建筑结构1习题

《建筑结构（一）》复习习题

绪论

1 素混凝土梁和钢筋混凝土梁破坏时各有什么特点?

2 钢筋和混凝土共同工作的基础是什么?

①黏结力是使这两种不同性质的材料结合在一起共同工作的基础。

②相近的温度线膨胀系数。

③防止钢筋锈蚀。

4 与素混凝土梁相比钢筋混凝土的承载能力。

5与素混凝土梁相比钢筋混凝土的抗开裂能力。

7 钢筋混凝土结构中混凝土主要承受,钢筋主要承受。

第一章建筑结构计算原理

1结构的安全等级是怎样划分的,分为几级?对应的结构重要性系数各为多少?

根据建筑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）的严重与否，将建筑结构的安全等级分为三级。

一级——破坏后果很严重、重要的建筑物；

二级——破坏后果严重、一般的建筑物；

三级——破坏后果不严重、次要建筑物。

结构构件的重要性系数，与安全等级对应：

（1）对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件不应小于1.1；

（2）对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件不应小于1.0；

（3）对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件不应小于0.9。

（4）在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数

2结构的功能要求有哪些?何谓极限状态?结构的极限状态有几类,主要内容是什么?

建筑结构应该满足的功能要求概括为：安全性、适用性、耐久性。

整个结构或结构的一部分超过某一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。

极限状态的分类：1）承载力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力，出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形。2）正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

3 我国结构的设计基准期是多少年?超过这个年限的结构是否不能再使用了?

设计基准期——考虑持久设计状况下各项基本变量与时间关系所采用的基准时间参数。

结构的使用年限超过设计基准期时，表明它的失效概率可能会增大，不能保证其目标可靠指标，但不等于结构丧失所有要求功能甚至报废，通常使用寿命大于设计基准期。

4何谓概率极限状态设计法?为什么规范采用的方法称近似概率设计方法?

能完成预定的各项功能时，结构处于有效状态；反之，则处于失效状态，有效状

态和失效状态的分界，称为极限状态

6荷载的分类怎样?

一、永久荷载（恒荷载）：在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。例如结构自重、土压力等。

注：自重是指材料自身重量产生的荷载（重力）。

二、可变荷载（活荷载）：在结构使用期间，其值随时时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略不计的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。

三、偶然荷载：在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间较短的荷载。例如爆炸力、撞击力等。

8 截面承载力计算的极限状态设计表达式是什么?结构的可靠度和安全等级在表达式中是怎样体现的?

据荷载规范的要求，结构构件承载力设计应根据荷载效应的基本组合或偶然组合进行，其一般表达式为

γ0S≤R （7-1）

式中γ0——结构重要性系数；

S——结构效应组合的设计值；

R——结构构件抗力的设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。

安全等级：建筑物的重要程度、破坏时可能产生的后果严重与否，为三个安全等级。

结构的可靠性——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。

结构的可靠度是结构可靠性的概率度量。

9怎样确定钢筋抗拉强度和混凝土立方体抗压强度的标准值和设计值?

1.钢筋在受到外力作用下会产生变形，变形过程分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。在屈服阶段之前，如果卸去外力，还可以恢复到以前状态（物理变化），标准值说的就是下屈服值（例：HRB335钢筋屈服点为335Mpa。抗拉强度为最大力强度，即为455Mpa.）一般设计时都采用屈服强度为设计值，所以设计值远远小于抗拉强度，就是考虑到钢筋在收到外力作用下的变形，（即：在达到屈服强度还可以回复原来状态）。

2..混凝土的抗压强度，是指其标准试件在压力作用下直到破坏时单位面积所能承受的最大压力。混凝土结构构件常以抗压强度为主要设计依据。

根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》 (GBJ81—1985)制作150mm×150mm×150mm的标准立方体试件，在标准条件(温度20°C±3℃，相对湿度90％以上)下，养护到28d龄期，所测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度(简称立方体抗压强度)，以fcu表示采用标准试验方法测定其强度是为了使混凝土的质量有对比性，它是结构设计、混凝土配合比设计和质量评定的重要数据。

第二章钢筋混凝土材料的力学性能

6 钢筋的含碳量越高强度越高,但和降低

7 钢筋经冷加工后,其机械性能有什么变化?

