258527hbdy57948混凝土.docx
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258527hbdy57948混凝土
第一章 混凝土和钢筋的力学性能
一、选择题
1、我国规范采用（）强度作为混凝土各种力学指标的代表值。
A 立方体抗压
B 轴心抗压
C 轴心抗拉
D 劈拉
答案：
A
2、混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质，定义（）为弹性系数。
A 弹性应变与总应变的比值
B 塑性应变与总应变的比值
C 弹性应变与塑性应变的比值
D 塑性应变与弹性应变的比值
答案：
A
二、填空题
1、混凝土在荷载的_______作用下，随_______而增长的变形称为徐变。
答案：
长期 时间
2、光面钢筋与混凝土的粘结作用由化学胶着力、_______和_______三部分组成。
答案：
摩擦力 机械咬合作用
3、仅从钢筋混凝土结构设计的角度来看，影响混凝土抗压强度的主要因素是_______和_______。
答案：
横向变形的约束条件 加荷速度
4、由混凝土应力应变曲线的下降段可知：
混凝土强度越高，残余应力相对的_______。
这说明高强度混凝土耐受变形的能力_______。
答案：
越低 较差
5、采用约束混凝土不仅可以提高混凝土的_______强度，而且可以提高构件的耐受_______的能力。
答案：
抗压 变形
三、简答题
1、为什么限制了混凝土的横向变形，可以提高其纵向抗压强度?
答案：
对混凝土受压破坏机理的分析表明，混凝土受压破坏是由于内裂缝的发展。
如果对横向变形加以约束，限制内裂缝的发展，则可提高混凝土的纵向抗压强度。
2、有物理屈服点的钢筋为什么一般要以屈服强度作为钢筋强度的设计依据?
答案：
因为钢筋应力达到屈服强度以后，将产生不可恢复的塑性变形，使构件产生很大的变形和不可闭合的裂缝，以致不能使用。
3、试说明混凝土弹性系数的定义及其与弹性模量和变形模量的关系。
答案：
弹性系数ν的定义是弹性应变与总应变的比值,其与弹性模量Ec和变形模量Ec′的关系为Ec′=νEc。
4、简要说明影响混凝土徐变的因素。
答案：
影响混凝土徐变的因素可分为：
内在因素、环境影响、应力条件。
混凝土的组成配比是影响徐变的内在因素,养护及使用条件下的温湿度是影响徐变的环境因素,加荷时混凝土的龄期和施加初应力的水平是影响徐变的重要因素。
5、简要说明影响钢筋与混凝土粘结强度的因素。
答案：
影响钢筋与混凝土粘结强度的因素很多，其中主要的有混凝土强度、保护层厚度、横向配筋、横向压力及浇筑位置等。
6、一对称配筋的钢筋混凝土构件，其支座之间的距离固定不变。
试问由于混凝土的收缩，混凝土及钢筋中将产生哪种应力?
答案：
混凝土中将产生拉应力,钢筋中将产生压应力。
第二章 结构设计方法
一、选择题
1、结构的（）是：
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。
A 安全性
B 适用性
C 耐久性
D 可靠性
答案：
D
2、可变荷载中作用时间占设计基准期内总持续时间超过50%的荷载值，称为（）。
A 长期荷载效应组合
B 标准荷载
C 短期荷载效应组合
D 可变荷载准永久值
答案：
D
3、当楼面均布活荷载大于或等于4kN/m2时，取γQ（）。
A 1.0
B 1.2
C 1.3
D 1.4
答案：
C
二、填空题
1、结构的极限状态分为两种，它们是______极限状态与______极限状态。
答案：
承载能力 正常使用
2、在实用设计表达式中只有一种可变荷载时，引用的三个系数是：
荷载分项系数、______分项系数及______系数
答案：
材料强度 结构重要性
3、混凝土强度标准值______混凝土材料分项系数，称为混凝土强度设计值。
答案：
除以
4、结构的功能要求包括______、适用性和______。
答案：
安全性 耐久性
5、在正常使用极限状态中，要考虑荷载作用持续时间的不同,区分为两种荷载效应组合：
荷载的______效应组合和______效应组合。
答案：
短期 长期
6、正常使用极限状态中的验算采用荷载______值，因而计算时不考虑______系数。
答案：
标准 荷载分项
三、简答题
1、什么是承载能力极限状态?
