长江大学混凝土结构设计原理简答题题库及参考答案.docx

1.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？简述冷拉方法。(P13)
2.什么是刚筋的屈强比？它反映了什么问题？(P14)
3.什么是混凝土的徐变？影响徐变的主要因素是什么？(P30)
4.什么是混凝土的收缩？收缩与哪些因素有关？(P32)
5.简述变形钢筋与混凝土的粘结机理？(P35)
6.什么是结构上的作用？什么是结构抗力？(P44)
7.建筑结构的功能要求有哪些？(P45)
8.什么是结构的可靠性和可靠度？(P45)
9.如何划分结构的安全等级？（P45）
10.什么是结构的极限状态？极限状态可分为哪两类？(P51)
11.板中分布钢筋的作用是什么？(P68)

12.钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？(P74)
13.受弯构件的破坏形态有哪几种？(P74)
14.受弯构件计算中，受压区应力图形用矩形代替的原则。(P80)
15.应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件 适筋梁与超筋梁的界限相对受压高度计算公式 ξb=β11+fyεcuEs。(P82)
16.简述单筋矩形截面梁截面设计步骤。(P87)
17.在什么情况下可采用双筋梁？受压钢筋起何作用？(P91)
18.为什么T形截面受弯构件翼缘的宽度应变在计算中有所限制？(P99)
19.设计双筋梁，若不满足下列条件会出现什么问题？(P114)
（1）ξ ≤ξb （2）x≥2as'
20.钢筋混凝土轴心受压构件中箍筋的作用是什么？(120)
21.为什么随偏心距的增加构件承载能力降低？
22.判别大、小偏心受压构件的条件及破坏特征。(P129)
23.如何保证受弯构件斜截面承载力？（P192）
24.影响线斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？(P198)
25.试说明在抗剪能力计算时下列条件的作用是什么？（P204）
26.《规范》中是如何考虑弯矩、剪力、扭矩共同作用的？βt的意义是什么？起什么作用？
上下限是什么？(P254)
27.为什么说裂缝条数不会无限增加，最终将趋于稳定？(P274)
28.在变形和裂缝验算中，简述参数φ的物理意义和影响因素。(P280)
29.请简述《规范》确定最大裂缝宽度的方法。(P282）
30.最大裂缝宽度公式 ωmax=2.1ψσskEs(1.9c+0.08deqρte) 中各符号意义。(P283)
31.裂缝宽度与哪些因素有关？如不满足裂缝宽度限值，应采取什么措施？(P283)
32.混凝土挠度计算时，梁沿轴线的抗弯刚度是变化的，计算时如何考虑？(P292)
33.塑性铰的特点是什么？(下册)
34.在什么情况下现浇楼盖应采用弹性理论计算方法？（下册）
35.单向板胁形楼盖的一般设计步骤是什么？（下册）
36.什么是结构的构件截面延性？影响截面延性的主要因素？（下册）
（答案仅供参考，请大家对照课本自行归纳）
1.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？简述冷拉方法。(P13)
答：为了节约钢材和扩大钢筋的应用范围，常常对热轧钢筋进行冷加工。
冷加工的方法有钢筋的冷拉和钢筋的冷拔。
冷拉是在常温下用机械方法将有明显流幅的钢筋拉到超过屈服强度即强化阶段中的某一应力值，然后卸载至零。

2.什么是刚筋的屈强比？它反映了什么问题？(P14)
答：屈服强度与极限抗拉强度之比称为屈强比，它代表了钢筋的强度储备，也在一定程度上代表了结构的强度储备。屈强比小，则结构的强度储备大，但比值太小则钢筋强度的有效利用率低，所以钢筋应具有适当的屈强比。

3.什么是混凝土的徐变？影响徐变的主要因素是什么？(P30)
答：在不变的应力长期持续作用下，混凝土的变形随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变。影响徐变的主要因素有持续作用压力的大小、混凝土的材料组成和外部环境。

