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★混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理★ 教育部人才培養(yǎng)模式 改革和開放教育試點(diǎn) 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》 形成性考核冊(cè) 學(xué)校名稱： 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 班 級(jí)： 中央廣播電視大學(xué)出版社 編制 姓 名： 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 作業(yè)1 學(xué) 號(hào)： 得 分： 教師簽名： 一、選擇題（每小題4分，共32分） 1．下列關(guān)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的說(shuō)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(zhǎng)、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(guó)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(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：對(duì)無(wú)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009-2001）中對(duì)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（每小題2分，共20分） 1．通常所說(shuō)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(guó)《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(zhǎng)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(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)使用年限長(zhǎng)，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(zhǎng)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(jiǎn)答題（每小題8分，共48分） 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(duì)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：素混凝土梁的承載力很低，變形發(fā)展不充分，屬脆性破壞。鋼筋混凝土梁的承載力比素混凝土梁有很大的提高，在鋼筋混凝土梁中，混凝土的抗壓能力和鋼筋的抗拉能力都得到了充分利用，而且在梁破壞前，其裂縫充分發(fā)展，變形明顯增大，有明顯的破壞預(yù)兆，屬延性破壞，結(jié)構(gòu)的受力特性得到顯著改善。 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）良好的可焊性； 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(guò)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（如軸力、剪力、彎矩、扭矩以及撓度、轉(zhuǎn)角和裂縫等），稱為作用效應(yīng)。 結(jié)構(gòu)抗力是指整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)力和變形）的能力，如構(gòu)件的承載能力、剛度等。 姓 名： 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 作業(yè)2 學(xué) 號(hào)： 得 分： 教師簽名： 一、選擇題（每小題2分，共10分） 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（每小題2分，共16分） 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HRB335、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HPB235、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(wú)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(wú)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(jiǎn)答題（每小題5分，共30分） 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(jiǎn)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(guò)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，的含義及其在計(jì)算中的作用是什么？ 