水工钢筋混凝土结构习题

第一章钢筋混凝土结构的材料

一、思考题

12．什么是混凝土的徐变?徐变对钢筋混凝土构件会产生哪些影响?徐变与塑性变形有

哪些不同?

13．什么是混凝土的收缩?如何减少混凝土收缩?

14．在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现?

15．钢筋混凝土构件受力后，钢筋所受到的力是通过什么途径得到的?

二、填空题

1．我国建筑工程中所用的钢筋有、、、四种。2．钢筋按化学成分的不同可分为、两大类。

3．钢筋按其外形可分为、两类。

4．I级热轧钢筋和钢丝属于钢；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级热轧钢筋及热处理钢筋属于钢。

5．混凝土的应变值的大小对水工钢筋混凝土的抗裂性能有很大影响，所以提高混凝土的值对水工钢筋混凝土有其重要意义。

6．钢筋和混凝土是两种不同的材料，两者能够共同工作是因为、、。

7．钢筋的粘结力由、、三部分组成。

l，钢筋的强度愈、直径愈、混凝8．钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度

a

l要求的就愈长。

土的强度愈，则钢筋的锚固长度

a

三、选择题

1．软钢钢筋经冷拉后( )。

(A)屈服强度提高但塑性降低

(B)屈服强度提高塑性不变

(C)屈服强度提高塑性提高

(D)屈服强度和抗压强度均提高但塑性降低

2．混凝极限压应变值随混凝土强度等级的提高而( )。

(A) 提高

(B) 减小

(C) 不变

3．钢筋混凝土轴心受压柱的试验表明，混凝土在长期持续荷载作用下的徐变，将使截面发生应力重分布，即( )。

(A)混凝土的应力逐渐减小，钢筋应力逐渐增大

(B)徐变使混凝土应力减小，因为钢筋与混凝土共同变形，所以钢筋的应力也减小。

(C)徐变使混凝土应力减小，钢筋应力增加

(D)由于徐变是应力不变，应变随时间的增长而增长，所以混凝土和钢筋的应力均不变。4．对称配筋的钢筋混凝土构件，两端固定，由于混凝土收缩（未受外荷载作用），则( )。

(A)混凝土产生拉应力，钢筋产生压应力

(B)混凝土和钢筋均不产生应力

(C)混凝土产生拉应力，钢筋中无应力

5．地面上顶制一块钢筋混凝土板，在养护过程中发现表面出现微细裂缝，其原因为( )。

(A)混凝土徐变变形的影响

(B)混凝土干缩变形的结果

(C)混凝土与钢筋产生热胀冷缩差异变形的结果

第二章钢筋混凝土结构设计计算原理

一、思考题

1．结构的极限状态的定义?

8．水工建筑物的级别和水工建筑物的结构安全级别与结构重要性系数有什么关系？

9．什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少?

10．什么是可变荷载的准永久值?

11．什么是材料强度的标准值?它们的保证率是多少？

12．简述水工混凝土结构设计规范的主要特点?在设计表达式中采用了哪些系数来保

结构的可靠度?

13．荷载的标准值与荷载的设计值有什么关系?材料强度的标准值与材料强度的设计值有什么关系?

14．结构系数中主要考虑了哪些因素?

15．承载能力极限状态设计表达式考虑了基本组合和偶然组合。基本组合是指哪些荷载的效应组合?试写出其表达式?

16．正常使用极限状态设计表达式是如何表达?

二、填空题

1．结构的可靠性包括、、三项要求。

2．根据结构的功能要求，通常把结构的极限状态分为、极限状态。结构设计是先按

，然后再按 进行验算。

3．结构可靠度是指 。

4．荷载按时间的变异和出现的可能性的不同可分为 、 、 。

5．一般的荷载有 、 、 三种代表值。

三、计算题

2．某水闸工作桥桥面由永久荷载标准值引起的桥面板跨中截面弯矩M Gk ＝13.23kNm ；活荷

载标准值引起的弯矩M Qk ＝3.8kNm ；Ⅱ级安全级别。试求桥面板跨中截面弯矩设计值。

3．试求题2在正常使用极限状态验算时，板跨中截面短期组合和长期组合弯矩值。长期组

合系数ρ=0.4。

第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算

一、思考题

1．何谓混凝土保护层?它的作用是什么?

2．在板中，为何垂直于受力钢筋方向还要布置分布钢筋?分布钢筋的多少如何确定？它布

置在受力钢筋的哪一侧?

