《钢筋混凝土结构》期末考试复习题及答案

《钢筋混凝土结构》期末考试复习题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在进行钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算时，采用的基本假定不包括以下哪一项？A.截面应变保持平面B.不考虑混凝土的抗拉强度C.混凝土的应力-应变关系采用理想弹塑性模型D.钢筋的应力-应变关系采用理想弹塑性模型答案：C解析：在钢筋混凝土结构正截面承载力计算的基本假定中，对于混凝土的应力-应变关系，采用的是抛物线加水平段的曲线模型（如规范给出的特定曲线），而非简单的理想弹塑性模型。钢筋的应力-应变关系通常简化为理想弹塑性模型。A、B、D项均为正确的基本假定。2.对于钢筋混凝土适筋梁，从加载到破坏正截面经历的三个受力阶段中，作为正常使用阶段变形和裂缝宽度验算依据的是哪个阶段？A.第Ⅰ阶段（弹性工作阶段）B.第Ⅰ阶段末（Ia，即将开裂）C.第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）D.第Ⅲ阶段末（IIIa，破坏阶段）答案：C解析：第Ⅰ阶段为弹性工作阶段，可作为抗裂验算的依据；第Ⅰ阶段末（Ia）为即将开裂状态；第Ⅱ阶段为带裂缝工作阶段，此时梁已开裂，刚度降低，变形和裂缝宽度不断发展，是正常使用极限状态验算（变形和裂缝宽度）的依据；第Ⅲ阶段末为破坏阶段，是承载能力极限状态计算的依据。3.下列哪种情况不属于钢筋混凝土结构承载能力极限状态的计算内容？A.受弯构件正截面受弯承载力计算B.受弯构件斜截面受剪承载力计算C.受弯构件在荷载标准组合下的挠度验算D.受压构件正截面受压承载力计算答案：C解析：承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形，包括强度破坏、失稳、倾覆等。A、B、D均属于强度（承载力）计算范畴。C选项“挠度验算”属于正常使用极限状态的计算内容，关注的是结构的适用性和耐久性。4.在钢筋混凝土轴心受压构件中，配置普通箍筋的主要作用不包括：A.防止纵向钢筋在压力下屈曲B.与纵向钢筋形成骨架，便于施工C.直接承担大部分轴向压力D.约束核心混凝土，提高其变形能力答案：C解析：在普通箍筋柱中，箍筋的主要作用是：固定纵向钢筋的位置，与纵筋形成钢筋骨架；防止纵向钢筋在混凝土压碎前屈曲；对核心混凝土有一定的约束作用，能在一定程度上提高构件的延性。轴向压力主要由混凝土和纵向钢筋共同承担，箍筋本身并不直接承担主要的轴向压力。5.钢筋混凝土梁的斜截面破坏形态中，属于脆性破坏且通过设计必须避免的是：A.斜压破坏和剪压破坏B.斜拉破坏和斜压破坏C.斜拉破坏和剪压破坏D.只有斜拉破坏答案：B解析：斜截面破坏主要有三种形态：斜拉破坏（发生在剪跨比较大且配箍率过小时，破坏突然，脆性显著）、剪压破坏（最常见的破坏形态，有一定预兆）、斜压破坏（发生在剪跨比较小或腹板过薄时，破坏时箍筋未屈服，脆性大）。设计中通过截面限制条件（防止斜压破坏）和最小配箍率要求（防止斜拉破坏）来避免这两种脆性破坏。剪压破坏是设计计算所依据的破坏形态。6.混凝土的徐变会对结构产生多种影响，以下哪一项通常不是徐变带来的有利影响？A.减小大体积混凝土内的温度应力B.引起预应力混凝土构件的预应力损失C.缓和局部应力集中现象D.降低超静定结构中的内力重分布答案：B解析：徐变是混凝土在长期荷载作用下变形随时间增长的现象。有利方面包括：能缓和应力集中，使应力分布更均匀；能减小大体积混凝土因温度、收缩产生的约束应力；能促使超静定结构发生内力重分布。B选项，徐变会导致预应力钢筋的回缩变形增加，从而引起预应力的损失，这是不利影响。7.