答：1.在常温下对软钢进行冷拉，使钢筋的内部组织结构发生变化，从而提高钢筋的强度，但其塑性有所降低，

2.冷拉是在常温下，将钢筋拉伸至超过其屈服强度的某一应力值，然后卸荷至零，使其内部组织结构发生变化，从而提高其强度的方法。

3．冷拉只能提高钢筋的抗拉强度而不能提高钢筋的抗压强度。同时焊接时会使钢筋的强度降低，因

此需要焊接钢筋时应先焊好再进行张拉。

10 冷拉钢筋的冷拉应力值必须超过钢筋的 。

11混凝土结构对钢筋性能的要求?

答：1.具有较高的强度，钢筋强度高，则用钢量少，可以节约钢材。

2.具有较好的塑性，可以使钢筋在断裂前有较大的变形，不致使构件发生脆性破不。

3.具有与混凝土良好的粘结力，良好的粘结力使钢筋和混凝土可靠粘结，共同受力，可心保证钢筋充

分发挥作用。

4.具有较好的可焊性，要求钢筋焊接后不产生裂纹和过大变形，保证焊接后接头性能良好。

12 钢筋的 , , , 是施工单位验收钢筋是否合格的

四个主要指标.

13 对于有明显流幅的钢筋,取它的 强度作为设计强度的依据.。

14冷拉只能提高钢筋的 强度,冷拔则可同时提高 及 强度.

15 简述混凝土受压破坏机理,混凝土双向应力作用下的强度变化规律以及法向应力和剪

应力组合下的强度变化规律?

答：双向受压时，一向的强度随另一向压应力的增加而增加，当横向压应力与轴向压应力之比为0.5

时，其强度比单向受压提高约27%而在两向压应力相等的情况下强度提高仅为16%，当双向受拉时，

一向抗拉强度基本上与另一向拉应力大小无关。当一向受拉另一向受压时，其抗压强度随拉应力增加

而降低。当混凝土三向受压时，混凝土一向抗压强度随另两向压应力的增加而增加，并且混凝土的极

限压应变也大大增加。

16 混凝土立方体抗压强度是如何确定的?与试块尺寸有什么关系?规范规定的混凝土强

度等级是怎样确定的?

混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准确定。我国《规范》规定的标准测试方法是：以150×

150×150mm3的立方体试件，在于8d 龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度（单位

为N/mm2）作为混凝土立方体抗压强度标准值k ,cu f 。如混凝土强度等级为C25表示混凝土的立方体抗

压强度标准值为25N/mm2，C 表示混凝土。《规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、

C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等十四级。钢筋混凝土结构的混凝土强度等

级不应低于C15；当采用HRB335级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20；当采用HRB400和RRB400

级钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土强度等级不得低于C20。目前我们的局部地区仍有采用200mm

和100mm 边长的立方体试块，可通过换算系数换算成边长为150mm 立方体的试块强度，换算系数分别

为1.05和0.95。

17 测定混凝土抗拉强度有哪些方法? 常用何种方法?

答：测定混凝土抗拉强度有：轴心受拉试验、劈裂试验及弯折试验三种。常用的方法为轴心受拉试验

18 混凝土的宏观破坏是 累积的过程,是内部结构局部损伤到连续性遭受破坏

而导致整个体系解体而丧失承载能力的过程,绝组成相自身强度的耗尽。

23 混凝土处于三相受压状态下,其强度与变形有哪些特点?工程中采用什么措施利用这

些特点?

