《混凝土结构理论》课程指导书

1、郑州大学现代远程教育混凝土结构理论课程学习指导书楚留声 编法学歌普舞HI三课程内容与基本要求混凝土结构理论课程介绍了土木工程专业中最常见的钢筋混凝土结构 基本概念和计算方法。根据该课程的特点，按模块分别介绍了钢筋混凝土基本概 念和设计方法、受弯构件正截面承载力计算及梁板结构、受弯构件斜截面承载力 计算、受扭构件承载力计算、钢筋混凝土构件正常使用极限状态和预应力概念等 六个方面的内容。其中模块二、模块三和模块五较为详尽的介绍了钢筋混凝土三 类受力构件的基本原理、设计方法和构造要求等，牵扯到计算的内容较多，也是 本课程的重点内容。其他三个模块则更侧重于从整体设计概念以和结构体系布置 等方面对内容进

2、行介绍，需要理解的基本概念和设计原则较多。在学习过程中，要求学生通过课件、自测、习题等手段，掌握混凝土结构的 基本理论，使其具有一般钢筋混凝土结构的设计概念， 能够正确理解各类受力构 件的设计方法和构造要求；自觉将混凝土理论应用于工程施工和管理中， 并对于 混凝土结构设计规范 具有初步认知能力。其中，需要重点掌握工程中常见混 凝土受力构件的设计原理和计算方法， 对构件破坏破坏有整体的力学概念， 并对 工程中常见的钢筋混凝土构件截面能正确进行设计计算。课程学习进度与指导教学模块课程内容建议学时学习指导模块一钢筋混凝土基本概念和设计方法8以课件学习为主，重点理解混凝土材料特性和设计理论* 模块二受

3、弯构件正截面承载力计算及梁板结构13学习课件，做自测；结合习题掌握受弯构件计算过程* 模块三受弯构件斜截面承载力计算4学习课件，做自测；结合习题掌握受剪构件计算过程模块四受扭构件承载力计算4学习课件，重点掌握受扭构件破坏模式和设计方法*模块五受压和受拉构件承载力计算8学习课件，做自测；结合习题掌握受压构件计算过程模块六钢筋混凝土构件正常使用极限状态和预应力概念7以课件学习为主，理解正常使用极限状态和切应力的理论学习模块一：钢筋混凝土结构基本概念和设计方法一、学习目标：了解钢筋混凝土材料、构件和结构的基本概念和设计方法二、学习内容：(1)钢筋混凝土结构基本材料性能；(2)钢筋混凝土结构设计方法三

4、、本章重点、难点：重点：钢筋的物理力学性质；混凝土力学性质；混凝土结构设计方法难点：两种材料的承载能力和变形能力；概率设计方法四、建议学习策略：学习课件；做自测五、习题：1.名词解释结构的可靠性：作用和作用效应：结构抗力：条件屈服强度：徐变和收缩：极限状态：2.简答题(1)钢筋和混凝土两种不同材料能够有效结合在一起共同工作的原因？(2)钢筋和混凝土之间的粘结力主要由哪几部分组成？影响粘结强度的因素有 哪些？(3)建筑结构应满足哪些功能要求？为满足这些功能要求，需要对结构进行什 么验算？(4)什么是结构的设计状况？工程结构设计的设计状况可分为哪几种？(5)什么是徐变？徐变对钢筋混凝土结构有何影响

5、？(6)混凝土收缩变形有哪些特点？对混凝土结构有哪些影响？(7)钢筋的应力-应变关系分为哪两类？为何将屈服强度作为强度设计指标？，阳法学慧抬舞学习模块二：混凝土结构构件一、学习目标：学习混凝土受弯构件正截面承载力设计方法二、学习内容：混凝土受弯构件的正截面破坏形态、计算方法和基本构造要求三、本章重点、难点：重点：受弯构件正截面的计算方法和主要步骤难点：适筋梁的计算过程四、建议学习策略：听课件；做自测、分析案例五、习题：1 .名词解释梁截面有效高度；界限相对受压区高度；单向板；双向板；塑性内力重分布2 .简答题(1)钢筋混凝土正截面受弯构件有哪几种破坏形态？各有什么特征？(2)简述钢筋混凝土塑性

6、钱的特点。(3)正截面承载力计算的基本假定？(4)简述适筋梁破坏三个阶段的受力特点及其与计算的联系？(5)什么情况下可以采用双筋截面梁？配置受压钢筋有何有利作用？3 .计算题(1)已知矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=140KN.m。该梁的截面尺寸b冲二200mnX 450mm混凝土强度等级 C30,钢筋HRB400级。试确定该梁跨中纵筋配筋面积As。1 |(2)某钢筋混凝土矩形截面梁，混凝土保护层厚为冷三发25mm(二a类环境)，b=250mm, h=500mm,承受弯矩设计值 业绅M=160KN.m ,采用C20级混凝土，HRB400级钢筋，箍筋直也W 士X径为8mm,截面配筋如图所示。复