在进行钢筋混凝土矩形截面受弯构件单筋截面设计时，若计算出的相对受压区高度ξ大于界限相对受压区高度，应采取的最有效措施是：A.提高混凝土强度等级B.增大截面尺寸C.增加受压区钢筋D.提高钢筋强度等级答案：B或C解析：当ξ>时，意味着构件将发生超筋破坏，这是一种脆性破坏，设计中不允许出现。超筋的本质是受拉钢筋过多，在受拉钢筋未屈服时混凝土已被压碎。最有效的措施是增大截面尺寸（特别是截面高度）或提高混凝土强度等级，以增大受压区混凝土的承载能力。增加受压区钢筋（即采用双筋截面）也可以降低ξ值，但通常不经济。单纯提高钢筋强度等级（比如用HRB500代替HRB400）会使略有减小，可能使问题更严重。综合来看，增大截面尺寸和提高混凝土等级是更直接有效的措施。严格从设计步骤看，首先应考虑增大截面尺寸或提高混凝土等级，若受限制才考虑采用双筋截面。8.关于钢筋混凝土结构中的粘结力，下列说法错误的是：A.光圆钢筋的粘结力主要来源于化学胶结力和摩擦力B.带肋钢筋的粘结力主要来源于钢筋表面横肋与混凝土的机械咬合力C.钢筋在支座处的锚固长度主要取决于混凝土的抗压强度D.足够的粘结力是保证钢筋与混凝土共同工作的基础答案：C解析：钢筋与混凝土之间的粘结力是二者共同工作的基础。光圆钢筋粘结力来源于化学胶结力、摩擦力和端部锚固（如弯钩）；带肋钢筋主要来源于机械咬合力。钢筋的锚固长度计算公式为=αd，其中是混凝土抗拉强度设计值，因此锚固长度主要与钢筋强度、混凝土抗拉强度及钢筋直径d有关，与混凝土抗压强度无直接关系。9.在计算钢筋混凝土受弯构件的挠度时，采用“最小刚度原则”是指：A.在同号弯矩区段内，按该区段的最大弯矩截面处的刚度（即最小刚度）进行计算B.在同号弯矩区段内，按该区段的最小弯矩截面处的刚度进行计算C.在全梁范围内，按弯矩绝对值最大截面处的刚度进行计算D.将全梁划分为若干段，每段采用各自的平均刚度进行计算答案：A解析：“最小刚度原则”是挠度计算中的一个简化原则。它规定：在同符号弯矩区段内，假定各截面的弯曲刚度相等，并取用该区段内弯矩绝对值最大截面处的刚度（即最小弯曲刚度）。这样计算出的挠度偏大，但简化了计算且偏于安全。10.对于钢筋混凝土偏心受压构件，判别大、小偏心受压的条件是：A.当η>B.当ξ≤时为大偏心受压，当ξC.当轴向力N作用在截面核心区以内时为小偏心受压，以外时为大偏心受压D.当偏心距>h答案：B解析：钢筋混凝土偏心受压构件的根本破坏特征取决于受拉钢筋是否屈服。而ξ=x/反映了相对受压区高度。当ξ≤二、填空题（每空1分，共15分）1.钢筋混凝土结构对钢筋性能的基本要求包括：较高的______、良好的______、足够的______以及与混凝土之间良好的______。答案：强度，塑性，可焊性，粘结力解析：这是对结构用钢筋性能的综合要求。高强度可以减少用钢量；良好的塑性（即延性）可使结构在破坏前有明显预兆；可焊性便于施工连接；良好的粘结力是保证钢筋与混凝土共同工作的关键。2.混凝土的强度等级是按照______标准值划分的，例如C30表示______。答案：立方体抗压强度，30MPa≤<35MPa解析：我国规范以边长为150mm的立方体试件，在标准条件下养护28天，用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度值作为混凝土的立方体抗压强度标准值，并据此划分强度等级。C30表示=30N3.钢筋混凝土梁正截面设计中，为防止发生超筋破坏，应满足条件：______；为防止发生少筋破坏，应满足条件：______。答案：ξ≤或x≤，ρ解析：这是保证受弯构件正截面破坏为适筋破坏的两个重要条件。ξ≤确保不是超筋脆性破坏；ρ≥确保不是少筋脆性破坏，其中4.影响斜截面受剪承载力的主要因素有：______、______、______以及箍筋的强度和数量。答案：剪跨比，混凝土强度，纵筋配筋率解析：剪跨比λ=5.