4.什么是混凝土的收缩？收缩与哪些因素有关？(P32)
答：混凝土在空气中结硬时其体积会缩小，这种现象称为混凝土的收缩。收缩产生的原因，一般认为是凝胶体本身的体积收缩以及混凝土因失水产生的体积收缩共同造成的。影响混凝土收缩的主要因素有混凝土材料的成分、外部环境因素等。

5.简述变形钢筋与混凝土的粘结机理？(P35)
答：变形钢筋与混凝土的粘结力由化学胶着力、摩擦力、机械咬合力和钢筋端部锚固力组成，以钢筋表面突出肋与混凝土间的机械咬合力为主。
在加载初期，由胶着力承担界面上的剪应力；随荷载增大，胶着力破坏，此时粘接力主要由钢筋表面突出肋对混凝土的挤压力和界面上的摩擦力组成。

6.什么是结构上的作用？什么是结构抗力？(P44)
答：结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的原因。
结构抗力R是指整个结构或结构构件承受作用效应的能力，如构件的承载能力、刚度及抗裂能力等。

7.建筑结构的功能要求有哪些？(P45)
答：建筑结构有下列功能要求：
（1）在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；
（2）在正常使用时具有良好的工作性能，如不发生过大变形或过宽裂缝等；
（3）在正常维护下具有足够的耐久性，如材料的风化和腐蚀作用不超过一定限度；
（4）在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。

8.什么是结构的可靠性和可靠度？(P45)
答：安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。
结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。

9.如何划分结构的安全等级？（P45）
答:结构的安全等级表示房屋的重要性程度。大量的房屋列入中间等级，重要的房屋提高一级，次要的房屋降低一级。重要房屋与次要房屋的划分，应根据结构破坏可能产生的后果，即危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等的严重程度。

10.什么是结构的极限状态？极限状态可分为哪两类？(P51)
答：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，次特定状态称为该功能的极限状态。
极限状态分为承载力极限状态和正常使用极限状态。

11.板中分布钢筋的作用是什么？(P68)
答：板内分布钢筋是一种构造钢筋，其作用是将板面上的荷载更均匀地分布给受力钢筋；与受力钢筋绑扎在一起形成钢筋网片，保证施工时受力钢筋位置正确；同时还能承受由于温度变化、混凝土收缩等在板内所引起的拉力效应。

12.钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？(P74)
答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。
梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。
梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。

13.受弯构件的破坏形态有哪几种？(P74)
答：受弯构件破坏形态有正截面破坏和斜截面破坏。正截面破坏包括适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏；斜截面破坏包括斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。

14.受弯构件计算中，受压区应力图形用矩形代替的原则。(P80)
答：将实际应力图形换算为等效矩形应力图形时必须满足以下两个条件：
（1） 受压区混凝土压应力合力C的大小不变，即两个应力图形的面积应相等；
（2） 合力C作用点位置不变，即两个应力图形的形心位置应相同。

15.应用“平均应变符合平截面假定”推导受弯构件 适筋梁与超筋梁的界限相对受压高度计算公式 ξb=β11+fyεcuEs。(P82)
答：由“平截面假定”得出梁发生正截面破坏时不同受压区高度的应变分布如左图。
∵ξ=x/h0 , x=β1xc
∴ξ=β1xc/h0
由左图可得：xcbh0=εcuεcu+εy
则ξb=xbh0=β1xcbh0=β1εcuεcu+εy=β11+εy/εcu
对有明显屈服点的钢筋取εy=fy/Es
则相对受压区高度ξb=β11+fyεcuEs

16.简述单筋矩形截面梁截面设计步骤。(P87)
答：主要设计步骤如下：
（1）查出材料强度设计值fy、fc、ft及系数α1、ξb、ρmin等；
（2）计算截面有效高度h0；
（3）计算截面抵抗距系数αs 和截面相对受压高度ξ；
（4）如果ξ≤ξb，则满足适筋条件，否则加大截面尺寸或提高混凝土强度等级重新计算；
（5）计算所需的钢筋截面面积As；
（6）按As选用钢筋直径及根数或间距，并在梁板内布置；
（7）验算是否满足最小配筋条件As≥As,min=ρminbh。