7、核该截面是否安全。刘T已知：fc=9.6N/mm2, ft=1.1N/mm2, fy=360N/mm2 , a1 =1.0-b =0.518 , ho=455mm法学慧代舞学习模块三：受弯构件斜截面承载力计算一、学习目标：学习混凝土受剪构件的设计方法二、学习内容：混凝土受剪构件的破坏形态、计算方法和基本构造要求三、本章重点、难点：重点：混凝土受剪的计算方法和主要步骤难点：受剪构件剪压破坏的计算过程四、建议学习策略：听课件；做自测、分析案例五、习题：1 .名词解释抵抗弯矩图；筋腹；无腹筋梁；配箍率；剪跨比 2 .简答题(1)钢筋混凝土斜截面受剪有哪几种破坏形态？各有什么特征？(2)影响无腹筋梁受

8、剪承载力的因素有哪些？(3)影响有腹筋梁受剪承载力的因素有哪些？(4)箍筋的作用有哪些？(5)纵筋弯起需满足什么条件？3 .计算题(1 )某简支梁b冲二250mrX 600mm,混凝土强度等级为 C30 ( ft =1.43N/mm2fc =14.3N/mm 2),箍筋米用双肢 1 10HPB300 级钢筋 (Asvi=78.5mm 2,fyv=270Mpa ),承受均布荷载，剪力设计值为382kN。as= aS = 40mm。请按照仅配置箍筋对构件进行斜截面抗svnAsv1bs465%计0.447% > Psvmim =0.24f- = 0.取7%200mm。250 90,fyv学习模

9、块四：混凝土受扭构件承载力计算、学习目标:了解各种混凝土受扭构件设计方法 邓林吐学髓普梵二、学习内容：(1)纯扭构件的承载力计算；(2)弯剪扭构件的承载力计算三、本章重点、难点：重点：纯扭构件的主要破坏形态；弯剪扭构件的设计方法难点：受扭构件的主要计算过程四、建议学习策略：听课件；做自测；讨论交流五、习题：1 .名词解释截面有效高度；受扭构件计算的Pt;受扭构件计算的Wt;受扭构件配筋强度比( 2.简答题(1)纯扭构件有哪些破坏形态？计算中如何保证出现希望的破坏模式。(2)简述弯剪扭构件承载力计算原理？(3)纯扭构件有哪些破坏形态？破坏特征是什么？(4)受扭构件与受弯构件的纵筋和箍筋配置要求有

10、何不同？(5)配筋强度比(的含义是什么？有何作用？学习模块五：受压和受拉构件承载力计算一、学习目标：学习轴心受压构件、偏心受压构件和受拉构件的设计、计算和主要构造二、学习内容：(1)轴心受压构件设计；(2)非对称配筋偏心受压构件；(3)对称配筋偏 心受压构件三、本章重点、难点：重点：轴心受压和偏心受压构件的设计方法难点：偏心受压构件设计过程五、习题：1 .名词解释N u-M u相关曲线；单向偏心受压构件；双向偏心受压构件；稳定系数；附加偏心距：2 .简答题(1)偏心受压构件正截面破坏形态有哪几种？破坏特征各是什么？(2)非对称配筋偏心受压构件如何设计最经济，为什么？(3)简述配有螺旋箍筋的轴心

11、受压柱的破坏形态。(4)轴心受压构件中纵向钢筋配筋率有何要求，为什么？(5)配筋强度比(的含义是什么？有何作用？3 .计算题(1)钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸 b xh=400mrH 600mm,轴向力设计值 N=1400KN,柱两端弯矩设计值分别为 Mi=280KN m, M2=340KN m,混凝土强 度等级为 C30 ( fc =14.3N/mm2 , ai=1.0 ),纵筋采用 HRB400(fy= fy'=360N/mm2)。其中，as = a =40mm。按对称配筋计算受压钢筋和受 拉钢筋面积。学习模块 六：钢筋混凝土构件的正常使用极限状态一、学习目标：学习钢筋混凝土构件

12、正常使用极限状态的验算内容和方法二、学习内容：(1)裂缝宽度验算；(2)挠度验算；(3)混凝土结构耐久性三、本章重点、难点：重点：裂缝的成因、计算和主要措施；挠度的影响因素、计算和主要措施难点：裂缝和挠度的计算过程四、建议学习策略：看课件；做自测；讨论交流五、习题：1 .名词解释最小刚度原则；预应力混凝土；张拉控制应力；耐久性2 .简答题(1)混凝土结构常见的引起耐久性问题的原因有哪些 ？(2)简述减小钢筋混凝土梁裂缝宽度的主要措施。曲邻#吐学髓代舞（3）影响混凝土耐久性主要因素？（4）混凝土结构为什么要进行正常使用极限状态验算？包括哪些内容？（5）裂缝产生裂缝产生的原因？（6）增大刚度或减小