答：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(lái)判定梁是否為超筋梁。 4．什么情況下采用雙筋截面梁？ 答：對(duì)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(guò)大，截面設(shè)計(jì)不能滿足適筋梁的適用條件（X≦0），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(guò)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（每小題11分，共44分） 1．已知鋼筋混凝土矩形梁，一類環(huán)境，其截面尺寸，承受彎矩設(shè)計(jì)值，采用C30 混凝土和HRB335 級(jí)鋼筋。試配置截面鋼筋。 解： C30混凝土，，HRB335級(jí)鋼筋，并取，一類環(huán)境，取梁的保護(hù)層mm，鋼筋直徑可按20mm估計(jì)。當(dāng)梁內(nèi)只有一排受拉鋼筋時(shí)，，。 求受壓區(qū)高度及 ，滿足要求。 選用325 ()，單排布置，鋼筋間距和保護(hù)層等均能滿足構(gòu)造要求。 2．已知矩形截面梁，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(duì)于一類環(huán)境，可取梁的保護(hù)層厚度mm，HRB400級(jí)鋼筋，C25級(jí)混凝土，。 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。 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。 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。 3．一鋼筋混凝土矩形截面簡(jiǎn)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，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425 的縱筋，求所需的箍筋。 解：（1）確定計(jì)算參數(shù) ，，，，， （2）驗(yàn)算截面尺寸 ，屬一般梁 截面符合要求。 （3）驗(yàn)算是否需要計(jì)算配置箍筋 故需進(jìn)行計(jì)算配置箍筋。 （4）求箍筋數(shù)量并驗(yàn)算最小配筋率 選雙肢箍Ф8（，）代入上式可得： 取，可得： 滿足要求 4. 承受均布荷載設(shè)計(jì)值作用下的矩形截面簡(jiǎn)支梁，安全等級(jí)二級(jí)，處于一類環(huán)境，截面尺寸，混凝土為C30級(jí)，箍筋采用HPB235級(jí)鋼筋。梁凈跨度。梁中已配有雙肢 @200箍筋，試求：梁在正常使用期間按斜截面承載力要求所能承擔(dān)的荷載設(shè)計(jì)值。 解： 首先，確定計(jì)算參數(shù)，C30混凝土，由于縱筋布置方式未知，暫按單排布置，可取，則。HPB235級(jí)鋼筋的。 然后，計(jì)算簡(jiǎn)支梁所能承擔(dān)的剪力 最后，計(jì)算該梁在正常使用期間按斜截面承載力要求所能承擔(dān)的荷載設(shè)計(jì)值。 由，則 姓 名： 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 作業(yè)3 學(xué) 號(hào)： 得 分： 教師簽名： 一、選擇題（每小題2分，共14分） 1．螺旋箍筋柱較普通箍筋柱承載力提高的原因是（ C ）。 A．螺旋筋使縱筋難以被壓屈 B．螺旋筋的存在增加了總的配筋率 C．螺旋筋約束了混凝土的橫向變形 D．螺旋筋的彈簧作用 2．大偏心和小偏心受壓破壞的本質(zhì)區(qū)別在于（ B ）。 A．受拉區(qū)的混凝土是否破壞 B．受拉區(qū)的鋼筋是否屈服 C．受壓區(qū)的鋼筋是否屈服 D．受壓區(qū)的混凝土是否破壞 3．偏心受壓構(gòu)件界限破壞時(shí)，（ D ）。 A．遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服比受壓區(qū)混凝土壓碎早發(fā)生 B．遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服比受壓區(qū)混凝土壓碎晚發(fā)生 C．遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服與另一側(cè)鋼筋屈服同時(shí)發(fā)生 D．遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土壓碎同時(shí)發(fā)生 4．進(jìn)行構(gòu)件的裂縫寬度和變形驗(yàn)算的目的是（ A ）。 A．