1、混凝土結構設計原理第1章概論鋼筋與混凝土共同工作的基礎條件是什么？答：混凝土和鋼筋協同工作的原因是：（1）鋼筋與混凝土之間產生良好的粘結力，使兩 者結合為整體；（2）鋼筋與混凝土兩者之間線膨脹系數幾乎相同，兩者之間不會發生相對的 溫度變形使粘結力遭到破壞；（3）設置一定厚度混凝土保護層，混凝土的堿性環境使鋼筋不 易發生銹蝕，遇到火時不致因鋼筋很快軟化而導致結構破壞；（4）鋼筋在混凝土中有可靠的 錨固。混凝土結構的特點是什么？答：優點一一取材容易、合理用材、整體性好、耐久性好、耐火性好可塑性好缺點一一自 重大、抗裂性差、施工復雜、施工周期長、施工受季節影響、結構隔熱隔聲 性能差、修 復加固困難。

2、第2章 鋼筋和混凝土的力學性能規范規定混凝土強度等級答：混凝土強度等級有 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 共 十四個等級，其中C50以下的為普通混凝土，C50以上的為高強度等級混凝土什么叫混凝土徐變？引起徐變的原因有哪些？答：（1）混凝土結構或材料在不變的應力或荷載長期持續作用下，混凝土的變形或應變 隨時間而緩慢增長的現象稱為混凝土的徐變。（2）內在因素：混凝土的組成成分是影響徐變 的內在因素。水泥用量越多，徐變越大。水灰比越大，徐變越大。集料的彈性模量越小徐變 就越大。構件尺寸越小，徐變越大。環境因素：混凝土養護

3、及使用時的溫度是影響徐變的 環境因素。溫度越高、濕度越低，徐變就越大。若采用蒸汽養護則可以減少徐變量的20%-25%。應力因素：施加初應力的大小和加荷時混凝土的齡期是影響徐變的應力因素。加荷時混凝 土的齡期越長，徐變越小。加荷齡期相同時，初應力越大，徐變也越大。鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？答：（1）鋼筋冷加工目的是為了提高鋼筋的強度，以節約鋼材。除冷拉鋼筋仍具有明顯的屈 服點外，其余冷加工鋼筋無屈服點或屈服臺階，冷加工鋼筋的設計強度提高，而延性大幅度 下降。（2）冷加工方法有冷撥、冷拉、冷軋、冷扭。（3）冷拉鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經機 械拉伸而成，冷拉應力值應超過

4、鋼筋的屈服強度。鋼筋經冷拉后，屈服強度提高，但塑性降 低，這種現象稱為冷拉強化。冷拉后，經過一段時間鋼筋的屈服點比原來的屈服點有所提高， 這種現象稱為時效硬化。時效硬化和溫度有很大關系，溫度過高（450C以上）強度反而有 所降低而塑性性能卻有所增加，溫度超過700 C，鋼材會恢復到冷拉前的力學性能，不會發 生時效硬化。為了避免冷拉鋼筋在焊接時高溫軟化，要先焊好后再進行冷拉。鋼筋經過冷拉 和時效硬化以后，能提高屈服強度、節約鋼材，但冷拉后鋼筋的塑性（伸長率）有所降低。 為了保證鋼筋在強度提高的同時又具有一定的塑性，冷拉時應同時控制應力和控制應變。請簡述變形鋼筋與混凝土之間的粘結力是如何組成的？答

5、：試驗表明，鋼筋和混凝土之間的粘結力或者抗滑移力，由四部分組成：（1）化學膠結力：混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產生的化學粘著力或吸附力，來 源于澆注時水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養護過程中水泥晶體的生長和硬化，取決于 水泥的性質和鋼筋表面的粗糙程度。當鋼筋受力后變形，發生局部滑移后，粘著力就喪失了。（2）摩阻力：混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裹住而產生的力，當鋼筋和混凝土產生相對 滑移時，在鋼筋和混凝土界面上將產生摩擦力。它取決于混凝土發生收縮、荷載和反力等對 鋼筋的徑向壓應力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。鋼筋和混凝土之間的擠壓力越大、接 觸面越粗糙，則摩擦力越大。（3）機械咬合力：鋼筋