13、挠度的措施有哪些？（7）预应力构件对预应力钢筋的要求是什么？（8）何为张拉控制应力？张拉控制应力为什么不能过低也不能过高？考试模拟题第一部分客观题一、单项选择（每小题2分，共20分）1、下列哪种特性不是钢筋混凝土的优点（）A、耐久性好 B、可模型好 C、抗裂性好 D、耐火性好2、立方体抗压强度测定采用的标准立方体试件边长为（）A、100mm B、150mm C、180mm D、200mm3、受弯构件极限承载力验算是以下列哪个状态为依据的（）A、Ia B、II C、III D、IIIa4、影响无腹筋梁受剪破坏形态的主要因素是（）A、剪跨比 B、混凝土强度C、纵筋配筋率D、纵筋配筋强度5、部分超筋

14、破坏的钢筋混凝土受扭构件的破坏属于（）A、延性破坏B、受压脆性破坏 C、受拉脆性破坏 D、有一定的延性6、当N2< N1<Nb （界限轴力），M1> M2时，钢筋混凝土受压柱采用对称配筋，下 面哪组内力计算的配筋最大（）A、N1,M1 B、N1,M2 C、N2,M2D、N2,M17、提高钢筋混凝土受弯构件弯曲刚度的有效方法有（）A、增加截面高度B、增加构件的配筋C、提高混凝土强度 D.增加箍筋数量8、有腹筋剪扭构件的剪扭承载力（）A、混凝土部分相关，钢筋部分不相关B、混凝土部分不相关，钢筋部分相关C、混凝土和钢筋部分都相关D、混凝土和钢筋部分都不相关9、受拉钢筋应变不均匀系数

15、 甲越大，表明（）A裂缝间受拉混凝土参加工作程度越大B裂缝间受拉混凝土参加工作程度越小C裂缝间钢筋平均应变越小D与裂缝间受拉混凝土参加工作程度无关10、在长期荷载作用下，引起受弯构件变形增大的主要原因是（）A、混凝土徐变和收缩B、钢筋与混凝土之间的滑移弱和壮学髓普舞HTT二;=7T=L二二二工二：C、裂缝宽度增大D、构件中未设受压钢筋二、是非题（每小题1分，共10分）（说明：正确的选“A'错误选"B）11 .建筑结构需满足安全性、适用性和耐久性等三方面的要求。（）12 .如果梁受拉区钢筋较多，钢筋需要布置为两排，则该梁截面称为双筋矩形截 面。（）13 .配置箍筋可以提高梁的抗

16、剪承载力，防止斜压破坏（）14 .矩形截面纯扭构件的第一条斜裂缝一般现在长边中点出现（）15 .对偏心受压构件来说，轴压力一定时，弯矩越大越不利（）16 .保护层厚度越大，构件裂缝宽度越大，因此设计中增加保护层厚度对结构耐久性不利（）17 .无明显屈服点的钢筋取残余应变为0.2%时对应的应力仃0.2作为强度设计指标。（）18 .规范要求受扭构件的纵筋和箍筋配筋强度比0.60 （4.7是为了防止超筋破坏（）19 .对混凝土施加预应力可提高构件的极限承载力（）20.采用预应力混凝土受弯构件是因为普通受弯构件的承载力不能满足要求（）第二部分主观题一、名词解释：（每题3分，共18分）1、作用和作用效应

17、：2、界限相对受压区高度：3、腹筋：4、受扭构件计算的Pt：5、稳定系数小6、张拉控制应力：二、简答题（每题5分，共30分）1、钢筋和混凝土的粘结力主要由哪几部分组成？影响粘结强度的因素有哪些？2、钢筋混凝土正截面受弯构件有哪几种破坏形态？各有什么特征？3、影响有腹筋梁受剪承载力的因素有哪些？Dhmui! c«r 油 HafAai4、纯扭构件有哪些破坏形态？破坏特征是什么？5、非对称配筋偏心受压构件如何设计最经济，为什么 ？6、简述减小钢筋混凝土梁裂缝宽度的主要措施。三、计算题(第1小题：10分；第2小题：12分，共22分)1、已知矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=140KN.m。该

18、梁的截面尺寸b冲二200mm< 450mm，混凝土强度等级 C30,钢筋HRB400级。试确定该梁跨中纵筋 配筋面积As。2 一2 一2.附：fc=14.3N/mm , ft=1.43N/mm , fy=360N/mm , 口1 =1.0,=0.518,ho=450-45=405mm22、某简支梁b冲=250mmK 600mm，混凝土强度等级为 C30 (ft=1.43N/mm fc=14.3N/mm2),箍筋采用双肢4 10HPB300级钢筋 (Asv1=78.5mm2,fyv=270Mpa), 承受均布荷载，剪力设计值为382kN。as= a； = 40mm。请按照仅配置箍筋对构件