使構(gòu)件滿足正常使用極限狀態(tài)要求 B．使構(gòu)件能夠在彈性階段工作 C．使構(gòu)件滿足承載能力極限狀態(tài)要求 D．使構(gòu)件能夠帶裂縫工作 5．軸心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，拉力（ C ）承擔(dān)。 A．由鋼筋和混凝土共同 B．由鋼筋和部分混凝土共同 C．僅由鋼筋 D．僅由混凝土 6．其它條件相同時(shí)，鋼筋的保護(hù)層厚度與平均裂縫間距、裂縫寬度的關(guān)系是（ A ）。 A．保護(hù)層越厚，平均裂縫間距越大，裂縫寬度也越大 B．保護(hù)層越厚，平均裂縫間距越小，裂縫寬度越大 C．保護(hù)層厚度對(duì)平均裂縫間距沒(méi)有影響，但保護(hù)層越厚，裂縫寬度越大 7．通過(guò)對(duì)軸心受拉構(gòu)件裂縫寬度公式的分析可知，在其它條件不變的情況下，要想減小裂縫寬度，就只有（ A ）。 A．減小鋼筋直徑或增大截面配筋率 B．增大鋼筋直徑或減小截面配筋率 C．增大截面尺寸和減小鋼筋截面面積 二、判斷題（每小題2分，共24分） 1．鋼筋混凝土受壓構(gòu)件中的縱向鋼筋一般采用HRB400級(jí)、HRB335級(jí)和RRB400級(jí)，不宜采用高強(qiáng)度鋼筋。（ √ ） 2．在軸心受壓短柱中，不論受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)是否屈服，構(gòu)件的最終承載力都是由混凝土被壓碎來(lái)控制的。（ √ ） 3. 鋼筋混凝土長(zhǎng)柱的穩(wěn)定系數(shù)隨著長(zhǎng)細(xì)比的增大而增大。（ ） 4．兩種偏心受壓破壞的分界條件為：為大偏心受壓破壞；為小偏心受壓破壞。（ √ ） 5．大偏心受拉構(gòu)件為全截面受拉，小偏心受拉構(gòu)件截面上為部分受壓部分受拉。（ ） 6．鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，混凝土的拉裂與鋼筋的受拉屈服同時(shí)發(fā)生。（ ） 7．靜定的受扭構(gòu)件，由荷載產(chǎn)生的扭矩是由構(gòu)件的靜力平衡條件確定的，與受扭構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)剛度無(wú)關(guān)，此時(shí)稱為平衡扭轉(zhuǎn)。（ √ ） 8．對(duì)于超靜定結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)件上產(chǎn)生的扭矩除了靜力平衡條件以外，還必須由相鄰構(gòu)件的變形協(xié)調(diào)條件才能確定，此時(shí)稱為協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)。（ √ ） 9．受扭的素混凝土構(gòu)件，一旦出現(xiàn)斜裂縫即完全破壞。若配置適量的受扭縱筋和受扭箍筋，則不但其承載力有較顯著的提高，且構(gòu)件破壞時(shí)會(huì)具有較好的延性。（ √ ） 10．在彎剪扭構(gòu)件中，彎曲受拉邊縱向受拉鋼筋的最小配筋量，不應(yīng)小于按彎曲受拉鋼筋最小配筋率計(jì)算出的鋼筋截面面積，與按受扭縱向受力鋼筋最小配筋率計(jì)算并分配到彎曲受拉邊鋼筋截面面積之和。（ √ ） 11．鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的開展是由于混凝土的回縮和鋼筋伸長(zhǎng)所造成的。（ √ ） 12．荷載長(zhǎng)期作用下鋼筋混凝土受彎構(gòu)件撓度增長(zhǎng)的主要原因是混凝土的徐變和收縮。（ √ ） 三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共45分） 1．鋼筋混凝土柱中箍筋應(yīng)當(dāng)采用封閉式，其原因在于？ 答：鋼筋混凝土柱中箍筋應(yīng)當(dāng)采用封閉式箍筋是為了保證鋼筋骨架的整體剛度，并保證構(gòu)件在破壞階段箍筋對(duì)混凝土和縱向鋼筋的側(cè)向約束作用。 2．鋼筋混凝土偏心受壓破壞通常分為哪兩種情況？它們的發(fā)生條件和破壞特點(diǎn)是怎樣的？ 答：鋼筋混凝土柱偏心受壓破壞通常分為大偏壓破壞和小偏壓破壞。 當(dāng)偏心距較大，且受拉鋼筋配置得不太多時(shí)，發(fā)生的破壞屬大偏壓破壞。這種破壞特點(diǎn)是受拉區(qū)、受壓區(qū)的鋼筋都能達(dá)到屈服，受壓區(qū)的混凝土也能達(dá)到極限壓應(yīng)變。 當(dāng)偏心距較小或很小時(shí)，或者雖然相對(duì)偏心距較大，但此時(shí)配置了很多的受拉鋼筋時(shí)，發(fā)生的破壞屬小偏壓破壞。這種破壞特點(diǎn)是，靠近縱向力一端的鋼筋能達(dá)到受壓屈服，混凝土被壓碎，而遠(yuǎn)離縱向力那一端的鋼筋不管是受拉還是受壓，一般情況下達(dá)不到屈服。 3．簡(jiǎn)述矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式的使用條件？ 