a．加载速度越快，测得的混凝土立方体抗压强度越低；
b．棱柱体试件的高宽比越大，测得的抗压强度越高；
c．混凝土立方体试件比棱柱体试件能更好地反映混凝土的实际受压情况； d．混凝土试件与压力机垫板间的摩擦力使得混凝土的抗压强度提高。 3．同一强度等级的混凝土，各种强度之间的关系是[ ]。 a． fc>fcu>ft； b． fcu> fc>ft； C． fcu> ft> fc； d． ft> fcu> fc。
4.混凝土立方体抗压强度标准值按[ ]确定。 a．μ fcu ; b．μ fcu-1.645ζfcu c．μ fcu -2ζfcu; d. μ fcu+ 1.645ζfcu。 5.在轴向压力和剪力的共同作用下，混凝土的抗剪强度[ ]。
1
2 a．随压应力的增大而增大； b．随压应力的增大而减小；
c．随压应力的增大而增大，但压应力超过一定值后，抗剪强度反而减小； d．与压应力无关。
6.在保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中，[ ]。 a．徐变使混凝土压应力减小； b．混凝土及钢筋的压应力均不变；
c．徐变使混凝土压应力减小，钢筋压应力增大； d．徐变使混凝土压应力增大，钢筋压应力减小。 7.热轧钢筋冷拉后，[ ]。
a．可提高抗拉强度和抗压强度； b．只能提高抗拉强度； c．可提高塑性，强度提高不多； d．只能提高抗压强度。 8.下列哪一项说法不正确?[ ]
a．消除应力钢丝和热处理钢筋可以用作预应力钢筋；
b．《混凝土规范》不允许采用冷加工钢筋作为混凝土结构用筋； c． HPB235级钢筋不宜用作预应力钢筋；
d．钢筋混凝土结构中的纵向受力钢筋宜优先采用HRB400级钢筋。 9.无明显流幅钢筋的强度设计值是按[ ]确定的。 a．材料强度标准值×材料分项系数； b．材料强度标准值／材料分项系数；
C． 0.85×材料强度标准值／材料分项系数； d．材料强度标准值／(0.85×材料分项系数)。 10.下列( )钢筋是变形钢筋。 A．热轧I级钢筋
B．热轧Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋 C．碳素钢丝、冷拔低碳钢丝
D．刻痕钢丝、钢铰线、热处理钢筋
11.热轧钢筋经冷拉后，抗拉强度提高。而对变形能力的陈述( )为正确的。 A．增大 B．降低
C．不变 D．可能增加，亦可能降低
12.对于无明显屈服点的钢筋，确定其强度设计值的依据是( )。 A．极限抗拉强度 B．最大应变所对应的强度 C．条件屈服强度 D．比例极限
13.我国《混凝土结构设计规范》中，混凝土强度等级是按( )确定的。 A．立方体抗压强度平均值 B．圆柱体抗压强度平均值 C．立方体抗压强度标准值 D．棱柱体抗压强度标准值 14.对于混凝土的徐变和收缩，论述正确的是( )。
A．混凝土在不变应力作用下，随时间的延续沿应力作用方向而增长的应变，称为混凝土的徐变 B．混凝土在不变应力作用下，随时间的延续沿应力作用方向而减小的应变，称为混凝土的收缩 C．混凝土在空气中结硬时，由于蒸发而失去水分，其体积缩小，称为混凝土的徐变 D. 混凝土的徐变和收缩对钢筋混凝土结构只产生不利影响 15.混凝土的变形模量是指( )。 A．应力与塑性应变的比值 B．应力应变曲线切线的斜率
d? d?2
C．应力应变曲线原点切线的斜率
D．应力应变曲线上某一点的应力与总应变的比值
16.混凝土的双轴抗压强度高于其单轴抗压强度fc，且其提高的幅度与ζ1／ζ2的比值有 （ )情况下，双轴抗压强度提高最大。
A．ζ1／ζ2=1.0 B.ζ1／ζ2=0.5 C.ζ1／ζ2=1.5 D.ζ1／ζ2=0.85 17.在混凝土结构中，要求混凝土保护层有一定厚度的原因是( )。 A.保证构件裂缝宽度小于允许的裂缝宽度 B.保证钢筋和混凝土之间的粘结力 C.保护钢筋免受外界有害介质的侵蚀 D.保护钢筋在火灾中有一定的耐受能力 18.下列钢筋的表示方法正确的是————。 A．I级钢筋—— B．I级钢筋—— C．Ⅱ级钢筋—— D．Ⅱ级钢筋——
19.如图1—2所示为软钢的典型ζ-ε曲线，下列————提出了图中各点所对应的应力特征。 弹性极限 极限强度 屈服强度 破坏强度 A． I Ⅱ Ⅲ Ⅳ B． I Ⅲ Ⅱ Ⅳ C． Ⅱ I Ⅳ Ⅲ D． Ⅱ Ⅳ I Ⅲ
图1-2 软钢的ζ-ε曲线
20.钢筋经过冷拔后，对其强度的影响是______ A．抗拉强度提高 B．抗压强度降低
C．抗拉强度提高，抗压强度降低 D．抗拉强度提高，抗压强度提高
21.对于有明显屈服点的钢筋，确定其强度设计值的依据是————。 A．屈服强度 B．比例极限 C．极限抗拉强度 D．条件屈服强度 22.混凝土的弹性系数是指————。
A．塑性应变与总应变的比值 B．弹性应变与总应变的比值 C．塑性应变与弹性应变的比值 D．变形模量与切线模量的比值
23.配置焊接环向箍筋或螺旋箍筋的混凝土柱体受压试件，其抗压强度高于fc，是因为 ______。
A．环箍或螺旋箍参与受压 B．环箍或螺旋箍使混凝土密实
3
C．环箍或螺旋箍约束了混凝土的横向变形 D．螺旋箍使混凝土不出现内裂缝 24．下列哪种梁的腹板计算高度即为腹板的高度 。 a)热轧型钢梁 b)冷弯薄壁型钢梁 c)焊接组合梁 d)铆接组合梁
三．判断题
1．钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15。 [ ] 2．混凝土各项强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。 [ ] 3．混凝土在三向受压应力状态下，抗压强度提高较多，延性略有降低。 [ ] 4．混凝土的弹性模量不小于变形模量。 [ ] 5．单向受压的混凝土试件，在达到极限压应变时应力同时达到最大。[ ] 6．立方体试件尺寸越大，抗压强度越高。 [ ] 7．一般来说，钢材含碳量越高，其强度越高，伸长率也越大。 [ ] 8．热处理钢筋属于有明显流幅的钢筋。 [ ] 9．轴心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头。 [ ] 四．简答题
1．试述混凝土棱柱体试件在单向受压短期加载时应力一应变曲线的特点。在结构计算中，峰值应变?0和极限压应
变?cu各在什么时候采用?
2．什么是混凝土的徐变?影响混凝土徐变的主要因素有哪些?徐变会对结构造成哪些影响? 3．画出软钢和硬钢的受拉应力一应变曲线?并说明两种钢材应力一应变发展阶段和各自特点。 4．混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求?
5．试说明无屈服台阶钢筋的条件屈服点(或假定屈服点)的定义，并说明实际钢材条件屈服点确定方法。 6．钢筋和混凝土之间的粘结力是如何产生的?影响粘结强度的因素有哪些? 7．建筑结构中所用的钢筋，哪些属于软钢?哪些属于硬钢?
8．在混凝土立方体强度试验中，尺寸效应是如何影响试件强度的?
9．从混凝土一次加载下的ζ-ε关系的特点：ζ=0.3 fc，ζ=0.8 fc，ζ=fc及ε=ε0，ε=εcu，说明此时混凝土强
度及变形特征。 第一章答案 一．填空题
1．钢筋和混凝土有良好的粘结力、二者温度线膨胀系数接近 2．立方体抗压强度标准值、95% 3．降低
4．徐变、收缩。
5．伸长率、冷弯性能 6．应力 7．屈服强度fyk、极限抗拉强度fptk 8．摩阻力、机械咬合力 9．绑扎搭接、机械连接。 10．降低
11．热轧钢筋 冷拉钢筋 钢丝 热处理钢筋 12．冷拉控制应力 冷拉率 13．150 mm×150 mm×150 mm 28 95％ 14．强度 塑性 可焊性 与钢筋的粘结
15．保护钢筋免遭锈蚀 保证钢筋和混凝土的粘结 16．延伸率，冷弯性能 17．I；Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ。 18．高(低)，小(大)。
19．线性，非线性。 20．混凝土强度等级，钢筋级别。 二．选择题
4
1．a 2．D 3．B 4．B 5．C 6．C 7．B 8．B 9．C 10．B.D 11．B 12．C 13．C 14．A 15．D 16．B 17．B.C.D 18．C 19．B 20．D 21．A 22．B 23．C 24．c 三．判断题 1．[√]
2．[×]：立方体抗压强度标准值（混凝土强度等级） 3．[×]：抗压强度提高较多，延性也相应提高。 4．[√]
5．[×]：峰值应变时应力同时达到最大。 6．[×]：越低。
7．[×]：其强度越高，但伸长率降低。 8．[×]：无明显流幅的钢筋。 9．[√] 四．简答题
1．图1-1是一次短期加载下混凝土的应力-应变曲线。oa段，ζc-εc关系接近直线，主要是骨料和结晶体受里产生的弹性变形。ab段，ζc大约在（0.3～0.8）fc之间，混凝土呈现明显的塑性，应变的增长快与应力的增长。bc段，应变增长更快，直到峰值应变?0，应力此时达到最大值----棱柱体抗压强度fc。cd段，混凝土压应力逐渐下降，当应变达到?cu时，应力下降趋缓，逐渐稳定。
峰值应变?0，是均匀受压钩件承载力计算的应变依据，一般为0.002左右。 极限压应变，是混凝土非均匀受压时承载力计算的应变依据，一般取0.0033左右。
1-1
2．在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形岁时间的增长而徐徐增长的现象称为徐变。
徐变主要与应力大小、内部组成和环境几个因素有关。所施加的应力越大，徐变越大；水泥用量越多，水灰比越大，则徐变越大；骨料越坚硬，徐变越小；振捣条件好，养护及工作环境湿度大，养护时间长，则徐变小。 徐变会使构件变形增加，是构件的应力发生重分布。在预应力混凝土结构中徐变会造成预应力损失。在混凝土超静定结构中，徐变会引起内力重分布
3．图1-2是软钢（有明显流幅的钢筋）的应力-应变曲线。在A点（比例极限）之前，应力与应变成比例变化；
5
过A点后，应变较应力增长快，到达B’点（屈服上限）钢筋开始塑流；B点（屈服下限）之后，钢筋进入流幅，应力基本不增加，而应变剧增，应力-应变成水平线；过C点后，应力又继续上升，到达D点（极限强度）；过D点后钢筋出现颈缩，应变迅速增加，应力随之下降，在E点钢筋被拉断。
图1-3是硬钢（无明显流幅的钢筋）的应力-应变曲线。钢筋应力在大约0.65倍的极限抗拉强度之前，应力-应变按直线变化，之后，应力-应变成曲线发展，但直到钢筋应力达到极限抗拉强度，没有明显的屈服点和流幅。超过极限抗拉强度后，由于颈缩出现下降段，最后被拉断。
1-2 1-3 4．（1）要求钢筋强度高，可节省钢材。
（2）要求钢筋的塑性好，使结构在破坏之前有明显的预兆。
（3）要求钢筋的可焊性好，使钢筋焊接后不产生裂纹及过大变形。
（4）要求钢筋与混凝土的粘接锚固性能好，使钢筋与混凝土能有效的共同工作。
5．无明显屈服台阶的钢筋，取条件屈服点作为强度设计指标，用ζ0．2表示。其定义是：取相应残余应变ε= O.2％时的应力ζ0．2作为名义屈服点，称为条件屈服强度。实际上，由于条件屈服点不容易测定，因此这类钢筋的质量检验以极限强度作为主要强度指标。《规范》按国际标准规定取条件屈服强度ζ0．2为极限强度?cu的0.8倍，即ζ0．2=O.8?cu 。
6．试验表明：粘结作用的产生主要有三个方面的原因：一是因为混凝土收缩将钢筋紧紧
握固而产生的摩擦力；二是因为混凝土颗粒的化学作用产生的混凝土与钢筋之间的胶合力；三是由于钢筋表面凸凹不平与混凝土之间产生的机械咬合力。影响粘结强度的因素有混凝土强度、钢筋表面形状、浇筑位置、保护层厚度及钢筋间距等。
7． 建筑结构中常用的钢筋通常有热轧钢筋、冷拉钢筋、钢丝和热处理钢筋四种。按物理力学性能不同可分为硬钢和软钢两大类。其中热轧钢筋和冷拉钢筋属于ζ-ε曲线有明显屈服点的软钢；钢丝(钢绞线)和热处理钢筋属于ζ-ε曲线无明显屈服点的硬钢。
分析：热轧钢筋随钢筋的级别增加，其含碳量增加，屈服强度提高，但流幅减小。冷拉钢筋是以热轧钢筋为母材，通过强行将钢筋应力拉至ζ-ε曲线的强化段卸载后经时效硬化而成的。虽然冷拉钢筋加载一卸载后，立即加载，其ζ-ε曲线无流幅。但经时效后，屈服点进一步提高，又出现较冷拉前较短的流幅。故冷拉钢筋也属于软钢。钢丝和热处理钢筋其ζ-ε曲线无明显屈服台阶，属于硬钢。
8．尺寸效应对立方体程度的影响主要是试验机承压板与试件上、下表面的摩擦所提供给试件横向约束变形的比例不同。试件尺寸越大，所测得试件强度越低。我国混凝土立方体强度试
150 mm×150 mm×150 mm，
其他常用尺寸有200 mm×200 mm×200 mm和100 mmx 100 mm×100 mm。考虑尺寸效应的影响，分别将以上尺寸所测得的强度乘以1．05和0．95换算为标准试件尺寸的强度。
9．当ζ≤0。3fc时，ζ-ε为直线关系，混凝土的变形以弹性变形为主，试件处于弹性工作阶段。当应力ζ>0.8fc，试件体积的应变从压缩转为膨胀，结构内部微裂缝已发展成通道进入非稳定状态，即使荷载不增加，内部裂缝也会持续开展。故将0.8 fc定为混凝土长期抗压强度。当ζ= fc时，ε曲线的斜率已接近水平，骨料和水泥石的粘结基本丧失，试件达到破坏状态。ε=ε0点即为峰值应变，ε0可作为均匀受压构件的极限压应变。ε=εcu点为试件达
到破坏时的应变，εcu可作为非均匀受力构件的极限压应变。
6
分析：当构件均匀受压时，截面各纤维的应变相等，相互不可能牵制，故极限压应变只能达到ε0。当构件非均匀受压时，截面各纤维间有应变梯度，加之混凝土的非弹性性质，使得当受压最大纤维达到εcu时，试件的潜力才完全耗尽。
第二章
一．填空题
1．结构的可靠性包括——、——、——。 2．建筑结构的极限状态有——和——。
3．结构上的作用按其随时间的变异可分为——、——、——。 4．永久荷载的分项系数是这样取的：当其效应对结构不利时，由可变荷载控制的效应组合取——，由永久荷载控
制的效应组合取——；对结构有利时，一般取——，对结构的倾覆、滑移或漂流验算可以取——。 5．构上的作用是指施加在结构上的——或——，以及引起结构外加变形或约束变形的原因 6．限状态是区分结构——与——的界限。
7．结构能完成预定功能的概率称为____，不能完成预定功能的概率称为____，两者相加的总和为_______。 8．我国《建筑结构可靠度设计统一标准》规定，对于一般工业与民用建筑构件，在延性破坏时可靠度指标?取——，
脆性破坏时?取——。
9．建筑结构设计的目的就是使所设计的结构能满足预定的功能要求。结构的预定功能要求是结构的_____________、_________
和-_____________。
10．建筑结构的极限状态是相对应某一功能要求的。因此建筑结构的极限状态可分为————和————。 11．在确定结构构件的目标可靠指标[β]时，主要取决于————和————两个主要影响因素。
12．我国《规范》规定，按承载能力极限状态进行结构构件计算的一般公式为γ0S≤R 。式中，S表示————；R表
示————；γ。表示————。 二．选择题
1．若用S表示结构或构件截面上的荷载效应，用R表示结构或构件截面的抗力，结构或构件截面处于极限状态时，对
应于————式。