19、进行余瞰面nA剪局2%303细% > Psvmm =0.24工=,0.；m7% 200mm。bs 250 90fyv附模拟题答案要点客观题答案一、单项选择I .C 2.B3.D 4.A 5.D6.C7.A8.A9.B 10.A二、是非题II .A 2.B3.B 4.A 5.A6.B7.A8.B9.B 10.B主观题答案一、名词解释1、作用和作用效应：作用是使结构产生内力或变形的各种原因，作用效应：结 构上各种作用对结构产生的效应的总称。2、界限相对受压区高度：受拉钢筋屈服的同时受压区混凝土被压碎，即适筋梁 和超筋梁的界限破坏状态时的相对受压区高度。3、腹筋：箍筋和弯起钢筋统称腹筋。修正出

20、学髓时梵4、受扭构件计算的Pt:剪扭构件混凝土强度降低系数。5、稳定系数小：表示因长细比较大而引起的长柱承载力降低程度的系数。6、张拉控制应力：是指张拉钢筋时，张拉设备的测力装置显示的总张拉力除以预应力钢筋 横截面面积得出的应力值二、简答题：1、钢筋和混凝土的粘结力主要由哪几部分组成？影响粘结强度的因素有哪些？ 答：化学胶着力、摩阻力、和机械咬合力三种。影响因素有：钢筋表面形状、混凝土强度、保护层厚度、钢筋浇筑位置、钢筋净 间距、横向钢筋和横向压力等。2、钢筋混凝土正截面受弯构件有哪几种破坏形态？各有什么特征？答：1）适筋梁：破坏特征为受拉钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。从 钢筋屈服到受

21、弯构件破坏，屈服弯矩 My到极限弯矩Mu变化不大，但构件曲率 或挠度f变形很大，破坏前有明显预兆，表现为延性破坏。2）超筋梁：破坏特征表现为受压混凝土先压碎，受拉钢筋未屈服。超筋梁 的破坏取决于受压区混凝土的抗压强度，受拉钢筋的强度未得到充分发挥，破坏 为没有明显预兆的脆性破坏，实际工程中应避免采用。3）少筋梁：破坏特征是混凝土一开裂就破坏。梁的强度取决于混凝土的抗拉强度，混凝土的受压强度未得到充分发挥， 极限弯矩很小，属于受拉脆性破坏 特征，且承载能力低，应用不经济，实际工程中应避免采用。3、影响有腹筋梁受剪承载力的因素有哪些？答：剪跨比入、混凝土强度、配箍率、箍筋强度、纵筋配筋率等。4、纯

22、扭构件有哪些破坏形态？破坏特征是什么？答：（1）少筋破坏：箍筋和纵筋数量过少时，钢筋不足以承担混凝土开裂后释 放的拉应力，一旦开裂，受扭变形迅速增大至破坏，变现为明显的脆性；（2）超筋破坏：纵筋和箍筋都过多时，受扭构件在破坏前出现较多细而密的螺 旋形裂缝，在钢筋屈服前混凝土先压坏，变现为受压脆性破坏；（3）部分超筋破坏：箍筋和纵筋配筋比例相差过大时， 会出现两者中配筋率较 小的钢筋屈服，而另一种钢筋未达到屈服的情况。 具有一定的延性，但小于适筋 构件；e海林依学髓状舞Itawra 3nlm HIM 4'm* <w 油总Uw（4）适筋破坏：箍筋和纵筋配置都合适时，与裂缝相交的纵筋和

23、箍筋均能达到 屈服，然后混凝土压坏，属于延性破坏。5、非对称配筋偏心受压构件如何设计最经济，为什么 ？答：（1）大偏心受压构件：取 x = %h0。原因：充分利用受压区混凝土承受压力，可使总用钢量（As + A'）最少。（1）小偏心受压构件：取As =Pminbh。原因：远离偏心压力一侧的纵向受力钢筋不论受拉还是受压，其应力均不能达到屈服强度，因此取其等于最小配筋梁一般最为经济。6、简述减小钢筋混凝土梁裂缝宽度的主要措施。答：（1）减小钢筋直径（2）提高混凝土强度（3）增减配筋率或配筋面积（4）采用变形钢筋（5）采用预应力三、计算题1、解：（1）计算X,并判断是否超筋x =h0 - h

24、02 - 2M =147.86mm 一 bh0 =0.518 405 207.79mm；：1 fcb不属于超筋。（2）计算As,并判断是否少筋：min =0.45 ft / fy =0.0018 :二 0.0020.45 ft / fy = 0.0016 < 0.002,取 Pmin =0.00222As =1fcbx/ fy =1174mm > As,min = 0.002 父 200M 450= 180mm不属于少筋。因此，纵向受力钢筋面积As取1174mm2满足适筋梁要求。2、解：(1)计算截面有效高度.h0 =600 - 40=560mm(2)验算截面尺寸f=7 =560m

