年国家开放大学电大《混凝土结构设计原理》形成性考核

　 《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 1

　一、选择题（每小题 4 4 分，共 2 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 2 分，共 0 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 8 分，共 8 48 分）

　1 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 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 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 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 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 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 2

　一、选择题（每小题 2 2 分，共 0 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"2a x  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 2 分，共 6 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 5 分，共 0 30 分）

　1 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 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 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≦0hb0 ），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 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 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 1 11 分，共 4 44 分）

　1 1 ．已知钢筋混凝土矩形梁，一类环境，其截面尺寸 250mm 600mm b h    ，承受弯矩设计值 216kN m M   ，采用 C30 混凝土和 HRB335 级钢筋。试配置截面钢筋。

　：

　解：

　C30混凝土214.3 /cf N mm  ，21.43 /tf N mm  ，HRB335级钢筋" 2300 /y yf f N mm   ，并取b0.550   ，一类环境，取梁的保护层 25 c  mm，钢筋直径 d 可按20mm估计。当梁内只有一排受拉钢筋时，0 s2025 35mm2h h a h h        ，0600 35 565mm h    。

　求受压区高度 x 及sA

　60 02 21 c 02 2 216 101 1 565 1 11.0 14.3 250 565Mx h hf bh                   b 0119.78mm< 0.55 565 310.75mm x h      ，满足要求。

　21 cy1.0 14.3 250 119.781428mm300sf bxAf     

　t0 y1428 1.431.01% 0.45 0.45 0.21%250 565 300sA fbh f        选用3 25 (2s1473mm A  )，单排布置，钢筋间距和保护层等均能满足构造要求。

　2 2 ．已知矩形截面梁 250mm 600mm b h    ，已配纵向受拉钢筋4 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：

　① 查教材附录知：对于一类环境，可取梁的保护层厚度 25 c  mm，HRB400 级钢筋" 2360 /y yf f N mm   ，C25 级混凝土211.9 /cf N mm  ，21520sA mm  。

　1360 15201841 11.9 250y scf Ax mmf b     0 s22600 25 600 36 564mm2h h a        

　u 1 c 08( )21841.0 11.9 250 184 (564 )22.58 10xM f bx hN mm        

　 当混凝土强度等级为 C25，梁所能承受的弯矩设计值为82.58 10 N mm  。

　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29.6 /cf N mm  。

　1360 15202281 9.6 250y scf Ax mmf b     u 1 c 08( )22281.0 9.6 250 228 (564 )22.46 10xM f bx hN mm         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82.46 10 N mm  。

　3 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 250mm 550mm b h    ，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4 4 25 的纵筋，求所需

　 的箍筋。

　解：（1）确定计算参数

　2/ 300 mm N f y  ，2/ 210 mm N f yv  ，2/ 9 . 11 mm N f c  ，2/ 27 . 1 mm N f t  ，0 . 1 c ， mm a h h hs o w515 35 550      

　（2）验算截面尺寸 4 06. 2250515  bh w，属一般梁

　kN V kN N bh fo c c250 383 383031 515 250 9 . 11 0 . 1 25 . 0 25 . 0max          截面符合要求。

　（3）验算是否需要计算配置箍筋 kN V kN N bh f Vo t c250 5 . 114 114458 515 250 27 . 1 7 . 0 7 . 0max        

　故需进行计算配置箍筋。

　 （4）求箍筋数量并验算最小配筋率 0023 . 1515 210 25 . 110 ) 5 . 114 250 (25 . 130  h fV VsAyvc sv 选双肢箍Ф8（ mm A sv 3 . 501 ， 2  n ）代入上式可得：

　mm S mmnA Assv sv250 37 . 1000023 . 13 . 50 20023 . 1 0023 . 1max1    

　取 mm s 100  ，可得：

　% 145 . 021027 . 124 . 0 24 . 0 % 402 . 0100 2502 3 . 50min ,    yvtsvsvsvffbsA  

　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200mm 550mm b h    ，混凝土为 C30 级，箍筋采用 HPB235 级钢筋。梁净跨度 5nl m  。梁中已配有双肢 8  @200 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：