6．何谓界限破坏？界限破坏时的相对界限受压区计算高度ξb 值与什么有关?和最大配筋率

ρmax 有何关系?

7．试绘出单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算简图，根据其计算简图推导出基本公式?

8．某梁截面b ＝150mm ，h ＝400mm ；Ⅱ级钢筋按单排布置算得A s ＝560mm 2

。如果工地只有

直径d=12mm 的钢筋应该如何布置?原计算是否需要修改?为什么?如果工地有其它直径的钢

筋，选用直径d=12mm 的钢筋是否合理?应怎样选用钢筋?

9．在什么情况下受弯构件正截面强度计算应设计成双筋？在双筋截面中受压钢筋起什么作

用?为什么双筋截面一定要用封闭式箍筋?

11．试绘双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算图形?根据计算图形推导基本公式?并与

单筋的基本公式相比较?

12．在受弯构件弯矩设计值、构件截面尺寸、混凝土强度等级已定的条件下，怎样判别应

设计成双筋而不能设计成单筋?

13．采用高强钢筋作为双筋受弯构件的受压钢筋时，钢筋的强度为何不能被充分利用?

14．当双筋矩形截面梁内己配有受压钢筋's A 时，但计算的ξ>ξb 时，在计算受拉钢筋A s

是否还要采用已配的's A ?为什么?

15．T 形截面梁的翼缘为什么要有计算宽度'f b 的规定? 'f b 应如何确定?

16．判别两类T 形截面梁的基本条件是什么?列出它们的判别式?

l．混凝土保护展厚度是指( )。

(A)箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离

(B)受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离

(C)受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离

2．单筋矩形超筋梁正截面破坏承载力与纵向受力钢筋面积A s的关系是( )。

(A)纵向受力钢筋面积A s愈大，承载力愈大

(B)纵向受力钢筋面积A s愈大，承载力愈小

(C)纵向受力钢筋面积A s的大小与承载力无关，超筋梁正截面破坏承载力为一定值。

3．单筋矩形截面受弯构件在截面尺寸已定的条件下，提高承载力最有效的方法是( )。

(A)提高钢筋的级别

(B)提高混凝土的强度等级

(C)在钢筋排的开的条件下，尽量设计成单排钢筋

4．适筋梁在逐渐加载过程中，当正截面受力钢筋达到屈服以后( )。

(A)该梁即达到最大承载力而破坏

(B)该梁达到最大承载力，一直维持到受压混凝土达到极限强度而破坏

(C)该梁达到最大承载力，随后承载力缓慢下降直到破坏

(D)该梁承载力略有所增高，但很快受压区混凝土达到极限压应变,承载力急剧下降而破坏5．钢筋混凝土梁受拉区边缘开始出现裂缝是因为受拉边缘( )。

(A)受拉混凝土的应力达到混凝土的实际抗拉强度

(B)受拉混凝土达到混凝土的抗拉标准强度

(C)受拉混凝土达到混凝土的设计强度

(D)受拉混凝土的应变超过极限拉应变

6．少筋梁正截面抗弯破坏时，破坏弯矩( )。

(A)小于开裂弯矩

(B)等于开裂弯矩

(C)大于开裂弯矩

9．双筋矩形截面正截面受弯承载力计算，受压钢筋设计强度规定不得超过400N/mm2，因为( )。

(A)受压混凝土强度不够

(B)结构延性

(C)混凝土受压边缘此时已达到混凝土的极限压应变

1．混凝土保护层的厚度的取值主要与 和所处 等因素有关。

2．适筋梁的破坏始于 ，它的破坏属于 。超筋梁的破坏始于 ，它的

破坏属于 。

3．正截面受弯计算方法的基本假定是 、 、 、 。

4．弯矩设计值是按承载能力极限状态荷载效应组合计算，并考虑了 系数和 系数。

5．钢筋混凝土受弯构件正截面破坏有 、 、 三种破坏。

6．双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件是 、 。

7．双筋矩形截面受压区计算高度x 要求x ＞2a ’。若x ＜2a ’