a．R>S； b．R=S； c．R 2．设计基准期是为确定可变荷载及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，《建筑结构可靠度设计统一标 准》所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为[ ] 年确定的。 a．25； b．50； c．100； d．75。 3．下列[ ]状态应按正常使用极限状态验算。 a．结构作为刚体失去平衡； b．影响耐久性能的局部损坏； c．因过度的塑性变形而不适于继续承载；d．构件失去稳定。 4．荷载代表值有荷载的标准值、组合值、频遇值和准永久值，其中[ ]为荷载的基本代表值。 a．组合值； b．准永久值； c．频遇值； d．标准值。 5．对所有钢筋混凝土结构构件都应进行[ ]。 a．抗裂度验算； b．裂缝宽度验算； c．变形验算； d．承载能力计算 6．[ ]项属于超出正常使用极限状态。 a．在荷载设计值作用下轴心受拉构件的钢筋已达到屈服强度； b．在荷载标准值作用下梁中裂缝宽度超出《混凝土结构设计规范》限值； c．吊车梁垫板下混凝土局部受压，承载力不足； d．构件失去稳定。 7．承载能力极限状态设计时，应进行荷载效应的[ ]。 7 a．基本组合和偶然组合； b．基本组合和标准组合； c．偶然组合和标准组合； d．标准组合和准永久组合。 8．正常使用极限状态设计时，应进行荷载效应的[ ]。 a．标准组合、频遇组合和准永久组合； b．基本组合、偶然组合和准永久组合； c．标准组合、基本组合和准永久组合； d．频遇组合、偶然组合和准永久组合。 9．混凝土各项强度指标的基本代表值是[ ]。 a．轴心抗压强度标准值； b．立方体抗压强度标准值； c．轴心抗压强度平均值； d．立方体抗压强度平均值。 10．混凝土立方体抗压强度标准值按[ ]确定? a．μf ； b．μf - 1.6 4 5 ζf ; c．μf -2 ζf ； d．μf +1.6 4 5 ζf 。 cucucucucucucu 11．某批混凝土经抽样，强度等级为C30，意味着该混凝土[ ]。 2 a．立方体抗压强度达到30N/mm的保证率为95％； 2 b．立方体抗压强度的平均值达到30N/mm； c．立方体抗压强度达到30N／mm的保证率为5%； 2 2 d．立方体抗压强度设计值达到30N/mm的保证率为95％。 12．混凝土各种强度指标之间的关系是[ ]。 a． fck>fcu,k>ftk； b． ftk>fcu,k >fck； c． fcu,k > ftk> fck； d． fcu,k> fck> ftk。 13．工程结构的可靠指标β与失效概率Pf之间存在下列[ ]关系。 a．β愈大，Pf愈大； b．β与Pf呈反比关系； C．β与Pf呈正比关系； d．β与Pf存在一一对应关系，β愈大，Pf愈小。 14．全等级为二级的建筑结构的混凝土梁，当进行斜截面受剪承载力计算时要求目标可靠指标β达到[ ]。 a．β=2.7； b．β=3.2； c．β=3.7； d．β=4.2 15．设功能函数Z=R-S，结构抗力R和作用效应S均服从正态分布，平均值μR=120KN,μs=60KN，变异系数δR=0.12， δS=0.15，则[ ]。 a．β=2.56； b．β=3.53； c．β=10.6；d．β=12.4。 三．判断题 1．结构可靠度定义中的“规定时间\是指结构的设计基准期。 ( ) 2．结构上的永久作用的值在使用期间内不随时间变化。 ( ) 3．结构上的荷载效应和结构抗力都是随机变量。 ( ) 4．国现行混凝土结构设计规范采用的是近似概率法。 ( ) 5．荷载标准值是建筑结构按极限状态设计所采用的荷载基本代表值。 ( ) 6．结构的可靠指标越大，其失效概率就越小，结构使用的时间达到设计使用年限后，失效概率会增大。 ( ) 7．偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但对结构造成的危害可能很大。 ( ) 8．结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态是同等重要的，在任何情况下都应该计算。 ( ) 9．结构的承载能力极限状态和正常使用极限状态计算中，都采用荷载设计值，因为这样偏于安全。 ( ) 10．材料强度标准值是材料强度概率分布中具有一定保证率的偏低的材料强度值。 ( ) 11．荷载的组合值系数是当结构上作用有几个可变荷载时，由于可变荷载的最大值同时出现的概率较小，为避免造成组合时结构可靠度不一致，对可变荷载设计值采取的调整系数。 ( ) 12．国设计规范，对于同一构件在进行承载力极限状态和正常使用极限状态计算时，采用同一可靠指标β。( ) 13．地震作用下产生在结构中的剪力是一种间接作用。 ( ) 14．《规范》中荷载的标准值是取在结构的使用期内，在正常情况下可能出现的最大荷载的平均值。 8 ( ) 15．结构构件的可靠指标β与结构构件的失效概率Pf有关，一般失效概率Pf越小，可靠指标β越大。 四．简答题 1．何谓结构上的作用、作用效应及结构的抗力? 2．荷载和作用有什么区别? 3．何谓结构的功能要求，它包括哪些内容?可靠度和可靠性的关系是什么? 4．我国不同类型建筑结构的设计使用年限是如何划分的? 5．结构的设计基准期和设计使用年限有何不同? 6．规范如何划分结构的安全等级? 7．何谓结构的极限状态?它包括哪两方面内容? 8．结构的功能函数和极限状态方程如何表达? 9．正态分布概率密度分布曲线有何特征?该曲线有哪些特征值?各特征值有什么含义? 10．何谓结构的失效概率Pf?何谓结构的可靠指标β？二者有何关系? 11．什么是荷载的标准值，它是怎样确定的? 12．是材料强度的标准值和设计值? 13．写出承载能力极限状态基本表达式并解释各符号的含义? 14．写出正常使用极限状态设计表达式并解释各符号的含义? 15．为什么要引入荷载的分项系数? 第二章答案 一．填空题 1．安全性、适用性、耐久性 2.承载能力极限状态、正常使用极限状态 3. 永久作用、可变作用、偶然作用 4. 1.2、1.35、1.0、0.9 5. 分布力、集中力 6. 可靠、失效 7. 可靠概率、失效概率、1 8. 3.2、3.7 9. 安全性 适用性 耐久性 10. 承载能力极限状态 正常使用极限状态 11. 建筑结构的安全等级 结构破坏类型 12. 内力组合设计值 结构构件的承载力设计值 结构构件的重要性系数 二.选择题 1. b 2. b 3. b 4. d 5. d 6. b 7. a 8. a 9. b 10. b 11. a 12. d13. d 14. c 15. b 三.判断题 1. [×] 2. [×] 3. [√] 4. [√] 5. [√] 6. [√] 7. [√] 8. [×] 9. [×] 10. [√] 11. [√] 12. [×] 13. [×] 14. [×] 15. [√] 四.简答题 1. 结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布，以及硬气结构外加变形或约束变形的原因。按其性质可分为直接作用或间接作用，以力的形式作用于结构上，称为直接作用，习惯上称荷载；以变形的形式出现在结构上，称为间接作用。按其随时间的变异分为永久作用，可变作用，偶然作用。 （1）永久作用：为在设计基准期内量值不随时间变化或变化与平均值相比可以忽略不计的作用，特点是统计规律与时间参数无关，例如结构自重，土压力等； （2）可变作用：在设计基准期内，有时出现有时不出现其量值随时间变化，且变化与平均值相比不可忽略，特点是统计规律与时间参数有关，例如风荷载，雪荷载，楼面活荷载； （3）偶然作用：在设计基准期内不一定出现，但一旦出现，往往数值大，持续时间短，例如爆炸，撞击，目前对一些偶然作用，国内尚未有比较成熟的确定的方法。 直接作用或间接作用与结构构件上，在结构构件内产生的内力或变形称为作用效应，例如梁中的弯矩，剪力，柱中的轴力，板的挠度以及变形裂缝等都属于作用效应。当为直接作用（荷载）时，其效应也称荷载效应。 结构或结构件承受内力或变形的能力称为结构抗力，亦即结构承受作用效应的能力，如构件的受弯承载力，构 9 件的刚度等。抗力与结构的形式，截面尺寸，材料等因素有关。 2. 通常能使结构产生效应的原因，多数可归结为直接作用在结构上的力集（包括集中力和分布力），因此习惯上都将结构上的各种作用统称为荷载。但是有些情况下，比如温度变化，地基变形，地面运动等现象，这类作用不是以力集的形式出现，称为荷载并不合适，就像地震时，结构由于地面运动而产生惯性力，此力是结构对地震的反应，并非是力直接作用在结构上 ，应该叫“地震作用”。因此，通常认为作用的含义较全面，而荷载只是作用的一种形式。 3. 结构在规定的设计使用年限内应满足的功能要求包括安全性、实用性和耐久性，具体包括： （1）在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用； （2）在正常使用时具有良好的工作性能； （3）在正常维护下具有足够的耐久性； （4）在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 第（1）（4）两条是结构安全性的要求，第（2）条是结构实用性的要求，第（3）条是结构耐久性的要求，三者可概括为结构可靠性的要求。以上安全性，实用性，耐久性总称为结构的可靠性，就是指结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的能力。而结构的可靠度是指结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的概率。即可靠度是可靠性的概率度量。 4. 规定的设计使用年限见表2-2-1： 表2-2-1 类别 1 2 3 4 设计使用年限（年） 5 25 50 100 性结构 替换的结构构件 房屋和构筑物 性建筑物和特别重要的建筑物 示例 5. 结构的设计基准期是是进行结构设计时为确定可变荷载及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，而设计使用年限是表示按规定指标进行设计的结构或构件，在正常施工、使用和维护条件下，不需进行大修即可达到预定目标的使用年限。当结构的实际使用年限超过设计使用年限后，结构可靠概率值可能较设计初期小，但并不意味着结构立即失效。 6. 结构设计中，按结构破坏时可能产生的后果（危及人的生命，造成经济损失，产生社会影响等）的严重程度，将结构分为三个等级。一级为重要的建筑物，一旦发生破坏，后果很严重；二级为一般建筑物，一旦发生破坏后果比较严重，例如大部分工业建筑与民用建筑属二级；三级为次要建筑，发生破坏后果不严重。一般情况下，建筑结构的安全等级宜与整个建筑物的安全等级相同，但对部分特殊构件可根据其重要程度适当调整安全等级，但不得低于三级。 7. 整个结构或构件的一部分超过某有特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态是区分可靠与失效的界限。 （1）承载能力极限状态。 承载能力极限状态对应于结构结构构件发挥允许的最大承载功能的状态，对应于结构或构件达到最大承载力或达到不合适与继续承载的变形。当出现下列状态之一时，认为超过了承载能力的极限状态： （a）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。如烟囱在风力作用下发生整体倾覆，或挡土墙在土压力作用下发生整体滑移； （b)结构构件或其连接因超过材料强度（包括疲劳破坏）而破坏。如轴压柱中混凝土达到fc ，阳台、雨篷等悬挑构件因钢筋锚固长度不足而被拔出，或构件因过度变形而不适于继续承载； （c)结构转变为机动体系。如简支板、梁，由于截面达到极限抗弯强度，是结构成为机动体系而失去承载能力； （d）结构或构件丧失稳定。如细长柱达到临界荷载发生失稳破坏； （e）地基丧失承载力而破坏。 （2）正常使用极限状态。 10 正常使用极限状态对应与结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项限值。 （a）影响正常使用或外观的变形； （b）影响正常使用或耐久性的局部破坏； (c) 影响正常使用的震动； (d) 影响正常使用其他特定状态，如沉降过大等。 8. 设结构作用效应为S，结构抗力为R，结构和构件的工作状态可用S和R的关系描述： Z=R-S=g(R,S) Z定义为结构的功能函数，当 Z>0，即R>S时，结构处于可靠状态； Z<0，即R Z=g(R,S)=0称为极限状态方程，也可表达为： Z=g(x1,x2,…,xn)=0 式中g(…)----函数记号； x1,x2,…,xn----影响结构功能的各种因素，如材料强度、几何参数、荷载等。 由于R、S均为非确定性的随机变量，因此Z=R-S也是非确定性的随机变量。 9. 正态分布概率密度分布曲线f(x)的特点是：曲线为单峰曲线，与峰值对应处横坐标为均值u；曲线以峰值为中心，对称向两边单调下降；峰值两侧各有一个反弯点，反弯点距对称轴的距离为|ζ|（标准差）； 当x→±∞时f(x)→0；曲线f(x)与横轴间的总面积为1。 正态→分布曲线有三个特征值：①平均值μ, μ是代表随机变量x的平均水平特征值，如果μ越大，曲线峰值离纵轴坐标越远；②标准差（也称均方差）ζ，标准差是代表随机变量x取值离散程度的一个特征，定义为随机变量xi与平均值μ的偏差的平方和除以（n-1）的开方。采用偏差的平方是为了避免正、负偏差的相互抵消。ζ越大，曲线越偏平，表示随机变量的离散性越大：反之，曲线瘦高，表示随机变量的离散性小；③变异系数δ，反映随机变量相对离散的特征值。由概率论可知，频率密度的积分称为概率，有正态分布概率密度曲线可知： 10. 结构能完成预定功能的概率（R>S的概率）为可靠概率Ps，不能完成预定功能的概率（R 为简化计算，规范还引入结构可靠指标?的概念，如图2-2-2所示，其计算公式是: ???R??S?z? 22?z?R??S此时,?与Pf之间存在一一对应关系,?小，Pf 大,反之?大，Pf小 。因此，? 和Pf和一样，可以作为衡量结构可靠性的指标，称?为结构的可靠指 2-1 11 标。 11. 荷载的标准值是结构在使用期间，正常情况下可能出现的最大荷载，是具有一定保证率的荷载最大值，是建筑结构各类极限状态设计采用的基本代表值。永久荷载的标准值一般根据构件的设计尺寸和材料的设计标准容量计算。可变荷载的标准是根据观察资料，并考虑工程实践经验，取其设计基准期最大荷载概率分布的某一分位置确定。 12. 材料强度标准值是符合规定质量的材料强度的概率分布的某一分位值，它具有一定的保证率。混凝土立方体抗压强度的标准值fcu,k，是由混凝土立方体抗压强度的平均值减去1.645倍的标准差得到，具有95%的保证率，轴心抗压和抗拉强度标准值有立方体抗压强度标准值换算而来。热轧钢筋取国家规定的屈服点作为强度标准值，抗拉强度的标准值与国家标准中规定的钢筋的废品极限值一致，即钢筋抗拉强度的平均值减去2倍的标准差，其保证率为97.72%。对于无明显流幅的硬钢，如预应力钢铰线、高强钢丝、热处理钢筋，取极限抗拉强度的85%作为条件屈服强度。 混凝土和各类钢筋的强度设计值分别为其强度标准值除以各自的材料分项系数。 13. 对承载能力极限状态，应考虑荷载效应的基本组合和偶然组合，表达式为： ?0S?R 式中?0——结构的重要性系数。 （1） 有可变荷载效应控制的组合 S??GSGK??Q1SQ1K???Qi?CiSQik i?2n式中 ?G永久荷载的分项系数： ?Q1 、?Qi分别为第一个可变荷载Q1k和第i个可变载荷Qik的分项系数； SGk-----永久载荷标准值的效应值； SQ1k-----按第一个可变载荷标准值Q1k计算的载荷效应值，是诸可变载荷效应中起控制作用者。当无法明显判断时，应轮次以各可变载荷效应为SQ1k，选出最不利组合为设计依据； SQik------按第i个可变载荷标准值的效应； ?ci------第i个可变载荷Qi的组合值系数，其值不应大于1。 （2） （3） 对于永久载荷效应控制的组合： S??GSGK???Qi?CiSQik i?1n对于一般排架、框架结构，可采用简化公式： S??GSGK????i?1nQiSQik 式中 ?-----简化公式中的可变载荷的组合系数，一般情况取0.9，当只有一个可变载荷时，取1.0。 14. 在正常使用极限状态计算时，对不同的设计要求，采用和的标准组合、频遇组合或准永久组合，其设计表达式为： 12 S?C （1） 对标准组合，载荷效应组合的设计S为： S?SGK?SQ1K?（2） ??i?2nCiSQik 对频遇组合，载荷效应组合的设计值S为： S?SGK??f1SQ1K?（3） ??i?2nqiSQik 对于准永久组合，载荷效应组合的设计值为： S?SGK???i?1nqiSQik 式中 ?f1----可变载荷Q1的频遇值系数； ?q1----可变载荷Qi的永久值系数； 其他符号的意义与承载力极限状态设计表达式中的符号解释相同。 15. 虽然载荷标准值有一定保证率，但统计资料表明，各类荷载标准值的保证率并不相同，如按荷载标准值设计，将造成结构可靠度的严重差异，并使某些结构的实际可靠度达不到目标可靠度的要求，所以引入载荷分项系数予以调整。考虑到载荷的统计资料尚不够完备，同时为简化计算〈建筑结构可靠度设计统一标准〉暂时按永久载荷和可变载荷两大类分别给出分项系数。 第三章 一．填空题 1．钢筋混凝土轴心受压构件计算中，?是____系数，它是用来考虑____对柱 的承载力的影响。 2．配普通箍筋的轴心受压构件的承载力为Nu?——。 3．一普通箍筋柱，若提高混凝土强度等级、增加纵筋数量都不足以承受轴心压力时， 可采用——或——方法来提高其承载力。 4．矩形截面柱的截面尺寸不宜小于——mm。为了避免矩形截面轴心受压构件长 细比过大，承载力降低过多，常取l0/b?——，l0/h?——(l0为柱的计算长 度，b为矩形截面短边边长，h为长边边长)。 5．《混凝土结构设计规范》规定，受压构件的全部纵筋的配筋率不应小于——， 且不宜超过——；一侧纵筋的配筋率不应小于——。 6．配螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件的正截面受压承载力为Nu?0.9(fcAcor?fYAS?2?fyAsso),其中，α是——系数。 二．选择题 1．一钢筋混凝土轴心受压短柱，由混凝土徐变引起的塑性应力重分布现象与纵筋配筋率ρ′的关系是：[ ] a．ρ′越大，塑性应力重分布越不明显； 13 '' b．ρ′越大，塑性应力重分布越明显； c．ρ′与塑性应力重分布无关； d．开始，ρ′越大，塑性应力重分布越明显，但ρ′超过一定值后，塑性应力重分布 2．置螺旋箍筋的钢筋混凝土柱的抗压承载力，高于同等条件下不配置螺旋箍筋时的抗压承载力是因为[ ]。 a．又多了一种钢筋受压； b．螺旋箍筋使混凝土更密实； c．截面受压面积增大； d．螺旋箍筋约束了混凝土的横向变形。 3．一圆形截面钢筋混凝土螺旋箍筋柱，柱长细比为l0／d=13。按螺旋箍筋柱计算该柱的承载力为550kN，按普 通箍筋柱计算，该柱的承载力为400kN。该柱的承载力应视为[ ] a．400kN； b．475kN； c．500kN；d．550kN。 4．一圆形截面钢筋混凝土螺旋箍筋柱，柱长细比为l0/d=10。按螺旋箍筋柱计算该柱的承载力为480kN，按普 通箍筋柱计算，该柱的承载力为500kN。该柱的承载力应视为[ ]。 a．480kN； b．490kN； C．495kN；d．500kN。 5．两个轴心受拉构件的截面尺寸、混凝土强度等级和钢筋级别均相同，只是纵筋配筋率ρ不同，则即将开裂时[ ]。 a．配筋率ρ大的钢筋应力ζs也大； b．配筋率p大的钢筋应力ζs小； c．直径大的钢筋应力ζs小； d．两个构件的钢筋应力ζs相同。 6．《混凝土结构设计规范》规定：按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的1．5倍，这是为了[ ]。 a．限制截面尺寸； b．不发生脆性破坏； c．在正常使用阶段外层混凝土不致脱落；d．保证构件的延性。 三．判断题 1．实际工程中没有真正的轴心受压构件。 [ ] 2．受压构件的长细比越大，稳定系数 ?值越高。 [ ] 3．箍筋既能提高轴心受压柱的承载力，又能提高柱的稳定性。 [ ] 4．压构件计算中，考虑到受压时容易压屈，所以钢筋的抗压强度设计值最多取为400N／mm。 [ ] 5．5．构件截面上的塑性应力重分布现象，不仅在钢筋混凝土超静定结构中存在，在钢筋混凝土静定结构中也存在。 [ ] 6．钢筋混凝土轴心受拉构件破坏时，混凝土被拉裂，全部外力由钢筋来承担。 [ ] 四．简答题 1．试述钢筋混凝土轴心受压柱的受力破坏过程。 2．简述钢筋混凝土轴心受拉构件的受力破坏阶段和特点。 3. 在配置普通箍筋和配置螺旋或焊接环式箍筋的轴心受压柱中，纵筋和箍筋的主要作用有哪些? 2l0l0l04. 轴心受压构件的稳定系数?的表格中与及的换算关系如何? dbi5. 钢筋混凝土轴心受压构件中为什么不宜采用高强度钢筋? 6. 轴心受压短柱和长柱的破坏特征有何不同?在长柱的承载力计算中如何考虑长细比的影响? 7. 螺旋箍筋柱的受压承载力为什么不应大于按式N?Nu?0.9?(fcA?fyAs)算得的受压承载力 的1．5倍?螺旋箍筋柱的受压承载力计算公式中的?是什么系数?考虑什么影响因素?如何取值? 14 ''8. 钢筋混凝土轴心受压构件受压承载力计算公式乘以0．9的目的是什么?计算时如果纵向受压钢筋的配筋率大于3%，应怎样计算? 9. 为什么螺旋箍筋柱的受压承载力比同等条件下的普通箍筋柱的承载力提高较大? 什么情况下不能考虑螺旋箍筋 的作用? 第三章答案 一．填空题 1．钢筋混凝土构件的稳定系数，构件的长细比 ’’ 2. 0.9?(fcA+fyAs) 3. 增加柱截面的尺寸、配置螺旋箍筋 4. 250*250、30、25 5. 0.6%、5%、0.2% 6. 间接钢筋对混凝土约束的折减系数 二.选择题 1.a 2. d 3. a 4. d 5. d 6. c 三.判断题 1. [√] 2. [×]：越低 3. [×]：能提高轴心受压柱的承载力，但不能提高柱的稳定性 4. [×]：考虑到混凝土的压应变限植 5. [√] 6. [√] 四.简答题 1. 对于钢筋混凝土短柱，当承受的轴向压力较小时，钢筋和混凝土处于弹性阶段，它们应力与荷载的增加成正比。当荷载较大时，混凝土表现出塑性性质，钢筋应力增长快于混凝土应力增长。达到破坏荷载时，构件出现纵向裂缝，纵筋发生压屈而外鼓，混凝土被压碎。 当纵筋的抗压强度较高时，可能回出现钢筋没有达到屈服强度而混凝土达到极限压应变的情况。对于长细比较大的柱子，各种因素形成的初始偏心矩是构件产生侧向弯曲并由此产生附加弯矩，因而降低了构件的受压承载力。如果长细比过大，柱子还可能因失稳而破坏。 2. 钢筋混凝土轴心受压构件从开始加载到破坏，经历三个阶段。 第Ⅰ阶段（开始加载～混凝土开裂），混凝土与钢筋共同受力，应力与应变基本成线形关系。随着荷载的增加，混凝土很快达到极限压应变，即将开裂。 第Ⅱ阶段（裂缝出现～钢筋屈服），裂缝出现后，裂缝截面处的混凝土很快退出工作，拉力转由钢筋承担。这个过程一直持续到钢筋屈服。 第Ⅲ阶段（钢筋屈服～构件破坏），裂缝迅速开展，荷载稍有增加甚至不增加，都会导致裂缝截面的全部钢筋达到屈服强度。此时认为构件达到破坏强度。 3. 配置纵向钢筋及箍筋的混凝土轴心受压构件中，主要利用混凝土承受轴心压力，配置的纵筋 主要是为了改善构件的延性，减小混凝土的徐变变形，承受压力以减小构件截面尺寸，并且负担可能出现的拉力。 普通箍筋柱中配置的箍筋可固定纵筋的位置，形成钢筋骨架，防止纵筋受压后过早压屈而失 稳，并对核心混凝土起到一定的约束作用，可改善轴心受压构件的脆性性质。 螺旋箍筋柱中配置的密排螺旋筋和焊接环式箍筋，可以有效约束核心混凝土的横向变形，使 混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土的抗压强度和构件的延性。 4. 矩形截面根据l0/b查取?值，而圆形截面根据l0/b查取?值，对于任意截面则用l0/i查取 15 ?，但同一个?可对应上述三种比值，他们的计算关系如下： 对于矩形与圆形截面，根据二者面积不变，惯性矩不变的原则求得矩形短边与圆形截面直径之间的关系，再进行换算即得： ??d2?4?bh?? ???d4b3h???12?64 解得 h=0.905d,b=0.866d 当 l0l?14时，解得 0?14?0.866?12.124?12 bd对于任意截面与圆形截面，由于 ?d4i?I?A64?d ?d244 当 l0l?12时，解出 0?12?4?48其他以此类推。 bi5. 实验表明，钢筋混凝土短柱在混凝土破碎时的压应变值比混凝土棱柱体的极限压应变略高，其主要原因是纵筋起到调整混凝土应力的作用，改善了受压破坏的脆性性质。计算时，取混凝土的极限压应变约为0.002，这时混凝土达到棱柱体抗压强度fc，相应的纵筋最大应力约为 ?'s?Es?0.002?(2.0~2.10)?105?0.002?400~420N/mm2对于 HPB235,HRB335,HRB400和RRB400热扎钢筋已超过抗压屈服强度设计值，但对于屈服强度或条件屈服强度高于400～420N/mm的钢筋，其抗压强度设计值最大只能取f'y?400N/mm。因此轴心受压 2 2构件中不宜采用高强度钢筋。 6. 当钢筋混凝土短柱承受的轴心受压较小时，钢筋和混凝土处于弹性阶段，钢筋、混凝土应力 的增加成正比。当荷载较大时，混凝土表现出塑性性质，钢筋应力增长快于混凝土应力增长。达到破坏荷载时构件出现纵向裂缝，纵筋首先受压屈服而外鼓，接着混凝土达到极限压应变而破坏。 对于长细比较大的柱子，实验表明，由各种因素造成的初始偏心对构件的受压承载力影响较 大，不可忽略。由初始偏心产生的附加弯矩和相应的侧向挠度，而侧向挠度又增加了荷载的偏心矩。随荷载的增加，构件在压力和弯矩的共同作用下而破坏。对于长细比很大的细长柱，还可能发生丧失稳定性的破坏。长柱破坏的特征是凸侧混凝土出现水平裂缝，凹侧出现纵向裂缝直至混凝土压碎，纵筋被压屈而外鼓。 实验结果表明，长柱的破坏荷载低于相同条件下短柱的破坏荷载，而且长细比越大，承载能 16 力降低越多。此外，在荷载的长期作用下由于混凝土的徐变，构件的倾向挠度还将继续增加，对构件的受压承载力有一定的不利影响。规范采用稳定系数来表示长柱承载力的降低程度，即：??N1u/Nsu 式中Nu、N取值。 7. 《规范》规定螺旋或焊接环式间接钢筋轴心受压柱的受压承载力按下列公式计算： 1su分别为长柱和短柱的承载力。 ?主要与柱的长细比l0/b有关，规范中给有稳定系数?的 N?Nu?0.9(fcAcor?2?fyAss0?f'yA's) 按上式算得的构件受压承载力不应大与按式N?Nu?0.9?(fcA?f'yA's)算得的受压承载力的1.5倍，是为了保证在正常使用阶段箍筋外围的混凝土不至过早剥落。 螺旋箍筋柱受压承载力计算公式中的α是间接钢筋对混凝土约束的折减系数，考虑了不同的混凝土强度等级对三向受压时混凝土轴心抗压强度提高程度的影响。 ?取值：当混凝土强度等级不超过C50时，?=1.0；当混凝土强度等级为C80时，?=0.85；其间按线性内差法确定。根据国内外的实验结果，当混凝土的强度等级大于C50时，间接钢筋对混凝土的约束作用将会降低。为此，当混凝土强度等级在C50～C80之间时，给出折减系数?。 8. 《混凝土规范》将钢筋混凝土短柱和长柱的受压承载力统一写成： N?Nu?0.9?(fcA?f'yA's) 公式右边乘以系数0.9是为了使轴心受压构件受压承载力与偏心受压构件受压承载力具有相近的可靠度。当纵向钢筋配筋率大于3%时，上式中的A应改用(A?A's)代替。 9. 螺旋箍筋柱的螺旋箍筋不会像普通箍筋那样容易“崩开”，因而能有效的约束核心混凝土受压 时的侧向变形，抑制内部微裂缝的发展，是混凝土处于三向受压状态，从而提高了混凝土的抗压强度和变形能力。实验表明，岁轴心压力的增大，混凝土横向变形逐渐增大，并在螺旋筋或焊接环筋中产生较大的环向拉力，从而对核心混凝土形成间接的被动侧压力。当混凝土的压应变达到无约束混凝土的极限压应变时，螺旋筋或焊接环筋外面的保护层混凝土开始剥落，这时构件并未达到破坏状态，还能继续增加轴向压力，直至最后螺旋筋或焊接环筋的应力达到抗压屈服强度，就不能再有效的约束混凝土的侧向变形，构件即告破坏。因此，螺旋箍筋柱的受压承载力比同条件下的普通箍筋柱的承载力提高较大。 当遇到下例任意一种情况时，不能考虑螺旋箍筋的作用。 （1）当l0/d>12时，因构件长细比较大，可能由于初始偏心引起纵向弯曲，降低构件的承载力，使得间接钢筋不能发挥作用。 （2）当按式N?Nu?0.9(fcAcor?2?fyAss0?f'yA's)算得的构件受压承载力小于式 N?Nu?0.9?(fcA?f'yA's)算得的受压承载力时，因 N?Nu?0.9(fcAcor?2?fyAss0?f'yA's)式中只考虑混凝土的核心截面面积，而当外围混凝土相对 17 较厚而间接钢筋相对较少时，就有可能出现上述情况，实际上构件所能达到的承载力等于式 N?Nu?0.9?(fcA?f'yA's)的计算结果。 (3)当间接钢筋的换算截面面积ASS0小于纵向钢筋的全部截面面积的25%时，可以认为间接钢筋配置的太少，它对核心混凝土的约束作用不明显。 第四章 一.填空题 1. 通过对适筋梁受弯性能的试验研究可以得出，受弯构件的正截面抗裂验算是以——状态为依 据；裂缝宽度验算是以——应力阶段为依据；承载力计算是以——状态为依据；变形验算是以——应力阶段为依据。 2. 适筋梁的特点是破坏始于——，钢筋经塑性伸长后，受压区边缘混凝土的压应变达到——而破坏；超筋梁的破坏始于——，破坏时挠度不大，裂缝很细，属于——性破坏。 3. 适筋梁中规定ρ≤?max工程意义是——；ρ≥?min的工程意义是——。 4. ?min是依据——确定的。 5. 对单筋T形截面受弯构件，其配筋率ρ是按肋宽b计算的，即??As/(bh0),而不是按 As/(b'fh0)计算的，其中As、b、b'f和h0分别为——、——、——和——。这是因为一--。 6. 在受压区配置受压钢筋As'，主要可提高截面的——和——。 7. 在适筋梁范围内，在不改变截面尺寸和配筋率的情况下，影响钢筋混凝土梁正截 面受弯承载力的主要因素是——。 8. 在应用双筋矩形截面梁的基本计算公式时，应满足下列适用条件：①——； ②——；其中第①条是为了防止——，而第②条是为了保证—— 9. 矩形截面梁的高宽比一般是——，T形截面梁的高宽比一般是——。 10. 在受弯构件的正截面承载力计算中，可采用等效矩形压应力图形代替实际的曲线 应力图形。两个图形等效的原则是——和——。 11. 单筋矩形截面受弯构件，由于含钢量不同可以发生少筋、适筋和超筋的破坏形态， 其中少筋、超筋为________破坏，适筋为________破坏。 12. 