答案：
结构或其构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的不可恢复变形的状态称为承载能力极限状态。
2、什么叫结构的可靠性、可靠度和可靠指标?
答案：
结构的安全性、适用性、耐久性概括起来称为结构的可靠性,即结构在规定的时间内（如设计基准期为50年），在规定的条件（正常设计，正常施工，正常使用和正常维修）下，完成预定功能的能力。
结构能够完成预定功能的概率称为结构的可靠度，它是对结构可靠性的一种定量描述，即概率度量。
结构的可靠指标β是具体度量结构可靠性的一个指标，β值越大，结构的可靠度就越大,失效概率就越小。
3、“作用”与“荷载”有什么区别?
“荷载效应”与“荷载作用产生的内力”有什么区别?
答案：
“作用”包括荷载和其它原因（如地震、不均匀沉降、温度变化、收缩、焊接等），“荷载”是“作用”的一种。
“荷载效应”包括由荷载引起的结构构件内力（如轴向力、弯矩、剪力及扭矩等）和变形（如挠度、裂缝等），“荷载作用产生的内力”是“荷载效应”的一种。
4、试说明钢筋或混凝土材料强度标准值和设计值的关系。
答案：
钢筋或混凝土材料强度标准值除以钢筋或混凝土的材料强度分项系数，称为钢筋或混凝土强度设计值。
5、什么叫可变荷载的组合系数ψci和准永久值系数ψq，二者有什么不同?
答案：
当结构上同时作用有多种可变荷载时，各种可变荷载同时以最大值出现的概率是很小的。
为了使结构在两种或两种以上可变荷载参与组合的情况下，与仅有一种可变荷载的情况具有大体相同的可靠指标，须引入可变荷载的组合系数ψci，对荷载标准值（或其效应）进行折减。
可变荷载的组合系数ψci用于承载力极限状态的可变荷载效应组合和正常使用极限状态的荷载短期效应组合；
准永久值系数ψq是为了对可变荷载作用持续时间的不同加以区分而引入的，用于正常使用极限状态的荷载长期效应组合，它考虑到在设计基准期内总持续时间超过50%的可变荷载效应，即可变荷载的准永久值产生的效应，可变荷载准永久值等于可变荷载标准值与准永久值系数ψq的乘积。
四、计算题
某钢筋混凝土屋架下弦拉杆，恒载标准值产生的下弦拉杆轴向力为300kN，雪荷载标准值产生的轴向力为60kN（准永久值系数ψq=0.20），屋面积灰荷载标准值产生的轴向力为120kN（准永久值系数ψq=O.8），悬挂吊车荷载标准值产生的轴向力为50kN（准永久值系数ψq=O）。
试计算:
（1）承载力极限状态下的轴向力设计值N；
答案：
N=γo（γGNGk+γQ1N1Qk+
γQiψciNiQk）
=1.1×[1.2×300+1.4×120+1.4×1.0×（60+50）]=750.2kN
（2）正常使用极限状态下荷载短期效应组合的轴向力Ns和荷载长期效应组合的轴向力N1。
答案：
Ns=NGk+N1Qk+
ψciNiQk=300+120+×1.0×（60+50）=530kN
Nl=NGk+
ψqiNiQk=300+0.8×120+0.20×60+0×50=408kN
第三章 受弯构件正截面承载力计算
一、选择题
1、在截面设计时，满足下列条件（）则为第二类T形截面。
A fyAs≤fcmb'fh'f
B M≤fcmb'fh'f（ho-h'f/2）
C fyAs>fcmb'fh'f
D M>fcmb'fh'f（ho-h'f/2）
答案：