钢筋混凝土受扭构件中，抗扭纵筋和抗扭箍筋的配筋强度比ζ应满足条件______，一般设计时取______。答案：0.6≤ζ≤1.7，ζ解析：ζ=，它反映了抗扭纵筋和箍筋在数量上和强度上的配比关系。为了避免一种钢筋配置过多而过早屈服，导致另一种钢筋不能充分发挥作用，规范对ζ的取值范围进行了限制。通常取ζ6.根据长细比的不同，钢筋混凝土轴心受压柱可分为______和______。对于长柱，其承载力低于条件相同的短柱，计算中通过引入______系数来考虑这种降低效应。答案：短柱，长柱，稳定系数φ解析：长细比/b（或/i）较小的为短柱，破坏为材料破坏；长细比较大的为长柱，破坏为失稳破坏，承载力降低。稳定系数三、判断题（每题1分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.混凝土的收缩是随时间而增长的变形，与荷载无关，而徐变是与荷载有关的长期变形。（√）解析：收缩是混凝土在空气中硬化时体积减小的现象，主要由水分蒸发引起，是非受力变形。徐变是混凝土在长期荷载作用下，应变随时间持续增长的现象，是受力变形。2.在钢筋混凝土受弯构件中，双筋截面是指不仅在受拉区配置钢筋，在受压区也配置受力钢筋的截面。（√）解析：双筋截面的定义就是在截面的受拉区和受压区都配置了纵向受力钢筋的截面。通常在弯矩很大且截面尺寸受限制，或截面可能承受变号弯矩时采用。3.对于钢筋混凝土受弯构件，只要满足了正截面受弯承载力的要求，就必然能满足斜截面受剪承载力的要求。（×）解析：正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力是两种不同的承载力问题，计算模型和破坏机理完全不同。满足正截面承载力要求，只保证了不会发生弯曲破坏，但不能保证不发生剪切破坏。两者需要分别进行计算和配筋。4.在偏心受压构件中，附加偏心距是考虑荷载位置的不确定性、混凝土的非均匀性以及施工偏差等因素的综合影响。（√）解析：规范规定，在计算初始偏心距=+时，其中=M/N，而附加偏心距5.钢筋混凝土构件裂缝宽度计算公式中的最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离是指混凝土的保护层厚度c。（×）解析：裂缝宽度计算公式中的这个距离通常用表示，它是最外层纵向受拉钢筋外边缘（包括箍筋）到受拉区底边的距离，它可能大于混凝土保护层厚度c（主筋外皮到混凝土表面的距离），因为中间可能还有箍筋的直径。6.预应力混凝土的主要目的是提高构件的极限承载能力。（×）解析：预应力混凝土的主要目的是通过预加压力，使构件在正常使用状态下推迟或避免混凝土开裂，或减小裂缝宽度，同时可以减小构件的变形。它主要改善的是构件的正常使用性能，对极限承载力的提高有限，有时甚至不提高。7.在受弯构件的挠度计算中，长期荷载作用下的挠度增大是因为混凝土的弹性模量随时间降低。（×）解析：长期荷载下挠度增大的主要原因不是弹性模量降低（虽然徐变也会导致有效模量降低），但规范中考虑长期作用影响的主要因素是混凝土的徐变。在计算中，通常引入一个考虑荷载长期效应组合对挠度增大的影响系数θ来体现。8.钢筋混凝土轴心受拉构件开裂后，裂缝截面处的全部拉力由钢筋承担。（√）解析：在轴心受拉构件中，混凝土一旦开裂，裂缝截面处混凝土退出工作，拉力全部转由纵向钢筋承担。这是轴心受拉构件承载力计算的基本假定。9.剪跨比λ=解析：剪跨比的定义即如此。对于集中荷载作用下的简支梁，λ=a/10.提高混凝土强度等级对增大受弯构件的截面弯曲刚度效果显著。（×）解析：截面弯曲刚度B与混凝土的弹性模量有关，而与混凝土抗压强度的平方根成正比。因此，提高混凝土强度等级，增长有限，对提高截面刚度的效果并不显著。增大截面高度是提高刚度的最有效方法。四、简答题（每题5分，共25分）1.简述钢筋混凝土结构的主要优缺点。