在受弯构件承载力计算公式的推导中，压区混凝土应力采用了等效矩形应力图，其等效的原则是________不变和________不变。 13. T形截面受压区高度x的不同，在T形截面计算中分为两种类型：当_______时为第一类T形截面，当_______ 时为第二类T形截面。 二.选择题 1. 钢筋混凝土梁的受拉区边缘混凝土达到下述哪一种情况时，开始出现裂缝? [ ] a．达到混凝土实际的轴心抗拉强度； 18 b．达到混凝土轴心抗拉强度标准值； c．达到混凝土轴心抗拉强度设计值； d．达到混凝土弯曲受拉时的极限拉应变值。 2. 适筋梁在逐渐加载过程中，当受拉钢筋刚刚屈服后，则[ ]。 a．该梁达到最大承载力而立即破坏； b．该梁达到最大承载力，一直维持到受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏； C．该梁达到最大承载力，随后承载力缓慢下降，直至破坏； d．该梁承载力略有增加，待受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏。 3. 截面尺寸和材料强度等级确定后，受弯构件正截面受弯承载力与受拉区纵向钢筋 配筋率ρ之间的关系是[ ]。 a．ρ愈大，正截面受弯承载力也愈大； b．ρ愈大，正截面受弯承载力愈小； c．当ρ＜ρ max 时，ρ愈大，则正截面受弯承载力愈小； d．当ρmin≤ρ≤ρmax时，ρ愈大，正截面受弯承载力也愈大。 4. 有两根其他条件均相同的受弯构件，仅正截面受拉区受拉钢筋的配筋率ρ不同， 一根ρ大，一根ρ小。设Mcr是正截面开裂弯矩， Mu是正截面受弯承载力， 则P与Mcr/Mu的关系是[ ]。 a．ρ大的，Mcr/Mu大； b．ρ小的，Mcr/Mu大； c．两者的Mcr/Mu相同； d．无法比较。 5. 有一根钢筋混凝土单筋矩形截面受弯构件；其截面宽度为b，截面高度为h，截面 有效高度为h0，纵向受拉钢筋采用HRB400级，混凝土强度等级为C30，其配筋量使 混凝土受压区高度x=0.8h0，则其截面所能承受的弯矩为[ ]。 a．αlfcbh0ξb(1-0.5ξb)； b．αlfcbh0ξ(1-0.5ξ) c．αlfcbx (h0-0.5x)； d．αsαlfcbh0 6.提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是[ ]。 a．提高混凝土强度等级； b．增加保护层厚度； c．增加截面高度； d．增加截面宽度： 7. 钢筋混凝土现浇板中分布钢筋的主要作用不是[ ]。 a．承受两个方向的弯矩； b．将板面荷载均匀地传给受力钢筋； c．形成钢筋网片固定受力钢筋；d．抵抗温度和收缩应力。 8. 在T形截面梁的正截面承载力计算中，假定在受压区翼缘计算宽度bf′， 内，[ ]。 a．压应力均匀分布； b．压应力按抛物线型分布； c．压应力按三角形分布；d．压应力部分均匀分布，部分非均匀分布。 9. 在T形截面梁的正截面承载力计算中，当M>αlfcbf′hf′(h0-0.5hf′)，则该截面 属于[ ]。 a．第一类T形截面； b．第二类T形截面； c．第一、第二类T形截面的分界； d．双筋截面。 19 2 2 10. 在进行钢筋混凝土双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算时，要求受压区高度 x≥2as的原因是[ ]。 a．为了保证计算简图的简化； b．为了保证不发生超筋破坏； C．为了保证梁发生破坏时受压钢筋能够屈服； d．为了保证梁发生破坏时受拉钢筋能够屈服。 11.混凝土保护层厚度指[ ]。 a．钢筋内边缘至混凝土表面的距离； b．纵向受力钢筋外边缘至混凝土表面的距离； c．箍筋外边缘至混凝土构件外边缘的距离； d．纵向受力钢筋重心至混凝土表面的距离。 12. 在钢筋混凝土受弯构件中，纵向受拉钢筋屈服与受压区边缘混凝土压碎(达到混 凝土弯曲受压时的极限压应变)同时发生的破坏为[ ]。 a．适筋破坏； b．超筋破坏； c．少筋破坏； d．界限破坏或平衡破坏。 13. 在单筋适筋梁中，受拉钢筋配置得越多，则[ ]。 a．梁的延性越大； b．梁的延性越小； c．梁的延性不变； d．梁发生超筋破坏。 2 14. 一钢筋混凝土矩形截面梁，混凝土强度等级为C35，ft=1.57N/mm钢筋采用 2 HRB400级， fy=360N/mm，则纵向受拉钢筋的最小配筋率ρmin为[ ]。 a． 0.20%； b． 0.24%； c． 0.21%； d． 0.25%。 15. 在进行钢筋混凝土矩形截面双筋梁正截面承载力计算时，若x<2as时，则说 明[ ]。 a．受压钢筋配置过多； b．受压钢筋配置过少； c．截面尺寸过大； d．梁发生破坏时受压钢筋早已屈服。 16. 单筋矩形截面，为防止超筋破坏的发生，应满足适用条件ξ≤ξb。与该条件等同的 条件是( )。 A．x≤xb B.ρ≤ρ max =ξ fyb fcm C．x≥2a?s D．ρ≥ρ min 17. 双筋矩形截面梁设计时，若As和AS均未知，则引入条件ξ=ξb，其实质是( )。 A．先充分发挥压区昆凝土的作用，不足部分用AS补充，这样求得的As+AS较小 B．通过求极值确定出当ξ=ξb时，(As+AS)最小 C．ξ=ξb是为了满足公式的适用条件 D．ξ=ξb是保证梁发生界限破坏 18. 两类T形截面之间的界限抵抗弯矩值为( )。 20 ????A．MF?fcmbh0?b(1?0.5?b) B. MF?fcmbfhf(h0??2???hf2?) hf2hf2?) ???hf2?) C. MF?fcm(bf?b)hf(h0????D. MF?fcm(bf?b)hf(h0????)+ASfy(h0?三.判断题 1. 少筋梁发生正截面受弯破坏时，截面的破坏弯矩一般小于正常情况下的开裂弯矩。 [ ] 2. 对于x?hf的T形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为b'f的矩形截 面梁，所以其配筋率应按 '??As/(b'fh0)计算。 [ ] 3. 板中的分布钢筋应与板中的受力钢筋平行。 [ ] 4. 在截面的受压区配置一定数量的钢筋对改善混凝土的延性没有作用。 [ ] 5. 在受弯构件中，采用受压钢筋协助混凝土承受压力一般来说是比较经济的。[ ] 6. 截面的平均应变符合平截面假定是指在开裂区段中的某一个截面的应变符合平截面假定。 [ ] 7. 相对受压区高度?与配筋率?的大小有关。一般地，?越大，?越小。 [ ] 8. 若???b，则梁发生破坏时的受压区边缘混凝土纤维应变?c??cu，同时受拉钢筋的 拉应变?s>?y，即梁发生破坏时受拉钢筋已经屈服，梁发生的破坏为超筋破坏情况[ ] 。 9. 若???b，并且梁发生破坏时的受压区边缘混凝土纤维应变???cu，同时受拉钢筋的拉应变 ?s??y，则表明梁是在受拉钢筋屈服后才发生了受压区混凝土的压碎，即梁发生的破坏为适筋破 坏情况。 [ ] 10. 若???b，则梁发生破坏时的受压区边缘混凝土纤维应变，同时受拉钢筋的拉应变 恰好为?s??y，表明梁发生的破坏为界限破坏情况，与此相应的纵向受拉钢筋配筋 率称为界限配筋率?b。 [ ] 11. 在受弯构件正截面承载力计算中，只要满足ρ≤ρma的条件，梁就在适筋范围内。( ) 12. 以热轧钢筋配筋的钢筋混凝土适筋梁，受拉钢筋屈服后，弯矩仍能有所增加是因为钢筋应力已进入了强化阶段。 ( ) 13. T形截面受压翼缘的实际应力分布是不均匀的，靠近肋部较大，越远离肋部应力值越小。 ( ) 四.简答题 1. 简述钢筋混凝土适筋梁三个工作阶段的特点以及工程意义。 21 2. 简述钢筋混凝土梁正截面的三种破坏形态及特点。 3. 何为深受弯构件? 4. 何为梁的配筋率界限? 5. 混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么? 6. 计算受弯承载力时，受压区混凝土的等效应力图形是如何简化的? 7. 分析界限相对受压区高度?b及梁的最大配筋率的关系。 8. 受弯构件的最小配筋率?min如何确定? 9. 单筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是什么? 10. 什么情况下应该采用双筋梁? '11. 双筋梁计算公式为何要满足x?2as，不满足时，如何处理? 12. 两类T形截面的受弯构件如何判别? 13. 写出第二类T形截面受弯构件正截面承载力计算公式及适用条件。 14. 梁中配置的钢筋共有哪几类? 15. 何谓梁的延性?有何意义? 第四章答案 一．填空题 1．Ⅰa、Ⅱ、Ⅲa、Ⅱ 2. 受拉钢筋的屈服、其弯曲受压时的极限压应变、受压区边缘混凝土的压碎、脆 3. 使梁不致为超筋梁，使梁不致为少筋梁 4. Ⅲa 受力状态计算的钢筋混凝土梁正截面（???min）承载力Mu与相同条件下素混凝土梁按Ⅰa受力状态计算的开裂弯矩Mcr相等的原则，同 时考虑裂缝宽度限值和工程经验等因素。 5. 纵向受拉钢筋的截面面积、梁肋的宽度、受压区翼缘总宽度、截面有效高度、T形截面的有效翼缘在受压区，其开裂弯矩与宽度为b及高度为h的矩形截面的开裂弯矩相差不大 6. 延性、承载力 7. 纵向受力钢筋的级别 8. 发生超筋???b、x?2a?s、 破坏、受压钢筋在破坏时能够屈服 9. 2.0～3.5、2.5～4.0 10. 混凝土压应力的合力大小相等、 混凝土压应力的合力的作用点位置不变 11. 脆性 延性 12. 混凝土受压的合力大小不变 混凝土受压合力的作用位置不变 13. x≤hf； x>hf 二.选择题 1. d 2. d 3. d 4. b 5. a 6. c 7. a 8. a 9. b 10. c 11. b 12. d 13. b 14. a 15. a 16. A 17. A 18. B 三.判断题 1. [×] 2. [×] 3. [×] 4. [×] 5. [×] 6. [×] 7. [×] 8. [×] 9. [√] 10. [√] 11. [×] 12. [×] 13. [√] 四.简答题 1. 钢筋混凝土适筋梁从开始加载到最后发生正截面受弯破坏，其整个受力过程可分为三个阶段。其中第一阶段是外荷载较小时梁截面受拉区混凝土未出现裂缝，即适筋梁的无裂缝工作阶段，也称弹性阶段或第Ⅰ阶段。当梁截面受拉区边缘混凝土处于即将开裂的状态时，称为第Ⅰ阶段末，以Ⅰa表示。Ⅰa状态的特点是受压区混凝土应力图形接近于直线并成三角形分布，而受拉区混凝土应 22 ''力图形是曲线分布，并且受拉区边缘的拉应变已达到了混凝土弯曲受拉时的极限拉应变，截面受拉区混凝土即将出现裂缝，因此可作为受弯构件抗裂验算的依据，相应的计算荷载、截面弯矩及材料强度等均应采用标准值。 第Ⅱ阶段是梁截面受拉区混凝土裂缝出现和开展的阶段。在此阶段过程中，梁是带裂缝工作的，其主要特点是：在裂缝截面处，受拉区混凝土大部分已经退出工作，拉力主要由纵向受拉钢筋承受，并且钢筋应力小于其屈服强度；受压区混凝土已有塑性变形产生，但发展尚不充分，压应力图形为曲线；弯矩与截面曲率呈曲线关系，截面曲率和挠度的增长速度加快。由于第Ⅱ阶段是一般混凝土梁的正常使用工作阶段，因此可作为梁在正常使用阶段变形和裂缝开展宽度验算的依据，相应的计算荷载，截面弯矩及材料强度等均应采用标准值。 第Ⅲ阶段是适筋梁的破坏阶段，在次阶段中，裂缝截面处的受拉钢筋已经屈服，因此其拉力保持为常值；裂缝截面处受拉区大部分混凝土已经退出工作，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；由于裂缝开展使截面内力臂略有增加，故截面弯矩也略有增加；弯矩-曲率为接近于水平直线的曲线。当受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变时，受压区边缘混凝土将被压碎并向外鼓出，梁即将破坏，称为第Ⅲ阶段末，以Ⅲa表示。Ⅲa状态是适筋梁正截面承载能力的极限状态，因此可作为适筋梁正截面承载能力的计算依据，相应的计算荷载、截面弯矩及材料强度等均应采用设计值。 2. 根据配筋率的大小不同，钢筋混凝土梁正截面将发生三种破坏状态，即适筋破坏、超筋破坏 和少筋破坏。适筋破坏的形式及特点为：当纵向受拉钢筋的配筋率适中时，梁在整个加载过程中经历了三个比较明显的受力阶段，达到破坏阶段时其主要特点是纵向受拉钢筋先屈服，受压区混凝土随后才被压碎，并且在此过程中，由于纵向受拉钢筋从屈服到梁发生完全破坏之前要产生较大的塑性变形，所以梁的挠度和裂缝宽度较大，能够给人以明显的破坏预兆，说明这种破坏在其截面承载力没有明显变化的情况下具有较好的承受变形的能力，即具有较好的延性，因此属于延性（塑性）破坏类型，同时钢筋和混凝土的性能也得到了充分发挥和利用。 超筋破坏的形式及特点为：当纵向受拉钢筋的配筋率很大时，梁在整个加载过程中仅仅经历 了Ⅰ、Ⅱ两个受力阶段，当破坏时其特点主要是受压区混凝土先压碎，并且纵向受拉钢筋在梁发生破坏时没有屈服。这种梁的裂缝出现及开展情况与适筋梁相仿，但破坏过程不同，此时受拉钢筋应力较小，裂缝开展宽度及高度都小，梁的挠度也小。当受压区边缘混凝土达到极限压应变后，混凝土被突然压坏而引起梁的破坏。此过程没有明显的预兆，属于脆性破坏。同时不能充分利用钢筋的强度，故设计中应避免使用。 少筋破坏：当配筋率很小时，由于受拉区混凝土的开裂，在整个破坏过程中，梁仅经历了弹性阶段。梁一旦出现裂缝，裂缝截面处钢筋应力迅速增长并可能超过屈服强度而进入强化阶段，甚至钢筋可能被拉断。梁的破坏始于拉区混凝土出现第一条裂缝，首先出现裂缝的截面一般就是破坏截面，裂缝宽度较大且沿梁高延伸较长。破坏属突然性的，也属“脆性破坏”。故设计中应避免。其承载力大致相当于素混凝土梁。 3. 一般混凝土受弯构件的跨高比l0/h?5，但在实际工程中，经常遇到l0/h?5的受弯构件。此类构件的内力及截面应力分布等与一般混凝土受弯构件相差较大，称为深受弯构件。深受弯构件具有巨大的 23 承载力，不仅广泛应用于建筑工程，而且也普遍应用于水工、港工、铁路、公路、市政等其他土木工程领域。 4. 在受弯构件正截面设计中，从安全与经济方面考虑，都应设计成适筋梁，避免少筋和超筋出现，这可以用控制配筋率?来实现。最大配筋率?max是适筋梁和超筋梁的界限，即适筋梁配筋率的上限，在钢筋应变达到屈服应变?y时受压区边缘混凝土应变也达到极限压应变?cu。最小配筋率?min是适筋梁和少筋梁的界限，即适筋梁配筋率的下限。从截面的抗弯能力出发，配有?min的混凝土梁在破坏时所能承受的弯矩等于同截面素混凝土梁所能承受的弯矩。在适筋梁的范围内，配筋率不同的梁的延性也不同，配筋率大，延性低，配筋立率小，延性高。 5. 采用适筋梁破坏阶段的Ⅲa阶段的应力图形，也就是Ⅲa阶段末受力状态为依据，经过试验研 究分析及简化，采用如下规定： （1）平截面假定：构件截面在弯曲变形后，截面平均应变符合平截面假定，即截面上的应变沿梁高为线形分布。 （2）不考虑拉区混凝土的抗拉能力，即认为截面受拉区的拉力全部由受拉钢筋来承担。 （3）钢筋的应力?s：认为钢筋为理想的弹塑性材料，其?s-?s关系如下： 当0??s??y时， ?s??sEs 当?s??y时， ?s?fy 受压区混凝土?c-?c曲线：“规范”采用的曲线为混凝土强度计算的简化曲线，按此求的压 应力的合力与试验值符合较好。 当???0时， ?c?fc[1?(1??c/?0)n] 当?0??c??cu时， ?c?fc n?2?