求受拉钢筋A s 时，可近似假

定 。如果计算中不计受压钢筋作用则条件 就可取消。

8．一配置Ⅱ级钢筋的单筋矩形截面梁，ξb ＝0.544，该梁所能承受的最大弯矩等于 。

若该梁承受的弯矩设计值大于上述最大弯矩，则应 或 。 四、计算题

1．一预制矩形钢筋混凝土梁的截面尺寸b ×h ＝120mm ×250mm ，选用混凝土强度等级为

C20(c f ＝10N/mm 2)和Ⅱ级钢筋(y f ＝310 N/mm 2

)，该梁跨中截面最大弯矩设计值M=6.5kN ·m 。试计算跨中截面所需的钢筋截面面积。(环境条件类别为一类)。

2．一矩形截面简支梁，截面尺寸为250mm ×500mm ，选用混凝土强度等级为C20，钢筋为Ⅱ

级钢筋，弯矩设计值M=180kN ·m ，一类环境条件。计算该梁截面所需钢筋截面面积、选配

钢筋并绘出符合构造要求的截面配筋图。

3．一矩形截面钢筋混凝土梁的截面尺寸b ×h ＝200mm ×500mm ，弯矩设计值M ＝120 kN ·m ，

环境条件类别为一类。试计算混凝土强度等级为C20、钢筋为I 级钢和Ⅱ级钢筋时纵向受

力钢筋截面面积；计算混凝土强度等级为C25，钢筋为Ⅱ级时纵向受力钢筋截面面积。最

后分析混凝土强度等级和钢筋级别对受弯构件承载力有什么影响?

4．某一矩形钢筋混凝土梁的截面尺寸b ×h ＝300mm ×750mm ，根据设计荷载绘出的弯矩图

见图3-8。采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋，环境条件为一类，结构安全级别为I

级。试按持久状况选配跨中截面和支座截面钢筋。

图3-1

6．某水泵站(3级水工建筑物，结构安全级别为Ⅱ级)中的一矩形截面钢筋混凝土简支梁。

l＝6.0m，板传来的永久荷载及梁自重的标准梁的截面尺b×h＝200mm×500mm，计算跨度

值g k＝15.6kN/m，板传来的楼面活荷载标准值q k＝10.7kN/m，环境条件为一类，混凝土强度等级为C20，钢筋为Ⅱ级钢筋，试计算梁的纵向受力钢筋截面面积。

11．某梁截面尺寸及配筋如图3-7所示。混凝土强度等级为C20，

安全级别为Ⅱ级；该梁在短暂状况下，实际承受的弯矩值M＝

1.0×108N.mm，一类环境条件。试复核此梁正截面受弯承载力

是否满足要求。

12．已知一承受均布荷载的简支梁，截面尺寸b×h＝200mm

l＝3.0m，混凝土强度等级为C20，配置

×400mm，计算跨度

3Ф16的钢筋，安全等级为Ⅱ级，环境条件为一类，试求该梁图3-7

在正常使用期间按正截面受弯承载力要求能承担的荷载设计值。

13．已知一矩形截面简支梁，截面尺寸b×h＝250mm×600mm，采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋，弯短设计值M＝400kN·m，Ⅱ级安全级别，一类环境条件，当上述条件不能改变时，求截面所需受力钢筋截面面积。

14．一矩形截面梁的尺寸b×h＝250mm×500mm，一类环境条件，跨中最大弯短设计值M＝180 kN·m，采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋。由于延性的需要在受压区预先配置2Ф22的受压钢筋。试求该截面需配置的受拉钢筋截面面积。

15．已知矩形截面简支梁，截面尺寸b×h＝200mm×500mm，结构安全级别为Ⅱ级，一类环境条件，选用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋。梁在持久状况下，承受弯矩为230 kN·mm。在受压区已配置2Ф20，试求受拉钢筋截面积。

16．一矩形截面简支梁，截面尺寸b×h＝250mm×600mm，梁中配有受拉钢筋6Ф20(A s＝

A＝941mm2的单排钢筋)。采用混凝土强度等级为1885mm2的双排钢筋)，受压钢筋3Ф20('

s

C20，Ⅱ级钢筋，在持久状况下跨中需承受弯矩230kN·m，结构安全级别为Ⅰ级，一类环

境条件。试验算该梁是否安全。

17．已知现浇肋形楼盖次梁的计算跨度0l ＝5.1m ，截面尺寸如图3-8所示。一类环境条件，在使用阶段承受弯矩设计值M ＝80kN ·m ，混凝土强度等级C20，Ⅱ级钢筋。试求钢筋截面面积。

图3-8

18．条件同题17，假若不考虑现浇板作为梁的翼缘参加工作，即按矩形截面b ×h ＝200mm ×400mm 计算次梁所需钢筋截面面积。并分析两题计算所需钢筋截面面积差别产生的原因。

19．图3-9所示肋形结构的次粱为3级建筑物，一类环境条件，承受弯矩100kN ·m ，选用混凝土强度等级为C25，Ⅱ级钢筋。试按持久设计状况下求所需钢筋截面面积。