　首先，确定计算参数，C30 混凝土21.43 /tf N mm  ，由于纵筋布置方式未知，暂按单排布置，可取 35sa mm  ，则0515 h mm  。HPB235 级钢筋的2210 /yvf N mm  。

　然后，计算简支梁所能承担的剪力 10 00.7 1.252 50.30.7 1.43 200 515 1.25 210 515200171.1svu t yvnAV f bh f hskN         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12u nV ql  ，则2 2 171.168.44 /5unVq kN ml  

　混凝土结构设计原理 作业 3 3

　一、选择题（每小题 2 2 分，共 4 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 C．增大截面尺寸和减小钢筋截面面积 二、判断题（每小题 2 2 分，共 4 24 分）

　1．钢筋混凝土受压构件中的纵向钢筋一般采用 HRB400 级、HRB335 级和 RRB400 级，不宜采用高强度钢筋。（

　√

　）

　2．在轴心受压短柱中，不论受压钢筋在构件破坏时是否屈服，构件的最终承载力都是由混凝土被压碎来控制的。（

　√

　）

　3. 钢筋混凝土长柱的稳定系数  随着长细比的增大而增大。（

　×

　）

　4．两种偏心受压破坏的分界条件为：b   为大偏心受压破坏；b   为小偏心受压破坏。（

　√

　）

　5．大偏心受拉构件为全截面受拉，小偏心受拉构件截面上为部分受压部分受拉。（

　×

　）

　6．钢筋混凝土轴心受拉构件破坏时，混凝土的拉裂与钢筋的受拉屈服同时发生。（

　×

　）

　7．静定的受扭构件，由荷载产生的扭矩是由构件的静力平衡条件确定的，与受扭构件的扭转刚度无关，此时称为平衡扭转。（

　√

　）

　8．对于超静定结构体系，构件上产生的扭矩除了静力平衡条件以外，还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定，此时称为协调扭转。（

　√

　）

　9．受扭的素混凝土构件，一旦出现斜裂缝即完全破坏。若配置适量的受扭纵筋和受扭箍筋，则不但其承载力有较显著的提高，且构件破坏时会具有较好的延性。（

　√

　）

　10．在弯剪扭构件中，弯曲受拉边纵向受拉钢筋的最小配筋量，不应小于按弯曲受拉钢筋最小配筋率计算出的钢筋截面面积，与按受扭纵向受力钢筋最小配筋率计算并分配到弯曲受拉边钢筋截面面积之和。（

　√

　）

　11．钢筋混凝土构件裂缝的开展是由于混凝土的回缩和钢筋伸长所造成的。（

　√

　）

　12．荷载长期作用下钢筋混凝土受弯构件挠度增长的主要原因是混凝土的徐变和收缩。

　（

　√

　）

　 三、简答题（每小题 5 5 分，共 5 45 分）

　1 1 ．钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式，其原因在于？

　答：钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式箍筋是为了保证钢筋骨架的整体刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。

　2 ．钢筋混凝土偏心受压破坏通常分为哪两种情况？它们的发生条件和破坏特点是怎样的？ 答：钢筋混凝土柱偏心受压破坏通常分为大偏压破坏和小偏压破坏。

　当偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时，发生的破坏属大偏压破坏。这种破坏特点是受拉区、受压区的钢筋都能达到屈服，受压区的混凝土也能达到极限压应变。

　当偏心距较小或很小时，或者虽然相对偏心距较大，但此时配置了很多的受拉钢筋时，发生的破坏属小偏压破坏。这种破坏特点是，靠近纵向力一端的钢筋能达到受压屈服，混凝土被压碎，而远离纵向力那一端的钢筋不管是受拉还是受压，一般情况下达不到屈服。

　3 3 ．简述矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式的使用条件？

　答：矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式的适用条件如下：

　1）为了保证构件破坏时受拉区钢筋的应力先达到屈服强度，要求满足：0h xb 

　2）为了保证构件破坏时，受压钢筋应力能达到抗压屈服强度设计值，与双筋受弯构件相同，要求满足：sa x   2

　4 4 ．实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算？

　答：在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受拉构件是罕见的。近似按轴心受拉构件计算的有承受节点荷载的屋架或托架受拉弦杆和腹杆，刚架、拱的拉杆，承受内压力的环形管壁及圆形储液池的壁筒等；可按偏心受拉计算的构件有矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱和承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。

