2018年电大《混凝土结构设计原理》形成性考核册答案
混凝土结构设计原理作业1
一、选择题（每小题4分，共32分）
1．下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是（ A ）。
A．钢筋混凝土结构自重大，有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震 B．取材较方便、承载力高、耐久性佳、整体性强
C．施工需要大量模板、工序复杂、周期较长、受季节气候影响大 D．耐火性优、可模性好、节约钢材、抗裂性差
2．我国混凝土结构设计规范规定：混凝土强度等级依据（ D ）确定。
A．圆柱体抗压强度标准 B．轴心抗压强度标准值 C．棱柱体抗压强度标准值 D．立方体抗压强度标准值
3．混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质，定义（ A ）为弹性系数。
A．弹性应变与总应变的比值 B．塑性应变与总应变的比值 C．弹性应变与塑性应变的比值 D．塑性应变与弹应变的比值 4．混凝土的变形模量等于（ D ）。
A．应力与弹性应变的比值 B．应力应变曲线原点切线的曲率 C．应力应变曲线切线的斜率 D．弹性系数与弹性模量之乘积
5．我国混凝土结构设计规范规定：对无明显流幅的钢筋，在构件承载力设计时，取极限抗拉强度的（ C ）作为条件屈服点。
A．75% B．80% C．85% D．70% 6．结构的功能要求不包括（ D ）
A 安全性 B 适用性 C 耐久性 D 经济性
7．结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种，下列不属于间接作用的是（ B ）。
A 地震 B 风荷载 C 地基不均匀沉降 D 温度变化 8．（ A ）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定的设计取值。
A 荷载标准值 B 组合值 C 频遇值 D 准永久值 二、判断题（每小题2分，共20分）
1．通常所说的混凝土结构是指素混凝土结构，而不是指钢筋混凝土结构。（ × ）
2．混凝土结构是以混凝土为主要材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、型钢等，组成承力构件的结构。（ √ ）
3．我国《混凝土规范》规定：钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C10。（ × ） 4．钢筋的伸长率越小，表明钢筋的塑性和变形能力越好。（ × ） 5．钢筋的疲劳破坏不属于脆性破坏。（ × ）
6．粘结和锚固是钢筋和混凝土形成整体、共同工作的基础。（ √ ） 7．只存在结构承载能力的极限状态，结构的正常使用不存在极限状态。（ × ） 8．一般来说，设计使用年限长，设计基准期可能短一些；设计使用年限短，设计基准期可能长一些。（ × ） 9．钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋混凝土结构按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。（ √ ） 10．荷载设计值等于荷载标准值乘以荷载分项系数，材料强度设计值等于材料强度标准值乘以材料分项系数。（ √ ）
三、简答题（每小题8分，共48分）
1．钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效地结合在一起而共同工作，其主要原因是什么？
答：1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力；
2）接近的温度线膨胀系数； 3）混凝土对钢筋的保护作用。
2．试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。
答：素混凝土梁的承载力很低，变形发展不充分，属脆性破坏。钢筋混凝土梁的承载力比素混凝土梁有很大
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的提高，在钢筋混凝土梁中，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力都得到了充分利用，而且在梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，属延性破坏，结构的受力特性得到显著改善。
3．钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？ 答：1）较高的强度和合适的屈强比；
2）足够的塑性； 3）良好的可焊性； 4）耐久性和耐火性
5）与混凝土具有良好的黏结力。
4．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？
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指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。
结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。 结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。 5．什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？
答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。 结构上的作用又分为直接作用和间接作用。荷载属于直接作用。 6．什么叫做作用效应？什么叫做结构抗力？
答：直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生内力和变形（如轴力、剪力、弯矩、扭矩以及挠度、转角和裂缝等），称为作用效应。
结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载能力、刚度等。
混凝土结构设计原理作业2
一、选择题（每小题2分，共10分）
1．受弯构件抗裂度计算的依据是适筋梁正截面（ A ）的截面受力状态。
A．第I阶段末 B．第II阶段末 C．第III阶段末
2．受弯构件正截面极限状态承载力计算的依据是适筋梁正截面（ C ）的截面受力状态。
A．第I阶段末 B．第II阶段末 C．第III阶段末
3．梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生，则这种梁称为（ C ）。
A．少筋梁 B．适筋梁 C．平衡配筋梁 D．超筋梁
4．双筋矩形截面梁正截面承载力计算基本公式的第二个适用条件x?2a的物理意义是（ C ）。
A．防止出现超筋破坏 B．防止出现少筋破坏 C．保证受压钢筋屈服 D．保证受拉钢筋屈服 5．受弯构件斜截面承载力计算公式是以（ D ）为依据的。
A．斜拉破坏 B．斜弯破坏 C．斜压破坏 D．剪压破坏 二、判断题（每小题2分，共16分）
1．混凝土强度等级的选用须注意与钢筋强度的匹配，当采用HRB335、HRB400钢筋时，为了保证必要的粘结力，混凝土强度等级不应低于C25；当采用新HRB400钢筋时，混凝土强度等级不应低于C30。（ √ ）
2．一般现浇梁板常用的钢筋强度等级为HPB235、HRB335钢筋。（ √ ） 3．混凝土保护层应从受力纵筋的内边缘起算。（ × ）
4．钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算公式中考虑了受拉区混凝土的抗拉强度。（ × ） 5．钢筋混凝土梁斜截面破坏的三种形式是斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏。（ √ ）
6．钢筋混凝土无腹筋梁发生斜拉破坏时，梁的抗剪强度取决于混凝土的抗拉强度，剪压破坏也基本取决于混凝土的抗拉强度，而发生斜压破坏时，梁的抗剪强度取决于混凝土的抗压强度。（ √ ）
7．剪跨比不是影响集中荷载作用下无腹筋梁受剪承载力的主要因素。（ × ） 8．钢筋混凝土梁沿斜截面的破坏形态均属于脆性破坏。（ √ ） 三、简答题（每小题5分，共30分）
1．钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么？
答：计算梁、板承载力时，因为混凝土开裂后，拉力完全由钢筋承担，力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关，这一距离称为截面有效高度。
2
'
2．根据配筋率不同，简述钢筋混凝土梁的三种破坏形式及其破坏特点?