图3-9

图3-11

22．一T 形截面梁，'f b ＝1200mm ，b ＝200mm,h ＝600mm,'

f h ＝80mm ，混凝土强度等级C20，配有4Φ20的Ⅱ级受拉钢筋，单排钢筋a ＝35mm 。承受弯矩设计值M ＝131kN ·m 。试复核该截面是否安全。

23．有一独立T 形梁,计算跨度 0l ＝7.2m ，截面尺

寸及配筋如图3-12所示。采用混凝土强度等级为

C20，

Ⅱ级钢筋。试求该截面能承受的极限弯矩。若该梁为3级建筑物，在施工检修阶段，该梁截面实际能承受多大弯矩。

图3-12

第四章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

一、思考题

3．何谓剪跨比?它对无腹筋梁斜截面承载力及斜截面破坏形态有何影响?对有腹筋梁的斜截面破坏形态影响怎样?

6．何谓配箍率?箍筋在钢筋混凝土受弯构件中的作用是什么？箍筋配箍率有无限制?

7．梁的斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件？为什么要有这样的限制?

8．在进行梁的斜截面受剪承载力计算时，其截面位置是怎样确定的?

9．什么是梁的抵抗弯矩图？它与设计弯矩图是什么关系？抵抗弯矩图是怎样画出的(以伸臂梁为例)?

10.请解释什么是梁的斜截面受弯承载力?在什么情况下才考虑梁的斜截面受弯承载力问题?梁的斜截面受弯承栽力是怎样保证的?

11. 纵向受拉钢筋的弯起、截断和锚固应满足哪些要求?

12. 当梁中配有计算所需要的受压钢筋时，其箍筋设置应注意哪些问题?为什么?

13. 试述受弯构件斜截面受剪承载力的计算步骤，并写出有关的计算公式。

二、选择题

1．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

2．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有三种。对同样的构件就其受剪承载力而言( )。

(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)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．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对于一般梁（0.4/ b h w ），若

d c bh f V γ/25.00>，可采取的解决办法有( )。

(A)箍筋加密或加粗

(B)增大构件截面尺寸

(C)加大纵筋配筋率

(D)提高混凝土强度等级

4．当0.4/≤b h w 时，对一般梁截面尺寸符合d c bh f V γ/25.00>是为了（ ）。

(A)防止发生斜压破坏

(B)防止发生剪压破坏

(C)避免构件在使用阶段过早地出现斜裂缝

(D)避免构件在使用阶段斜裂缝开展过大

5．纵筋弯起时弯起点必须设在该钢筋的充分利用点以外不小于0.5h 0的地方，这一要求是为了保证( )。

(A)正截面抗弯强度

(B)斜截面抗剪强度

(C)斜截面抗弯强度

(D)钢筋的锚固要求

6．承受均布荷载的钢筋混凝土悬臂梁，可能发生弯剪裂缝的是( )。

图4-2

三、填空题

1．抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以采用 和 。

2．无腹筋梁中典型的斜裂缝主要有 裂缝和 裂缝。

3．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有 破坏、 破坏和 破坏。

4．影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有 、 和 。

5．影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有 、 、 及 。

四、计算题

1．一承受均布荷载的钢筋混凝土简支梁，截面尺寸b ×h ＝200mm ×500mm(A s ＝465mm 2)，混

凝土强度等级为C 20，箍筋采用I级钢筋。当该梁支座截面的剪力设计值分别为：a)V＝42kN；b)V＝70kN；c)V＝90kN时，试分别配置该梁的箍筋。

2．已知一钢筋混凝土矩形截面简支粱，其截面尺寸b×h＝250mm×550mm，支座处的剪力设计值V＝136kN，采用C20混凝土，箍筋采用I级钢筋。若不设弯起钢筋，试确定箍筋的直径、肢数和间距。

3．T形截面钢筋混凝土简支梁，截面尺寸如图4-3所示。集中荷载设计值Q=450kN(自重已折算成集中荷载)，混凝土采用C30，箍筋用I级钢筋，试求箍筋数量。

图4-3

4．钢筋混凝土矩形截面简支梁(图4-4)，截面尺寸为b×h＝250mm×650mm，集中荷载设计值为170kN(不包括自重)，采用C25混凝土，纵筋用Ⅱ级钢筋，箍筋用I级钢筋，试确定纵向钢筋和腹筋的数量(安全级别Ⅱ级，环境条件二类)。

第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算

一、思考题

1．受压构件内的受压钢筋采用高强度钢筋或冷拉钢筋是否合适?为什么?