　5 ．轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为哪三个受力阶段？其承载力计算以哪个阶段为依据？ 答：轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为三个受力阶段：第Ⅰ阶段为从加载到混凝土受

　 拉开裂前，第Ⅱ阶段为混凝土开裂至钢筋即将屈服，第Ⅲ阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。在第Ⅲ阶段，混凝土裂缝开展很大，可认为构件达到了破坏状态，即达到极限荷载，受拉构件的承载力计算以第Ⅲ阶段为依据。

　6 6 ．大、小偏心受拉构件的破坏特征有什么不同？如何划分大、小偏心受拉 构件？ 答：大偏心受拉构件破坏时，混凝土虽开裂，但还有受压区，破坏特征与 的数量有关，当数量适当时，受拉钢筋首先屈服，然后受压钢筋应力达到屈服强度，混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。

　小偏心受拉构件破坏时，一般情况下，全截面均为拉应力，其中 一侧的拉应力较大。随着荷载增加， 一侧的混凝土首先开裂，而且裂缝很快贯通整个截面，混凝土退出工作，拉力完全由钢筋承担，构件破坏时， 及 都达到屈服强度。

　偏心受拉构件正截面承载力计算，按纵向拉力 N 的作用位置不同，可以分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况：当纵向拉力 N 作用在钢筋sA 合力点和sA合力点范围之外时，为大偏心受拉。当纵向拉力 N 作用在钢筋sA 合力点和sA合力点范围之间时，为小偏心受拉。

　7 7 ．钢筋混凝土纯扭构件有哪几种破坏形式？各有何特点？

　答：受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，大致可分为适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏和少筋破坏四类。

　对于正常配筋条件下的钢筋混凝土构件，在扭矩作用下，纵筋和箍筋先到达屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏。这种破坏与受弯构件适筋梁类似，属延性破坏。此类受扭构件称为适筋受扭构件。

　若纵筋和箍筋不匹配，两者配筋比率相差较大，例如纵筋的配筋率比箍筋的配筋率小很多，破坏时仅纵筋屈服，而箍筋不屈服；反之，则箍筋屈服，纵筋不屈服，此类构件称为部分超筋受扭构件。部分超筋受扭构件破坏时，亦具有一定的延性，但较适筋受扭构件破坏时的截面延性小。

　当纵筋和箍筋配筋率都过高，致使纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压坏，这种破坏和受弯构件超筋梁类似，属脆性破坏类型。此类受扭构件称为超筋受扭构件。

　 若纵筋和箍筋配置均过少，一旦裂缝出现，构件会立即发生破坏。此时，纵筋和箍筋不仅达到屈服强度而且可能进入强化阶段，其破坏特性类似于受弯构件中的少筋梁，称为少筋受扭构件。这种破坏以及上述超筋受扭构件的破坏，均属脆性破坏，在设计中应予以避免。

　8. 钢筋混凝土弯剪扭构件的钢筋配置有哪些构造要求？ 答：1）纵筋的构造要求：对于弯剪扭构件，受扭纵向受力钢筋的间距不应大于 200mm 和梁的截面宽度；在截面四角必须设置受扭纵向受力钢筋，其余纵向钢筋沿截面周边均匀对称布置。当支座边作用有较大扭矩时，受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内。当受扭纵筋按计算确定时，纵筋的接头及锚固均应按受拉钢筋的构造要求处理。在弯剪扭构件中，弯曲受拉边纵向受拉钢筋的最小配筋量，不应小于按弯曲受拉钢筋最小配筋率计算出的钢筋截面面积，与按受扭纵向受力钢筋最小配筋率计算并分配到弯曲受拉边钢筋截面面积之和。

　2）箍筋的构造要求：箍筋的间距及直径应符合受剪的相关要求。箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置；当采用复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积；受扭所需箍筋的末端应做成 135º 弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于 10d（d 为箍筋直径)。