D
2、梁的破坏形式为受拉钢筋先屈服，然后混凝土受压破坏，则称为（）。
A 少筋梁
B 适筋梁
C 平衡配筋梁
D 超筋梁
答案：
B
3、受弯构件正截面承载能力极限状态设计的依据是适筋梁正截面破坏的（）。
A 第Ⅰ阶段末的应力状态
B 第Ⅱ阶段末的应力状态
C 第Ⅲ阶段末的应力状态
答案：
C
4、有两根材料强度等级相同、混凝土截面尺寸相同的受弯构件，正截面受拉钢筋的配筋率ρ一根大，另一根小，Mcr是正截面开裂弯矩，Mu是正截面极限弯矩，则（）。
A ρ大的Mcr/Mu大
B ρ小的Mcr/Mu大
C 两者的Mcr/Mu相同
答案：
B
5、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x≥2a'的物理意义是（）。
A 防止出现超筋破坏
B 防止出现少筋破坏
C 保证受压钢筋达到规定的抗压设计强度
D 保证受拉钢筋达到规定的抗拉设计强度
答案：
C
6、受弯构件如图所示，则（）。
A 裂缝出现前，沿纵筋全长上均有粘结应力，以构件C点处为最大
B 裂缝出现前，仅构件的AB段及DE段有粘结应力
C 裂缝出现后，除裂缝截面以外，沿钢筋全长上均存在有粘结应大
D 裂缝出现后，沿钢筋全长上粘结应力均已破坏
答案：
BC
7、钢筋混凝土梁的截面尺寸和材料品种确定后（）。
A 梁裂缝出现前瞬间受拉钢筋应力与配筋率无关
B 梁开裂后的受拉钢筋应力与配筋率无关
C 配筋率越大，正截面抗弯强度也越大
D 当满足条件ρmin≤ρ≤ρmax时，配筋率越大，正截面抗弯强度也越大
答案：
D
二、填空题
1、适量配筋的钢筋混凝土梁，从加荷至破坏，其受力存在着三个阶段，______弯矩和______弯距是三个受力阶段的界限状态。
答案：
开裂弯矩 屈服弯矩
2、超筋梁的破坏是钢筋______，而混凝土______，故破坏带有—定的突然性，缺乏必要的预兆，具有脆性破坏的性质。
答案：
应力未达屈服 即发生受压破坏
3、由于受拉钢筋首先到达屈服，然后混凝土受压破坏的梁，称为______梁，梁的破坏具有______的特征。
答案：
适筋梁 “塑性破坏”
4、适筋粱从加荷至破坏，梁的受力存在三个阶段，分别为______阶段、带裂缝工作阶段及______阶段。
答案：
弹性工作阶段 屈服阶段
5、混凝土强度等级的选用，需注意与钢筋强度的匹配。
当采用Ⅱ级钢筋时，混凝土强度等级不应低于______，当采用新Ⅲ级钢筋时，不应低于______。
答案：
C20级 C25级
6、当配筋率达到使钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生时，这种梁称为______配筋梁，其相应的配筋率是保证受拉钢筋达到屈服的______配筋率。
答案：
平衡 最大
三、简答题
1、适筋梁从加荷开始直到破坏可划分为哪几个受力阶段?
答案：
划分为三个阶段：
第Ⅰ阶段——弹性工作阶段；第Ⅱ阶段——带裂缝工作阶段；第Ⅲ阶段——屈服阶段。
2、在双筋矩形截面梁中，受压钢筋的抗压强度设计值得到充分利用的条件是什么?
答案：
必要条件：
采用封闭箍筋,并符合《规范》的有关构造要求，防止受压钢筋发生压屈。
充分条件：
x≥2a’即，受压钢筋的位置不得低于混凝土压应力的合力作用点。
3、在受弯构件的设计中，为什么不允许出现少筋梁和超筋梁?