2．受压构件中的纵向钢筋为什么不能太少即不小于最小配筋率?也不宜过大即全部纵向钢筋的配筋率不宜超过5％?通常柱中全部纵向钢筋的合适配筋率是多少?

3．钢筋混凝土柱中配置箍筋的主要作用是什么?其直径和间距是如何要求的?在什么情况下要设置复合箍筋?为什么不能采用有内折角的箍筋?

5．轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力计算公式中的系数φ有何物理意义?它主要与什么因素有关?

6．钢筋混凝土轴心受压柱破坏时，为什么混凝土的应力能达到混凝土轴心抗压强度，对于Ⅱ、Ⅲ级钢筋应力能达到受压时的屈服强度吗？

7．偏心受压构件的破坏特征如何?主要取决于什么因素?

8．钢筋混凝土柱大小偏心受压破坏的本质区别是什么?在承载力计算时如何来判别?

9．在偏心受压构件承载力计算中，为什么要考虑偏心距增大系数η的影响? η主要与什么因素有关?

10．矩形截面偏心受压构件截面设计时，如何判别构件属于大偏心受压还是小偏心受压? 11．矩形截面小偏心受压构件截面设计时，远离轴向力一侧的钢筋为什么可按最小配筋率及构造要求配筋？

13．偏心受压构件在什么情况下可采用对称配筋?对称配筋时有什么优缺点?

l 4．偏心受压构件在不同荷载作用下，同一截面可能遇到的最不利组合有哪些?设计计算时如何从中选择最危险的情况?

15．当偏心受压构件的轴向力设计值N增加时，构件截面所能承受的破坏弯矩M u如何变化?其原因是什么？

l也相同。但所承17．有两个对称配筋的偏心受压柱，其截面尺寸相同，均为矩形截面，

受的轴向力N和弯矩M大小不同，(a)柱承受N1，M1；(b)柱承受N2、M2。试指出：

(1)当N1＝N2而M1＞M2时，(a)，(b)截面中哪个截面需配钢筋较多?为什么?

(2)当M1=M2而N1＞N2时，(a)，(b)截面中哪个截面需配钢筋较多?为什么?

18．有两根偏心受压短柱，其破坏时所能承受的破坏弯矩和破坏轴向力分别为M u1，N u1和M u2，N u2，若前者为大偏心受压构件，后者为小偏心受压构件，如果要使构件不破坏而又要保持弯矩的数值不变，应如何改变轴力的数值?

19．在对称配筋的偏心受压构件截面承载力N-M关系曲线见图5-1中，A、B、C三点代表的受力特征是什么?当弯矩为M1时，在N-M曲线上相应两点d、e的含义又是什么?

21．对称配筋的矩形截面偏心受压构件，其N-M关系如图5-2所示，设η＝1.0，试分析在截面尺寸、配筋面积和钢材强度均不变情况下：①当混凝土强度等级提高时，图中A、B、C三点的位置将发生怎样的改变?②当M一定时，混凝土强度等级的提高对构件所能承受的轴向力有怎样的影响?(M M1)

图5-2

22．当钢筋混凝土偏心受压构件和受弯构件的截面尺寸、混凝土强度等级和配筋均相同时，

二者的斜截面承载力是否相同？为什么？

二、选择题

1．钢筋混凝土受压短柱在持续不变的轴心压力的作用下，经过一段时间后，量测钢筋和混凝土的应力情况，会发现与加载时相比（）。

(A)钢筋的应力增加，混凝土的应力减小

(B)钢筋的应力减小，混凝土的应力增加

(C)钢筋和混凝土的应力均增加

(D)钢筋和混凝土的应力均未变化

2．钢筋混凝土柱子的延性好坏主要取决于( )。

(A)纵向钢筋的数量

(B)混凝土的强度等级

(C)柱子的长细比

(D)箍筋的数量和形式

3．钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是( )。

(A)远离轴向力作用一侧的钢筋受拉屈服，随后压区混凝土被压碎，受压钢筋亦被压屈服

(B)远离轴向力作用一侧的钢筋应力不定，而另一侧钢筋受压屈服，混凝土压碎

(C)靠近轴向力作用一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋受拉屈服

4．钢筋混凝土小偏心受压构件，在一般情况下，破坏不会先发生在A S一侧，这主要是由于( )。

(A) A S＞A S’