25、m, hw/b=2.24：4 ,%=1.00.25cfcbh0 =082519.04.342502560460=500500N=500.5kN> V =382kN截面尺寸?t足要求.(3)验算是否需要计算配箍0.7 ftbh0 =0.7 父1.0父1.43父250 M460 =0.7 1.0 1.43 250 >560=140140N=140.14kN< V=382kN需要按计算配箍(4)计算配箍3nAs1 V _0.7ftbhb250.82 103 -0.7 1.43 250 460=1.6mm /mmsfyvh0270 460因 2410 箍筋 Asv1 =78.5mm2

26、, n =2,可得S <98mm,取 s=90mm.(5)验算最小配箍率P盘爷必素翱447% > Ps0吗"127%因此，箍箍筋选用双肢 * 1090满足要求.附模块习题答案要点模块一答案要点：一、名词解释1、结构的可靠性：结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的能力(或 者安全性、耐久性、适用性)。2、作用和作用效应：作用是使结构产生内力或变形的各种原因；作用效应是结 构上各种作用对结构产生的效应的总称。3、结构抗力：结构或构件承受作用效应的能力，即结构或结构。4、条件屈服强度：对于无明显屈服点的钢筋取残余应变为0.2%时对应的应力仃0.2作为强度设计指标，成为条

27、件屈服强度。5、徐变和收缩：混凝土在荷载的长期作用下随时间增长而增长的变形称为徐变；混凝土在空气中硬化时体积收缩的现象称为收缩。6、极限状态：当结构超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，称为极限状态。二、简答题1、钢筋和混凝土两种不同材料能够有效结合在一起共同工作的原因答：一：钢筋和混凝土之间存在粘结力，使两者之间能传递力和变形;二：钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近。®邓#法学髓普梵2、钢筋和混凝土之间的粘结力主要由哪几部分组成？影响粘结强度的因素有 哪些？答：化学胶着力、摩阻力、和机械咬合力三种。影响因素有：钢筋表面形状、混凝土强度、保护层厚度、钢筋浇筑位置、

28、钢 筋净间距、横向钢筋和横向压力等。3、建筑结构应满足哪些功能要求？为满足这些功能要求，需要对结构进行什 么验算？答：安全性，适用性，耐久性。满足安全性需进行承载能力极限状态验算；满足适用性和耐久性需进行正常使用极限状态验算。4、什么是结构的设计状况？工程结构设计的设计状况可分为哪几种？答：设计状况是代表一定时段内实际情况的一组设计条件，设计应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态；分为：持久设计状况、短暂设计状况、偶然设计状况和地震设计状况。5、什么是徐变？徐变对钢筋混凝土结构有何影响？答：混凝土在荷载的长期作用下随时间增长而增长的变形称为徐变；徐变使构件变形增加；在钢筋混凝土截面内引起应

29、力重分布； 在预应力混凝 土构件中引起预应力损失；某些情况下可减少由于支座不均匀沉降而产生的应 力，延缓收缩裂缝出现。6、混凝土收缩变形有哪些特点？对混凝土结构有哪些影响？答：混凝土收缩是一种随时间增长而增长的变形；凝结初期收缩变形发展较快，二个月达50%三个月后趋于逐渐缓慢，一般两年后趋于稳定。混凝土收缩收到约束时将产生收缩拉力，加速裂缝的出现和开展；预应力混 凝土结构中，混凝土收缩将导致预应力损失。7、钢筋的应力-应变关系分为哪两类？为何将屈服强度作为强度设计指标？答：分为有明显屈服点钢筋和无明显屈服点钢筋，习惯上也分别称为软钢和硬钢。 因为当构件某一截面的钢筋应力达到屈服强度后，将在荷载

30、基本不变情况下产生 持续的塑性变形，使构件的变形和裂缝宽度显著增大以致无法使用， 因此一般结 构计算中通常取屈服强度作为设计强度的依据。修正出学髓时梵模块二答案要点：一、名词解释1、梁截面有效高度：钢筋截面形心至梁顶面受压边缘的距离。2、界限相对受压区高度：受拉钢筋屈服的同时受压区混凝土被压碎，即适筋梁 和超筋梁的界限破坏状态时的相对受压区高度。3、单向板：当l”li>2时，板主要沿短跨方向受弯，设计中可仅考虑短边方向受 弯，长边可仅按构造处理的板。4、双向板：当12/1102时，沿板长边传递的荷载以及长跨方向的弯矩均不能忽略， 设计中需考虑双向受弯的板。5、塑性内力重分布：由于超静定结