　9 9 ．钢筋混凝土裂缝控制的目的是什么？

　答：钢筋混凝土结构裂缝控制的目的一方面是为了保证结构的耐久性。因为裂缝过宽时，气体和水分、化学介质侵入裂缝，会引起钢筋锈蚀，不仅削弱了钢筋的面积，还会因钢筋体积的膨胀，引起保护层剥落，产生长期危害，影响结构的使用寿命。另一方面是考虑建筑物观瞻、人的心理感受和使用者不安全程度的影响。

　四、计算题（第 第 1 1 小题 0 10 分，第 2 2 小题 7 7 分，共 7 17 分）

　1 ．已知某柱两端为不动铰支座，柱高 H=5.0m ，截面尺寸为 400mm ×400mm ，采用 C20 混凝土、HRB335 钢筋，柱顶截面承受轴心压力设计值 N=1692kN。

　，确定该柱所需的纵向钢筋截面面积。

　解：

　首先，确定计算参数，C20 混凝土29.6 /cf N mm  ，HRB335 级钢筋2300 /yf N mm  。

　然后，确定稳定系数  。由于0500012.5400lb  ，查教材附录，并经插值得 0.94   。

　 由公式" "0.9 ( )c y sN f A f A    得 c2sy1692000( )( 9.6 400 400)0.90.9 0.941547300Nf AA mmf     该柱所需纵向钢筋截面面积为21547mm 。

　验算配筋率，s15470.97% 0.6% 3%400 400AA   且 ，满足要求。

　2 ．已知某钢筋混凝土屋架下弦，截面尺寸 mm mm h b 150 200    ，承受的轴心拉力设计值 N kN 234 级 ，混凝土强度等级 C30 ，钢筋为 HRB335 。求截面配筋。

　解：首先，确定计算参数，查教材附录知，HRB335 钢筋2300 /yf N mm  。

　2234000780300syNA mmf  

　选用 4 16（2804sA mm  ）能够满足要求。

　混凝土结构设计原理 作业 4 4

　一、选择题（每小题 4 4 分，共 0 20 分）

　1．混凝土极限拉应变约为（

　C

　）。

　A．（1.00～1.80）×10-3

　 B．（0.20～0.40）×10 -3

　C．（0.10～0.15）×10-3

　 D．（1.00～1.50）×10 -3

　2．钢筋 HPB235、HRB335、HRB400 和 RRB400 屈服时，其应变约为（

　D

　）。

　A．（1.50～1.80）×10-3

　 B．（0.20～0.40）×10 -3

　C．（0.10～0.15）×10-3

　 D．（1.00～1.80）×10 -3

　3．条件相同的钢筋混凝土轴拉构件和预应力混凝土轴拉构件相比较，（

　B

　）。

　A．后者的刚度低于前者

　 B．后者的抗裂度比前者好 C．前者与后者的抗裂度相同

　 D. 前者与后者的刚度相同 4．下列各项预应力损失类型中，不属于后张法预应力损失的是（

　C

　）。

　A．锚固回缩损失

　B．摩擦损失

　C．温差损失

　D．应力松弛损失 5．公路桥涵现浇梁、板的混凝土强度等级不应低于（

　A

　），当用 HRB400、KL400 级钢筋配筋时，不应低于（

　B

　）。

　A．C20

　B．C25

　C．C30

　D．C15 二、判断题（每小题 2 2 分，共 4 24 分）

　1．普通钢筋混凝土结构中采用高强度钢筋是不能充分发挥其作用的，而采用高强混凝土可以很好发挥其作用。（

　×

　）

　2．无粘结预应力混凝土结构通常与先张预应力工艺相结合。（

　×

　）

　3．后张法预应力混凝土构件，预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的。（

　×

　）

　4．对先张法预应力构件，预应力是依靠钢筋端部的锚具来传递的。（

　×

　）

　5．我国混凝土结构设计规范规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于 C30。对采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋的构件，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于 C40。