答：矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式的適用條件如下： 1）為了保證構(gòu)件破壞時(shí)受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度，要求滿足： 2）為了保證構(gòu)件破壞時(shí)，受壓鋼筋應(yīng)力能達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，與雙筋受彎構(gòu)件相同，要求滿足： 4．實(shí)際工程中，哪些受拉構(gòu)件可以按軸心受拉構(gòu)件計(jì)算，哪些受拉構(gòu)件可以按偏心受拉構(gòu)件計(jì)算？ 答：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，真正的軸心受拉構(gòu)件是罕見(jiàn)的。近似按軸心受拉構(gòu)件計(jì)算的有承受節(jié)點(diǎn)荷載的屋架或托架受拉弦桿和腹桿，剛架、拱的拉桿，承受內(nèi)壓力的環(huán)形管壁及圓形儲(chǔ)液池的壁筒等；可按偏心受拉計(jì)算的構(gòu)件有矩形水池的池壁、工業(yè)廠房雙肢柱的受拉肢桿、受地震作用的框架邊柱和承受節(jié)間荷載的屋架下弦拉桿等。 5．軸心受拉構(gòu)件從加載開始到破壞為止可分為哪三個(gè)受力階段？其承載力計(jì)算以哪個(gè)階段為依據(jù)？ 答：軸心受拉構(gòu)件從加載開始到破壞為止可分為三個(gè)受力階段：第Ⅰ階段為從加載到混凝土受拉開裂前，第Ⅱ階段為混凝土開裂至鋼筋即將屈服，第Ⅲ階段為受拉鋼筋開始屈服到全部受拉鋼筋達(dá)到屈服。在第Ⅲ階段，混凝土裂縫開展很大，可認(rèn)為構(gòu)件達(dá)到了破壞狀態(tài)，即達(dá)到極限荷載，受拉構(gòu)件的承載力計(jì)算以第Ⅲ階段為依據(jù)。 6．大、小偏心受拉構(gòu)件的破壞特征有什么不同？如何劃分大、小偏心受拉構(gòu)件？ 答：大偏心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，混凝土雖開裂，但還有受壓區(qū)，破壞特征與的數(shù)量有關(guān)，當(dāng)數(shù)量適當(dāng)時(shí)，受拉鋼筋首先屈服，然后受壓鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，混凝土受壓邊緣達(dá)到極限應(yīng)變而破壞。 小偏心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，一般情況下，全截面均為拉應(yīng)力，其中一側(cè)的拉應(yīng)力較大。隨著荷載增加，一側(cè)的混凝土首先開裂，而且裂縫很快貫通整個(gè)截面，混凝土退出工作，拉力完全由鋼筋承擔(dān)，構(gòu)件破壞時(shí)，及都達(dá)到屈服強(qiáng)度。 偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算，按縱向拉力N的作用位置不同，可以分為大偏心受拉與小偏心受拉兩種情況：當(dāng)縱向拉力N作用在鋼筋合力點(diǎn)和合力點(diǎn)范圍之外時(shí)，為大偏心受拉。當(dāng)縱向拉力N作用在鋼筋合力點(diǎn)和合力點(diǎn)范圍之間時(shí)，為小偏心受拉。 7．鋼筋混凝土純扭構(gòu)件有哪幾種破壞形式？各有何特點(diǎn)？ 答：受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)與受扭縱筋和受扭箍筋配筋率的大小有關(guān)，大致可分為適筋破壞、部分超筋破壞、完全超筋破壞和少筋破壞四類。 對(duì)于正常配筋條件下的鋼筋混凝土構(gòu)件，在扭矩作用下，縱筋和箍筋先到達(dá)屈服強(qiáng)度，然后混凝土被壓碎而破壞。這種破壞與受彎構(gòu)件適筋梁類似，屬延性破壞。此類受扭構(gòu)件稱為適筋受扭構(gòu)件。 若縱筋和箍筋不匹配，兩者配筋比率相差較大，例如縱筋的配筋率比箍筋的配筋率小很多，破壞時(shí)僅縱筋屈服，而箍筋不屈服；反之，則箍筋屈服，縱筋不屈服，此類構(gòu)件稱為部分超筋受扭構(gòu)件。部分超筋受扭構(gòu)件破壞時(shí)，亦具有一定的延性，但較適筋受扭構(gòu)件破壞時(shí)的截面延性小。 當(dāng)縱筋和箍筋配筋率都過(guò)高，致使縱筋和箍筋都沒(méi)有達(dá)到屈服強(qiáng)度，而混凝土先行壓壞，這種破壞和受彎構(gòu)件超筋梁類似，屬脆性破壞類型。此類受扭構(gòu)件稱為超筋受扭構(gòu)件。 若縱筋和箍筋配置均過(guò)少，一旦裂縫出現(xiàn)，構(gòu)件會(huì)立即發(fā)生破壞。此時(shí)，縱筋和箍筋不僅達(dá)到屈服強(qiáng)度而且可能進(jìn)入強(qiáng)化階段，其破壞特性類似于受彎構(gòu)件中的少筋梁，稱為少筋受扭構(gòu)件。這種破壞以及上述超筋受扭構(gòu)件的破壞，均屬脆性破壞，在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以避免。 8. 鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件的鋼筋配置有哪些構(gòu)造要求？ 