31、构的塑性变形而使结构内力重新分布的现象。二、简答题1、钢筋混凝土正截面受弯构件有哪几种破坏形态？各有什么特征？答：1)适筋梁：破坏特征为受拉钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。从 钢筋屈服到受弯构件破坏，屈服弯矩 My到极限弯矩Mu变化不大，但构件曲率4 或挠度f变形很大，破坏前有明显预兆，表现为延性破坏。2 )超筋梁：破坏特征表现为受压混凝土先压碎，受拉钢筋未屈服。超筋梁 的破坏取决于受压区混凝土的抗压强度，受拉钢筋的强度未得到充分发挥，破坏 为没有明显预兆的脆性破坏，实际工程中应避免采用。3 )少筋梁：破坏特征是混凝土一开裂就破坏。 梁的强度取决于混凝土的抗拉 强度，混凝土的受压强度未得

32、到充分发挥， 极限弯矩很小，属于受拉脆性破坏特 征，且承载能力低，应用不经济，实际工程中应避免采用。2、简述钢筋混凝土塑性钱的特点。答：A).仅沿弯矩方向转动；B) .转动能力有限；C) .能承担一定弯矩Mu;D) .形成塑性变形区域。3、正截面承载力计算的基本假定？e海林依学髓状舞ItaUKii 3nMi khAri 4 Cmr 渡 Mmi*1 IMmw答：（1）截面保持平面；（2）不考虑混凝土的抗拉强度；（3）采用简化的 混凝土的应力应变关系曲线；（4）纵向钢筋的应力等于钢筋应变与起弹性模量的 乘积，但绝对值不大于其强度设计值。4、简述适筋梁破坏三个阶段的受力特点及其与计算的联系？答：（1

33、）第I阶段，弹性工作阶段，其阶段末Ia为抗裂验算的依据；（2）第II阶段，带裂缝工作阶段，为裂缝跨度和挠度计算依据；（3）第III阶段，破坏阶段，其阶段末III a为承载力计算依据。5、什么情况下可以采用双筋截面梁？配置受压钢筋有何有利作用？答：（1）梁承受的弯矩很大，构件截面尺寸和材料受使用和施工限制不能 增加，同时计算无法满足单筋截面最大配筋率限制条件而出现超筋梁；（2）不同荷载组合下，截面承受正、负弯矩作用时；配置受压钢筋有利于提高截面的延性。三、计算题1、已知矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=140KN.m。该梁的截面尺寸b冲二200mm< 450mm，混凝土强度等级 C30,钢

34、筋HRB400级。试确定该梁跨中纵筋 配筋面积As。附：fc=14.3N/mm2 , ft=1.43N/mm2 , fy=360N/mm2 , a1 =1.0 ,勾=0.518 ,ho=450-45=405mm解：（1）计算x,并判断是否超筋x =h0 - h： - 2M =147.86mm < bh0 =0.518 405 207.79mm- 1 fcb不属于超筋。（2）计算As,并判断是否少筋：min =0.45 ft / fy =0.0018 :二 0.002=0.45 ft / fy = 0.0016 < 0.002,取 Pmin =0.002A = ifbx/九=1174

35、mm2 A m i = 0.002 200 450= 180mm2 sc ys,i h i n不属于少筋。因此，纵向受力钢筋面积 As取1174mm2满足适筋梁要求。2、某钢筋混凝土矩形截面梁，混凝土保护层厚为25mm（二a类环境），b=250mm, h=500mm,承受弯矩设计值M=160KN.m ,采用C20级混凝土，HRB400级钢筋，然林吐学歌状舞箍筋直径为8mm,截面配筋如图所示（As为1256mm2）。复核该截面是否安全。已知：fc=9.6N/mm2, ft=1.1N/mm2, fy=360N/mm2, % =1.0, 4=0.518 , ho=455mm解：（1）计算配筋率：m

36、i n= 0. 0 0 1 47m i n= 0.002:min=0.44k = 0.4 5 1.1 /=360 0.0 0 1 4 fy、As1256P = 0.01bh 250 500故不属于少筋破坏（2）计算受压区高度fyAs360 1256x= 188.4mm 二 bho =0.518 455 =fcb9.6 250(3)计算受弯承载力xMu -fyAs(ho -) =360 1256 (455 0.5 188.4) -163.14KN m M =160KN m故承载力满足要求，该截面安全。模块三答案要点：一、名词解释1、抵抗弯矩图：按截面实有纵筋的面积计算截面实际能够抵抗弯矩的图形2

37、、腹筋：箍筋和弯起钢筋统称腹筋。3、无腹筋梁：仅有纵筋而未配置腹筋的梁称为无腹筋梁。4、配箍率：箍筋截面面积与相应混凝土面积的比值，即Psv = &。bs5、剪跨比九：指剪弯区段某垂直截面弯矩相对于剪力和有效高度的比值，即九=!，对于集中荷载简支梁，可简化为 M=TXa = T -Vh0Vh0 h0二、简答题1、钢筋混凝土斜截面受剪有哪几种破坏形态？各有什么特征？答：斜拉破坏：若剪跨比九过大（九3）,或配箍率Psv太小，斜裂缝一出现， 与斜裂缝相交的箍筋应力就很快达到屈服， 箍筋不再限制斜裂缝的开展，构件斜 向拉裂为两部分而破坏，具有很明显的脆性。细块拳翳明超Dham UiHf kta