　 （

　√

　）

　6．张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。(

　√

　) 7．为保证钢筋与混凝土的粘结强度，防止放松预应力钢筋时出现纵向劈裂裂缝，必须有一定的混凝土保护层厚度。（

　√

　）

　8．我国《公路桥规》采用以概率论为基础的极限状态设计法，按分项系数的设计表达式进行设计，对桥梁结构采用的设计基准期为 50 年。（

　×

　）

　9．与《房建规范》不同，《公路桥规》在抗剪承载力计算中，其混凝土和箍筋的抗剪能力csV 没有采用两项相加的方法，而是采用破坏斜截面内箍筋与混凝土的共同承载力。(

　√

　) 10．《公路桥规》规定受压构件纵向钢筋面积不应小于构件截面面积的 0.5%。（

　√

　）

　11．我国《公路桥规》关于裂缝宽度的计算与《混凝土结构设计规范》是相同的。（

　×

　）

　12. 我国《公路桥规》中指出裂缝宽度主要与受拉钢筋应力、钢筋直径、受拉钢筋配筋率、钢筋表面形状、混凝土标号和保护层厚度有关，而挠度的计算则根据给定的构件刚度用结构力学的方法计算。（

　√

　）

　三、简答题（每小题 8 8 分，共 共 8 48 分）

　1 1 ．与普通混凝土相比，预应力混凝土具有哪些优势和劣势？

　答：与普通混凝土相比，预应力混凝土的优势是：使构件的抗裂度和刚度提高、使构件的耐久性增加、减轻了构件自重、节省材料。与普通混凝土相比，预应力混凝土的劣势是：施工需要专门的材料和设备、特殊的工艺，造价较高。

　2 2 ．简述有粘结预应力与无粘结预应力的区别？

　答：有粘结预应力，是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力。先张预应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属此类。无粘结预应力，是指预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力。这种结构的预应力筋表面涂有防锈材料，外套防老化的塑料管，防止与混凝土粘结。无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合。

　3 3 ．列举三种建筑工程中常用的预应力锚具？

　答：螺丝端杆锚具、锥形锚具、镦头锚具、夹具式锚具。

　 4 ．预应力混凝土结构及构件所用的混凝土，需满足哪些要求？ 答：预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足下列要求：（1）强度高。与普通钢筋混凝土不同，预应力混凝土必须采用强度高的混凝土。因为强度高的混凝土对采用先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。（2）收缩、徐变小。以减少因收缩、徐变引起的预应力损失。（3）快硬、早强。可尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以利加快施工进度。

　5 5 ．引起预应力损失的因素有哪些？如何减少各项预应力损失？

　答：引起预应力损失的因素主要有锚固回缩损失、摩擦损失、温差损失、应力松弛损失、收缩徐变损失等。（1）减少锚固回缩损失的措施：选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具和夹具，并尽量少用垫板；增加台座长度。（2）减少摩擦损失的措施：对于较长的构件可在两端进行张拉；采用超张拉工艺；在接触材料表面涂水溶性润滑剂，以减小摩擦系数；提高施工质量，减小钢筋的位置偏差。（3）减少温差损失的措施：采用两次升温养护；在钢模上张拉预应力构件。（4）减少预应力损失的措施：可采用短时间内超张拉的方法。（5）减少收缩和徐变应力损失，应采取减少混凝土收缩和徐变的各种措施，同时应控制混凝土的预压应力。

　6 ．公路桥涵按承载力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计，在设计中应考虑哪三种设计状况？分别需做哪种设计？ 答：公路桥涵按承载力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计，在设计中应考虑以下三种设计状况：（1）持久状况：桥涵建成后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。该状况需要作承载力极限状态和正常使用极限状态设计。（2）短暂状况：桥涵施工过程中承受临时作用的状况。该状况主要作承载力极限状态设计，必要时才做正常使用极限状态设计。（3）偶然状态：在桥涵使用过程中偶然出现的状况。该状况仅作承载力极限状态设计。

　四、计算题（每小题 8 8 分，共 8 8 分）

　1 1 ．已知一矩形截面简支梁，截面尺寸 b b × h h =200mm × 550mm ，混凝土强度等级为 C25 ，纵向钢筋采用 5 HRB335 级，安全等级为二级，梁跨中截面承受的最大弯矩设计值为 M M =160kN ·m m 。