答案：
超筋梁的受弯承载力取决于混凝土的抗压强度,少筋梁的受弯承载力取决于混凝土的抗拉强度,超筋梁、少筋梁的破坏均属脆性破坏。
因混凝土强度的变异性较大，无论受压或受拉其破坏均具有一定的突然性。
为使构件在破坏前具有足够的预兆和必要的可靠性，在设计中不允许出现超筋梁和少筋梁。
4、什么叫超筋梁、少筋梁?
它与适筋梁的破坏形态有什么区别?
答案：
配筋率低于最小配筋率ρmin的梁称为少筋梁，配筋率超过最大配筋率ρmax的梁称为超筋梁。
与适筋梁破坏形态的区别：
超筋梁钢筋应力未达屈服，混凝土即发生受压破坏；少筋梁裂缝一出现，钢筋应力即达屈服，裂缝迅速开展，混凝土发生断裂破坏；超筋梁、少筋梁的破坏均属脆性破坏。
5、最大配筋率是什么含义?
最小配筋率理论上应怎样确定?
答案：
最大配筋率ρmax是适筋梁与超筋梁两种破坏形式的界限配筋率。
最小配筋率ρmin，理论上可根据钢筋混凝土梁的极限弯矩Mu等于同截面、同样混凝土强度的纯混凝土梁的开裂弯矩Mcr的条件确定。
6、等效矩形应力图是根据什么条件确定的?
答案：
等效矩形应力图是根据保持混凝土截面受压区合力C的大小及其作用位置yc不变的条件来确定的。
7、M≤αs,maxfcmbho2这个条件说明了什么?
答案：
M≤αs,maxfcmbho2是防止超筋破坏、保证受拉钢筋应力达到抗拉强度设计值的条件。
四、计算题
1、某矩形梁截面尺寸为b×h=200×400mm，采用混凝土强度等级为C20（fcm=11N/mm2），Ⅱ级钢筋（fy=310N/mm2），受拉区配有6根直径20mm的钢筋（As=1884mm2），该梁承受的弯矩设计值M=120kN·m。
试验算此梁是否安全?
（提示：
钢筋为两排布置，ξb=0.544）。
答案：
AS/bh=1884/（200×400）=0.02355>ρmin=0.0015,满足适用条件②
ho=h-a=400-（25+20+25/2）=342.5mm
x=fyAS/fcmb=（310×1884）/（11×200）=265.47mm>ξbho=0.544×342.5=186.32mm
不满足适用条件①,属超筋梁
Mu=fcmbho2ξb（1-0.5ξb）=11×200×342.52×0.544×（1-0.5×0.544）=102.2kN·m
M=120kN·m>Mu 此梁不安全
2、已知矩形截面梁b=200mm，h=400mm。
梁承受的弯矩设计值M=120kN·m，混凝土为C25级（fcm=13.5N/mm2），纵筋为Ⅱ级钢（fy=310N/mm2）,αs,max=0.396。
求梁的纵向受拉钢筋As（假定受拉钢筋按两排布置）。
答案：
假定钢筋按两排布置ho=400-60=340mm
αs=M/fcmbho2=120×106/（13.5×200×3402）=0.384<αs,max 满足适用条件①
γs=0.5[1+（1-2αs）1/2]=0.5×[1+（1-2×0.384）1/2]=0.741
AS=M/γsfyho=120×106/（0.741×310×340）=1536.46mm2
AS/bh=1536.46/（200×400）=0.0192>ρmin=0.0015 满足适用条件②
3、矩形截面梁，b=250mm，h=500mm，混凝土为C20级（fcm=11N/mm2），纵筋采用Ⅱ级钢（fy=fy'=310N/mm2）。
已知受压钢筋为2φ20（As’=628mm2），a’=35mm，采用双肢φ6的封闭箍筋，间距250mm。
梁承受的弯矩设计值M=150kN·m，求此梁所需配置的纵向受拉钢筋面积As（提示：
αs,max=0.396）。
答案：
ho=h-a=500-35=465mm
M’=f'yA's（ho-a’）=310×628×（465-35）=83.71kN·m
M1=M-M’=150-83.71=66.29kN·m
αs=M1/fcmbho2=66.29×106/（11×250×4652）=0.1115<αs,max=0.396
γs=0.5[1+（1-2αs）1/2]=0.5×[1+（1-2×0.1115）1/2]=0.941
γsho=0.941×465=437.57>ho-a’=465-35=430
不满足适用条件②,取γsho=ho-a’=430
受拉钢筋AS=M/fy（ho-a’）=150×106/（310×430）=1125.28mm2
4、已知梁截面尺寸b×h=200×450mm，混凝土强度等级C20（fcm=l1N/mm2）,采用Ⅱ级钢筋（fy=fy’=310N/mm2，αs,max=0.396,ξb=0.544），弯矩设计值M=170kN·m，试计算梁的纵向受力钢筋。
