2019年电大《混凝土结构设计》考试资料简答题计算题汇编附答案备考资料

2019年电大混凝土结构设计考试资料简答题计算题汇编附答案简答题1.混凝土结构有哪些优点和缺点？混凝土结构的主要优点在于：取材较方便、承载力高、耐久性佳、整体性强、耐火性优、可模性好、节约钢材、保养维护费用低。混凝土结构存在的缺点主要表现在：自重大、抗裂性差、需用大量模板、施工受季节性影响。2.根据纵筋配筋率不同，简述钢筋混凝土梁受弯破坏的三种形式及其破坏特点？（1）适筋破坏：适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。（2）超筋破坏：超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结构破坏，属脆性破坏。（3）少筋破坏：少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服，形成临界斜裂缝，属脆性破坏。3.何谓钢筋混凝土梁的配筋率？随着配筋率不同，钢筋混凝土梁可能出现哪三种不同的破坏形态？配筋率是指受拉钢筋截面面积As与梁截面有效面积bh0之比。 4.在受弯构件正截面承载力计算中，b的含义及其在计算中的作用各是什么？b是超筋梁和适筋梁的界限，表示当发生界限破坏即受拉区钢筋屈服与受压区砼外边缘达到极限应变同时发生时，受压区高度与梁截面的有效高度之比，其作用是，在计算中，用b来判定梁是否为超筋梁。5.什么叫做作用应力？什么叫做结构抗力？直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生内力和变形（如轴力、剪力、弯矩、扭矩以及绕度、转角和裂缝等），称为作用效应。结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载能力、刚度等。6.公路桥涵按承载力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计，在设计中应考虑哪三种设计状况？分别需做哪种设计？（1）持久状况：桥涵建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。该状况需要作承载极限状态和正常使用极限状态设计。（2）短暂状况：桥涵施工过程中承受临时作用的状况。该状况主要作承载力极限状态设计，必要时才做正常使用极限状态设计。（3）偶然状态：在桥涵使用过程中偶然出现的状况。该状况仅作承载力极限状态设计。7.钢筋与混凝土共同工作的基础是什么？钢筋和混凝土两种材料能够有效的结合在一起而共同工作，主要基于三个条件：钢筋与混凝土之间存在黏结力；两种材料的温度线膨胀系数很接近；混凝土对钢筋起保护作用。这也是钢筋混凝土结构得以实现并获得广泛应用的根本原因。8.钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么？计算梁、板承载力时，以为混凝土开裂后，拉力完全由钢筋承担，力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关，这一距离称为截面有效高度。9.钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？答：1）较高的强度和合适的屈强比；2）足够的塑性；3）可焊性；4）耐久性和耐火性5）与混凝土具有良好的黏结力。10.钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式，其原因在于？答：钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式箍筋是为了保证钢筋骨架的整体刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。11.钢筋混凝土偏心受压破坏通常分为哪两种情况？它们的发生条件和破坏特点是怎样的？答：钢筋混凝土偏心受压破坏可分为两种情况：大偏心受压破坏与小偏心受压破坏。大偏心受压破坏的发生条件是：偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。破坏特点是：受拉区的钢筋能达到屈服，受压区的混凝土也能达到极限压应变。小偏心受压破坏的发生条件是：偏心距较小或很小，或者虽然相对偏心距较大，但配置了很多的受拉钢筋。破坏特点是：靠近纵向力一端的钢筋能达到受压屈服，混凝土被压碎，而远离纵向力一端的钢筋无论是受拉还是受压，一般情况下都达不到屈服。12.钢筋混凝土纯扭构件有哪几种破坏形式？各有何特点？答：钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态可分为适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏和少筋破坏4类。适筋破坏的特点：纵筋和箍筋先到达屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏，属于延性破坏。部分超筋破坏的特点：破坏时仅纵筋屈服，而箍筋不屈服；或箍筋屈服，纵筋不屈服，破坏时具有一定的延性，但较适筋破坏时的截面延性小。完全超筋破坏的特点：纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压坏，属于脆性破坏。少筋破坏的特点：裂缝一旦出现，构件就会立即发生破坏，此时，纵筋和箍筋不仅达到屈服强度而且可能进入强化阶段，属于脆性破坏。13.钢筋混凝土裂缝控制的目的是什么？