　① 若上述设计条件不能改变，试进行配筋计算。

　 ②若由于施工质量原因，实测混凝土强度仅达到 C20 ，试问按 ① 问所得钢筋面积的梁是否安全？

　解：

　第 ① 问：

　（1）根据已给材料确定计算参数， C25 混凝土 11.5MPacdf  ，HRB335 钢筋 280MPasdf  ， 0.56b  ，并取 40 a mm  ，则截面有效高度0550 40 510mm h    ，取 0 . 10  。

　（2）求受压区高度。将各已知值带入0 0( )2d cdxM f bx h    ，得 61.0 160 10 11.5 200 5102xx        解得 12 0858mm( )162mm 0.56 510mm 285.6mmbxx h      大于梁高，舍去 （3）求所需钢筋面积sA

　将各已知值及 162mm x 代入cd sd sf bx f A  ，得到 211.5 200 1621330.7mm280cdssdf bxAf   

　可选用 2 25 + 1 22（21362.1mmsA  ），将钢筋布置成一层，1 22 钢筋布置在中央，2 25钢筋布置在两边。

　（4）配筋验算 钢筋间净距200 2 25 2 25 2239mm2nS      ， 30mmnS  且大于钢筋直径 25mm，满足构造规定。

　实际配筋率min01362.11.34% 0.15%200 510sAbh      ，故配筋合理。

　第 ② 问：

　C20 混凝土 9.2MPacdf  ，由cd sd sf bx f A  ，得280 1362.1207.39.2 200sd scdf Ax mmf b  

　 0207.3( ) 9.2 200 207.3 (510 ) 154.992 2cdxf bx h MPa       

　而01.0 160 160dM MPa     ，可见0 0( )2d cdxM f bx h    ，所以若由于施工质量原因，实测混凝土强度仅达到 C20，那么按①问所得钢筋面积的梁是不安全的。

　 国家开放 大学( 中央广播电视大学) 《国家开放大学学习指南》 课程教学大纲 第一部分

　大纲说明 一、课程性质与任务 《国家开放大学学习指南》是国家开放大学（中央广播电视大学）在本、专、一村一所有专业的一年级第一学期开设的、起到基础导学作用的一门统设必修课。

　课程任务是：以完成学习任务的过程为导向，从学习者如何完成国家开放大学规定的专业学习任务的角度，让学习者学会如何完成一门课程的学习、一个专业的学习，同时描述国家开放大学基本的学习方式，说明国家开放大学的学习环境，解释国家开放大学学习平台上基本术语的涵义，使学生能使用学习平台的基本工具辅助完成学习活动，并且了解国家开放大学学生相关事务与管理规定。使学生初步具备利用现代远程技术在国家开放大学进行学习的能力。

　二、先修课要求

　 无 三、课程的教学要求 理解国家开放大学课程、专业平台，熟练基本的远程技术学习操作技能，掌握远程学习的学习方法，较好利用国家开放大学资源和学习支持服务。

　四、课程的教学方法和教学形式建议 1.本课程的特点是：网络课程完善、课程内容新、课程形式丰富、实践性强、涉及面广，因此建议通过网络，在计算机教室（或计算机多媒体教室）进行授课、答疑和讨论。讲授与实践统一考虑。

　2.为加强和落实动手能力的培养，应保证上机机时不少于本教学大纲规定的学时。

　3.对于重要概念、关键技能和方法等问题可辅以网上答疑讨论的形式。

　五、教学要求的层次 课程的教学要求大体上分为三个层次：了解、理解和掌握。

　1. 了解：能正确判别有关概念和方法。

　2. 理解：能正确表达有关概念和方法的含义。

　3. 掌握：在理解的基础上加以灵活应用。

　第二部分

　教学媒体与教学过程建议 一、课程教学总学时数、学分数

　 课程教学总学时数为 18 学时，1 学分。其中网络课程为 13 学时，课堂练习和实验为 5 学时。

　二、 课程呈现方式 课程以网络课程为主，这是学生学习的主要媒体形式，因此课程呈现方式以视频、动画为主，配以必要的文字说明，每段视频、动画不超过 8分钟。视频以学习发生的场景为主，也可以是学生访谈，体现一定交互性。课程内容可以在手机、PAD、计算机、电视等多种终端上呈现。