答案：优点：（1）耐久性好。混凝土强度随时间增长，钢筋受混凝土保护不易锈蚀，维护费用低。（2）耐火性好。混凝土导热性差，火灾时钢筋升温慢，耐火时间较长。（3）整体性好。现浇结构或装配整体式结构刚度大，有利于抗震、抗爆。（4）可模性好。可按需要浇筑成各种形状和尺寸的结构。（5）就地取材。砂、石等原材料丰富。（6）节约钢材。在一定程度上能代替钢结构。缺点：（1）自重大。不利于建造大跨度、高层结构，运输和吊装困难。（2）抗裂性差。混凝土抗拉强度低，普通钢筋混凝土结构常带裂缝工作。（3）施工复杂。工序多，工期长，受季节和气候影响大。（4）修补加固困难。一旦损坏，修复补强比钢结构复杂。2.什么是结构的极限状态？承载能力极限状态和正常使用极限状态主要包括哪些内容？答案：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。承载能力极限状态：对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。主要包括：①结构或构件达到最大承载力（如强度破坏、疲劳破坏）；②结构整体或局部失稳；③结构转变为机动体系；④结构或构件丧失平衡（如倾覆、滑移）；⑤地基失承载力。正常使用极限状态：对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。主要包括：①影响正常使用或外观的过大变形；②影响正常使用或耐久性的局部损坏（包括裂缝宽度过大）；③影响正常使用的振动；④影响正常使用的其他特定状态（如渗漏、腐蚀等）。3.简述钢筋混凝土受弯构件中适筋梁从加载到破坏的三个阶段及其主要特征。答案：第一阶段——弹性工作阶段（整体工作阶段）：从加载到受拉区混凝土即将开裂。特征：混凝土应力-应变呈线性关系，受压区和受拉区混凝土应力分布均为三角形；中和轴位置基本不变；截面抗弯刚度大，挠度增长慢；截面应力状态作为抗裂验算依据。第二阶段——带裂缝工作阶段：从受拉区混凝土开裂到受拉钢筋即将屈服。特征：受拉区混凝土开裂退出工作，拉力主要由钢筋承担；中和轴上移；受压区混凝土出现塑性变形，应力图形呈曲线；截面刚度显著下降，挠度和裂缝宽度增长加快；该阶段应力状态作为正常使用极限状态（变形和裂缝宽度）验算的依据。第三阶段——破坏阶段：从受拉钢筋屈服到受压区混凝土被压碎。特征：受拉钢筋屈服后应力保持不变，应变急剧增大，裂缝迅速扩展并向上延伸，中和轴快速上移；受压区混凝土塑性发展充分，应力图形更丰满，最后因压应变达到极限值而被压碎；该阶段末（IIIa）的应力图形作为正截面受弯承载力计算的依据。4.在钢筋混凝土偏心受压构件计算中，为什么要考虑偏心距增大系数η？其计算公式η=1+(中，答案：对于长细比较大的偏心受压构件（长柱），在轴向压力N作用下会产生附加挠度f，使得截面的实际偏心距由初始的增大为+f，从而导致构件承载力降低。偏心距增大系数η就是用来考虑这种二阶效应（P−Δ效应）的影响，其定义为：考虑偏心距对截面曲率影响的修正系数。=0.5A/N，且当>1.0时取1.0。对于大偏心受压，截面曲率较大，通常取1.0；对于小偏心受压，截面曲区较小，小于1.0，它反映了轴向压力：考虑构件长细比对截面曲率影响的修正系数。=1.15−0.01/h，且当/h5.什么是混凝土结构的耐久性？影响耐久性的主要因素有哪些？设计中提高耐久性的主要措施有哪些？答案：混凝土结构的耐久性是指在设计使用年限内，在预期的自然和人为环境作用下，结构不需要进行大修即可保持其安全、适用和外观要求的能力。主要影响因素：①混凝土的碳化；②钢筋的锈蚀（氯离子侵蚀、碳化引起）；③混凝土的冻融破坏；④化学侵蚀（硫酸盐、酸、碱等）；⑤碱-骨料反应；⑥机械磨损、冲刷等物理作用。提高耐久性的主要措施：①合理选择材料：如采用低水化热、低碱水泥，选用级配良好的骨料，控