(fcu,k?50)/60 ?0?0.002?0.5(fcu,k?50)?10?5 式中 ?cu?0.0033?(fcu,k?50)?10?5 ?c——混凝土压应变为?c时的混凝土压应力； fc——混凝土轴心抗压强度设计值； 当计算的?0值小于0.002时，取为0.002； ?0——混凝土压应力刚好达到fc时的混凝土压应变； 24 ?cu——正截面混凝土极限压应变，当处于非均匀受压时，按上述公式计算，如计算值当 ?cu>0.0033，取为0.0033，当处于轴心受压时取?cu=?0； fcu,k——混凝土立方体抗压强度的标准值； n ——系数，当计算的n值大于2.0时，取为2.0。 6. 在破坏时受压区混凝土的实际应力比较复杂，进行计算简化采用如下原则： (1) 等效应力图形的面积与理论图形面积相等，即压应力合力大小不变。 (2) 等效应力图形的形心与理论图形形心位置相同，即压应力合力大小不变。 根据以上假定以及试验研究和理论分析，系数?1和?1，取值如下：混凝土强度等级不超过C50,取 ?1=1.0，?1=0.8；混凝土强度等级不超过C80,取?1=0.94，?1=0.74；混凝土强度等级在C50～C80之 间时，按线性内插法确定。 7. （1）界限相对受压区高度?b。 当正截面纵向受拉钢筋达到屈服的同时，受拉区边缘混凝土应变刚好达到其极限压应变?cu，此时梁的受拉区高度xb与梁有效高度h0的比值（?b?xb/h0）叫做梁的界限相对受压区高度。由于 ?b?xb/h0??1?cu/(?cu??y)??1/(1??y/?cu)??1/(1?fy/?cuEs)，因?b与?cu和 Es有关，故不同级别的?b不同。当???b时（x??bh0）受拉钢筋在破坏可达到屈服强度fy，属“适 筋破坏”，当???b时（x??bh0），?s?fy属“超筋破坏”。因此?b是用来衡量构件破坏时，钢筋强度能否被充分利用的一个特征值。 （2）最大配筋率?max ?max是超筋梁和适筋梁的界限配筋率，是适筋梁的上限配筋率，?max和?b都是在钢筋应力达到屈 服的同时压区边缘混凝土应变达到?cu的情况下发生的。根据截面平衡条件得 ?X?0，即 ?1fcbx?fyAs，x?fyAs/(?1fcb)。而??x/h0?fyAs/(?1fcbh0)??fy/(?1fc)，取???b时， 相应的?为?max，则?max=?b?1fc/fy。 8. 为避免配筋过低出现一裂即坏的现象，工程设计中要确定梁的最小配筋率?min，它规定了少筋与适筋梁界限，即配筋率的下限。理论上将对配有?min的钢筋混凝土，它破坏时所能承担的弯矩Mu（按Ⅲa阶段计算）等于同截面素混凝土梁所能承担的弯矩Mcr（按Ⅰa阶段计算的开裂弯矩）。设计时，如 25 计算出???min需按?min来配钢筋。同时，规范在给出最小的配筋率?min的规定时还考虑了温度、收 缩应力影响、构造要求及以往的经验等。 9. （1）由于计算公式是建立在适筋梁的基础上，为防止出现超筋破坏 ??x??b h0或 ??As?f??max??b1c bh0fy（2）为防止少筋破坏 As??mibhn0 10. 以下情况可采用双筋梁： （1）截面承受的设计弯矩较大，超过了单筋截面适筋梁所能承受的最大弯矩 Mmax??1fcbh0?b(1?0.5?b)，而截面尺寸和材料强度等级强度又不可能增大和提高时。 （2）当梁的同一截面内力受变号弯矩作用时。 （3）因构造要求，在截面受压区也配有受压钢筋时。 11. 如果双筋梁出现x?2a?s时，则表明受压钢筋的压应变太小，受压钢筋的位置离中和轴太近，其应力达不到抗压强度设计值fy?，为保证受压钢筋的压应力达到屈服，应满足受压区高度x?2a?当不满s。足上述条件时，可近似取x?2a?s。梁的承载力由下式求得：M?fyAs(h0?as) 12. 根据T形截面中和轴位置的不同，T形截面可分为两种类型： 第一类：中和轴在翼缘内，即x?h?f； 第二类：中和轴在腹板内，即x?h?f。 由于两类截面受压区形状不同，计算方法也不同。当下面两式得以满足时，即为第一 T形截面，否则为第二类T形截面： 2?? M??1fcb?fhf(h0?13. 基本公式如下： ?hh)或 fyAs??1fcb?fh?f 2?N?0 ?1fcbx??1fc(b?f?b)h?f?fyAs ?hhx??? ?M?0 M??1fcbx(h0?)+?1fc(bf?b)hf(h0?) 22适用条件： 26 （1）???max或??x??b； h0（2）As??minbh0（一般均能满足不必验算）。 14. （1）纵向受力钢筋：承受弯矩引起的拉力，配在截面的受拉区。有时受拉区配置一定数量的纵向 受力钢筋，协助混凝土承担压力。 （2）弯起钢筋：由纵向受力钢筋弯起而成。水平段承受由弯矩引起的拉力，倾斜段与混凝土和箍筋共 同承受该梁段斜截面的剪力。 （3）箍筋：承受梁的剪力；与梁的下部钢筋一起构成钢筋骨架；固定受力钢筋的位置。 （4）架立钢筋：平行于纵向受力钢筋配置在梁的受压区，用以固定箍筋的位置，并承受因温度变化和混凝土收缩所产生的拉应力。 （5）侧面构造钢筋：用以增强钢筋骨架的刚性，提高梁的抗扭能力，并承受因温度变化和混凝土收缩 所产生的拉应力，抑制梁侧裂缝开展，俗称腰筋。梁高较大时，需配置这种构造钢筋。 15. 混凝土结构延性是指材料、截面、构件或整个构件的变形超过其弹性范围以后在承载能力没有显著下降的情况下，承受变形的能力。也可说是在破坏以前所能承受的非弹性变形的能力。 延性直接影响着塑性铰的转动能力，因此具有一定的截面延性是保证梁的抗震性能，实现混凝土连续梁（板）和框架等超静定结构塑性内力重分布的前提。地震作用下，如果结构的延性好，可使结构刚度不断降低，大量吸收地震能量，减少震害。少筋梁和超筋梁延性差，梁在适筋范围内，受拉配筋率?（或受压区高度）大时梁延性小，受拉筋配筋率?小时延性较好。对于抗震结构，需将受压区高度控制在一定范围内，以及采取一些其他构造要求以保证梁的延性。 第五章 一.填空题 1. 偏心受压构件正截面破坏有——和——破坏两种形态。当纵向压力N的相对偏心距e0/h0较大，且As 不过多时发生——破坏，也称——。其特征为——。 2. 小偏心受压破坏特征是受压区混凝土——，压应力较大一侧钢筋——，而另一侧钢筋受拉——或者 受压——。 3. 界限破坏指——，此时受压区混凝土相对高度为——。 4. 偏心受压长柱计算中，由于侧向挠曲而引起的附加弯矩是通过_____来加以考虑的。 5. 钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算时，其大小偏压破坏的判断条件是：当____为大偏压破 坏；当——为小偏压破坏。 6. 钢筋混凝土偏心受压构件在纵向弯曲的影响下，其破坏特征有两种类型：①——；②——。对于长柱、短柱和细长柱来说，短柱和长柱属于——；细长柱属于——。 7. 柱截面尺寸bxh (b小于h)，计算长度为l0 。当按偏心受压计算时，其长细比为——；当按轴心受压计算时，其长细比为——。 8. 由于工程中实际存在着荷载作用位置的不定性、——及施工的偏差等因素，在偏心受压构件的正截 面承载力计算中，应计入轴向压力在偏心方向的附加偏心距ea，其值取为——和——两者中的较大 27 值。 9. 钢筋混凝土大小偏心受拉构件的判断条件是：当轴向拉力作用在As合力点及As’合力点——时为大偏 心受拉构件；当轴向拉力作用在As合力点及As’合力点——时为小偏心受拉构件。 10. 沿截面两侧均匀配置有纵筋的偏心受压构件其计算特点是要考虑——作用，其他与一般配筋的偏心 受压构件相同。 11. 偏心距增大系数??1?l(0)2?1?2式中：ei为______;l0/h为_____；ξ1为 e1400ihh01 ______。 12. 受压构件的配筋率并未在公式的适用条件中作出限制，但其用钢量As+As′最小为______，从经济角度而言一般不超过_____。 13. 根据偏心力作用的位置，将偏心受拉构件分为两类。当e0______时为小偏心受拉， 当e0______时为大偏心受拉。 14. 偏心受拉构件的斜截面承载力由于轴向拉力的存在而_____。 二.选择题 1. 钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是[ ]。 a．远离纵向力作用一侧的钢筋拉屈，随后另一侧钢筋压屈，混凝土亦压碎； b．靠近纵向力作用一侧的钢筋拉屈，随后另一侧钢筋压屈，混凝土亦压碎； c．靠近纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈； d．远离纵向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈。 2. 对于对称配筋的钢筋混凝土受压柱，大小偏心受压构件的判断条件是[ ]。 a．εei〈0.3h0时，为大偏心受压构件； b.ξ>ξb时，为大偏心受压构件； c．ξ≤ξb时，为大偏心受压构件； d．εei>0.3h0时，为大偏心受压构件。 3. 一对称配筋的大偏心受压柱，承受的四组内力中，最不利的一组内力为[ ]。 a． M=500kN·m N=200KN； b． M=491KN·m N=304KN； c． M=503KN·m N=398KN； d． M=-512KN·m N=506KN。 4. 一小偏心受压柱，可能承受以下四组内力设计值，试确定按哪一组内力计算所得配筋量最大?[ ] a． M=525KN·m N=2050KN； b． M=525KN·m N=3060KN； c． M=525KN·m N=3050KN； d． M=525KN·m N=3070KN。 5. 钢筋混凝土矩形截面大偏压构件截面设计当x<2a′s时，受拉钢筋的计算截面面积As的求法是[ ]。 a．对受压钢筋合力点取矩求得，即按计算x<2a′s； b．按x<2a′s计算，再按A′s=0计算，两者取大值； c．按x=ξbh0计算； d．按最小配筋率及构造要求确定。 6. 钢筋混凝土矩形截面对称配筋柱，下列说法错误的是[ ]。 a．对大偏心受压，当轴向压力N值不变时，弯矩M值越大，所需纵向钢筋越多； b．对大偏心受压，当弯矩M值不变时，轴向压力N值越大，所需纵向钢筋越多； c．对小偏心受压，当轴向压力N值不变时，弯矩M值越大，所需纵向钢筋越多； d．对小偏心受压，当弯矩M值不变时，轴向压力N值越大，所需纵向钢筋越多。 7. 一矩形截面对称配筋柱，截面上作用两组内力，两组内力均为大偏心受压情况，已知M1 (M1,N1)作用下，柱将破坏，那么在 (M2,N2)作用下[ ]。 a．柱不会破坏； b．不能判断是否会破坏； c．柱将破坏； d．柱会有一定变形，但不会破坏。 8. 《混凝土规范》规定，当矩形截面偏心受压构件的长细比l0/h [ ]时，可以取ε=1。 28 a．≤8； b．≤17.5； C．≤5； d．≤6。 9. 下列关于钢筋混凝土受拉构件的叙述中，[ ]是错误的。 a．钢筋混凝土轴心受拉构件破坏时，混凝土已被拉裂，开裂截面全部外力由钢筋来承担； ′ b．当轴向拉力N作用于As合力点及As合力点以内时，发生小偏心受拉破坏； c．破坏时，钢筋混凝土轴心受拉构件截面存在受压区； d．小偏心受拉构件破坏时，只有当纵向拉力N作用于钢筋截面面积的“塑性中心”时，两侧纵向钢 筋才会同时达到屈服强度。 10. 有一种偏压构件(不对称配筋)，计算得A2 s=-462mm，则[ ]。 a．A2 s按-462mm。配置； b．As按受拉钢筋最小配筋率配置； C．As按受压钢筋最小配筋率配置；d．As可以不配置。 11. 钢筋混凝土偏心受压构件，其大小偏心受压的根本区别是[ ]。 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．偏心距的大小； d．受压一侧混凝土是否达到极限压应变值。 12. 对称配筋工形截面偏心受压柱，计算得εei>0.3h0，则该柱为[ ]。a．大偏压； b．小偏压； C．不能确定；d．可以确定。 13. 一对称配筋构件，经检验发现混凝土强度等级比原设计低一级，则[ ]a．对纯弯承载力没有影响； b．对轴压和轴拉承载力的影响程度相同； C．对轴压承载力没有影响； d．对大小偏压界限状态轴向承载力没有影响。 14. 对于小偏拉构件当轴向拉力值一定时[ ]是正确的。 a．若偏心距e+A′ 0改变，则总用量Ass不变； b．若偏心距e′ 0改变，则总用量As+As改变； c．若偏心距e′ 0增大，则总用量As+As增大； d．若偏心距eA′ 0增大，则总用量s+As减少。 15. 偏拉构件的抗弯承载力[ ]。 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．小偏心受拉时随着轴向力的增加而增加； d．大偏心受拉时随着轴向力的增加而增加。 16. 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．小偏受压时随着轴向力的增加而增加； d．大偏受压时随着轴向力的增加而增加。 17. 一对称配筋构件，经检验发现少放了20％的钢筋，则[ ] a．对轴压承载力的影响比轴拉大； b．对轴压和轴拉承载力的影响程度相同; c．对轴压承载力的影响比轴拉小； d．对轴压和大小偏压界限状态轴向承载力的影响相同。 18. 影响钢筋混凝土受压构件稳定系数值的最主要因素是： A．配筋率 B．混凝土强度 C．钢筋强度 D．构件的长细比 29 。 19. 配有螺旋箍筋的受压柱，其极限承载力提高的原因是： A．螺旋箍筋增加了受压钢筋截面面积 B．螺旋箍筋与混凝土一起受压 C. 螺旋箍筋约束了核心混凝土的横向变形 D．螺旋箍筋防止纵向受力筋压屈 20. 小偏心受压破坏特征下列表述不正确的是： A.远离力一侧钢筋受拉未屈服，近力一侧钢筋受压屈服，混凝土压碎 B.远离力一侧钢筋受拉屈服，近力一侧钢筋受压屈服，混凝土压碎 C.远离力一侧钢筋受压未屈服，近力一侧钢筋受压屈服，混凝土压碎 D.偏心距较大，但远离力一侧钢筋A。较多且受拉而未屈服，近力一侧钢筋受压屈服，混土压碎 三.判断题 1. 钢筋混凝土矩形截面对称配筋柱，对大偏心受压，当轴向压力N值不变时，弯矩M值越大，所需纵向 钢筋越多。 [ ] 2. 同截面、同材料、同纵向钢筋的螺旋箍筋钢筋混凝土轴心受压柱的承载力比普通箍筋钢筋混凝土轴 心受压柱的承载力低。 [ ] 3. 当轴向拉力N作用于As合力点及As’合力点以内时，发生小偏心受拉破坏。 [ ] 4. 钢筋混凝土大小偏心受压构件破坏的共同特征是：破坏时受压区混凝土均压碎，受压区钢筋均达到 其强度值。 [ ] '5. 钢筋混凝土大偏心受压构件承载力计算时，若验算时x?2as，则说明受压区(即靠近纵向压力的一 侧)钢筋在构件中不能充分利用。[ ] 6. 小偏心受拉构件破坏时，只有当纵向拉力N作用于钢筋截面面积的“塑性中心”时，两侧纵向钢筋才会同时达到屈服强度。 [ ] 7. 对于对称配筋的钢筋混凝土受压柱，大小偏心受压构件的判断条件是?ei?0.3h0时一定为大偏心受压构件。 [ ] 8. 偏拉构件的受剪承载力随着轴向力的增加而增加。 [ ] 'eA?A0ss9. 小偏拉构件若偏心距改变，则总用量不变。 [ ] 10. 钢筋混凝土大偏压构件的破坏特征是远离纵向力作用一侧的钢筋拉屈，随后另一 侧钢筋压屈，混凝土亦压碎。 [ ] 11. 偏心受压构件的斜截面受剪承载力由于其轴压力的存在比受弯构件受剪承载力有所提高。 [ ] 12. 