(B) A S’一侧混凝土的压应变先达到极限压应变

(C)偏心受压情况下，混凝土的极限拉应变有所增大

5．矩形截面大偏心受压构件截面设计时要令x=ξb h0，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

6. 矩形截面小偏心受压构件截面设计时A S可按最小配筋率及构造要求配置，这是为了( )。

(A)保证构件破坏时，A S的应力能达到屈服强度，以充分利用钢筋的抗拉作用

(B)保证构件破坏不是从A S一侧先被压坏引起

(C)节约钢材用量，因为构件破坏时A S的应力一般达不到屈服强度

7．对于对称配筋的钢筋混凝上受压柱，大小偏心受压构件的判别条件是( )。

(A) ξ ξb时为大偏心受压构件

(B) ηe0＞0.3h0时为大偏心受压构件

(C) ξ>ξb时为大偏心受压构件

8．指出大偏心受压构件，当N或M变化时对构件安全的影响( )。

(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越大越危险

(D)N不变时，M越小越危险

9．指出小偏心受压构件，当N或M

变化时对构件安全的影响( )。

(4)M不变时，N越大越安全

(j)M不变时，N越小越安全图5-3

(C)N不变时，M越大越安全

(0)N不变时，M越小越安全

三、填空题

1．钢筋混凝土受压构件的纵向钢筋，其数量不能。纵向钢筋，构件破坏时呈，这对很不利。同时钢筋，在荷载长期作用下，由于混凝土的，容易引起钢筋的过早。

2．钢筋混凝土轴心受压短柱在整个加载过程中，短柱截面受压，其压应变是。由于钢筋和混凝土之间存在力，从加载到破坏，钢筋与混凝土变形，两者压应变始终保持。

3．钢筋混凝土短柱的延性比素混凝土短柱要，柱子延性的好坏主要取决于和，对柱子的约束程度越大，柱子的延性就。特别是对增加延性的效果更为有效。

4．钢筋混凝土长柱在轴心压力作用下，不仅发生变形，同时还发生，产生，使柱子在共同作用下发生破坏。很细长的钢筋混凝土轴心受压柱还有可能发生破坏，此时柱的承载能力也就。

5．比较截面尺寸，混凝土强度等级和配筋均相同的长柱和短柱，可发现长柱的破坏荷载短柱，并且柱子越细长则越多。因此设计中必须考虑由于对柱的承载力的影响。

6．影响钢筋混凝土轴心受压柱稳定系数φ的主要因素是，当它时，可以不考虑纵向弯曲的影响，称为；当柱子过分细长时，受压后容易发生而导致。因此对一般建筑物中的柱，常限制柱的长细比及。

7．钢筋混凝土偏心受压构件的 用量越多时，其延性也越好，但 阻止混凝土 的作用 在轴心受压中有效。

8．区别大、小偏心受压的关键是远离轴向压力一侧的钢筋先 ，还是靠近轴心压力一侧的混凝土先 ，先 者为大偏心受压，先 者为小偏心受压；这与区别受弯构件中 和 的界限相类似。

9．长细比较大的偏心受压构件，其承载力比相同截面尺寸和配筋的偏心受压短柱要 。这是因为在偏心轴向力N 作用下，细长的构件会产生 ，从而使 增大，使得作用在构件上的 也随着增大，从而使构件承载力 。

10．当偏心受压构件的偏心距很小(如e 0＜0l /500＝时，如考虑η值后计算得出的偏心受压构件的承载力 按轴心受压计算得出的承载力，则应按 承载力采用。

11．矩形截面偏心受压构件，当0l /h 时，属于短柱范畴，可不考虑纵向弯曲的影响，即取η ；当0l /h 时为细长柱，纵向弯曲问题应专门研究。

12．矩形截面偏心受压构件截面设计时，由于钢筋面积A s 及A ’

s 为未知数，构件截面混凝

土相对受压区计算高度ξ ，因此无法利用 来判断截面属于大偏心受压还是小偏心受压。实际设计时常根据 来加以决定。当ηe 0 时，可按大偏心受压构件设计；当ηe 0 时，可按小偏心受压构件设计。

13．矩形截面大偏心受压构件，若计算所得的ξ≤ξb ，可保证构件破坏时受拉钢筋 ，'2a x ≥，可保证构件破坏时受压钢筋 ，若受压区高度'2a x <，则受压钢筋 ，此时可取 力矩平衡公式计算。