17.在什么情况下可采用双筋梁？受压钢筋起何作用？(P91)
答：下列情况可以采用双筋梁：
（1）弯矩较大，且截面高度受到限制，而采用单筋截面将引起超筋；
（2）在不同荷载组合情况下，梁的同一截面受变号弯矩作用；
（3）由于某种原因（延性、构造），受压区已配置较大面积纵向钢筋；
（4）为了提高构件抗震性能或减少结构在长期荷载下的变形。
受压钢筋主要作用是协助混凝土承受压力；它还可以提高构件截面延性，有利于抗震；它还有利于减小混凝土的徐变变形，减少受弯构件在荷载长期作用下的扰度。

18.为什么T形截面受弯构件翼缘的宽度应变在计算中有所限制？(P99)
答：T型截面随着翼缘宽度的增大，可使受压区高度减小，内力臂增大，而使所需要的受拉钢筋面积减小。但试验和理论分析表明，T型截面受压翼缘上得纵向压应力分布是不均匀的，靠经梁肋处的翼缘中压应力较高，而离梁肋远则翼缘中得压应力越小，故实际上与梁肋共同工作的翼缘宽度是有限的。

19.设计双筋梁，若不满足下列条件会出现什么问题？(P114)
（1）ξ ≤ξb （2）x≥2as'
答：（1）若不满足ξ ≤ξb，构件可能会发生超筋破坏；
（2）若不满足x≥2as'，构件破坏时受压钢筋不能达到屈服强度。

20.钢筋混凝土轴心受压构件中箍筋的作用是什么？(120)
答：横向箍筋的作用：①固定纵向钢筋位置，为纵向钢筋提供侧向支撑，防止纵向钢筋受力后压屈；②改善构件破坏的脆性；③当采用密排箍筋时还能约束核心混凝土，提高抗压强度，增大纵向变形能力。

21.为什么随偏心距的增加构件承载能力降低？
答：（1）增大了弯矩作用，使受力越来越不均匀；
（2）受拉破坏的可能性大于受压破坏；
（3）混凝土的抗压强度大于抗拉强度。

22.判别大、小偏心受压构件的条件及破坏特征。(P129)
答：（1），大偏心受压破坏；，小偏心受压破坏；
（2）破坏特征：
大偏心受压破坏：破坏从受拉区开始，受拉钢筋先屈服，然后受压区混凝土被压坏；
小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并未屈服；

23.如何保证受弯构件斜截面承载力？（P192）
答：为了保证构件的斜截面受剪承载力，应使构件具有合适的截面尺寸和适宜的混凝土强度等级，并配置必要的箍筋。
为了保证构件的斜截面受弯承载力，应使梁内的纵向受力钢筋沿梁长的布置及伸入支座的锚固长度满足若干构造要求。

24.影响线斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？(P198)
答：（1）剪跨比的影响，随着剪跨比的增加，抗剪承载力逐渐降低；
（2）混凝土的抗压强度的影响，当剪跨比一定时，随着混凝土强度的提高，抗剪承载力增加；
（3）纵筋配筋率的影响，随着纵筋配筋率的增加，抗剪承载力略有增加；
（4）箍筋的配箍率及箍筋强度的影响，随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加，抗剪承载力增加；
（5）斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用；
（6）加载方式的影响；
（7）截面尺寸和形状的影响；

25.试说明在抗剪能力计算时下列条件的作用是什么？（P204）
（1）V≤0.25βcfcbh0 （2）ρsv,min=0.24ft/fyv
答：条件（1）的作用是为了防止发生斜压破坏，同时也为了限制梁在使用阶段的裂缝宽度；条件（2）的作用是为了防止梁内箍筋配置过少导致突然发生的斜拉破坏。

26.《规范》中是如何考虑弯矩、剪力、扭矩共同作用的？βt的意义是什么？起什么作用？上下限是什么？(P254)
答：实际工程的受扭构件中，大都是弯矩、剪力、扭矩共同作用的。构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的，这种相互影响的性质称为复合受力的相关性。《混凝土结构设计规范》对弯剪扭构件的计算采用了对混凝土提供的抗力部分考虑相关性，而对钢筋提供的抗力部分采用叠加的方法。
βt=1.51+0.5VWtTbh0，称为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数；通过βt可以算出混凝土受剪承载力降低系数α，进而算出混凝土承载力降低后的受剪、受扭承载力；βt上限是1，下限是0.5，即0.5≤βt≤1。