6、表面凹凸不平與混凝土產生的機械咬 合作用而產生的力，即混凝土對鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強度。 變形鋼筋的橫肋會產生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結力的主要來源， 是錨固作用的主要成份。（4）鋼筋端部的錨固力：一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨 固區焊接鋼筋、短角鋼等機械作用來維持錨固力。各種粘結力中，化學膠結力較小；光面 鋼筋以摩擦力為主；變形鋼筋以機械咬合力為主。第3章 混凝土結構設計的基本原則什么是材料強度標準值？什么是荷載標準值？答：（1）材料強度標準值的取值原則是在符合規定質量的材料強度實測值得總體中，標準強 度應具有不小于95%的保證率，即按概率

7、分布的0.05分數位確定。（2）指在結構的使用期 間，在正常情況下出現的最大荷載值。第4章 軸心受力構件承載力軸心受壓構件設計時，如果用高強度鋼筋，其設計強度應如何取值？答：縱向受力鋼筋一般采用HRB400級、HRB335級和RRB400級，不宜采用高強度鋼筋， 因為與混凝土共同受壓時，不能充分發揮其高強度的作用。混凝土破壞時的壓應變0.002， 此時相應的縱筋應力值6 s=Esi s=200X 103X0.002=400 N/mm2；對于 HRB400 級、HRB335 級、HPB235級和RRB400級熱扎鋼筋已達到屈服強度，對于W級和熱處理鋼筋在計算fy值 時只能取400 N/mm2。簡

8、述軸心受拉構件的受力過程和破壞過程？答：第I階段一一加載到開裂前 此階段鋼筋和混凝土共同工作，應力與應變大致成 正比。在這一階段末，混凝土拉應變達到極限拉應變，裂縫即將產生。第II階段一一混凝 土開裂后至鋼筋屈服前 裂縫產生后，混凝土不再承受拉力，所有的拉力均由鋼筋來承擔， 這種應力間的調整稱為截面上的應力重分布。第II階段是構件的正常使用階段，此時構件受 到的使用荷載大約為構件破壞時荷載的50%70%，構件的裂縫寬度和變形的驗算是以此階 段為依據的。第III階段鋼筋屈服到構件破壞當加載達到某點時，某一截面處的個別 鋼筋首先達到屈服，裂縫迅速發展，這時荷載稍稍增加，甚至不增加都會導致截面上的鋼

9、筋 全部達到屈服（即荷載達到屈服荷載Ny時）。評判軸心受拉破壞的標準并不是構件拉斷，而 是鋼筋屈服。正截面強度計算是以此階段為依據的。什么是結構的極限狀態？極限狀態可分為哪兩類？答：（1）整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態（如達到極限承載力、失穩、裂縫過寬、 變形過大等）就不能滿足設計規定的某一功能要求，此特定狀態即為該功能的極限狀態。（2）極限狀態分為承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩類，對結構的各種極限狀態， 均有明確的標志或限值。承載能力極限狀態對應于結構或結構構件達到最大承載力或不適于 繼續承載的變形。正常使用極限狀態對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項 規定限值。什

10、么是結構可靠度？答：安全性、適用性和耐久性統稱為結構的可靠性，及結構在規定的時間內，在規定的條件 下，完成預定功能的能力。而結構的可靠度則是指結構在規定的時間內，在規定的條件下， 完成預定功能的概率。結構可靠度是結構可靠性的概率度量。什么是結構的安全等級？建筑結構功能要求有哪些？答：（1）根據結構破壞時可能產生后果（危及人的生命、造成經濟損失、對社會或環境產生 影響等）將建筑結構分為三個等級，并對其目標可靠指標進行調整。一級很嚴重，影響很大、 二級嚴重，影響較大、三級不嚴重，影響較小。建筑結構中結構構件的安全等級，宜與結構 的安全等級相同。（2）統一標準規定建筑結構應滿足下列功能要求：在正常施