答：1）縱筋的構(gòu)造要求：對(duì)于彎剪扭構(gòu)件，受扭縱向受力鋼筋的間距不應(yīng)大于200mm和梁的截面寬度；在截面四角必須設(shè)置受扭縱向受力鋼筋，其余縱向鋼筋沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置。當(dāng)支座邊作用有較大扭矩時(shí)，受扭縱向鋼筋應(yīng)按受拉鋼筋錨固在支座內(nèi)。當(dāng)受扭縱筋按計(jì)算確定時(shí)，縱筋的接頭及錨固均應(yīng)按受拉鋼筋的構(gòu)造要求處理。在彎剪扭構(gòu)件中，彎曲受拉邊縱向受拉鋼筋的最小配筋量，不應(yīng)小于按彎曲受拉鋼筋最小配筋率計(jì)算出的鋼筋截面面積，與按受扭縱向受力鋼筋最小配筋率計(jì)算并分配到彎曲受拉邊鋼筋截面面積之和。 2）箍筋的構(gòu)造要求：箍筋的間距及直徑應(yīng)符合受剪的相關(guān)要求。箍筋應(yīng)做成封閉式，且應(yīng)沿截面周邊布置；當(dāng)采用復(fù)合箍筋時(shí)，位于截面內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)入受扭所需的箍筋面積；受扭所需箍筋的末端應(yīng)做成135 彎鉤，彎鉤端頭平直段長(zhǎng)度不應(yīng)小于10d（d為箍筋直徑)。 9．鋼筋混凝土裂縫控制的目的是什么？ 答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的目的一方面是為了保證結(jié)構(gòu)的耐久性。因?yàn)榱芽p過(guò)寬時(shí)，氣體和水分、化學(xué)介質(zhì)侵入裂縫，會(huì)引起鋼筋銹蝕，不僅削弱了鋼筋的面積，還會(huì)因鋼筋體積的膨脹，引起保護(hù)層剝落，產(chǎn)生長(zhǎng)期危害，影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。另一方面是考慮建筑物觀瞻、人的心理感受和使用者不安全程度的影響。 四、計(jì)算題（第1小題10分，第2小題7分，共17分） 1．已知某柱兩端為不動(dòng)鉸支座，柱高H=5.0m，截面尺寸為400mm400mm，采用C20混凝土、HRB335鋼筋，柱頂截面承受軸心壓力設(shè)計(jì)值N=1692kN，確定該柱所需的縱向鋼筋截面面積。 解： 首先，確定計(jì)算參數(shù)，C20混凝土，HRB335級(jí)鋼筋。 然后，確定穩(wěn)定系數(shù)。由于，查教材附錄，并經(jīng)插值得。 由公式得 該柱所需縱向鋼筋截面面積為。 驗(yàn)算配筋率，，滿足要求。 2．已知某鋼筋混凝土屋架下弦，截面尺寸，承受的軸心拉力設(shè)計(jì)值，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，鋼筋為HRB335。求截面配筋。 解：首先，確定計(jì)算參數(shù)，查教材附錄知，HRB335鋼筋。 選用416（）能夠滿足要求。 姓 名： 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 作業(yè)4 學(xué) 號(hào)： 得 分： 教師簽名： 一、選擇題（每小題4分，共20分） 1．混凝土極限拉應(yīng)變約為（ C ）。 A．（1.00～1.80）10-3 B．（0.20～0.40）10-3 C．（0.10～0.15）10-3 D．（1.00～1.50）10-3 2．鋼筋HPB235、HRB335、HRB400和RRB400屈服時(shí)，其應(yīng)變約為（ D ）。 A．（1.50～1.80）10-3 B．（0.20～0.40）10-3 C．（0.10～0.15）10-3 D．（1.00～1.80）10-3 3．條件相同的鋼筋混凝土軸拉構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件相比較，（ B ）。 A．后者的剛度低于前者 B．后者的抗裂度比前者好 C．前者與后者的抗裂度相同 D. 前者與后者的剛度相同 4．下列各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失類型中，不屬于后張法預(yù)應(yīng)力損失的是（ C ）。 A．錨固回縮損失 B．摩擦損失 C．溫差損失 D．應(yīng)力松弛損失 5．公路橋涵現(xiàn)澆梁、板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于（ A ），當(dāng)用HRB400、KL400級(jí)鋼筋配筋時(shí)，不應(yīng)低于（ B ）。 A．C20 B．C25 C．C30 D．C15 二、判斷題（每小題2分，共24分） 1．普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)度鋼筋是不能充分發(fā)揮其作用的，而采用高強(qiáng)混凝土可以很好發(fā)揮其作用。（ ） 2．無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通常與先張預(yù)應(yīng)力工藝相結(jié)合。