14．矩形截面小偏心受压构件破坏时的A s 应力一般 屈服强度，因此为节约 ，可按最小配筋率及 配置A s 。

15．矩形截面小偏心受压构件，当0bh f N c d >γ时，由于偏心距 ，构件全截面 ，远离轴向力一侧的钢筋A s 如配得 ，该侧混凝土的压应变就有可能先达到 而破坏。为防止此种情况发生，还应满足对A ’s 的外力矩 截面诸力对A ’s 的抵抗力矩，按此力矩方程式对A s 用量进行核算。

l 6．矩形截面偏心受压构件强度计算时，应该根据 来判别属于大偏心受压还是小偏心受压，当 时，为大偏心受压，而当 时，就为小偏心受压。

17．偏心受压构件可能由于柱子长细比较 ，在与弯矩作用平面相垂直的平面内发生 而破坏。在这个平面内 弯矩作用的，因此应按 受压构件进行承载力复核，计算时须考虑 的影响。一般对于小偏心受压构件需要验算垂直于弯矩作用平面的 受压承载力。

18．在偏心受压构件两侧配置 的钢筋，称为对称配筋。对称配筋虽然要 一些钢筋，但构造

，施工。特别是构件在不同的荷载组合下，同一截面可能承受的正负弯矩时，更应该采用对称配筋。

19．对于偏心受压构件的某一特定截面(材料、截面尺寸及配筋已定)，当两种荷载组合同为大偏心受压时，若内力组合中弯矩M值相同，则轴向力N越就越，这是因为大偏心受压破坏控制于，轴向力越就使应力越，当然就承载能力。20．当偏心受压构件在两种荷载组合作用下同为小偏心受压时，若轴向力N相同，则弯矩M越就越。这是因为小偏心受压破坏控制于，弯矩M越就使应力越，当然就承载能力。

五、计算题

(一)轴心受压构件

1．已知某多层现浇钢筋混凝土框架结构，其首层柱的轴向力设计值为N＝2030kN，柱的横截面面积A＝400mm×400mm，混凝土强度等级C20，Ⅱ级钢筋，柱高H＝5.6m，试确定柱的配筋。提示：一般多层房屋现浇钢筋混凝土框架结构，首层柱两端可按不移动铰支座考虑。2．某现浇钢筋混凝土轴心受压柱，底端固定，顶端铰接，柱子高度H＝5.2m，承受轴心压力设计值N＝850kN，混凝土强度等级C20，钢筋用Ⅱ级钢筋。试设计柱的截面尺寸及配筋。3．某水工钢筋混凝土轴心受压柱(4级建筑物)，两端为不动的铰支座，柱高只H＝4.5m；在持久状况下，永久荷载标准值产生的轴心压力G k＝271kN(包括自重)，可变荷载标准值产生的轴心压力Q k＝324kN；采用强度等级C20的混凝土和Ⅱ级钢筋。试设计柱的截面，并绘出截面配筋图(包括纵向钢筋及钢箍)。

4．某多层现浇钢筋混凝土框架结构房屋，底层中柱按轴心受压构件计算，承受轴心压力设计值N＝1600kN，柱子高度H＝4.6m，两端按不移动铰支座考虑，混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋。试设计柱子的截面尺寸及配筋。

5．有一钢筋混凝土轴心受压柱，安全等级为Ⅰ级，截面为圆形，直径D＝450mm，柱子高

l＝0.7H)，混凝土强度等级采用C20，配有Ⅱ级钢筋8Ф20。度H＝10m，两端为弹性固接(

求该柱在使用阶段实际所能承受的轴心压力N最大是多少?

(二)偏心受压构件

对称配筋：

1．某水电站厂房钢筋混凝土排架，Ⅱ级安全级别，在荷载基本组合作用下，经内力计算，使用阶段，柱底截面上作用一偏心压力(自重标准值引起的轴向压力N Gk＝150kN，活荷载标准值引起的轴向压力N Qk＝135kN)，偏心距为e0＝440mm，下柱截面尺寸b×h＝

400mm ×500mm ，高H ＝5m ，计算长度取为0l ＝1.5H ，采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋。由于受风荷载控制，要求采用对称配筋，试配置该柱钢筋。

2．已知一钢筋混凝土偏心受压柱，矩形截面尺寸b ×h ＝400mm ×500mm ，'a a =＝40mm ，柱计算长度0l ＝5m ，控制截面承受的轴向力设计值N ＝500kN ，弯矩设计值M ＝250kN ·m ，采用混凝土强度等级C25, Ⅱ级钢筋；若采用对称配筋，试确定纵向钢筋的面积,并画出配筋图(包括纵筋和箍筋)。