11、工和正常使用時，能承 受可能出現的各種作用，包括荷載及外加變形或約束變形在正常使用時保持良好的工作性 能，如不發生正常使用的過大變形或者過寬的裂縫等在正常維護下具有足夠的耐久性能， 如結構材料的風化、老化和腐蝕等不超過一定限度等當發生火災時，在規定的時間內可保 持足夠的承載力當發生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶然事件時，結構能保持必需的整體穩固 性，不出現與起因不相稱的破壞后果，防止出現結構的連續倒塌。什么是作用效應？答：由作用引起的結構或結構構件的反應稱為作用效應，如內力（彎矩、剪力、軸力、扭矩） 和變形（如撓度、裂縫、轉角等）。當為直接作用時，其效應也稱為荷載效應，通常用S表 示。荷載和荷載效應

12、之間一般可近似按線性關系考慮，二者均為隨機變量或隨機過程。第5章 受彎構件正截面承載力鋼筋混凝土受彎構件正截面有哪幾種破壞形式？其破壞特征有何不同？答：根據破壞特征的不同，鋼筋混凝土受彎構件正截面有適筋破壞、超筋破壞、少筋破 壞三種。梁配筋適中會發生適筋破壞。受拉鋼筋首先屈服，鋼筋應力保持不變而產生顯著的塑性 伸長，受壓區邊緣混凝土的應變達到極限壓應變，混凝土壓碎，構件破壞。梁破壞前，撓度 較大，產生較大的塑性變形，有明顯的破壞預兆，屬于塑性破壞。梁配筋過多會發生超筋破壞。破壞時壓區混凝土被壓壞，而拉區鋼筋應力尚未達到屈服 強度。破壞前梁的撓度及截面曲率曲線沒有明顯的轉折點，拉區的裂縫寬度較小

13、，破壞是突 然的，沒有明顯預兆，屬于脆性破壞，稱為超筋破壞。梁配筋過少會發生少筋破壞。拉區混凝土一旦開裂，受拉鋼筋即達到屈服，并迅速經歷 整個流幅而進入強化階段，梁即斷裂，破壞很突然，無明顯預兆，故屬于脆性破壞。應用“平均應變符合平截面假定”推導受彎構件適筋梁與超筋梁的界限相對受壓區高度 計算公式，并畫出應變圖？答：見課本47頁第6章受彎構件斜截面承載力受彎構件斜截面承載力有哪些？各如何保證？答：（1）斜截面承載力包括斜截面受剪承載力斜截面受彎承載力兩方面。（2）斜截面受剪 承載力是由計算和構造要求來滿足的，斜截面受彎承載力則是通過構造要求來保證的。為防 止斜截面受剪破壞，應根據斜截面受剪承載

14、力計算結果配置箍筋。當剪力較大時，可再設置 彎起鋼筋，彎起鋼筋一般是由梁內縱筋彎起形成的。為防止斜截面受彎破壞，應使梁內縱向 鋼筋的彎起、截斷和錨固滿足相應的構造要求。，一般不需要進行截面受彎承載力計算。斜截面破壞形態有幾類？分別采用什么方法加以控制？答：（1）斜截面破壞形態有三類：斜壓破壞，剪壓破壞，斜拉破壞（2）斜壓破壞通過限制最小截面尺寸來控制；剪壓破壞通過抗剪承載力計算來控 制；斜拉破壞通過限制最小配箍率來控制；影響斜截面受剪承載力的主要因素有哪些？答：（1）剪跨比的影響，隨著剪跨比的增加，抗剪承載力逐漸降低；（2）混凝土的 抗壓強度的影響，當剪跨比一定時，隨著混凝土強度的提高，抗剪承

15、載力增加；（3）縱 筋配筋率的影響，隨著縱筋配筋率的增加，抗剪承載力略有增加；（4）箍筋的配箍率及 箍筋強度的影響，隨著箍筋的配箍率及箍筋強度的增加，抗剪承載力增加；（5）斜裂縫 的骨料咬合力和鋼筋的銷栓作用；（6）加載方式的影響；（7）截面尺寸和形狀的影響；第6章 受扭構件承載力混凝土結構設計規范是如何考慮彎矩、剪力、和扭矩共同作用的？ t的意義是什么？ 起什么作用？上下限是多少？答：實際工程的受扭構件中，大都是彎矩、剪力、扭矩共同作用的。構件的受彎、受 剪和受扭承載力是相互影響的，這種相互影響的性質稱為復合受力的相關性。由于構件受扭、 受彎、受剪承載力之間的相互影響問題過于復雜，采用統一的