　根据课程呈现方式，课程要做到只选取完成国家开放大学学习的必备知识，摈弃过多的理论知识，尽可能简捷。实用、方便、模块化设计，基于问题、案例形式呈现。概念清晰、条理分明、深入浅出、便于自学。在内容上要紧密围绕培养目标，突出重点、兼顾一般，反映当代最新技术及应用。

　三、主要教学媒体的使用与学时分配 章节 序号 教学内容 网络课程学时 课堂练习和 实验学时 1 认识国家开放大学 3 1 2 完成专业学习 3 1 3 完成课程学习 3 1

　 4 网上学习操作技能 2 1 5 学生事务服务 2 1 合计 13 5 四、考核 本课程采用上机操作的考核方式，100%国家开放大学考核。开放教育的学生应严格执行该课程的有关考核文件。

　第三部分

　教学内容和教学要求 1 、学习活动一：认识国家开放大学（3 学时）

　【 教学内容】

　】：

　：

　任务一

　走进国家开放大学 （一）基本介绍 介绍国开的历史，办学模式，提供的学科门类等。

　（二）案例导入

　由国家开放大学的学生讲述参加国家开放大学学习的体会与收获（由学生讲，把国家开放大学学习的特点和优势讲出来，包括学习时间、学习方式等等。）

　（三）国家开放大学的学习环境 1.在线学习平台； 2.教师（教师群体与角色）； 3.学习者（个人角色与学习小组创建）；

　 4.学习资源（文字教材、录像、网络课程、流媒体资源、全媒体数字教材、小课件等）； 5.学习活动（网上教学活动、论坛讨论）； 6.支持服务（获得途径：面对面的服务、电话、短信、电子邮件、网上论坛、在线即时答疑系统）； （四）拓展内容 报名渠道，获得学习资源，买书，有困难时候如何寻求帮助。

　任务二

　 如何有效学习 （一）学习策略 1.纸质学习和电子学习的认知策略； 2.制定计划、自我监控与调节； 3.学习时间管理、学习资源与环境利用、互动空间与手段（QQ 群、课程论坛、学习空间）、学业求助策略。

　（二）学习方式 1.自学（自己阅读学习资源，做测试与练习）； 2.听讲（听看讲课视频或音频、面授）； 3.体验； 4.探究； 5.问题解决； 任务三

　 学前准备 了解并完成一些学前准备工作，从学习方法、知识储备、计算机技能、学习环境等多方面了解自身的情况，为日后学习奠定基础。

　 【 教学要求】

　】：

　：

　 了解：国家开放大学的基本介绍，教学环境；  掌握：国家开放大学的学习策略与方式；  掌握：在国家开放大学进行学习的学前准备； 2 、学习活动 二 ：完成专业学习（3 学时）

　【 教学内容】

　】：

　：

　任务一

　 走进专业 1．专业概况、 专业培养方案及实施细则，专业学习的知识、能力要求。

　2．本专业师资队伍、学生概况、毕业生风采。

　任务二

　 专业学习过程和 评价 1. 本专业的学习过程及主要环节 2.该专业与社会证书或社会考试的接轨，学分互换等问题。

　任务三

　 学位授予及其他

　1.申请学位相关要求。

　2.了解转专业、转学等相关政策。

　【 教学要求】

　】：

　：

　 了解：国家开放大学的专业概况及师生概况；  掌握：国家开放大学专业学习过程及主要环节  了解：国家开放大学的学位授予资格、转学与转专业相关要求 

　 3 、学习活动 三 ：完成课程学习（3 学时）

　【 教学内容】

　】：

　：

　任务一

　 选择课程 通过学习风格测试、咨询学业顾问、体验课程学习，进一步明确个人的学习要求，找到自己需要学习的课程组合。

　1．搜索课程； 2．了解课程； 3．体验课程。

　任务二

　 课程学习 从国家开放大学学习指南课程入手，完成各学习任务，制定学习计划，并最终拿到国家开放大学学习指南课程的单科结业证书。

　1．浏览与订阅资源； 2．参加面授辅导； 3．完成作业； 4．参加学习活动； 5．参加考试； 6．参加实践活动； 7．单科结业； 8．课程评价要求（如形考、终考、网考等具体要求）。