答：1）适筋破坏；适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。
2）超筋破坏；超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结构破坏，属脆
性破坏。
3）少筋破坏；少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服，形成临界斜裂缝，
属脆性破坏。
3．在受弯构件正截面承载力计算中，?b的含义及其在计算中的作用是什么？ 答：是超筋梁和适筋梁的界限，表示当发生界限破坏即受拉区钢筋屈服与受压区砼外边缘达到极限压应变同时发生时，受压区高度与梁截面的有效高度之比。
其作用是，在计算中，用来判定梁是否为超筋梁。 4．什么情况下采用双筋截面梁？
答：对于给定截面弯矩当按单筋截面梁设计时，若给定弯矩设计值过大，截面设计不能满足适筋梁的适用条件（X≦?bh00），且由于使用要求截面高度受到限制又不能增大，同时混凝土强度等级因条件限制不能再提高时，可采用双筋截面。即在截面的受压区配置纵向钢筋以补充混凝土受压能力的不足。
5．有腹筋梁斜截面剪切破坏形态有哪几种？各在什么情况下产生？ 答：受弯构件斜截面剪切破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。
当剪力相比弯矩较大时，主压应力起主导作用易发生斜压破坏，其特点是混凝土被斜向压坏，箍筋应力达不到屈服强度。
当弯剪区弯矩相比剪力较大时，主拉应力起主导作用易发生斜拉破坏，破坏时箍筋应力在混凝土开裂后急剧增加并被拉断，梁被斜向拉裂成两部分，破坏过程快速突然。
剪压破坏时箍筋在混凝土开裂后首先达到屈服，然后剪压区混凝土被压坏，破坏时钢筋和混凝土的强度均有较充分利用。
6．影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？
答：配有腹筋的混凝土梁，其斜截面受剪承载力的影响因素有剪跨比、混凝土强度、纵向钢筋的销栓作用、箍筋的配筋率及其强度、弯起钢筋的配置数量等。
四、计算题（每小题11分，共44分）
1．已知钢筋混凝土矩形梁，一类环境，其截面尺寸b?h?250mm?600mm，承受弯矩设计值M?216kN?m，采用C30 混凝土和HRB335 级钢筋。试配置截面钢筋。
解： C30混凝土fc?14.3N/mm2，ft?1.43N/mm2，HRB335级钢筋fy?fy'?300N/mm2，并取
?b?0.550，一类环境，取梁的保护层c?25mm，钢筋直径d可按20mm估计。当梁内只有一排受拉钢筋时，
h0?h?as?h?25?求受压区高度x及As
20?h?35mm，h0?600?35?565mm。 2???2M?2?216?106x??h0?h0?1?1??565??1?1? 2?2??fbh1.0?14.3?250?565??1c0????x?119.78mm
?fbx1.0?14.3?250?119.78As?1c??1428mm2
fy300Af14281.43??s??1.01%?0.45t?0.45??0.21%
bh0250?565fy300选用325 (As?1473mm)，单排布置，钢筋间距和保护层等均能满足构造要求。
2．已知矩形截面梁b?h?250mm?600mm，已配纵向受拉钢筋4根22mm 的HRB400级钢筋，按下列条件计
算此梁所能承受的弯矩设计值。
① 混凝土强度等级为C25；
② 若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级。 解：
3
2
① 查教材附录知：对于一类环境，可取梁的保护层厚度c?25mm，HRB400级钢筋fy?fy'?360N/mm2，C25级混凝土fc?11.9N/mm2，As?1520mm2。
360?1520?184mm
?1fcb1?11.9?25022h0?h?as?600?25??600?36?564mm
2x??fyAsxMu??1fcbx(h0?)2?1.0?11.9?250?184?(564??2.58?108Nmm 当混凝土强度等级为C25，梁所能承受的弯矩设计值为2.58?108Nmm。
② 若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，C20级混凝土fc?9.6N/mm2。
184) 2x?fyAs?1fcb?360?1520?228mm
1?9.6?250xMu??1fcbx(h0?)2?1.0?9.6?250?228?(564??2.46?108Nmm若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，梁所能承受的弯矩设计值为2.46?108Nmm。