偏压构件设计时，当出现εei>O.3h0，且ξ≤ξb的情况，按大偏心受压计算。当ε ei>O.3h0，且ξ> ξb，则应按小偏心受压计算。 [ ] 13. 偏心受拉构件与偏心受压构件一样，应考虑纵向弯曲引起的不利影响，[ ] 四.简答题 1. 对受压构件中的纵向弯曲影响，为什么轴压和偏压采用不同的表达式? 2. 说明大、小偏心受压破坏的发生条件和破坏特征。什么是界限破坏?与界限状态对应的 ?b是如何确定 的? 3. 说明截面设计时，大、小偏心受压破坏的判别条件是什么?对称配筋时如何进行判别? 4. 为什么要考虑附加偏心距? 5. 什么是二阶效应?在偏心受压构件设计中如何考虑这一问题? 6. 画出矩形截面大、小偏心受压破坏时截面应力计算图形，并标明钢筋和受压混凝土的应力值。 30 7. 大偏心受压构件和双筋受弯构件的计算公式有何异同? 'AAss8. 大偏心受压非对称配筋截面设计，当及均未知时如何处理? 'AAs9. 钢筋混凝土矩形截面大偏心受压构件非对称配筋时，在已知条件，如何求s?如求得x?2a'说 s明什么问题?应如何计算? 'AAAss10. 小偏心受压非对称配筋截面设计，当及均未知时，为什么可以首先确定s的数量?如何确定? 11. 矩形截面对称配筋计算曲线N-M是怎样绘出的?如何利用对称配筋M—N之间的相关曲线判别其最不 利荷载? 12. 对称配筋大偏压构件，当 e0已知，需求Nu值时，推导出确定中和轴位置参数x的计算公式。 13. 矩形截面对称配筋的截面设计问题中，如何判别大小偏心才是准确的? 14. 什么情况下要采用复合箍筋? 15. 在偏心受压构件斜截面承载力计算中，如何考虑轴向压力的影响? 16. 大、小偏心受拉破坏的判断条件是什么?各自的破坏特点如何? '17. 钢筋混凝土大偏心受拉构件非对称配筋，如果计算中出现x?2as，应如何计算?出现这种现象的原 因是什么? 第五章答案 一.填空题 1. 拉压，受压，拉压，大偏心受压破坏，受拉钢筋首先屈服，而后受压区边缘混凝土达到极限压应变，受压钢筋应力达到屈服强度 2. 被压坏，达到屈服，不屈服，不屈服也不可能受压屈服 3. 受拉钢筋应力达到屈服强度的同时受压区边缘混凝土刚好达到极限压压应变，ξ=ξb 4. ε 5. ξ≤ξb ，ξ>ξb 6. 材料破坏，失稳破坏，材料破坏，失稳破坏 7. l0/h ,l0/b 8. 混凝土质量的不均匀性；20mm；偏心方向截面最大尺寸的1/3 9. 以外；以内 10. 腹部纵筋的 11. 截面的初始偏心距 构件的长细比 考虑偏心距的影响对截面曲率的修正系数 12. 0.4％bh 5％bh 13. e0?hh?as; e0??as 14. 降低 22二.选择题 1. a 2. c 3. a 4. d 5. a 6. b 7. c 8. c 9. c 10. b 11. a 12. c 13. a 14. a 15. b 16. d 17. c 18. d 19. c 20. b 三.判断题 1. [√] 2. [×]：同截面、同材料、同纵向钢筋的螺旋箍筋钢筋混凝土轴心受压的承载力比普通箍筋钢筋混凝土轴心受压柱的承载力高。 3. [√] 4. [×]：钢筋混凝土大小偏心受压构件破坏的共同特征是：破坏时受压区混凝土均压碎。 5. [√] 6. [√] 7. [×]：对于对称配筋的钢筋混凝土受压柱，大小偏心受压构件的判断条件是εei>0.3h0时不一定为大 31 偏心受压构件，还需要x= N??bh0。 ?1fcb8. [×]：偏拉构件的受剪承载力随着轴向力的增加而减少。 9. [√] 10. [√] 11. [√] 12. [√] 13. [×] 四.简答题 1. 轴心受压构件考虑纵向弯曲影响采用系数φ，偏压构件则采用偏心距增大系数ε，显然它们 都反映了长柱由纵向弯曲影响致使承载力降低，但其含义和承载力降低幅度有所不同。 先讨论弹性材料细长柱问题。轴压和偏压的细长柱虽然均属于失衡破坏，但失衡性质不同。前者失衡时由压缩平衡突然转为弯曲平衡。杆件变形发生质的突变，称第一类丧失稳定，其承载力降低较多。偏心受压构件有初始偏心距e0，没有失衡时即属于弯曲平衡，当丧失稳定时，只是弯曲变形量的增加。变形没有发生质的改变，称第二丧失稳定。当细长比相同时，承载力的降低比轴压向相对小些。 这两类不同性质的稳定采用不同表达式。第一类稳定采用稳定系数表示其承载力的降低，即 φ=Nk/Nu，式中Nk为临界力，由弹性曲线方程EIy”=-Ny可以解出Nk=力Nu≥Nk。 第二类稳定采用偏心距增大系数ε来降低构件的承载力，由EIy”=－N（y+e0）方程可以间接 导出： ε= ?2EIl2，Nu为短柱破坏时的轴压 1 Nu1?Nk式中 Nk———同轴压欧拉公式； Nu———偏心受压混凝土构件长柱破坏时的纵向力。 对于弹性塑性材料的钢筋混凝土细长柱，二者仍然属于失衡破坏，φ和ε的物理概念与弹性 材料是相同的，但要考虑材料的塑性及带裂缝的特点，使构件承载力进一步减小。因此要采用试 验所得的经验公式或引进塑性影响系数加以修正。 2．答：根据大量试验研究结果，偏心受压构件按其破坏特征可划分为以下两种情况： （1）拉压破坏。当轴向压力N的偏心矩e0较大且受拉侧钢筋配置得并不多时发生。在临近 32 破坏时，受拉钢筋As的应力首先达到屈服强度，受拉区横向裂缝迅速开展并向受压区延伸，致使受压区混凝土面积减小，土达到其极限压应变生在轴向压里偏心距坏。 总的看来，拉压钢筋也达到屈凝土压碎而导致构件兆，属于塑性破坏。 （2）受压破坏。不是太小但配置有很破坏。构件由于混凝到屈服强度，而另一 大偏心受压破坏 态，称为界限破坏。其主要特征为， 在受拉钢筋屈服时，受压区边缘混凝土达到极限压应变而被压碎。试验还表明，从开始加荷直到 构件破坏，截面平均应变的平截面假定都较好地符合，如图5-1所示。 33 最后靠近轴向压力一侧的受压区边缘混凝而被压碎，受压纵筋屈服。这种破坏都发较大的情况，故习惯也称为大偏心受压破 破坏是受拉钢筋首先达到屈服，然后受压服，最后由于受压混 破坏，这种破坏形态在破坏前有明显的预 当轴向力N的偏心矩很小，或虽然偏心距多受拉钢筋时，构件就会发生这种类型的 土受压而破坏，压应力较大一侧钢筋能达侧的钢筋受拉不屈服或受压不屈服。 和小偏心受压破坏之间存在着一种界限状 5-1 由此可得界限破坏时： x'b?cu??h0?cu??y1?y1??cu 对于热扎钢筋，与受弯构件相似，取xb=β1x’b，界限相对受压区高度： ?b?xb?h0?11?fyEs?cu 3. 判别大﹑小偏心受压的条件为： ???b或x??bh0,为大偏心受压； ???b或x??bh0,为小偏心受压。 截面设计时，由于钢筋面积尚未确定无法先求出，可近似用偏心距来判别偏心类型。当ε ei>0.3h0时，可能为大偏心受压，也可能为小偏心受压，可按大偏心受压设计；当εei≤0.3h0时 按小偏心受压设计。 对称配筋，取N=Nu=α1?cbx可直接算出x，即： x?N ?1fcb 当x≤?bh0时，应按大偏心受压构件计算；当x>?bh0，应按小偏心受压构件计算。 4. 考虑到工程中实际存在着竖向荷载作用位置的不确定性﹑混凝土质量的不均匀性﹑配筋的 不对称性以及施工偏差等因素，《规范》规定，在偏心受压构件受压承载力计算中，必须计入轴向压力在偏心方向的附加偏心矩ea，其值取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者的较大值。则正截面计算时所取的初始偏心距ei应为： ei=e0+ea 式中 e0─轴向压力的偏心距，e0?M； N M﹑N─分别为偏心受压构件弯矩和轴力设计值。 5. 偏心受压构件在偏心荷载作用下会发生侧向弯曲，即产生侧向挠度（图5-2） 34 由此引起二阶弯矩，亦称二阶效应。结构工程中的二阶效应泛指在产生了挠曲变形或层间位移的结构构件中由轴向压力所引起的附加内力。如对无侧移的框架结构，二阶效应是指轴向压力在产生了挠曲变形的柱段中引起部的弯矩，一般不增大柱应主要是竖向荷载在产效应。 我国规范对长细比较大大系数?来近似考虑二阶弯 的偏心距受压构件采用把初始偏心距ei乘以一个增矩的影响，即： 的附加内力，通常称为P─?效应，它可能增大柱中端控制截面的弯矩。对有侧移的框架结构，二阶效生了侧移的框架中引起的附加内力，通常称为P─△ fei?f?(1?)ei??ei ei式中 ?─偏心距增大 f─控制截面的挠度。 系数； 根据大量理论分析和试验的结果，偏心距增大系数?可按下式计算： ??1?l1(0)2?1?2 1400ei/h0h?1?0.5fcA Nl0 h?2?1.15?0.01 35 式中 h─截面高度，对环形截面，取外直径；对圆形截面，取直径； h0─截面有效高度；对环形截面，取h0=r2+rs；对圆形截面，取h0=r+rs；其中r2、r、rs分别表示环形截面的外半径﹑圆形截面直径及纵筋重心所在圆周的半径； A─构件的截面面积；对T形﹑I形截面，均取A=bh+2(b’f-b)h’f; ξ1 ─轴压力对截面曲率的修正系数，当ξ1＞⒈0时，取ξ1=1.0； ξ2─构件长细比对截面曲率的影响系数，当l0/h＜15时，取ξ2=1.0； l0─构件的计算长度。 6. 图5-3为矩形截面大﹑小偏心受压破坏时截面应力计算图形。 7. 对大偏心受压构件由平衡条件，可得出非对称配筋矩形截面大偏心受压构件的受压承载力计 算公式。 xNe??1fcbx(h0?)?f'yA's(h0?a's) (1) 2Ne?N(e0?于是式（1）变为： hhh?as)?Ne0?N(?as)?M?N(?as) 222hxM?N(?as)??1fcbx(h0?)?f'yA's(h0?a's) (2) 22 36 又 N??1fcbx?f'yA's?fyAs (3) 式（2）﹑式（3），若N=0，则变为双筋梁公式： x??M??1fcbx(h0?)?f'yA's(h0?a's) 2??fyAs?f'yA's??1fcbx? 8. 由 N??1fcbx?f'yA's?fyAs (1) xNe??1fcbx(h0?)?f'yA's(h0?a's) (2) 2由已知条件可知，受压钢筋A's及受拉钢筋As均为未知。在这种条件下，式（1）和式（2） 中，有三个未知数A's、As及x,故不能求得唯一解，应补充一个条件。与双筋受弯构件相同，可取钢筋总用量（As+A's）最小，得到x=?bh0,并代入公式（2），得： Ne??1fcbh0?b(1?0.5?b) A's?f'y(h0?a's)将x=?bh0和求得的A's代入式（1），可得： 2As??1fcbh0?b?f'yA's?Nfy 若由式（2）求得的A's小于0.002bh或负值，则应取A's=0.002bh或按构造配筋要求配置A's。此时A's变为已知，As则应按A's已知的情况计算。 9. 受压钢筋A's为已知。这时未知量只有x及两As个，可以得到惟一解。可仿照双筋受弯构件， 由公式 Ne≤?1fcbx(h0?)?f'yA's(h0?a's)计算出x,或将x=?h0代入上式求出?值。如果求得的x符合2a's≤x≤?bh0条件，则可将x代入公式N≤?1fcbx?f'yA's?fyAs求出As；如果求出的x＜2a's,这说明受压钢筋达不到屈服强度，可近似取x=2a's,对A's合力点取 矩，可得： x2A's?Ne' fy(h0?a's)10. 小偏心受压破坏时，远离轴向压力一侧的As的应力?s一般都比较小，As按最小配筋率也能 满足要求。故一般情况下，可取As=0.002bh,或按构造要求配置。 37 N≤?1fcbx?f'yA's??sAs (1) Ne≤?1fcbx(h0?)?f'yA's(h0?a's) (2) x2?s?(???1)fy (3) ?b??1 ?s为正值时表示拉应力，为负值时表示压应力，且应满足： ?f'y??s?fy 将（3）代入式（1），联立求式（1）和（2），这 时As已知，解出x为： ?B?B2?4AC x?2A式中 A=0.5?1fcb B=-?1fcba's?fyAs1?a's/h0 ?1??b C=?Ne'?fyAs?1(h0?a's) ?1??bx值求出后，在由式（2）计算A's。 11. 对称钢筋的大小偏心受压计算公式经过简单变换后，若给定材料强度等级，截面尺寸As=A时，可画出M-N之间的关系曲线，如图2-5-4所示。 从图中可以看出，大偏的增大而增大。受压承N随着弯矩M的增大而 38 ’s 心受压构件的受弯承载力M随轴向压力N载力 增大。小偏心受压构件的受弯承载力M随 轴向压力N的增大而减小，受压承载力N随着M的增大而减小。图反映了矩形截面对称配筋偏心受压构件N和M及配筋率之间的关系。对于大偏心受压构件，当轴向压力N值基本不变时，弯矩M值越大所需纵向钢筋越多；当弯矩M值基本不变时，轴心压力N值越小所需纵向钢筋越多。也就是说在多组内力中，弯矩大轴力小的内力最不利。对于小偏心受压构件，当轴向压力基本不变时，弯矩M值越大所需纵向钢筋越多；当弯矩M值基本不变时，轴向压力N值越大所需纵向钢筋越多。也就是说在多组内力中，弯矩和轴力都大的内力最不利。 例如，（1）、（2）组均为大偏心，组合如下： （1）??M?40kN?m?M?60kN?m （2）? N?500kNN?500kN??则（2）组不利； （3）、（4）组均为小偏心，组合如下： （3）??M?60kN?m?M?120kN?m （4）? N?800kNN?800kN?? 则（4）组不利； （5）组均为大偏心，（6）组均为小偏心，组合如下： （5）??M?100kN?m?M?100kN?m （6）? ?N?400kN?N?800kN则（6）组不利。 将上述内力值按M、N坐标画于图上能明显地看出上分析结论是正确的。 12. 取大偏心受压时的应力图形，如图2-5-5所示。 对N作用点取距有： x??fyAse?fy'As'e'??1fcbx?e?h0?? （1） 2??当为对称配筋时，式（1）中的As?As'，于是 x??fyAs?e?e'???1fcbx?e?h0?? （2） 2??由图2-5-5知 e?e?h0?as 于是式（2）变为 'x?fyAs?h0?as??x?e?h0??? 2?fb??1c'' 39 x2?2?e?h0?x?fyAs?h0?as'??1fcb2?0 x?h0?e??e?h0??2fyAs?h0?as'??1fcb （3） 公式（3）即为对称配筋的中和轴位置参数x的计算公式。 当N在As于As'之间时，按相同原理写出相应公式。 13. 设计截面时，由于采用对称配筋，可将极限状态下的平衡方程简化直接得到的受压区高度的公式： x?N ?1fcb若x??bh0则判为大偏心受压；x??bh0为小偏心受压。一般认为这种判别为理论判别。要比根据经验公式的判别准确。但必须指出判别式是在假定钢筋As'受压屈服和钢筋As受拉屈服的情况下导出的。而在小偏心受压破坏时As'并未屈服。所以小偏心受压时，受压区高度的准确值应按下式计算： fy'As'??sAsN x???1fcb?1fcb当 x?N??h时，若轴向力偏心距较大，截面将真正属于偏心受压破坏。因此按x判别为大?1fcbb0偏压破坏也是正确的。但若轴向力的偏心距较小，这是截面实际受力状态为小偏压情况；而按x的判别式即仍将判为大偏心受压计算时，所求得的钢筋As?As'将小于?minbh或为负值。这表明，在所计算的轴向力作用下截面将不会破坏。也就是说，对于所计算的轴向力来说，给定的截面尺寸过大。由此可以得出结论，对称配筋截面设计问题，用x判别大小偏心，对计算方法来说总是确定的。 14. 