西安交通大学14年6月课程考试《混凝土结构》考查课试题答案

1、一、简答题（共 8 道试题，共 60 分。）1. 钢筋混凝土矩形截面构件受扭破坏形态有哪几种？并说明各自的破坏特点。答：钢筋混凝土矩形截面构件受扭破坏形态有适筋破坏、少筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏四种。配有腹筋的适筋受扭构件，扭矩很小时，构件扭转变形很小，以近似认为扭转角 与扭矩成比例增大。当截面长边（侧面）中点混凝土的主拉应力达到其抗拉强度 后，出现 45?方向斜裂缝，裂缝处混凝土退出工作，与裂缝相交的箍筋和纵筋的拉应力突然增大，扭转角迅速增加，在扭矩 -扭转角曲线上出现转折，甚至形成一个平台。继续加大扭矩，斜裂缝数量增多，形成间距大约相等的平行裂缝，并逐 渐加宽，廷伸至构件的各个侧面，形

2、成多重螺旋状表面裂缝。同时，裂缝从表面 深入混凝土内部，外层混凝土退出工作，箍筋和纵筋承担更大比例的扭矩，应力 增长快，扭转角的增大加快，构件抗扭刚度逐渐下降。当与斜裂缝相交的一些箍 筋和纵筋达到屈服强度时，裂缝增宽加快，相邻的箍筋和纵筋也随之屈服，截面 上更多的外层混凝土退出工作，构件刚度进一步降低，扭转角加快发展。斜裂缝 中的一条会成为临界斜裂缝，其宽度超过其他裂缝，与之相交的箍筋和纵筋相继屈服，扭矩不再增大，扭转角继续增大，达到构件的极限扭矩tu。钢筋混凝土纯扭构件最终形成三面螺旋形受拉裂缝和一面（截面长边）受压的斜扭破坏面。受扭构件中由扭矩产生的拉力由纵筋和箍筋共同承担，若受扭构件内配

3、置的箍筋和 纵筋的数量适当，破坏时，腹筋（包括纵筋和箍筋）均屈服后，受压混凝土破坏。2. 试简述并分析普通箍筋钢筋混凝土柱和约束箍筋钢筋混凝土柱的箍筋各有什么作用？答：普通箍筋钢筋混凝土柱内箍筋主要作用是固定纵向钢筋的位置，对混凝土的约束很小。与素混凝土柱相比，普通箍筋钢筋混凝土柱的纵筋和箍筋，对峰值应变和下降段曲线的影响很小。混凝土三轴试验研究表明，侧向压力的存在，可有效地阻止混凝土在轴向压力作用下产生的侧向变形以及内部裂缝的产生和发展，从而使混凝土的轴向抗压强度和变形能力提高。若在混凝土柱中配置足够的螺旋箍筋或焊接环向箍筋，箍筋所包围混凝土的侧向变形受到箍筋约束，混凝土受到箍筋的侧向压力，

4、箍筋所包围的核芯混凝土处于三轴受压状态，其轴向抗压强度与侧向压力有关。侧向压力越大，轴向抗压强度越高，构件的承载力也越高。而混凝土受到的侧向压力取决于箍筋的应力和数量。箍筋的应力越高、面积越大，核芯混凝土受到的侧向压力越大。配置足够的螺旋箍筋或焊接圆环箍筋不仅可以提高柱的承载力，还能很大程度地改善柱的变形性能。3. 钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：为提高钢筋混凝土结构构件的质量，钢筋混凝土结构中选用的钢筋应满足： 钢筋的强度、钢筋的塑性、钢筋的可焊性、钢筋与混凝土的粘结力等性能方面的要求。在寒冷地区，对钢筋的低温性能也有一定的要求。4. 分析影响受弯构件正截面抗弯能力的主要因素，如欲

5、提高截面抗弯能力mu，宜优先采用哪些措施？为什么？答：影响受弯构件正截面抗弯能力的主要因素有混凝土的强度、钢筋的强度及面积、混凝土截面尺寸。截面抗弯能力 mu 与混凝土的强度成正比， 而与截面的有效高度的平方成正比，因此，欲提高截面抗弯能力mu， 优先采用措施是增大截面的有效高度。5. 减小钢筋混凝土构件裂缝宽度的主要措施有哪些？答：由最大裂缝宽度计算公式wmaxcrsk1.9cdeq0.08可知，可以通过降低钢este筋的应力、减小保护层厚度、减小钢筋直径及增加构件的有效配筋率来减小混凝土构件的裂缝宽度。6. 分别说明施加预应力对轴心受拉构件的开裂荷载和极限承载力有什么影响？ 为什么？答：预

6、应力混凝土轴心受拉构件的开裂荷载ncrpciif tka0n 0ftk a0 和普通钢筋混凝土轴心受拉构件的开裂荷载ncrftk a0 可知，预应力混凝土轴心受拉构件比相同条件的普通混凝土轴心受拉构件的开裂荷载提高了n0pcii a0 。故预应力混凝土构件出现裂缝比钢筋混凝土构件迟得多，构件抗裂度大为提高。在 nufpy apfy as 的计算公式中与pcii 无关， 先张法或后张法预应力混凝土轴心受拉构件的极限承载力相同，它们也与相同条件的普通钢筋混凝土构件的极限承载力相同，而与预应力的存在与否及大小无关，即施加预应力不能提高轴心受拉构件的极限承载力。7. 在计算斜截面承载力时，计算截面的位