　拓展内容：非学历课程学习、面授安排、学习积分等。

　 任务三

　 互动与分享

　协作学习；知识分享；校友互助。

　【 教学要求】

　】：

　：

　 了解：国家开放大学的课程及如何选择课程；  理解：如何协作学习、知识分享、校友互助；  掌握：如何取得国家开放大学的单科课程结业； 4 、学习活动四：网上学习操作技能（2 学时）

　【 教学内容】

　】：

　：

　任务一

　 上网基本技能 （一）基本网上技能 1.打开特定网站（网址或链接）； 2.浏览网页、返回网页； 3.使用搜索引擎； 4.网上下载文件。

　（二）基本电子邮件技能 1.电子邮箱的出现、注册电子邮箱 2.收取、阅读电子邮件； 3.发送电子邮件、上传附件。

　任务二

　网上学习操作 （一）学习平台 1.登陆与忘记密码

　 2.栏目导航与页面布局； 3.文本课件下载与浏览； 4.视频在线观看与下载； 5.提交作业； 6.参与讨论。

　（二）学生空间 任务三

　常用工具 （一）浏览器 1.IE; 2.360; 3.QQ。

　（二）搜索引擎 1.Google; 2.Baidu; 3.Sogou。

　（三）下载及解压缩工具 1.迅雷； 2.电驴； 3.WinRAR。

　（四）文本显示、影音播放工具

　 1.MS Word; 2.MS Powerpoint; 3.POF; 4.Media Player; 5.KMPlayer; 6.暴风影音。

　（五）交流工具 1.QQ; 2.微博； 3.微信； 4.论坛。

　【 教学要求】

　】：

　：

　 了解：上网基本技能；  理解：常用的网络工具；  掌握：国家开放大学网上学习的基本操作； 5 、学习活动五：学生事务服务（2 学时）

　【 教学内容】

　】：

　：

　任务一

　 了解开 放教育学生事务服务 （一）学生事务服务的机构 1.学生工作处（部）、其他部门下设的学生科、其他形式；

　 2.机构的系统性、分级设立（组织结构图）。

　（二）学生事务服务的内容 1. 评优； 2. 奖助学金； 3. 学生活动； 4. 虚拟学生社区 5. 其他个性化服务 （三）学生事务服务的方式 1. 面对面的服务； 2. 网上服务； 3. 手机服务（短信、微信、微博）。

　任务二

　 如何获得奖励 （一）奖助学金 1．国家开放大学总部的奖学金 （1）奖学金的种类：国家开放大学奖学金、 “希望的田野”奖学金、残疾人教育阳光奖学金、士官奖学金。

　（2）四类奖学金的区别 （3）具备什么条件可以申请奖学金？ （4）奖学金的评审过程是什么？ （5）获得奖学金的学生案例展示

　 2. 国家开放大学总部的助学金 3. 国家开放大学分部的奖助学金 （1）总体开展情况 （2）部分奖助学金的案例介绍 （二）学生评优 1.国家开放大学总部的评优项目：优秀毕业生 （1）具备什么条件可以申请优秀毕业生？ （2）优秀毕业生的评审过程是什么？ （3）通过哪些渠道了解优秀毕业生的开展情况？（学校网站、海报、老师通知等）

　（4）优秀毕业生案例展示。

　2.开放大学各分部的评优项目 （1）整体介绍 （2）个别案例展示 优秀学生、优秀学生干部、优秀学习小组、网上学习之星等。

　任务三 三

　 如何参加学生活动 （一）丰富多彩的学生活动 1. 国家开放大学总部的学生活动； 2. 国家开放大学分部的学生活动； （二）多样化的学生组织

　 1. 学生会 2. 学生社团 3. 校友会； 任务四 四

　 如何寻求帮助 1．远程接待中心简介 2. 获取帮助的途径 （1）电话 （2）在线即时答疑系统 （3）短信 （4）电子邮件 （5）网上论坛 （6）其他 【 教学要求】

　】：

　：

　 了解：开放教育学生事务服务及如何参与；  理解：国家开放大学的奖惩规定；  掌握：如何解决学习过程中的困难；