当柱截面短边尺寸大于400mm且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边尺寸不大于400mm 但各边纵向钢筋多于4根时应设置复合箍筋。如图2-5-6（a）、（b）所示。当偏心受压构件截面高度h≥600mm时，在柱的侧面上应设置直径为10～16mm的纵向构造钢筋，并应设置复合箍筋或拉筋，如图2-5-6（c）所示。 15. 试验表明，轴向压力对构件的抗剪起有利作用，主要是由于轴向压力的存在延迟了斜裂缝的出现和抑制斜裂缝的开展，增大斜裂缝末端的剪压区高度，从而提高了受压区混凝土所承担的剪力和骨料咬合力。试验还表明，轴向压力对混凝土受剪承载力Vc的有利作用是有限的。 《规范》规定，对矩形、T形和I形截面偏心受压构件，其斜截面受剪承载力按下式计算： V?A1.75ftbh0?fyvsvh0?0.07N ??1s式中 N——与剪力设计值V相应的轴向压力设计值；当N?0.3fcA时，取N?0.3fcA。此处A为 构件的截面面积； 40 λ——偏心受压构件计算截面的剪跨比。对各类结构的框架柱，宜取??M；对框架结构中的Vh0框架柱，当其反弯点在层高范围内时，可取λ＝Hn/(2h0)。当λ<1时，取λ＝1；当λ>3时，取λ＝3。此处，M为计算截面上与剪力设计值V相应的弯矩设计值，Hn为柱的净高。对其他偏心受压构件，当承受均布荷载时，取λ＝1.5；当主要承受集中荷载时，取λ＝a/h0, 当λ<1.5时，取λ＝1.5；当λ>3时，取λ＝3；此处，a为集中荷载至支座或节点边缘的距离。 16. 偏心受拉构件根据轴向拉力N的偏心距e0的大小，有大、小偏心受拉两种破坏形态。 （1） 当e0?h/2?as为大偏心受拉，其破坏特点为： 当轴向拉力作用在钢筋As合力点与As'合力点之外时，截面离轴向拉力较近的一侧受拉，另一侧受压。破坏时，As的应力达到取服强度fy,受压区混凝土则被压碎，钢筋As'受压，且应力达到屈服强度fy。一般来说，大偏心受拉破坏时，裂缝开展很宽，混凝土压碎的程度则不很显著。 （2） 当e0?h/2?as为小偏心受拉，其破坏特点为： 当轴向拉力作用在钢筋As合力点与As'合力点之间时，无论偏心距的大小，临近破坏前，截面已全部裂通，拉力全部由钢筋承担。破坏时，钢筋As和As'的应力，与轴向拉力作用点位置及两侧配置的钢筋面积的比值有关。 '17. 如果x?2as，则可按下式（1）或式（2）计算。 'Ne'?fyAs?h0'?as? （1） 钢筋的截面面积为： Ne'As? （2） fy?h0'?as?式中 e?'h?e0?as 2出现这种现象的原因是因为受压钢筋配置太多达不到屈服。 第六章 一．填空题 1.影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素为：——、——、——、——以及——。 2. 无腹筋梁的抗剪承载力随剪跨比的增大而——，随混凝土强度等级的提高而——。 3. 防止板产生冲切破坏的措施包括：——、——、——、——。 4. 梁的受剪性能与剪跨比有关，实质上是与——和——的相对比值有关。 5. 钢筋混凝土无腹筋梁发生斜拉破坏时，受剪承载力取决于——；发生斜压破坏时，受剪承载力取决于——；发生剪压破坏时，受剪承载力取决于——。 6. 受弯构件斜截面破坏的主要形态有——、——和——。 7. 区分受弯构件斜截面破坏形态为斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏的主要因素为——和——。 41 8. 梁中箍筋的配筋率胁?sv的计算公式为：——。 9. 有腹筋梁沿斜截面剪切破坏可能出现三种主要破坏形态。其中，斜压破坏是——而发生的；斜 拉破坏是由于——而引起的。 10. 规范规定，梁内应配置一定数量的箍筋，箍筋的间距不能超过规定的箍筋最大间距，是保证______。 11. 在纵筋有弯起或截断的钢筋混凝土受弯梁中，梁的斜截面承载能力除应考虑斜截面抗剪承载力外， 还应考虑——。 12. 钢筋混凝土梁中，纵筋的弯起应满足——的要求、——和——的要求。 13. 为保证梁斜截面受弯承载力，梁弯起钢筋在受拉区的弯点应设在该钢筋的充分利用点以外，该弯点 至充分利用点的距离——。 14. 在配有箍筋和弯起钢筋梁(剪压破坏)的斜截面受剪承载力计算中，弯起钢筋只有在——时才能 屈服。同时，与临界——相交的箍筋也能达到其抗拉屈服强度。 15. 对于相同截面及配筋的梁，承受集中荷载作用时的斜截面受剪承载力比承受均布荷载时的斜截面受 剪承载力——。 16. 受弯构件斜截面受剪性能与截面上的弯矩M和剪力V的相对大小有关。用剪跨比来反映，剪跨比的 定义是_____。 17. 钢筋混凝土受弯构件一般在弯剪区段形成斜裂缝。根据斜裂缝形成的过程不同，又可以分为_______ 斜裂缝和_______斜裂缝。 18. 受弯构件斜截面受剪承载力的公式是以_______为特征推导的。公式的限制条件V≤0．25fcbh。是 为防止发生______。 二.选择题 1. 在梁的斜截面受剪承载力计算时，必须对梁的截面尺寸加以限制(不能过小)，其目的是为了防止发 生[ ]。 a．斜拉破坏； b．剪压破坏； c．斜压破坏； d．斜截面弯曲破坏。 2. 受弯构件斜截面破坏的主要形态中，就抗剪承载能力而言[ ]。 a．斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏； b．剪压破坏>斜拉破坏>斜压破坏； c．斜压破坏>剪压破坏>斜拉破坏； d．剪压破坏>斜压破坏>斜拉破坏。 3. 受弯构件斜截面破坏的主要形态中，就变形能力而言[ ]。 a．斜拉破坏>剪压破坏>斜压破坏； b．剪压破坏>斜拉破坏>斜压破坏； c．斜压破坏>剪压破坏>斜拉破坏； d．剪压破坏>斜压破坏>斜拉破坏。 4. 连续梁在主要为集中荷载作用下，计算抗剪承载力时剪跨比可以使用[ ]。 a．计算剪跨比； b．广义剪跨比； c．计算剪跨比和广义剪跨比的较大值； d．计算剪跨比和广义剪跨比的较小值。 5. 钢筋混凝土梁剪切破坏的剪压区多发生在[ ]。 a．弯矩最大截面； b．剪力最大截面； c．弯矩和剪力都较大截面； d．剪力较大，弯矩较小截面。 6. 防止梁发生斜压破坏最有效的措施是：[ ]。 a．增加箍筋； b．增加弯起筋； C．增加腹筋； d．增加截面尺寸。 三.判断题 1. 集中荷载作用下(包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占 总剪力的75％以上的情况)的钢筋混凝土独立梁斜截面受剪承载力计算公式与一般荷载作用下梁的斜截面受剪承载力计算公式不同。 [ ] 42 2. 钢筋混凝土梁的配筋中只有箍筋承受剪力，其他钢筋都不承受剪力。 [ ] 3. 受弯构件斜截面破坏的主要形态中：斜拉破坏和斜压破坏为脆性破坏，剪压破坏为塑性破坏，因此 受弯构件斜截面承载能力计算公式是按剪压破坏的受力特征建立的。[ ] 4. 当梁的剪跨比较大(??3>)时，梁一定发生斜拉破坏，因此，设计时必须限制梁的剪跨比??3。 [ ] 5. 纵向钢筋的多少只影响到钢筋混凝土构件的正截面承载能力，不会影响斜截面的承载能力。 [ ] 6. 为防止钢筋混凝土梁发生斜截面承载能力不足，应在梁中布置箍筋或箍筋和弯起钢筋。 [ ] 7. 受弯构件斜截面承载力是指构件的斜截面受剪承载力。 [ ] 8. 钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置为，在钢筋的理论不需要点处截断。 [ ] 9. 箍筋的构造设置应同时满足箍筋最大间距和最小直径要求及最小配箍率要求。[ ] 10. 梁的斜裂缝是沿着梁的主压应力迹线发展的。( ) 11. 梁的配箍率是指同一截面上箍筋面积nAsv1与截面的有效面积bh0之比。( ) 12. 同一根梁，同一弯矩设计图，当纵向受拉钢筋的直径和根数确定之后，可以绘出许不同的抵抗弯矩 图。 ( ) 四.简答题 1. 在无腹筋钢筋混凝土梁中，斜裂缝出现后梁的应力状态发生了哪些变化? 2. 影响梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?影响规律如何? 3. 什么是广义剪跨比?什么是计算剪跨比? 4. 箍筋的作用是什么? 5. 对于偏心受压构件，轴向力对构件受剪承载力有何影响?原因何在?主要规律如何? 6. 受弯构件斜截面破坏的主要形态有几种?各发生在什么情况下?设计中如何避免破坏的发生? 7. 在进行钢筋混凝土简支梁受剪承载力计算时，对于均布荷载和有较大集中荷载，应用了不同的计 算公式，为什么?两者的主要区别是什么? 8. 在进行梁斜截面受剪承载力设计时，计算截面如何选取? 9. 对多种荷载作用下的钢筋混凝土受弯构件进行斜截面受剪承载力计算，什么情下应采用集中荷载 作用下的受剪承载力计算公式? 10. 钢筋混凝土受弯构件截面受剪承载力计算公式的适用条件是什么??c是什么系数?如何取值? 11. 什么是抵抗弯矩图?它与设计弯矩图的关系怎样?什么是纵筋的充分利用点和理论截断点? 12. 什么是冲切破坏?抗冲切钢筋有哪些构造要求? 13. 箍筋的设置满足最大间距和最小直径要求是否一定满足最小配箍率的要求? 14. 《混凝土结构设计规范》对钢筋混凝土梁给出了几种受剪承载力计算公式，为什么给出几种不同 的受剪承载力计算公式? 第六章答案 一.填空题. 1. 剪跨比λ，混凝土强度，箍筋配筋率ρsv, 箍筋强度?yv, 纵向钢筋配筋率?。 2. 减小，增大。 3. 增大板的厚度，提高混凝土的强度等级，增大局部受荷面积，配置抗冲切钢筋。 4. 弯曲正应力σ，剪应力τ。 5. 混凝土的抗拉强度，混凝土的抗压强度，混凝土的压剪复合受力强度。 6. 斜拉破坏，剪压破坏，斜压破坏。 7. 剪跨比，腹筋的配筋量。 43 8. ρsv= Asv bs9. 因梁截面尺寸过小，梁内配置的腹筋数量过少。 10. 箍筋与可能出现的斜裂缝相交。 11. 斜截面受弯承载力 12. 正截面的受弯承载力，斜截面的受弯承载力，斜截面的受减承载力。 13. 应大于或等于h0/2。 14. 穿越斜裂缝，斜裂缝。 15. 低 16. 某一截面的弯矩和剪力的相对值M／Vh0称为该截面的广义剪跨比 17. 弯剪 腹剪 18. 剪压破坏 斜压破坏 二.选择题 1. c 2. c 3. d 4. a 5. c 6. d 三.判断题 1.[√] 2. [×] 3. [×] 4. [×] 5. [×] 6. [√] 7. [×] 8. [×] 9. [√] 10. [√] 11. [×] 12. [√] 四.简答题 1. 在无腹筋钢筋混凝土梁中，斜裂缝出现后梁的应力状态发生了如下变化： （1） 斜截面出现裂缝前，剪力由全截面上的混凝土承受，斜裂缝出现后，剪力由斜裂缝 上端混凝土残余面抵抗。剪力在斜截面上不仅引起混凝土的剪力，还引起纵筋的拉力和混凝土的压力，使斜裂缝上端混凝土残余面既受剪又受压。由于剪压区的截面面积远小于全截面面积，因此斜裂缝出现后剪压区的剪应力显著增大，压应力也显著增大。 （2）斜裂缝形成后，穿过斜裂缝的纵筋拉应力将显著增大。 2. 影响梁斜截面受剪承载力的主要因素有：剪跨比λ、混凝土强度、箍筋的配筋率ρsv、箍筋强度?yv 以及纵向钢筋配筋率ρ。 剪跨比λ反映了截面上正应力σ和剪应力τ的相对关系。剪跨比较大时发生斜拉破坏，剪跨 比减小时发生剪压破坏，剪跨比很小时发生斜压破坏。因此，剪跨比越大，梁的斜截面受剪承载力越低。 梁斜截面剪切破坏时混凝土达到相应受力状态下的极限强度。梁斜压破坏时，受剪承载力取 决于混凝土的抗压强度；斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度；剪压破坏时，受剪承载力 与混凝土的压剪复合受力强度有关。对于低、中强度混凝土，梁的混凝土受剪承载力大致与混凝土抗压强度成正比，对于高强度混凝土，梁的混凝土受剪承载力大致于混凝土抗拉强度成 3. 义剪跨比的计算公式为：λ= M，反映梁截面上弯曲正应力σ和剪应力τ的比值，简称 Vh0剪跨比，是反映梁斜截面受载承载力变化规律和区分发生各种剪切破坏形态的重要参数，可以用与计算构件在任意荷载作用下任意截面的剪跨比，是一个普遍适用的剪跨比计算公式，故称为广义剪跨比。 44 计算剪跨比是剪跨α与截面有效高度h0的比值，即λ= a，只能用于计算集中荷载作用下距支座h0最近的集中荷载作用点出截面的剪跨比，不能用于计算其他复杂荷载作用下的剪跨比。 4. 箍筋可增强斜截面的受剪承载力；与纵筋绑扎在一起形成钢筋骨架，保证各种钢筋在施工时保持正确的位置；防止纵筋受压后弯曲；对核心混凝土形成一定的约束作用，改善构件受力性能。 5. 由于轴向压力的存在，裂缝出现较晚，宽度也较小，使构件截面受压区高度增加，纵向钢筋 拉应力减小，从而提高构件的抗剪承载能力。 构件受剪承载力随轴压比的增大而增大；当轴压比为0.4~0.5时，构件受键承载力达到最大，若轴压比更大时，构件受剪承载力会随比值的增大而减小。 6. 受弯构件斜截面破坏的主要形态有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。 当梁的剪跨比较大（λ>3），同时梁内配置的腹筋数量较少时，将发生斜拉破坏；当梁的剪跨 比适当（1<λ<3）,且梁内配置的腹筋数量不过多，或当梁的剪跨比较大（λ>3），但梁内配置的腹筋数量不过少时，将发生剪压破坏；当梁的剪跨比较小（λ<1），或梁的剪跨比适当（1<λ<3）,但截面尺寸过小而梁内配置的腹筋数量过多时，将发生斜压破坏。 设计时，为防止发生斜压破坏，规定构件截面尺寸不小于规范的规定值；为防止发生斜拉破坏，规定箍筋的配筋量不小于箍筋的最小配筋率；通过配筋及抗剪承载力计算，防止发生剪压破坏。 7. 两者的主要区别是：集中荷载作用下简支梁荷载作用截面处的弯矩和剪力均达到最大，该截面减压区混凝土所受到的正应力和剪应力也均为最大，因此剪切破坏的剪压区多发生在该截面；而均布荷载作用下间支梁的支座截面剪力最大，弯矩最小，而跨中截面弯矩最大，剪力接近与零，即不存在最大弯矩和最大剪力发生在同一截面的情况，剪切破坏的剪压区位置一般发生在弯矩和剪力都较大的某个截面。因此设计计算所采用的公式不同。 8. 控制梁斜截面受剪承载力的截面应为剪力设计值较大而受剪承载力较小或截面抗力变化处的斜截面。一般取：①支座边缘处的截面；②受拉区弯起钢筋弯起点处的截面；③箍筋截面面积或间距改变处的截面；④腹板宽度改变处的截面。 9. 当集中荷载对支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75%以上时，按承受集中荷载考虑，应采用集中荷载作用下的受剪承载力计算公式。 10. 钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力计算公式，是根据剪压破坏的受力特征和实验结果建立的，适用与受力及破坏特征为剪压破坏的构件斜截面受剪承载力计算。通过构造要求避免斜压破坏和斜拉破坏。公式适用的上限为；构件截面尺寸的限制条件，通过限制构件截面尺寸不要过小而防止斜压破坏的发生；公式适用的下限为：构造配箍条件，通过要求箍筋的配筋率不小于箍筋的最小配筋率，防止斜拉破坏的发生。即，在满足构件截面尺寸的要求和箍筋的配筋率不小于箍筋的最小配筋率的要求时可以使用受弯构件截面受剪承载力计算公式。 βc为混凝土强度影响系数，当混凝土强度等级不超过C50时取βc=1.0，当混凝土强度等级为C80时取βc=0.8，其间按线性插值确定。 11. 