27.为什么说裂缝条数不会无限增加，最终将趋于稳定？(P274)
答：当裂缝间距减小至使无裂缝截面混凝土的拉应力不能再增大到混凝土抗拉强度时，混凝土不再产生新的裂缝。
假设混凝土的应力σc由零增大到ft需要经过l长度的粘结应力的积累，即直到距开裂截面为l处，钢筋应力由σs1降低到σs2，混凝土的应力σc由零增大到ft，才有可能出现新的裂缝。显然，在距第一条裂缝两侧l的范围内，即在间距小于2l的两条裂缝之间，将不可能再出现新裂缝。

28.在变形和裂缝验算中，简述参数φ的物理意义和影响因素。(P280)
答：系数ψ的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度。ψ的大小还与以有效受拉混凝土截面面积计算的有效纵向受拉钢筋配筋率ρte有关。

29.请简述《规范》确定最大裂缝宽度的方法。(P282）
答：最大裂缝宽度由平均裂缝宽度乘以扩大系数得到。综合考虑以下两个方面：（1）荷载效应标准组合作用下的最大裂缝宽度；（2）考虑荷载长期作用等因素影响的最大裂缝宽度。

30.最大裂缝宽度公式 ωmax=2.1ψσskEs(1.9c+0.08deqρte) 中各符号意义。(P283)
答：ψ是纵向受拉钢筋应变不均匀系数；
σsk是裂缝截面处的钢筋应力；
Es为受拉钢筋的弹性模量；
deq是纵向受拉钢筋的等效直径；
ρte是按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率。
31.裂缝宽度与哪些因素有关？如不满足裂缝宽度限值，应采取什么措施？(P283)
答：影响裂缝宽度的主要因素有纵向受拉钢筋的应力σsk、直径d、表面形状、配筋率，混凝土保护层厚度c，荷载性质及受力构件性质等。
如不满足，可以在钢筋截面面积不变的情况下采用直径较小的刚劲；可以采用变形钢筋；也可以增大钢筋截面面积或增大构件截面尺寸；最有效的办法是采用预应力混凝土。

32.混凝土挠度计算时，梁沿轴线的抗弯刚度是变化的，计算时如何考虑？(P292)
答：在等截面构件中，可假定各同号弯矩区段内的刚度相等，并取用该区段内弯矩最大处的刚度。即采用各同号弯矩区段内最大弯矩处的最小截面刚度作为该区段的刚度，按等刚度梁来计算构件的扰度，这就是受弯构件扰度计算中的最小刚度原则。

33.塑性铰的特点是什么？(下册)
答：a.只能沿弯矩作用方向，绕不断上升的中和轴发生单向转动；
b.只能在受拉区钢筋开始屈服到受压区混凝土压坏的有限范围内转动；
c.在转动的同时能传递一定弯矩，即截面的极限抵抗弯矩。
d.塑性铰是在一小段局部变形很大的区域内形成

34.在什么情况下现浇楼盖应采用弹性理论计算方法？（下册）
答:（1）直接承受动力荷载作用的结构；
（2）要求不出现裂缝或处于严重侵蚀环境下的结构；
（3）处于重要部位而又要求有较大承载力储备的构件。

35.单向板胁形楼盖的一般设计步骤是什么？（下册）
答：1、结构平面布置，确定构件的截面尺寸；
2、确定各个构件的计算简图；
3、荷载及内力确定；
4、截面承载力计算、配筋，裂缝及变形验算；
5、绘制施工图。

36.什么是结构的构件截面延性？影响截面延性的主要因素？（下册）
答：构件截面延性是指截面从开始屈服至达到最大承载力或达到以后而承载力还没有显著下降期间得变形能力。
影响截面延性的主要因素有纵向受拉钢筋配筋率ρ、纵向受压钢筋配筋率ρ'、混凝土的极限压应变等。