7、置应如何确定？答： 要保证梁不发生斜截面抗剪破坏，就需保证梁各截面均不发生斜截面破坏。计算梁斜截面抗剪承载力时，计算截面位置应按下列规定确定，即可保证梁不发生斜截面抗剪破坏： 支座边缘处截面。 受拉区弯起钢筋弯起点处截面。 箍筋截面面积或间距改变处截面。 腹板宽度改变处截面。8. 什么是受弯构件双筋截面？在什么情况下才将受弯构件设计成双筋截面？其正截面承载力计算公式的适用条件是什么？答： (1) 如 果 在 受 压 区 配 置 数 量 较 多 的 纵 向 受 压 钢 筋 ， 不 仅 起 架 立 钢 筋 的 作用 ， 而 且 对 正 截 面 抗 弯 承 载 力 也 有 较 大 作 用 。 在 正

8、 截 面 受 弯 承 载 力 计 算 时 ， 受 拉区 钢 筋 和 受 压 区 钢 筋 对 截 面 抗 弯 承 载 力 的 作 用 同 时 都 要 考 虑 ， 这 种 配 筋 的 截 面 称为 双 筋 截 面 。双 筋 截 面 只 在 下 面 几 种 情 况 使 用 ：（ a）弯 矩 很 大 ，超 过 了单 筋 截 面 所 能 承 担 的 最 大 弯 矩 ，而 截 面 尺 寸 又 受 到 限制 ， 混 凝 土 强 度 等 级 也 不 能 提 高 ， 按 单 筋 截 面 设 计 必 然 成 为 超 筋 截 面 。（ b）结 构 或 构 件 承 受 某 种 交 变 作 用（ 如 地震 ），截 面

9、上 的 弯 矩 正 负 交 替 变 化 。（ c） 结 构 或 构 件 截 面 的 受 压 区 已 预 先 布 置 了 一 定 数 量 的 受 力 钢 筋 。 计 算 公式 的 适 用 条 件（ a） xbh0 。 这 个 限 制 条 件 是 为 了 保 证 受 压 区 混 凝 土 破 坏 前 ， 受 拉 区 纵 向钢 筋 屈 服 。（ b） x2a' 。 这 个 限 制 条 件 是 为 了 保 证 受 压 区 纵 向 钢 筋 在 构 件 破 坏 前 达 到s屈 服 。（ c） asmin bh 。这 个 限 制 是 为了 防 止 构 件 少 筋 破 坏 ，在 双 筋 截 面 中一 般

10、 均能 满 足 。1114002l 0eihh012 ， 取 11 ， 21 ）解：（1）a. 矩形截面大偏心（ b）受压构件正截面承载力计算公式' sahh0asa's xasbnu'e1fcf 'xefyasya's计算公式由轴向力的平衡条件，得nf bxf ' a'f au1 cysys由对受拉钢筋合力中心取矩的平衡条件，得xn ef bxhf ' a'ha'u1c0ys0s2eehais2矩形截面小偏心（ b）受压构件正截面承载力计算公式'sahh0a' sxnu 'exe1fcf

11、' ya' sasasbsas由轴向力的平衡条件，得nf bxf' a'au1 cysss由对离轴向力较远钢筋合力中心取矩的平衡条件，得n ef bxhxf ' a'ha'u1c0ys0s2eehais2(2) 由已知条件可得h0has40040360 mmh'ha'40040360 mm0s6em1 8 01 0600 mm ， e20 mm0n300103a0.5 f c a0.514.3300400n30010 3则eie01ea6 0 02 06 m2m02.861 ，取 11l0615 ，取1h2211l0140

12、0 eihh012111400620360621 11.015因ei1.015620629mm0.3h00.3360108mm ，可先按大偏心受压情况计算。h400eeias1.01562040789 mm22当偏心受压构件对称配筋时，as a's， fy= f 'y， as a's。n1 fcbh0300 1031 14.3 3003600.19430.19430.550 但 xh0.1943 360702a'24080 mm'b0s因此，取 x2as24080 mm，每边配置 4根直径 22mm的hrb335 级钢筋（ as=a's=1520

13、mm 2）。解：（ 1）'sahh0 asa'sxxmuas1fcf ' ya' sbf yas双筋矩形正截面抗弯承载力计算简图由 力 的 平 衡 条 件 ， 得f bxf ' a'f a1cysys由 力 矩 平 衡 条 件 ， 得mf bxhxf ' a'ha'u1 c0ys0s2（2）在求解过程中，令截面的抗弯承载力mu 等于该截面的弯矩设计值m 。mf ' a'ha'112ys0sf bh21c06112 40010360942440351.019.125044020.3429b0.518同时， xh0.3429440150.92a'23570mm 。则受压区计算高度满足公0s式的适用条件。f ' a&#