（ ） 3．后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力來(lái)傳遞的。（ ） 4．對(duì)先張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力是依靠鋼筋端部的錨具來(lái)傳遞的。（ ） 5．我國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30。對(duì)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，特別是大跨度結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。（ √ ） 6．張拉控制應(yīng)力是指預(yù)應(yīng)力鋼筋在進(jìn)行張拉時(shí)所控制達(dá)到的最大應(yīng)力值。( √ ) 7．為保證鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，防止放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)出現(xiàn)縱向劈裂裂縫，必須有一定的混凝土保護(hù)層厚度。（ √ ） 8．我國(guó)《公路橋規(guī)》采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，按分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)采用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。（ ） 9．與《房建規(guī)范》不同，《公路橋規(guī)》在抗剪承載力計(jì)算中，其混凝土和箍筋的抗剪能力沒(méi)有采用兩項(xiàng)相加的方法，而是采用破壞斜截面內(nèi)箍筋與混凝土的共同承載力。( √ ) 10．《公路橋規(guī)》規(guī)定受壓構(gòu)件縱向鋼筋面積不應(yīng)小于構(gòu)件截面面積的0.5%。（ √ ） 11．我國(guó)《公路橋規(guī)》關(guān)于裂縫寬度的計(jì)算與《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》是相同的。（ ） 12. 我國(guó)《公路橋規(guī)》中指出裂縫寬度主要與受拉鋼筋應(yīng)力、鋼筋直徑、受拉鋼筋配筋率、鋼筋表面形狀、混凝土標(biāo)號(hào)和保護(hù)層厚度有關(guān)，而撓度的計(jì)算則根據(jù)給定的構(gòu)件剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算。（ √ ） 三、簡(jiǎn)答題（每小題8分，共48分） 1．與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土具有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)？ 答：與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)勢(shì)是：使構(gòu)件的抗裂度和剛度提高、使構(gòu)件的耐久性增加、減輕了構(gòu)件自重、節(jié)省材料。與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土的劣勢(shì)是：施工需要專門的材料和設(shè)備、特殊的工藝，造價(jià)較高。 2．簡(jiǎn)述有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的區(qū)別？ 答：有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，是指沿預(yù)應(yīng)力筋全長(zhǎng)其周圍均與混凝土粘結(jié)、握裹在一起的預(yù)應(yīng)力。先張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)及預(yù)留孔道穿筋壓漿的后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)均屬此類。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，是指預(yù)應(yīng)力筋伸縮、滑動(dòng)自由，不與周圍混凝土粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋表面涂有防銹材料，外套防老化的塑料管，防止與混凝土粘結(jié)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通常與后張預(yù)應(yīng)力工藝相結(jié)合。 3．列舉三種建筑工程中常用的預(yù)應(yīng)力錨具？ 答：螺絲端桿錨具、錐形錨具、鐓頭錨具、夾具式錨具。 4．預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件所用的混凝土，需滿足哪些要求？ 