（假定受拉钢筋按两排布置）。
答案：
ho=450-60=390mm
αs=M/fcmbho2=170×106/（11×200×3902）=0.508>αs,max=0.396
需要配受压钢筋,取a’=35
M1=αs,maxfcmbho2=0.396×11×200×3902=132.51KN·m
M’=M-M1=170-132.51=37.49KN·m
受压钢筋A's=M’/[f'y（ho-a’）]=37.49×106/[310×（390-35）]=340.66mm2
受拉钢筋AS=ξbfcmbho/fy+A'sf'y/fy
=0.544×11×200×390/310+340.66=1505.65+340.66=1846.31mm2
5、已知T形截面梁，b=250mm，h=600mm，h'f=100mm，b'f=800mm。
截面承受的弯矩设计值M=500kN·m。
混凝土为C20级（fcm=11N/m2），纵筋为Ⅱ级钢（fy=310N/mm2，αs,max=0.396,ξb=0.544），求梁的纵向受拉钢筋As（假定受拉钢筋按两排布置）。
答案：
受拉钢筋按两排布置ho=h-60=600-60=540mm
fcmb'fh'f（ho-h'f/2）=11×800×100×（540-100/2）=431.2kN·m 属第2类T形截面
M'f=fcm（b'f-b）h'f（ho-h'f/2）
=11×（800-250）×100×（540-100/2）=296.45kN·m
AS2=fcm（b'f-b）h'f/fy=11×（800-250）×100/310=1951.61mm2
M1=M-M'f=500-296.45=203.55kN·m
αs=M1/fcmbho2=2036.55×106/（11×250×5402）=0.2538<αs,max=0.396满足适用条件①
γs=0.5[1+（1-2αs）1/2]=0.5[1+（1-2×0.2538）1/2]=0.851
As1=M1/γsfyho=203.55×106/（0.851×310×540）=1428.85mm2
AS=AS1+AS2=1428.85+1951.61=3380.46mm2
第四章 受弯构件斜截面承载力计算
一、选择题
1、承受以集中荷载为主的简支梁，当剪跨比λ（）时，无腹筋梁发生剪压破坏。
A λ<1
B 1≤λ≤3
C λ>3
答案：
B
2、对均布荷载梁，按最小配箍率计算抗剪承载力的条件是（）。
A 0.1B 0.07C V/fcbho≤0.07
答案：
B
3、当V>0.25fcbh0时，应采取的措施是（）。
A 增大箍筋直径或减小箍筋间距
B 增大受压区翼缘，形成T形梁
C 提高箍筋抗拉强度或加配弯起钢筋
D 增大截面尺寸
答案：
D
4、受弯构件斜截面承载力计算公式是以（）为依据的。
A 斜拉破坏
B 剪压破坏
C 斜压破坏
D 斜弯破坏
答案：
B
5、在下图中,i、j点为（）。
A 第一根钢筋的理论断点
B 第二根钢筋的理论断点
C 第二根钢筋的充分利用点
D 第三根钢筋的充分利用点
答案：
ACD
6、矩形、T形及工形截面的一般受弯构件，当0.1≥V/fcbho>0．07时，（）。
A 可直接按最小配箍率配箍
B 可直接按箍筋的最大间距和最小直径配箍
C 可按公式计算结果配箍
D 按箍筋的最大间距和最小直径配箍，并验算最小配箍率
答案：
A
二、填空题
1、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______过高，而发生梁腹的______破坏。
答案：
配箍率 斜压
2、当V≤Vc时，可不进行斜截面受剪承载力计算，而仅需按梁中箍筋______与梁中箍筋______的构造要求设置箍筋。
答案：
最大间距 最小直径
3、为了满足梁斜截面______承载力的要求，弯起钢筋的______点必须距该钢筋的______点至少有0.5h0的距离。
答案：
受弯 弯起 充分利用
4、在有腹筋梁的承载力计算中，______截面面积与对应的______面积的比值，称为配箍率。
答案：
箍筋 混凝土
三、简答题
1、简述影响无腹筋梁抗剪强度的因素。
答案：
剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率、荷载形式、加载方式、结构类型及截面形状。
2、在无腹筋钢筋混凝土梁中，临界斜裂缝形成以后，
（1）为什么斜裂缝处纵筋应力σs会增大?