答：双向受压时，和向的强度随另一向压应力的增加而增加，当横向压应力与轴向压应力之比为0.5时，其强度比单向受压提高约27%，而在两向压应力相等的情况下强度提高仅为16%，当双向受拉时，一向抗拉强度基本与另一向拉应力大小无关，当一向受拉另一个受压时，其抗压强度随拉应力增加而降低。当混凝土三向受压时，混凝土一向抗压强度随另两向压应力的增加而增加，并且混凝土的极限压应力也大大增加。

随着混凝土强度的提高，曲线上升段和峰值应变的变化不很显著，而下降段形状有较大的差异，强度越高，下降段越陡。

在工程实践中，为了进一步提高混凝土的抗压强度和变形能力，常常采用横向钢筋约束的混凝土。25何谓延性,混凝土的徐变,影响混凝土徐变的因素有哪些?

延性：混泥土在强度降低有多的情况下的变形能力。

混凝土的徐变：混凝土在荷载长期作用下，即使应力维持不变，它的应变也会随时间继续增长，这种现象称为混凝土的徐变。

影响徐变的因素：混凝土的徐变与混凝土的压应力有密切的关系，应力越大，徐变越大，加荷时混凝土的龄期越短，徐变也越大。另外，水泥用量越多，徐变越大，水灰比越大，徐变也越大，混凝土养护时相对湿度高，徐变会显著减少。

钢筋与混凝土之间的粘结锚固能力由哪几部分组成?

粘结锚固作用有以下方面（1）由于混凝土颗粒的化学吸附作用，在钢筋与混凝土的接触面上产生一种胶结力。此力数值很小，在整个粘结锚固力中不起明显作用；（2）混凝土硬化时体积收缩，将钢筋紧紧握固而产生一种能抵制相互滑移的摩阻力.此力的大小与接触面的粗糙度及侧压力有关,并随滑移的发展和混凝土碎粒磨细而逐渐衰减；（3）由于钢筋（主要指变形钢筋）表面凹凸不平,变形钢筋横肋对肋前混凝土挤压而产生的咬合力。此力的作用方向是斜向的，因此产生锥楔作用，在周围混凝土中会引起环向拉应力并导致纵向劈裂裂缝；（4）机械锚固力。是指弯钩，弯折及附加锚固措施（如焊横钢筋，焊角钢和钢板等）所提供的粘结锚固作用。

影响因素主要为混凝土强度、浇注位臵、保护层厚度及钢筋净间距等

29螺旋筋和箍筋越密混凝土构件和提高就越多,但密排箍筋对提高较好,对提高抗压效果不大.

30 影响光面钢筋粘结力的主要因素是, ,在实

际工程中,除重锈钢筋外,一般不必除锈.

32 钢筋的级别越大增大, 减小.

34混凝土各力学指标的基本指标是。

35柱受轴向压力的同时又受有水平剪力,此时受压区混凝土的抗剪强度。

37混凝土的强度等级越高,则应力-应变曲线的下降段越。

39 钢筋混凝土梁及柱中混凝土分别产生收缩与续变时,梁及柱中钢筋和混凝土各将产生何种应力?

（1）高强度。预应力混凝土必须具有较高的抗压强度，才能建立起较高的预压应力，并可减小构件截面尺寸，减轻结构自重,节约材料。对于先张法构件，高强混凝土具有较高的粘结强度。

（2）收缩徐变小。这样可减小预应力损失。

（3）快硬、早强。这样可以尽早地施加预应力，以提高台座、模具的周转率，加快施工进度，降低间接费用。

第三章受弯构件正截面承载力计算

1适筋梁正截面受力过程可划分为几个阶段?各阶段主要特点是什么?

答：适筋梁正截面受力过种可划分为二个阶段。

第一阶段为

2 钢筋混凝土梁正截面有几种破坏形式?各有何特点?