3．一钢筋混凝土矩形截面简支梁，处于一类环境，安全等级二级，混凝土强度等级为C25，梁的截面尺寸为b?h?250mm?550mm，纵向钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋，均布荷载在梁支座边缘产生的最大剪力设计值为250kN。正截面强度计算已配置425 的纵筋，求所需的箍筋。
解：（1）确定计算参数
fy?300N/mm，fyv?210N/mm，fc?11.9N/mm2，ft?1.27N/mm2，?c?1.0，
22228) 2hw?ho?h?as?550?35?515mm
（2）验算截面尺寸
?515?2.06?4，属一般梁 b2500.25?cfcbho?0.25?1.0?11.9?250?515?383031N?383kN?Vmax?250kN截面符合要求。
（3）验算是否需要计算配置箍筋
hwVc?0.7ftbho?0.7?1.27?250?515?114458N?114.5kN?Vmax?250kN
故需进行计算配置箍筋。
（4）求箍筋数量并验算最小配筋率
AsvV?Vc(250?114.5)?103???1.0023 s1.25fyvh01.25?210?515选双肢箍Ф8（Asv1?50.3mm，n?2）代入上式可得：
AsvnAsv12?50.3s????100.37mm?Smax?250mm
1.00231.00231.0023取s?100mm，可得：
4
?sv?Asvf50.3?21.27??0.402%??sv,min?0.24t?0.24?0.145% bs250?100fyv210满足要求
4. 承受均布荷载设计值q作用下的矩形截面简支梁，安全等级二级，处于一类环境，截面尺寸
b?h?200mm?550mm，混凝土为C30级，箍筋采用HPB235级钢筋。梁净跨度ln?5m。梁中已配有双肢?8箍筋，试求：梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q。
解：
@200
首先，确定计算参数，C30混凝土ft?1.43N/mm2，由于纵筋布置方式未知，暂按单排布置，可取as?35mm，则h0?515mm。HPB235级钢筋的fyv?210N/mm2。
然后，计算简支梁所能承担的剪力
Vu?0.7ftbh0?1.25fyvnAsv1h0s2?50.3?515 200?0.7?1.43?200?515?1.25?210??171.1kN最后，计算该梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q。 由Vu?
2V12?171.1qln，则q?u??68.44kN/m 2ln5混凝土结构设计原理作业3
一、选择题（每小题2分，共14分）
1．螺旋箍筋柱较普通箍筋柱承载力提高的原因是（ C ）。
A．螺旋筋使纵筋难以被压屈 B．螺旋筋的存在增加了总的配筋率 C．螺旋筋约束了混凝土的横向变形 D．螺旋筋的弹簧作用 2．大偏心和小偏心受压破坏的本质区别在于（ B ）。
A．受拉区的混凝土是否破坏 B．受拉区的钢筋是否屈服 C．受压区的钢筋是否屈服 D．受压区的混凝土是否破坏 3．偏心受压构件界限破坏时，（ D ）。
A．远离轴向力一侧的钢筋屈服比受压区混凝土压碎早发生 B．远离轴向力一侧的钢筋屈服比受压区混凝土压碎晚发生 C．远离轴向力一侧的钢筋屈服与另一侧钢筋屈服同时发生 D．远离轴向力一侧的钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生 4．进行构件的裂缝宽度和变形验算的目的是（ A ）。
A．使构件满足正常使用极限状态要求 B．使构件能够在弹性阶段工作 C．使构件满足承载能力极限状态要求 D．使构件能够带裂缝工作 5．轴心受拉构件破坏时，拉力（ C ）承担。
A．由钢筋和混凝土共同 B．由钢筋和部分混凝土共同 C．仅由钢筋 D．仅由混凝土
6．其它条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度的关系是（ A ）。
A．保护层越厚，平均裂缝间距越大，裂缝宽度也越大 B．保护层越厚，平均裂缝间距越小，裂缝宽度越大
C．保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层越厚，裂缝宽度越大
7．通过对轴心受拉构件裂缝宽度公式的分析可知，在其它条件不变的情况下，要想减小裂缝宽度，就只有（ A ）。
A．减小钢筋直径或增大截面配筋率 B．增大钢筋直径或减小截面配筋率
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2018年最新电大混凝土结构设计原理形成性考核册答案