抵抗弯矩图是按梁实际配置的纵向受力钢筋所确定的各正截面所能抵抗的弯矩图形。 设计弯矩图是由外荷载作用所引起的。抵抗弯矩图必须将设计弯矩图包在里面，不得切入设计弯矩图以内。 纵筋的充分利用点既纵筋的强度被充分利用的点。 纵筋的理论截断点即不再需要某跟纵筋参与受力，理论上可以将此纵筋截断的点。 12. 冲切破坏为双向剪切破坏，两个方向的斜截面形成一个截面锥体，锥体斜截面倾角大体呈 45 45。 抗冲切钢筋构造要求包括：①按计算所需的箍筋几相应的架立钢筋应配置在与45冲切破坏锥面相交的范围内，从集中荷载作用面或柱截面边缘向外的分布长度不应小于1.5h0；箍筋做成封闭式，直径 00 不小于6mm，间距不小于h0/3；②按计算所需弯起钢筋的弯起角度根据板的厚度在30~45之间；弯起钢筋的倾斜段与冲切破坏锥面相交，交点应在集中荷载作用面或柱截面边缘以外（1/2~1/3）h的范围内。弯起钢筋的直径不宜小于12mm，每一方向不宜少于3根。 13. 规范规定按构造配置箍筋是按最小箍筋直径和最大箍筋间距直接设置箍筋，而按最小配箍率配置箍筋所需要通过计算确定。按照最小箍筋直径和最大箍筋间距直接设置的箍筋并不一定满足最小配箍率的要求，混凝土强度等级越高，两者差异越大。 14. 《混凝土结构规范》给出了两种受剪承载力计算公式分别是：①矩形、T形和I形截面的一般受弯构件斜截面受剪承载力计算公式；②集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况）的矩形、T形和I形截面独立梁斜截面受剪承载力计算公式。 在实际工程中，梁上既作用有分布荷载又作用有集中荷载，当集中荷载对支座截面所产生的剪力值占总剪力值的75%以上时，梁的受剪性能与仅承受集中荷载的梁相似，应按承受集中荷载考虑。此时发生剪切破坏斜截面的剪压区多在最大集中荷载作用截面，因此，对这种梁应考虑剪跨比的影响。 第 七 章 1. 无筋矩形截面混凝土构件在扭矩作用下的破坏，首先在其——中点最薄弱处产生一条斜裂缝，然后向两边延伸，形成——开裂、——受压的一个空间扭曲的斜裂缝，其破坏性质属于——。 2 . 通过对钢筋混凝土受扭构件扭曲截面承载力的分析可知，抗扭纵筋一般应沿截面周边——布置。 3 . 剪扭相关性体现了由于扭矩的存在，截面的抗剪承载力——；由于剪力的存在，截面的抗扭承载力——。 4 . 钢筋混凝土受扭构件根据所配箍筋和纵筋数量的多少，构件的破坏有四种类型，即——、——、——、——。其中当——和——时，钢筋强度能充分或基本充分利用，破坏具有较好的塑性性质。 5 . 为了使抗扭纵筋和箍筋的应力在构件受扭破坏时均能达到屈服强度，纵筋与箍筋的配筋强度比值应满足条件——，最佳比为——。 6 . ———模型是钢筋混凝土纯扭构件受力机理的一种概括。由于这种模型未考虑出现裂缝后混凝土截面部分的抗扭作用，因而与试验结果存在一定差异。 7 . 在压弯扭构件中，轴向压力值在一定范围内，对构件的受扭和受剪承载力影响是——。 8 . 工程中常见的扭转可分为平衡扭转和协调扭转两大类。其中平衡扭转的扭矩可直接静力平衡条件确定，协调扭转______。 9 . 矩形截面纯扭构件根据纵筋和箍筋的配置数量不同，可能发生_______，________，________和完全超筋破坏。 10 . T形、I形截面弯剪扭构件计算中，假定剪力全部由腹板承担，而扭矩________. 二.选择题 1 . 钢筋混凝土纯扭构件，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比为0.6≦δ≦1.7,当构件破坏时，[ ]。 a．纵筋和箍筋都能达到屈服强度； b．仅纵筋达到屈服强度； c．仅箍筋达到屈服强度； d．纵筋和箍筋都不能达到屈服强度。 2 . 在设计钢筋混凝土受扭构件时，按照《混凝土结构设计规范》的要求，其受扭纵筋与受扭箍筋 的配筋强度比δ应[ ]。 a． >20； b．<0.5； C．不受限制； d．在0.6-1.7之间。 3 . 《混凝土结构设计规范》对于剪扭构件所采用的计算模式是[ ]。 a．混凝土承载力及钢筋承载力均考虑相关关系； 46 0 0 b．混凝土承载力及钢筋承载力都不考虑相关关系； c．混凝土承载力不考虑相关关系，钢筋承载力考虑相关关系； d．混凝土承载力考虑相关关系，钢筋承载力不考虑相关关系。 4 . 钢筋混凝土T形和I形截面剪扭构件可划分成矩形块计算，此时[ ]。 a．腹板承受截面的全部剪力和扭矩； b．翼缘承受截面的全部剪力和扭矩； c．截面的全部剪力由腹板承受，截面的全部扭矩由腹板和翼缘共同承受； d．截面的全部扭矩由腹板承受，截面的全部剪力由腹板和翼缘共同承受。 5 . 素混凝土构件的实际抗扭承载力是[ ]。 a．等于按弹性分析方法确定的； b．等于按塑性分析方法确定的； c．大于按塑性分析方法确定的而小于按弹性分析方法确定的； d．大于按弹性分析方法确定的而小于按塑性分析方法确定的 6. 截面塑性抵抗矩Wt是[ ]。 a．根据弹性理论导出； b．假定截面上各点剪应力等于ft导出； c．在弹性理论基础上考虑塑性影响； d．经验公式。 7 . 计算受扭构件的开裂扭矩时，假定在横截面上的混凝土剪应力分布为[ ]。 a．外边剪应力大，中间剪应力小； b．各点都达到ft； c．各点都达到fc； d．外边剪力小，中间剪应力大。 8 . 剪扭构件计算当βt=1.0时[ ]。 a．混凝土受剪及受扭承载力均不变； b．混凝土受剪承载力不变； c．混凝土受扭承载力为纯扭时的一半；d．混凝土受剪承载力为纯剪时的一半。 9 . 一般说来，正常设计的钢筋混凝土受扭构件的破坏是属于[ ]。 a．脆性破坏； b．延性破坏； C．少筋破坏；d．超筋破坏。 10 . 轴心压力对构件受剪承载力的影响是[ ]。 a．凡有轴心压力都可提高构件的受剪承载力； b．轴向压力对构件受剪承载力没有多大关系； c．一般来说，轴向压力可提高受剪承载力，但当轴压比过大，反而减低受剪承载力。 d. 轴心压力会降低构件的受剪承载力。 三 判 断 题. 1 . 钢筋混凝土构件在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的承载力计算时，其所需的箍筋, 由受弯构件斜截 面承载力所求得的箍筋与纯剪构件承载力所求得箍筋叠加，其计算公式仍采用受弯构件的受剪 承载力及纯扭构件承载力的计算公式，且两种公式中均不考虑其剪扭的相互影响。 [ ] 2 . 剪扭构件承载力计算中，混凝土的承载力考虑剪扭相关关系，而钢筋的承载力按纯扭和纯剪的 承载力叠加计算。 [ ] 3 . 《混凝土规范》对于剪扭构件所采用的计算模式是混凝土承载力及钢筋承载力均考虑相关关系。 [ ] 4. 轴心压力对构件受剪承载力没有多大关系。 [ ] 5. 按照《混凝土结构设计规范》的要求，在设计钢筋混凝土受扭构件时，受扭纵筋与受扭箍筋的 配筋强度比δ应不受限制。 [ ] 6. 纯扭构件的配筋率越高，其开裂扭矩越大. [ ] 7. 受扭构件的承载力随其配筋量的增加而增加.[ ] 一.填空题 1. 一个长边，三面，一面，扭曲截面破坏 2. 均匀 47 3. 降低，降低 4. 少筋破坏，适筋破坏，部分超筋破坏，完全超筋破坏，适筋破坏和部分超筋破坏 5. 0.6???1.7，??1.2 6. 变角空间桁架 7. 有利的 8. 由结构的变形连续条件所决定 9. 少筋破坏 适筋破坏 部分超筋破坏 10. 由腹板、受拉翼缘和受压翼缘共同承担 二.选择题 1. a 2. d 3. d 4. c 5. d 6. b 7. b 8. d 9. b 10. c 三.判断题 1. [×]：钢筋混凝土构件在弯矩、剪力和扭矩共同作用下在承载力计算时，其所需箍筋分别按剪扭构件的受剪和受扭承载力计算，所得的截面面积按叠加配置。 2. [√] 3. [×]：《混凝土结构设计规范》对于剪扭构件所采用的计算模式为部分相关、部分叠加。钢筋不考虑剪扭相关关系，其Vs、Ts分别按纯剪和纯扭构件的相应公式计算；混凝土考虑剪扭相关关系，Ts、Tc用三段直线组成的折线代替原来的1/4圆来计算。 4. [×]：轴心压力可提高构件的受剪承载力。 5. [×]：按照《混凝土结构设计规范》的要求，在设计钢筋混凝土受扭构件时，受扭纵筋与受扭箍筋的配筋强度比?应受到限制，取值范围为0.6???1.7。 6. [×] 7. [×] 第八章 一.填空题 1. 混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于——极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值， 荷载采用标准值、准永久值。 2. ——是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。 3. 平均裂缝宽度计算公式中，?sk是指——，其值是按荷载效应的——组合计算的。 4. 钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而——，随纵筋配筋率增大而——。 5. 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——截面处的最小刚度进行计算。 6. 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数?是指——之比，反映了裂缝间——参与工作的程度。 7. 结构构件正常使用极限状态的要求主要指在各种作用下的——和——不应超过规定的限值。 8. 结构的耐久性设计要求是指结构构件应满足——的要求。 9. 混凝土结构应根据——和——进行耐久性设计。 10. 在荷载作用下，截面受拉区混凝土中出现裂缝，裂缝宽度与——几乎成正比。 11. 钢筋混凝土和预应力混凝土构件，按——和——确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限 值。 12. 平均裂缝间距与——、——、——及——有关。 13. 轴心受拉构件的平均裂缝宽度为——范围内——之差。 14. 最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以扩大系数，这个系数是考虑裂缝宽度的——以及——的影响 15. 构件裂缝宽度的计算公式为： 48 ?max??cr??ssEs(2.7c?0.1d?te)? 式中 ?cr是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； ?是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； ? 是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 二.选择题 1. 减少钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度，首先应考虑的措施是[ ]。 a．采用细直径的钢筋或变形钢筋； b．增加钢筋面积； c．增加截面尺寸； d．提高混凝土的强度等级。 2. 混凝土构件的平均裂缝间距与下列哪些因素无关。[ ] a．混凝土强度等级； b．混凝土保护层厚度； c．纵向受拉钢筋直径；d．纵向钢筋配筋率。 3. 混凝土构件裂缝宽度的确定方法为[ ]。 a．构件受拉区外表面上混凝土的裂缝宽度； b．受拉钢筋内侧构件侧表面上混凝土的裂缝宽度； ． c．受拉钢筋外侧构件侧表面上混凝土的裂缝宽度； d．受拉钢筋重心水平处构件侧表面上混凝土的裂缝宽度 4. 提高截面刚度的最有效措施是[ ]。 a．提高混凝土强度等级； b．增大构件截面高度； c．增加钢筋配筋量； d．改变截面形状。 5. 为了减小钢筋混凝土构件的裂缝宽度，可采用[ ]的方法来解决。 a．减小构件截面尺寸； b．以等面积的粗钢筋代替细钢筋； c．以等面积细钢筋代替粗钢筋； d．以等面积HPB235级钢筋代替HRB335级钢筋。 6. 钢筋混凝土轴心受拉构件裂缝宽度计算时，?te为＿＿＿＿。 A．?te= ASAsAAs B．?te=s C．?te= D．?te=bh0.5bhbh00.5bh0 三.判断题 1. 钢筋混凝土梁在受压区配置钢筋，将增大长期荷载作用下的挠度。 [ ] 2. 从对受弯构件裂缝出现的过程分析可以看出，裂缝的分布与粘结应力传递长度有很大关系。传递 长度短，则裂缝分布稀；反之，则密。 [ ] 3. 在工形截面受弯构件中，构件截面刚度 BS与受拉翼缘有关。 [ ] 4. 钢筋与混凝土之间的粘结力越大，其平均裂缝间距越大，从而裂缝宽度也越大。[ ] 5. 结构构件按正常使用极限状态设计时的目标可靠指标[?]值应比按承载能力极限状态设计时的目标 可靠指标[?]值小。 [ ] 49 6. 进行结构构件的变形验算时，采用荷载标准值、荷载准永久值和材料强度设计值。 [ ] 7. 由于构件的裂缝宽度和变形随时间而变化，因此进行裂缝宽度和变形验算时，除按荷载效应的基本组 合，还应考虑长期作用的影响。 [ ] 8. 裂缝宽度是指构件受拉区外表面混凝土的裂缝宽度。 [ ] 9. 平均裂缝间距与混凝土轴心抗拉强度设计值呈正比，混凝土轴心抗拉强度设计值愈高，平均裂缝间距 愈大。 [ ] 10. 对抗裂，裂缝宽度及变形验算所取的目标可靠指标低于承载力极限状态计算的目标可靠指标。 [ ] 11. 在构件的挠度验算中，用长期刚度?l反映了荷载长期作用的影响，而在构件裂缝宽度的计算中不需要考虑长期效应的影响。 ( ) 12. 钢筋混凝土构件的抗弯刚度与截面的受力大小有关。在构件挠度计算时，取同一符号弯矩区段中最 小弯矩处的截面抗弯刚度作为该梁的抗弯刚度，这就是挠度计算的“最小刚度原则”。 [ ] 四.简答题 1. 对结构构件进行设计时为何对裂缝宽度进行控制? 2. 按“粘结滑移理论”，混凝土构件的平均裂缝宽度是如何定义的? 3. 何谓“钢筋应变不均匀系数”，其物理意义是什么，与哪些因素有关? 4. 什么是构件截面的弯曲刚度?它与材料力学中的弯曲刚度相比有何区别? 5. 钢筋混凝土构件的弯曲刚度计算公式是怎样建立的? 6. 什么是结构构件变形验算的“最小刚度原则\。 7. 什么是结构的耐久性要求? 8. 影响混凝土结构耐久性的主要因素有哪些? 9. 什么是混凝土的碳化，混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有何影响? 10. 我国《混凝土结构设计规范》是如何保证结构耐久性要求的? 11. 怎样进行混凝土结构耐久性概念设计? 12. 当验算裂缝宽度时，出现?max???max?的情况，可采取那些措施减小裂缝宽度？ 第八章答案 一.填空题 1. 正常使用 2. 增大构件截面高度 3. 裂缝截面处的纵向钢筋拉应力，标准 4. 增大，减小 5. 相同符号，最大弯矩 6. 裂缝间受拉纵筋平均应变?sm与裂缝截面处的受拉纵筋应变?sk，拉区混凝土 7. 裂缝宽度，变形 8. 设计使用年限 9. 使用环境类别，设计使用年限 10. 受拉纵筋应力 11. 所处环境类别，结构类别 12. 混凝土保护层厚度，纵向受拉钢筋直径，纵向受拉钢筋表面特征系数，纵向钢筋配筋率 13. 构件裂缝区段，钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长 14. 随机性，长期荷载作用 15. 构件受力特征系数 裂缝间截面钢筋应变不均匀系数 钢筋表面特征系数 50