答：裂缝控制的目的一方面是为了保证结构的耐久性，因为裂缝过宽时，气体和水分、化学介质会侵入裂缝，引起钢筋锈蚀，这不仅削弱了钢筋的面积，而且还会因钢筋体积的膨胀而引起保护层剥落，产生长期危害，影响结构的使用寿命。另一方面是考虑建筑物观瞻、人的心理感受和使用者不安全程度的影响。14.钢筋混凝土弯剪扭构件的钢筋配置有哪些构造要求？答： 1）纵筋的构造要求。对于弯剪扭构件，受扭纵向受力钢筋的间距不应大于200mm和梁的截面宽度；在截面四角必须设置受扭纵向受力钢筋，其余纵向钢筋沿截面周边均匀对称布置。当支座边作用有较大扭矩时，受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内。当受扭纵筋按计算确定时，纵筋的接头及锚固均应按受拉钢筋的构造要求处理。在弯剪扭构件中，弯曲受拉边纵向受拉钢筋的最小配筋量，不应小于按弯曲受拉钢筋最小配筋率计算出的钢筋截面面积，与按受扭纵向受力钢筋最小配筋率计算并分配到弯曲受拉边钢筋截面面积之和。2）箍筋的构造要求箍筋的间距及直径应符合受剪的相关要求。箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置；当采用复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积；受扭所需箍筋的末端应做成135 弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。15.什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于那种作用？结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。分为直接作用和间接作用。荷载属于直接作用。16.在荷载、温度、收缩的外界因素作用下，钢筋和混凝土这两种材料结合在一起能够共同工作，其主要原因在于？（1）因为二者具有相近的温度线膨胀系数；（2）因为混凝土硬化后，钢筋与混凝土之间能够产生的较强的粘结能力。17.作用在结构上的荷载，按作用时间的长短和性质分类，可分为哪三类？永久荷载、可变荷载和偶然荷载。18.什么情况下采用双筋截面梁？当构件承担的弯矩过大，而截面尺寸受建筑净空限制不能增大，混凝土强度等级也不宜再提高，采用单筋截面无法满足的条件时,则考虑采用双筋梁。此外，当梁截面由于不同荷载组合而承受正负弯矩时，也可采用双筋截面。19.建筑结构应该满足哪几项功能要求？建筑结构应该满足功能要求可概括为：安全性、适用性、耐久性。20.正截面承载力计算有哪些基本假定？正截面承载力计算的基本假定有：（1） 平截面假定：是指梁的变形规律符合“平均应变截面假定”。（2） 不考虑混凝土的抗剪强度。（3） 混凝土的压应力与压应变之间的关系曲线按抛物线上升段和水平段取用，对于正截面处于非均匀受压时的混凝土，极限压应变的取值追打不超过0.0033.21.斜截面受剪承载力计算公式为什么要设上限和下限（适用范围）？斜截面受剪承载力计算公式的上限值，及截面限制条件，它是威力防止斜压破坏和限制使用阶段的斜裂缝宽度，使得构件的截面尺寸不应过小。配置的腹筋也不应过多。截面受剪承载力计算公式的下限值，即最小箍筋配筋率。它是为了防止斜拉破坏。22.受压构件的一般构造要求包括哪几项？受压构件的一般构造要求包括：截面形式及尺寸，材料强度要求，纵筋和箍筋。23.请回答承载能力极限状态设计表达中，、S、R的含义，并说明两种极限状态表达式的主要区别？-结构重要性系数；S荷载效应设计值；R结构抗力设计值；两种极限状态表达式的主要区别：正常使用极限状态下不考虑及分项系数。24.如何得到材料的强度设计值与荷载设计值？材料强度标准值除以材料的分项系数，即可得到材料的强度设计值。荷载标准值乘以荷载分项系数得到荷载设计值。25.单筋梁截面的有效高度，式中是指那一段距离？单筋梁截面的有效高度，式中是指受拉钢筋合力点至梁受控边缘的距离。26.梁沿斜裂缝破坏的主要形态有哪几种？其破坏特征如何？（1） 斜压破坏：破坏时，混凝土被福建斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，破坏是突然发生的。（2） 剪压破坏：临界裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区高度缩小，最后到孩子剪压区混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。（3） 斜拉破坏：当垂直裂缝一出现,就迅速向受压区伸展，斜截面承载力随之丧失，属脆性破坏。27.影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有：剪跨比、混凝土强度和纵筋配筋率。28.试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝迅速发展，梁在瞬间骤然脆裂断开，变形发展不充分，属脆性破坏，梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力，裂缝不会迅速发展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。同时，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。29.有腹筋梁斜截面剪切破坏形态有哪几种？各在什么情况下产生？ 答：受弯构件斜截面剪切破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。