答：钢筋混凝土梁正截面破坏可划分为三个阶段。

第一阶段为弹性工作阶段，弹性工作阶段从开始加载至梁受拉区即将出现第一条裂缝的整个受力过程称为第一阶段，加荷初期，由于荷载很小，纯弯段载面弯矩很小，因而载面上的应力也就很小，这时混凝土处于弹性工作阶段，梁正截面上各点的应力与应变成正比，各点的应变与其中和轴的距离成线性比例关系，受压区与受拉区边缘混凝土应力图形均为三角形，受拉区的拉力由混凝土和钢筋共同承担。随着荷载的增加，当受拉区边缘混凝土应力接近其抗拉强时，受拉区边缘混凝土表现出塑性应形特点，其应变增长较应力增长为快，受拉区应力图呈曲线变化，而受压区混凝土仍处于弹性工作阶段，压应力图形仍为三角形。

第二阶段为带裂缝工作阶段。从梁受拉区混凝土出现第一条裂缝开始，到梁受拉区钢筋即将屈服的整个受力过程称为第二阶段。梁的受拉区一旦出现裂缝，裂缝即有一定的宽度和长度，裂缝截面处已开裂的混凝土不再承受拉力，其拉力由钢筋承担，因此钢筋应力较开裂前会突然增大，开裂截面处中和轴也随之上移，中和轴附近受拉区未开裂的混凝土仍能承受部分拉力。随着荷载的继续增加，梁受拉区钢筋应力随之增加，梁受拉区的裂缝数量不断增多，裂缝的宽度继续增大并向上发展，使中和轴上移，混凝土受压区高度减小，压应力增加，受压区混凝土塑性变形增加，压应力图形呈曲线变化。但各点的平均应变与其中轴的距离仍呈线性比例关系。

第三阶段为破坏阶段。当钢筋屈服后，应力保持不变，而应变急剧增加，中和轴迅速上移，压区高度减小，受压区混凝土的应变随之急剧增大，当受压区最外边缘处混凝土的压应变达到极限压应变时，混凝土被压碎，截面发生破坏，梁达到最大承载能力时称为第三阶段。

3 适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载?为什么?少筋梁能否这样?

答：1. 为了保证钢筋混凝土受弯构件配筋适当，不出现超筋和少筋破坏，就必须控制截面的配筋率。为避免少筋梁破坏，必须确定最小配筋率；为避免超筋梁破坏，必须确定受压区高度界限系数。

因为超筋梁的破坏是突然的，破坏前没有明显预兆，这种破坏称为脆性破坏；如果配筋过少（少筋梁），所以只要受拉区混凝土一开裂，钢筋就会随之达到屈服强度，构件将发生很宽的裂缝和很大的变形，最终因钢筋被拉断而破坏，这也是一种脆性破坏，破坏前没有明显预兆，工程中不得采用少筋梁。

7 影响适筋和超筋破坏界限的最主要因素则主要是。

8单筋矩形截面受弯承载力计算的适用条件是什么? 试说明原因。

答：单筋矩形截面受弯承载力计算的适用条件是以适筋梁Ⅲa阶段为依据的，因为钢筋屈服后，应力保持不变而应变急剧增加，中和轴迅速上移，压区高度减小，受压区混凝土的应变随之急剧增大。当受压区最外边缘处混凝土的压变达到极限压应变时，混凝土被压碎，截面发生破坏，梁达到最大承载能力。试验同时表明了从开始加载到构件破坏的整个过程中，变形后仍保持平面。

9什么情况下采用双筋梁?双筋矩形截面受弯承载力计算的适用条件是什么? 试说明原因.

答：当截面承受的弯矩设计值M较大或尺寸受到使用要求的限制不能增大，同时混凝土强度等级又受到施工条件限制不便提高时，都可采用双筋矩形截面梁，即在受压区配臵纵向受压钢筋以补充混凝土抗压能力的不足，提高梁的抗弯承载力。也可以出现在，构件的同一截面在不同的荷载组合下承受异