3．已知钢筋混凝土偏心受压柱，矩形截面尺寸b ×h ＝300mm ×500mm ，'a a =＝40mm ，设计荷载作用下所产生的轴向力设计值为N ＝860kN ，弯矩设计值M ＝172kN ·m ，混凝土强度等级C20，Ⅱ级钢筋；柱的计算长度0l ＝3.6m 。求采用对称配筋时所需的纵向钢筋截面面积。

4．某钢筋混凝土工字形截面柱，截面尺寸b ×h ＝100mm ×1000mm ，f f b b ='=500mm ，f f h h ='

＝120mm ，'a a =＝40mm ，承受设计荷载产生的轴向力设计值N ＝1700kN ，弯矩设计值M ＝700kN ·m ，采用混凝土强度等级C30和Ⅱ级钢筋；柱的计算长度0l ＝24m ，当采用对称配筋时，需要多少纵向钢筋面积?

第六章 钢筋混凝土受拉构件承载力计算

一、思考题

1．在钢筋混凝土结构中，常见的轴心受拉构件有哪些？常见的偏心受拉构件有哪些？

2．何谓大偏心受拉构件?大、小偏心受拉构件的界限是如何划分的?

3．在钢筋混凝土偏心受拉构件中，当轴向拉力N 的偏心距e 0 (即轴向拉力N

刚好作用在A s 的重心)时，构件截面达到破坏状态的受力特征如何?

4．钢筋混凝土小偏心受拉构件，在轴向拉力作用下，截面开裂之前，截面上是否有时可能有受压区存在?如果可能，开裂之后，原来存在的压区是否还会存在?

5．钢筋混凝土大偏心受拉构件的破坏特征与受弯构件和大偏心爱压构件是否相似?为什么?

二、选择题

1．在小偏心受拉构件设计中，如果遇到若干组不同的内力组合(N,M)，计算钢筋面积时应该( )。

(A)按最大N 与最大M 的内力组合计算'

s A 和A s

(B)按最大N 与最小M 的内力组合计算's A 和A s

(C)按最大N 与最小M 的内力组合计算's A 和A s

(D)按最大N 与最大M 的内力组合计算A s ，按最大N 与最小M 的内力组合计算's A

2．在小偏心受拉构件设计中，计算出的钢筋用量为( )。

(A) 's A

(B) 's A =A s

(C) 's A >A s

3．在大偏心受拉构件的截面设计中，如果计算出的's A <0，'s A 可按构造要求配置，而后再计算A s ，若此时计算出现:

0)

(20'0''<--=bh f a h A f N c s y d s γα 的情况时，说明( )。

(A) 's A 的应力达不到屈服强度

(B) A s 的应力达不到屈服强度

(C) 's A 过少，需要加大

(D) A s 过多、需要减少

三、填空题

1．钢筋混凝土轴心受拉构件中，构件开裂前，拉力由 承受；开裂后，裂缝截面拉力由 承受。当钢筋应力达到屈服强度时，构件达到其 。

2．钢筋混凝土偏心受拉构件中，当轴向拉力N 作用在A s 的外侧时，截面虽开裂，但必然有 存在，否则截面受力 。既然还有 ，截面开裂就不会 。这类情况称为 。

3．钢筋混凝土小偏心受拉构件，开裂之前，截面上有时可能存在 区；但在开裂以后， 区混凝土退出工作，拉力集中到 ，结果才使原来的 转为 并使截面 。小偏心受拉构件破坏时全截面 ，拉力仅有 承受。

4．钢筋混凝土大偏心受拉构件正截面承载能力计算公式的适用条件是 和 ，如果出现了x ＜2a ’

的情况说明 ，此时可假定 计算A s 。

5．钢筋混凝土偏心受拉构件，当受到剪力V 作用时，也会由于 过大而出现斜裂缝，因而也可能发生 破坏。对于受剪的偏拉构件，由于轴向拉力N 的存在，比受弯构件增加了 ，因而 混凝土的受剪承载力。因此，钢筋混凝土偏心受拉构件的斜截面承裁力要 同样情况下受弯构件的斜截面受剪承载力。 四、计算题

1．有一钢筋混凝土压力水管，Ⅱ级安全级别，管内径R ＝1200mm ，管壁厚度h ＝l 60mm ；采用强度等级C20的混凝土，Ⅱ级钢筋，使用阶段管内水压力强度p ＝0.22N/mm 2

。试计算管壁内环面受力钢筋面积，并选配钢筋。