16、相關方程來計算比較困難。為 了簡化計算，混凝土結構設計規范對彎剪扭構件的計算采用了對混凝土提供的抗力部分考慮相關性，而對鋼筋提供的抗力部分采用疊加的方法。1.51 + 0.5VW1-Tbh（0.5W 產1.0），t稱為剪扭構件混凝土受扭承載力降低系數，當t小于0.5時，取t等于0.5 ;當t 大于1.0時，取t等于1.0。第7章偏心受力構件承載力判別大、小偏心受壓破壞的條件是什么？大、小偏心受壓的破壞特征分別是什么？答：（1） &勺，大偏心受壓破壞；& &b，小偏心受壓破壞；（2）破壞特征：大偏 心受壓破壞：破壞始自于遠端鋼筋的受拉屈服，然后近端混凝土受壓破壞；小偏心受 壓破壞：構件破壞時，混

17、凝土受壓破壞，但遠端的鋼筋并未屈服；偏心受拉構件劃分大、小偏心的條件是什么？大、小偏心破壞的受力特點和破壞特征各有 何不同？答：（1）當N作用在縱向鋼筋1合力點和；合力點范圍以外時，為大偏心受拉；當N.胃.4作用在縱向鋼筋1合力點和1合力點范圍之間時，為小偏心受拉；（2）大偏心受拉有混凝土受壓區，鋼筋先達到屈服強度，然后混凝土受壓破壞；小偏 心受拉破壞時，混凝土完全退出工作，由縱筋來承擔所有的外力。大偏心受拉構件為非對稱配筋，如果計算中出現x 2as或出現負值，怎么處理？答：取x = 2彳，對混凝土受壓區合力點（即受壓鋼筋合力點）取矩，4Sfy （h0 一氣）A = P bhs min第8章鋼

18、筋混凝土構件的變形和裂縫為什么說裂縫條數不會無限增加，最終將趨于穩定？答：假設混凝土的應力o c由零增大到ft需要經過l長度的粘結應力的積累，即直到距 開裂截面為l處，鋼筋應力由o s1降低到o :，混凝土的應力o c由零增大到ft，才有可能 出現新的裂縫。顯然，在距第一條裂縫兩側l的范圍內，即在間距小于21的兩條裂縫之間， 將不可能再出現新裂縫。裂縫寬度與哪些因素有關，如不滿足裂縫寬度限值，應如何處理？答：與構件類型、保護層厚度、配筋率、鋼筋直徑和鋼筋應力等因素有關。如不滿足， 可以采取減小鋼筋應力（即增加鋼筋用量）或減小鋼筋直徑等措施。第9章預應力混凝土構件請簡述預應力混凝土的基本概念？答

19、：為了彌補混凝土過早出現裂縫的現象，在構件使用（加載）以前，預先給混凝土一個預 壓力，即在混凝土的受拉區內，用人工加力的方法，將鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回縮力， 使混凝土受拉區預先受壓力。這種儲存下來的預加壓力，當構件承受由外荷載產生拉力時， 首先抵消受拉區混凝土中的預壓力，然后隨荷載增加，才使混凝土受拉，這就限制了混凝土 的伸長，延緩或不使裂縫出現，這就叫做預應力混凝土。何為預應力？預應力混凝土結構的優缺點是什么？答：預應力：在結構構件使用前，通過先張法或后張法預先對構件混凝土施加的壓應 力。優點：提高構件的抗裂性、剛度大及抗滲性好，能夠充分發揮高強材料的性能，節約 鋼材、提高構件穩定性和抗疲勞性能。缺點：構件的設計施工比較復雜、施工制作要求具 有較高的機械設備和技術條件，需要錨具及人工