号弯矩的作用，这种构件需要在截面的顶部及底部均配臵纵向受力钢筋，因而成为双筋截面。此外，

配臵一定数量的受压钢筋，可以改善截面的变形能力，有利于提高截面的廷性，因而抗震设计中要求

框架梁必须配臵一定比例的纵向受压钢筋。

双筋矩形截面受弯承载力计算的适用条件是防止发生超筋破坏和防止发生少筋破坏。因为钢筋过多，

钢筋应力增长缓慢，受压区混凝土的压应变随荷载的增加发展较快，当钢筋应力尚未达到屈服强度时，

受压区混凝土因达到极限压应而破坏，破坏时梁受拉区的裂缝因受到钢筋的抑制作用开展不大，梁的

挠度亦较小，故破坏带有一定的突然性，缺乏必要的预兆，具有脆性破坏的性质，故工程实际中不充

许采用超筋梁。而配筋率低的钢筋梁一旦开裂，钢筋应力将经过流幅进入强化段（在极端情况下，钢

筋甚至可能被拉断）而使梁破坏，少筋梁的极限承载力取决于混凝土的抗拉强度，因此是不经济的；

破坏缺乏必要的预兆属于脆性破不，因而也是不安全的，故工程实际中不充许采用超筋梁。

11正截面承载力计算中采用等效矩形应力图形,其确定原则是什么?

答：在正截面承载力计算中，实际上并不需要采用精确的混凝土应力分布图，只要能够确定Σc =Σcu

时混凝土压应力合力及其作用位臵就已经足够了，因此，为了简化计算，可以设想在保持压区混凝土

合力Nc 的大小及其作用位臵不变的条件下，用等效矩形应力图来代替实际的混凝土压应力图形。

12已知矩形梁截面尺寸bxh=250mm x 500mm ；；混凝土强度等级C20，钢筋采用HRB335

级钢筋。求：

(1) 承受的弯矩M=150KN ?M,所需的受拉钢筋的截面面积s A

(2) 已知s A =4Φ16, s A =8042mm ,能否承受M=90KN ?M 的弯矩

14 梁中常用的纵向受力钢筋的直径为 ,根数最好不少于 ,设计中若

须用两种不同直径的钢筋,钢筋直径相差至少 .。

15现浇板最小厚度对一般屋盖不小于 ,对一般楼板不小于 。 16规范中规定,分布钢筋的截面面积不应小于受力钢筋截面面积的 ,同时要求每

米长度内不应少于 。

第四章 受弯构件斜截面承载力计算

1受弯构件沿斜截面破坏的形态有几种?各在什么情况下发生?应分别如何防止?

答：受弯构件沿斜截面破坏有三种破坏形态：剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏。

当腹筋设臵适当时，随着荷载增加，与斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，剪压混凝土被压碎而破

坏，梁破坏前有明显预兆，属剪压破坏。箍筋数量过多时，箍筋应力较小，斜裂缝发展缓慢，在箍筋

应力未达到屈服强度时，斜裂缝之间的混凝土就会被压碎而破坏。此时斜裂缝较小，破坏有脆性性质，

属斜压破坏。箍筋设臵过少时，斜裂缝一旦出现，与裂缝相交的箍筋所受的拉力就会突然增大，很快

达到屈服强度，箍筋不能再抑制斜裂缝的开展，梁发生无明显预兆的突然破坏，称为斜拉破坏。

剪压破坏可以通过提高混凝土的抗压强度等级和加大梁的截面尺寸来防止破坏，斜压破坏和

斜拉破坏可以通过最小配箍率来防止。

7 计算斜截面受剪承载力时,其位置应取在哪些部位?

答：当计算第一排（对支座而言）弯起钢筋时，取支座边缘处的剪力值，计算以后的每一排弯起钢筋时，取前一排变起钢筋弯起点外的剪力值。

8 条件相同的无腹筋梁,受剪承载力的大小为(斜压破坏,斜拉破坏,剪压破坏) 。

9 薄腹梁的截面限制条件较严格,因为。

10 对无腹筋梁,剪跨比越大,受剪承载力(越低,越高)

与混凝土的等级(有关,无关)