答：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的混凝土，需滿足下列要求：（1）強(qiáng)度高。與普通鋼筋混凝土不同，預(yù)應(yīng)力混凝土必須采用強(qiáng)度高的混凝土。因?yàn)閺?qiáng)度高的混凝土對(duì)采用先張法的構(gòu)件可提高鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，對(duì)采用后張法的構(gòu)件，可提高錨固端的局部承壓承載力。（2）收縮、徐變小。以減少因收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。（3）快硬、早強(qiáng)?？杀M早施加預(yù)應(yīng)力，加快臺(tái)座、錨具、夾具的周轉(zhuǎn)率，以利加快施工進(jìn)度。 5．引起預(yù)應(yīng)力損失的因素有哪些？如何減少各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失？ 答：引起預(yù)應(yīng)力損失的因素主要有錨固回縮損失、摩擦損失、溫差損失、應(yīng)力松弛損失、收縮徐變損失等。（1）減少錨固回縮損失的措施：選擇錨具變形小或使預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具和夾具，并盡量少用墊板；增加臺(tái)座長(zhǎng)度。（2）減少摩擦損失的措施：對(duì)于較長(zhǎng)的構(gòu)件可在兩端進(jìn)行張拉；采用超張拉工藝；在接觸材料表面涂水溶性潤(rùn)滑劑，以減小摩擦系數(shù)；提高施工質(zhì)量，減小鋼筋的位置偏差。（3）減少溫差損失的措施：采用兩次升溫養(yǎng)護(hù)；在鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。（4）減少預(yù)應(yīng)力損失的措施：可采用短時(shí)間內(nèi)超張拉的方法。（5）減少收縮和徐變應(yīng)力損失，應(yīng)采取減少混凝土收縮和徐變的各種措施，同時(shí)應(yīng)控制混凝土的預(yù)壓應(yīng)力。 6．公路橋涵按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪三種設(shè)計(jì)狀況？分別需做哪種設(shè)計(jì)？ 答：公路橋涵按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下三種設(shè)計(jì)狀況：（1）持久狀況：橋涵建成后承受自重、車輛荷載等持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)的狀況。該狀況需要作承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。（2）短暫狀況：橋涵施工過(guò)程中承受臨時(shí)作用的狀況。該狀況主要作承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，必要時(shí)才做正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。（3）偶然狀態(tài)：在橋涵使用過(guò)程中偶然出現(xiàn)的狀況。該狀況僅作承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。 四、計(jì)算題（每小題8分，共8分） 1．已知一矩形截面簡(jiǎn)支梁，截面尺寸bh=200mm550mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，縱向鋼筋采用HRB335級(jí)，安全等級(jí)為二級(jí)，梁跨中截面承受的最大彎矩設(shè)計(jì)值為M=160kNm。 ①若上述設(shè)計(jì)條件不能改變，試進(jìn)行配筋計(jì)算。 ②若由于施工質(zhì)量原因，實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度僅達(dá)到C20，試問(wèn)按①問(wèn)所得鋼筋面積的梁是否安全？ 解： 第①問(wèn)： （1）根據(jù)已給材料確定計(jì)算參數(shù)， C25混凝土，HRB335鋼筋， ，并取，則截面有效高度，取。 （2）求受壓區(qū)高度。將各已知值帶入，得 解得 （3）求所需鋼筋面積 將各已知值及代入，得到 可選用225 + 122（），將鋼筋布置成一層，122鋼筋布置在中央，225鋼筋布置在兩邊。 （4）配筋驗(yàn)算 鋼筋間凈距，且大于鋼筋直徑25mm，滿足構(gòu)造規(guī)定。 實(shí)際配筋率，故配筋合理。 第②問(wèn)： C20混凝土，由，得 而，可見(jiàn)，所以若由于施工質(zhì)量原因，實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度僅達(dá)到C20，那么按①問(wèn)所得鋼筋面積的梁是不安全的。 第 20 頁(yè) 共 20 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