当剪力相比弯矩较大时，主压应力起主导作用易发生斜压破坏，其特点是混凝土被斜向压坏，箍筋应力达不到屈服强度。当弯剪区弯矩相比剪力较大时，主拉应力起主导作用易发生斜拉破坏，破坏时箍筋应力在混凝土开裂后急剧增加并被拉断，梁被斜向拉裂成两部分，破坏过程快速突然。剪压破坏时箍筋在混凝土开裂后首先达到屈服，然后剪压区混凝土被压坏，破坏时钢筋和混凝土的强度均有较充分利用。30.影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？答：配有腹筋的混凝土梁，其斜截面受剪承载力的影响因素有剪跨比、混凝土强度、纵向钢筋的销栓作用、箍筋的配筋率及其强度、弯起钢筋的配置数量等。31.简述矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式的使用条件？答：矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式的适用条件如下：1）为了保证构件破坏时受拉区钢筋的应力先达到屈服强度，要求满足： 2）为了保证构件破坏时，受压钢筋应力能达到抗压屈服强度设计值，与双筋受弯构件相同，要求满足： 32.实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算？答：在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受拉构件是罕见的。近似按轴心受拉构件计算的有承受节点荷载的屋架或托架受拉弦杆和腹杆，刚架、拱的拉杆，承受内压力的环形管壁及圆形储液池的壁筒等；可按偏心受拉计算的构件有矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱和承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。33.轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为哪三个受力阶段？其承载力计算以哪个阶段为依据？答：轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为三个受力阶段：第一阶段为从加载到混凝土受拉开裂前，第二阶段为混凝土开裂至钢筋即将屈服，第三阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。承载力计算以第三阶段末为依据。34.大、小偏心受拉构件的破坏特征有什么不同？如何划分大、小偏心受拉构件？答：大偏心受拉构件破坏时，混凝土虽开裂，但还有受压区。当 数量适当时，受拉钢筋首先屈服，然后受压钢筋的应力达到屈服强度，混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。小偏心受拉构件破坏时，一般情况下，全截面均为拉应力，其中 一侧的拉应力较大。随着荷载的增加， 一侧的混凝土首先开裂，而且裂缝很快就贯穿整个截面，所以混凝土将退出工作，拉力完全由钢筋承担，构件破坏时， 及 都达到屈服强度。偏心受拉构件正截面承载力计算，按纵向拉力N的作用位置不同，可以分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况：当纵向拉力N作用在钢筋 合力点和 合力点范围之间时，为小偏心受拉。35.与普通混凝土相比，预应力混凝土具有哪些优势和劣势？答：与普通混凝土相比，预应力混凝土具有优势是：1）构件的抗裂度和刚度提高； 2）构件的耐久性增加； 3）自重减轻。4）节约材料。与普通混凝土相比，预应力混凝土具有劣势是：预应力混凝土施工需要专门的材料和设备、特殊的工艺、造价较高。36.简述有粘结预应力与无粘结预应力的区别？答：有粘结预应力，是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘接、握裹在一起的预应力。先张预应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属此类。无粘结预应力，是指预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土粘接的预应力。无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合。37.列举三种建筑工程中常用的预应力锚具？答：螺丝端杆锚具、锥形锚具、镦头锚具、夹具式锚具。38.预应力混凝土结构及构件所用的混凝土，需满足哪些要求？答：预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足下列要求：1）强度高。与普通钢筋混凝土不同，预应力混凝土必须采用强度高的混凝土。因为强度高的混凝土对采用先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。2）收缩、徐变小。以减少因收缩、徐变引起的预应力损失。3）快硬、早强。可尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以利加快施工进度。39.引起预应力损失的因素有哪些？如何减少各项预应力损失？答：引起预应力损失的因素主要有锚固回缩损失、摩擦损失、温差损失、应力松弛损失、收缩徐变损失等。 见教材P216-220计算题1.已知矩形截面梁bh250mm600mm,处于一类环境，已配置4根直径22mmHRB400级纵向受拉钢筋（单排布置），混凝土强度等级为C20，试计算该梁所能承受的弯矩设计值。