38、ri * 融Cw 油 SkMtaa IWHisiy剪压破坏：构件箍筋适量，且剪跨比适中(1 _, _3),临近破坏时在剪弯 段受拉区出现一条临界斜裂缝，箍筋应力达到屈服强度，最后剪压区的剪应力和 压应力迅速增加而压碎，属于脆性破坏。斜压破坏：箍筋过多或梁 儿很小时，一般小于1,梁的弯剪段腹部混凝土被 一系列近乎平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压体，在正应力和剪应力共同作用 下混凝土被压碎导致，箍筋未屈服，属脆性破坏。2、影响无腹筋梁受剪承载力的因素有哪些？答：剪跨比木混凝土强度、纵筋配筋率、尺寸效应、截面形状等。3、影响有腹筋梁受剪承载力的因素有哪些？答：剪跨比木混凝土强度、配箍率、箍筋强度、纵

39、筋配筋率等。4、箍筋的作用有哪些？答：(1)斜裂缝出现后，斜裂缝间的拉应力由箍筋承担，增强了梁的剪力传递 能力；(2)箍筋限制了斜裂缝的发展，增加了剪压区的面积；(3)减少斜裂缝宽度，提高裂缝间的骨料咬合力；(4)增强了纵筋的销栓作用；(5)提高了构件斜截面的受弯能力。5、纵筋弯起需满足什么条件？答：(1)正截面受弯承载力；(2)斜截面受弯承载力；(3)斜截面受剪承载力和构造要求。三、计算题某简支梁 b冲二250mrH 600mm，混凝土强度等级为C30 ( ft=1.43N/mm2fc=14.3N/mm2),箍筋采用双肢 e10HPB300 级钢筋(Asv1=78.5mm2,fyv=270M

40、pa), 承受均布荷载，剪力设计值为 382kN o as= a； = 40mm。请按照仅配置箍筋对构 件进行斜戳面nA剪酷必力503千0447% > Psvmim =0.24 .=,0.；27% 200mm。bs 250 90,fyv解：(1)计算截面有效高度h0 =600 -40=560mm(2)验算截面尺寸e怖棚上学歌曾起 二560mm, hw/b=2.24 ：4 ,飞=1.00.25 Pc fcbh0 =025 湘00K44S225056460=500500N=500.5kN>V = 382kN截面尺寸满足要求.(3)验算是否需要计算配箍0.ftbh= 0" 1x

41、, 0 仅 43 父2 5(07 4001.43 250 >560=140140N=140.14kN<V=382kN需要按计算配箍(4)计算配箍nAv V -0.7ftbh0 250.82 103 -0.7 1.43 250 460=1.6mm /mmsfyvh0270 460因 2巾10 箍筋 Av1=78.5mm2, n=2,可得s <98mm,取 s=90mm.(6)验算最小配箍率:svsv-=nAAs1 22 75053bbs 2250 990X0J44%sv,mim =0.24fftyv= 0.127%因此，箍箍筋选用双肢41090满足要求.模块四答案要点：、名词解

42、释1、剪扭相关性：构件上同时存在剪力和扭矩时，其受扭承载力和受剪承载力都 会因另一种力的存在而减小的现象。2、受扭构件计算的Ft:剪扭构件混凝土强度降低系数。3、受扭构件计算的 Wt： 截面受扭塑性抵抗矩。4、受扭构件配筋强度比(：受扭纵筋与箍筋的体积比和强度比的乘积。二、简答题1、纯扭构件有哪些破坏形态？计算中如何保证出现希望的破坏模式。(1)少筋破坏：验算纵筋和箍筋的最小配筋率，箍筋最小直径和最大间距等 构造要求；(2)超筋破坏：验算构件最大截面尺寸。(3)部分超筋破坏：控制纵筋和箍筋配筋强度比 (爹硒法学髓状舞(4)适筋破坏：目标破坏模式，通过承载力计算进行配筋。2、简述弯剪扭构件承载力

43、计算原理？对混凝土部分考虑剪扭相关性；对钢筋贡献的抗力采用简单叠加方法， 即纵 筋接受弯与受扭分别计算后叠加，箍筋按受扭和受剪分别计算后叠加。3、纯扭构件有哪些破坏形态？破坏特征是什么？(1)少筋破坏：箍筋和纵筋数量过少时，钢筋不足以承担混凝土开裂后释放 的拉应力，一旦开裂，受扭变形迅速增大至破坏，变现为明显的脆性；(2)超筋破坏：纵筋和箍筋都过多时，受扭构件在破坏前出现较多细而密的 螺旋形裂缝，在钢筋屈服前混凝土先压坏，变现为受压脆性破坏；(3)部分超筋破坏：箍筋和纵筋配筋比例相差过大时， 会出现两者中配筋率 较小的钢筋屈服，而另一种钢筋未达到屈服的情况。 具有一定的延性，但小于适 筋构件；