12 界限受压高度系数

b

13 为了保证斜截面的受弯承载力,弯起钢筋的弯起点应在该钢筋充分利用点以外大于或等于。

17 一钢筋混凝土矩形截面梁.跨度4m,界面尺寸bxh=200mm x 600mm,荷载如图所示,采

第五章偏心受压构件承载力计算

1钢筋混凝土偏心受压构件正截面的破坏形态有哪几种?其特征是什么?破坏形态与哪些因素有关? 答：筋混凝土偏心受压构件正截面的破坏形态可分为两类：大偏心受压破坏和小偏心受压破坏。

1.当偏心距较大且受拉钢筋配臵不太多进发生大偏心受压破坏，在偏心压力N的作用下，离压力较远的一侧的截面受拉，离压力较近的一侧的截面受压，随着压力N的增加，首先在混凝土受拉区出现横向裂缝，裂缝不断发展和加宽，裂缝截面处拉力完全由钢筋承担，受拉钢盘先达到屈服，随着荷载继续增加，裂缝逐渐加宽并向一侧延伸，受压区高度缩小。

2.当荷载的偏心距较小或者偏心距较大但受拉钢筋配臵过多时，构件将发生小偏心受压破坏。发生小偏心受压破坏的截面应力状态有两种类型：一是偏心距很小，构件全截面受压，此时离纵向压力N较近一侧的混凝土压应力较大，离纵向压力N较远一侧的混凝土压应力小，.二是偏心距较小或者偏心距较大但受拉钢筋配臵过多时，截面处于大部分受压而小部分受拉的状态。这两种小偏心受压破坏的共同特征是，构件破坏都是由受压区混凝土压碎引起的，离纵向压力较近一侧的受压钢筋达到屈服，离纵向压力较远一侧的钢筋无论是受压还是受拉，均没有过到屈服。构件破坏前没有明显预兆，属于脆性破坏，并且混凝土强度越高，破坏越突然。由于这种破坏是从受压区开始的，故又称为“受压破坏。”

3 偏心受压构件正截面承载力计算采用的基本假定是什么?两种破坏形态的判别条件是什么?

答：偏心受压构件正截面承载力的基本假定：1. 截面应变保持平面，2不考虑混凝土的抗拉强度，3.混凝土的极限压应变εcu=0.0033，4.混凝土的应力图形为矩形，其设计强度为a1fco.当混凝土强

度等级不超过C50时，a1取1.0，当混凝土强度等级为C80时，a1取0.94，其间按线性内插法取用。 大偏心受压破坏（受拉破坏），大偏心受压构件的破坏形态与适筋受变构件的破坏形态完全相同：受拉钢筋首先达到屈服，然后是受压钢筋达到屈服，最后由于受压区混凝土压碎而导致构件破坏。构件破坏前有明显预兆，裂缝开展显著，变形急剧增大，其破坏属于塑性破坏，由于这种破坏是从受拉区开始的，故又称为“受拉破坏”。小偏心受压破坏（受压破坏）：构件的破坏是由于受压区混凝土压碎引起的，离纵向压力较近一侧的受压钢筋达到屈服，离纵向压力较远一侧的钢筋无论是受压还是受拉，均没有达到屈服。构件破坏前没有明显预兆，属于脆性破坏，并且混凝土强度越高，破坏越突然，由于这种破坏是从受区开始的，故又称“受压破坏”

6受压柱中的钢筋强度等级不宜过高,这是因为 。

7 矩形截面柱的尺寸不宜小于 ;常取0l /b 。

10已知:荷载作用下柱的轴向力设计N=3N 410?,弯矩M=15..9M N ??410,截面尺寸bxh=300mm x 400mm ；；/a a ==35mm ;混凝土强度等级C20，

钢筋采用∏级钢筋;h l /0=7求：s A 及s A /

第六章 受扭构件承载力计算

12 受扭纵筋与箍筋的强度比为 时可保证适筋破坏

13为防止少筋破坏,弯剪扭构件的最少纵筋配筋率不应小于 。

15按规范方法计算受扭钢筋时 (考虑;不考虑)混凝土参加工作,而用变角度空间行架模型计算受扭构件时 (考虑;不考虑)混凝土参加工作.