已知：梁的保护层厚度c25mm,HRB400级钢筋360N/mm2,C20级混凝土c9.6 N/mm2,解：受拉钢筋截面积As1520 mm2, a11.0,x,b0.518,。计算截面受压区高度，计算截面有效高度， ，满足要求；该梁所能承受的弯矩设计值，2.承受均布荷载设计值q作用下的矩形截面简支梁，安全等级二级，处于一类环境，截面尺寸，混凝土为C30级，箍筋采用HPB235级钢筋，梁净跨度。梁中已配有双肢箍筋，试求该梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q。已知：C30混凝土，HPB235级钢筋的，h0=515mm, ,解：首先计算简支梁所能承担的剪力。 然后，计算该梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q。由，则3.已知矩形截面梁，处于一类环境已配置4根直径22mmHRB400级纵向受拉钢筋(单排布置)，混凝土强度等级为C25，试计算该梁所能承受的弯矩设计值。已知:梁的保护层厚度，HRB400级钢筋,C25级混凝土，受拉钢筋截面积，, 解：计算截面受压区高度，；计算截面有效高度，;满足要求；该梁所能承受的弯矩设计值，4.钢筋混凝土梁截面尺寸，混凝土C30，钢筋采用HRB335级，环境类别为一类。梁承担的弯矩设计值。受拉钢筋较多，需布置两排，取。求：所需的纵向受力钢筋，的值。已知：， 解：（1）首先计算受压钢筋的为使总用钢量最小，取混凝土受压区高度 =（2）然后计算受拉钢筋的 5.某钢筋混凝土矩形截面简支梁受均布荷载作用，截面尺寸为；。混凝土强度等级C25，箍筋为HRB335型钢筋（），配箍筋（双肢箍）。试求出该梁斜截面所能承受的均布荷载设计值q。已知：，h0=415mm解：（1）计算简支梁所能承担的剪力，（2）计算该梁斜截面所能承受的均布荷载设计值q由，则6.钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸为。该梁承受的最大剪力设计值为180KN（包括自重），混凝土强度等级C25，箍筋为HRB335（），仅配箍筋。要求符合斜截面所能承受的剪力是否安全。已知：，h0=465mm解：（1）计算所能承担的剪力（2）判断斜截面所能承受的剪力是否安全不安全。作业本的计算题1.已知钢筋混凝土矩形梁，一类环境，其截面尺寸，承受弯矩设计值，采用C30 混凝土和HRB335 级钢筋。试配置截面钢筋。解：解：， 满足要求，取选配钢筋3 25（2.已知矩形截面梁，已配纵向受拉钢筋4根22mm 的HRB400级钢筋，按下列条件计算此梁所能承受的弯矩设计值。 混凝土强度等级为C25； 若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级。解： 查教材附录知：对于一类环境，可取梁的保护层厚度mm，HRB400级钢筋，C25级混凝土，。 当混凝土强度等级为C25，梁所能承受的弯矩设计值为。 若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，C20级混凝土。 若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，梁所能承受的弯矩设计值为。3.一钢筋混凝土矩形截面简支梁，处于一类环境，安全等级二级，混凝土强度等级为C25，梁的截面尺寸为，纵向钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋，均布荷载在梁支座边缘产生的最大剪力设计值为250kN。正截面强度计算已配置425 的纵筋，求所需的箍筋。解：（1）确定计算参数 ， （2）验算截面尺寸，属一般梁 截面符合要求。（3）验算是否需要计算配置箍筋 故需进行计算配置箍筋。 （4）求箍筋数量并验算最小配筋率选双肢箍8（，）代入上式可得：取，可得：满足要求4.承受均布荷载设计值作用下的矩形截面简支梁，安全等级二级，处于一类环境，截面尺寸，混凝土为C30级，箍筋采用HPB235级钢筋。梁净跨度。梁中已配有双肢 200箍筋，试求：梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值。解：（1）确定计算参数， （1）求荷载设计值 5.已知某柱两端为不动铰支座，柱高H=5.6m，截面尺寸为400mm400mm，采用C20混凝土、HRB335钢筋，柱顶截面承受轴心压力设计值N=1692kN，试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积。解： （1）确定稳定系数，查附表3-3，得（2）计算纵向钢筋截面面积（3）验算配筋率而，满足。6.已知某钢筋混凝土屋架下弦，截面尺寸，承受的轴心拉力设计值，混凝土强度等级C30，钢筋为HRB335。求截面配筋。解：首先，确定计算参数，查教材附录知，HRB335钢筋。 选用416（）能够满足要求。7.已知一矩形截面简支梁，截面尺寸bh=200mm550mm，混凝土强度等级为C25，纵向钢筋采用HRB335级，安全等级为二级，梁跨中截面承受的最大弯矩设计值为M=160kNm。若上述设计条件不能改变，试进行配筋计算。若由于施工质量原因，实测混凝土强度仅达到C20，试问按问所得钢筋面积的梁是否安全？，假设mm，则有效高度。（1）计算受压区高度 （2）计算钢筋数量 （3）选择并布置钢筋选用3 25（，钢筋布置如图所示。（4）验算配筋率实际配筋率 。