44、(4)适筋破坏：箍筋和纵筋配置都合适时，与裂缝相交的纵筋和箍筋均能达 到屈服，然后混凝土压坏，属于延性破坏。4、受扭构件与受弯构件的纵筋和箍筋配置要求有何不同？答：(1)纵筋：受扭纵筋应沿截面周边均匀、对称布置，截面四角必须布置 受扭纵筋；受弯纵筋则根据受力情况可集中布置在受拉区或受压区。(2)箍筋：由于受扭构件的箍筋在整个周边上均受拉力，因此受扭的箍筋 应做成封闭型沿外周边布置；受剪构件箍筋在整个截面上均匀，可采用多肢箍筋， 且不需要封闭。5、配筋强度比(的含义是什么？有何作用？答：配筋强度比定义为受扭纵筋和箍筋的体积比和强度比的乘积。限制配筋强度比合适的范围，可以使受扭构件破坏时箍筋和纵筋

45、基本上能 达到屈服强度，从而使箍筋和纵筋均能有效发挥作用，避免出现部分超筋破坏。模块五答案要点：一、名词解释1、N u-M u相关曲线：对于给定截面、材料强度和配筋的偏心受压构件，相关曲 线是反映钢筋混凝土截面压力和弯矩共同作用下正截面承载力变化规律的曲线。刈#法学髓普梵2、单向偏心受压构件：轴力作用线与截面的重心轴平行且沿某一主轴偏离重心 的受压构件。3、双向偏心受压构件：轴力作用线与截面的重心轴平行且偏离两个主轴的受压 构件。4、稳定系数：表示因长细比较大而引起的长柱承载力降低程度的系数。5、附加偏心距：工程中实际存在着荷载作用位置的不定性、混凝土质量的不均 匀性及施工的偏差等因素，因此在

46、偏心受压构件正截面承载力计算时需考虑这种 偏心距的影响，称为附加偏心距。二、简答题1、偏心受压构件正截面破坏形态有哪几种？破坏特征各是什么？大偏心受压破坏：受拉钢筋首先达到屈服，然后受压钢筋也能达到屈服，最 后受压区混凝土压碎而导致构件破坏， 这种破坏形态在破坏前有明显的预兆， 属 于塑性破坏。小偏心受压破坏：受压构件破坏时，受压区混凝土的压应变达到极限压应变， 混凝土被压碎、受压钢筋达到屈服强度，而受拉钢筋未达到受拉屈服。破坏具有 脆性性质。2、非对称配筋偏心受压构件如何设计最经济，为什么？(2)大偏心受压构件：取x="h。原因：充分利用受压区混凝土承受压力，可使总用钢量(As -

47、 As)最少。(3)小偏心受压构件：取 As=Pminbh。原因：远离偏心压力一侧的纵向受力钢筋不论受拉还是受压，其应力均不能达到屈服强度，因此取其等于最小配筋梁一 股最为经济。3、简述配有螺旋箍筋的轴心受压柱的破坏形态。荷载达到普通箍筋柱的极限状态时，螺旋箍筋外的保护层开始开裂剥落；继续增加荷载，螺旋箍筋达到受拉屈服强度，不能再约束核心混凝土横向变形， 核 心混凝土将被压碎，柱随即破坏。4、轴心受压构件中纵向钢筋配筋率有何要求，为什么？(1)最小配筋率要求：由于混凝土在长期荷载作用下具有徐变的特性，钢助郊林吐学歌代舞筋混凝土轴心受压柱在长期荷载作用下，混凝土和钢筋之间将产生应力重分布，混凝土

48、压应力将减小，钢筋压应力将增大。配筋率越小，钢筋应力增加越大，所以为了防止在正常使用荷载作用下，钢筋压应力由于徐变而增大到屈服强度， 需 满足最小配筋率要求；(2)最大配筋率要求：实际工程中存在受压构件突然卸载的情况，如果配 筋率太大，卸载后钢筋回弹，可能造成混凝土受拉甚至开裂。另外，为了施工方 便和经济，配筋率也应满足最大配筋率要求。三、计算题钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸b Xh =400mrH 600mm ,轴向力设计值 N=1400KN,柱两端弯矩设计值分别为 Mi=280KN m, M2=340KN m,混凝土强 度等级为 C30 ( * =14.3N/mm2 ,"1.0 ),纵筋采用 HRB400(fy= fy'=360N/mm2)。其中，a$ = a =40mm。按对称