（2）为什么斜裂缝上部受压区混凝土截面有很大的压应力和剪应力的集中?
（3）为什么梁的受力有如一拉杆拱?
答案：
（1）临界斜裂缝出现前，与斜裂缝相交的a处的纵筋应力σs取决于Ma；形成临界斜裂缝后，a点的纵筋应力取决于斜裂缝上端b处的弯矩Mb。
而Mb>Ma，因此斜裂缝使该处（a点）的纵筋应力σs增大。
（2）斜裂缝出现后，斜裂缝处纵筋应力σs的增大，使裂缝延伸开展，随着裂缝宽度的增大，骨料咬合力减小，以致消失；同时由于销栓力的作用，沿纵筋上皮出现劈裂裂缝，使纵筋的销栓剪力急剧减小，最后全部剪力将由残留的受压区混凝面积负担。
因而在斜裂缝上端混凝土截面上形成很大的剪应力和压应力的集中。
（3）无腹筋梁的临界斜裂缝形成以后，荷载通过斜裂缝上部的混凝土传至支座，相当于拱体，纵筋相当于拉杆。
3、试说明集中荷载作用下的无腹筋梁有哪几种剪切破坏形态?
其形成的条件及破坏原因是什么?
答案：
（1）斜拉破坏:
形成条件—剪跨比λ>3；破坏原因—由于受压区混凝土截面急剧减小，在压应力σ和剪应力τ高度集中情况下发生主拉应力破坏。
（2）剪压破坏：
形成条件—剪跨比1≤λ≤3；破坏原因—由于残余截面上混凝土在法向压应力σ、剪应力τ及荷载产生的局部竖向压应力的共同作用下，到达复合受力强度而发生破坏。
（3）斜压破坏：
形成条件—剪跨比λ<1；破坏原因—集中荷载与支座反力之间的梁腹混凝土被斜向压碎。
4、为什么在间接加载情况下，剪跨比对集中荷载作用下无腹筋梁的抗剪强度的影响明显减少?
为什么剪跨比λ越小，间接加载比直接加载的抗剪强度降低的越多?
答案：
在直接加载情况下，随剪跨比λ的减小（1≤λ≤3），无腹筋梁的受剪破坏形态由斜拉破坏变为剪压破坏，剪压破坏承载力高于斜拉破坏。
而在间接加载情况下，由于间接加载使梁中产生的竖向拉应力σy的影响，即使在小剪跨比情况下，斜裂缝也可跨越荷载作用点而直通梁顶，形成斜拉破坏。
故剪跨比λ对集中荷载作用下无腹筋梁的抗剪强度的影响明显减少，剪跨比λ越小，间接加载比直接加载的抗剪强度降低的就越多。
5、箍筋对提高斜截面受剪承载力有哪些方面的作用?
箍筋为什么对提高斜压破坏的受剪承载力不起作用?
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