水工钢筋混凝土结构学复习思考题
1.钢筋与混凝土为什么能长期共同工作?影响粘结强度的因素有哪些?粘结应力是怎样分布?
答：1、他们之间有良好的粘结力，粘结成整体；2、温度线膨胀系数基本相等；3、混凝土保护了钢筋使其不被锈蚀。
影响因素：1、钢筋表面形状；2、混凝土强度；3、浇注位置；4、保护层厚度，钢筋间距；5、横向钢筋。
粘结力分布：从段部延轴减少。 2.混凝土有哪几种强度、它们之间有何关系?
答：1、立方体抗压强度
fcu；2、棱柱体抗压强度fc ；3、轴心抗拉强度ft；
fc?0.67fcu；ft?0.233fcu23.什么是混凝土的强度等级、是如何表示的?水工混凝土的强度等级分多少级? 答：边长为150mm的立方体，在温度为20?3oC；相对湿度不小于90%的条件下养护28天，用标准
实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度标准值。水工混凝土的强度等级分为C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,45,C50,C55,C60。
4.加载速度是如何影响混凝土强度的?混凝土强度等级与应变的的关系怎样?
答：加载速度比较快时，不仅最大应力有所提高，曲线坡度也较陡；加载速度缓慢时，则曲线平缓，应变增加。
5.从混凝土棱柱体受压、一次短期加载时的应力-应变曲线分析混凝土这种材料的特性。 答：混凝土时一种弹塑性材料，应力-应变曲线接近于直线。 6.什么是混凝土的徐变?徐变对工程有何利弊?
答：混凝土在荷载长期作用下，应力不变，变形也会随着时间而增长，这种现象叫做徐变。 利：防止或减少裂缝形成，利于应力重分布；弊：构件变形增大，应力损失。 7.什么是“协定流限”?是如何表示的?
答：协定流限时经过加载及卸载后尚存有0.2%永久参与变形时的应力，用?0.2表示。 8.工程中是如何选定混凝土的强度等级、钢筋级别?
答：在水利水电工程中，素混凝土结构的受力部位的混凝土强度等级不宜低于C10；钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C15；当钢筋混凝土结构采用二级、三级钢筋及冷轧带肋钢筋时，为了保证必要的粘结力，混凝土强度等级不宜低于C20；装配式及薄壁结构的混凝土强度等级不宜低于C20；预应力混凝土结构则采用强度等级不低于C30的混凝土。当建筑物还有耐久性要求，例如抗渗、抗冻、抗磨、抗腐蚀时，混凝土的强度等级尚需根据具体技术要求确定。
9.什么是结构的极限状态?请用函数关系表示这一状态。结构的极限状态分哪两大类、分别满足结构的什么功能?
答：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。
Z=g（X1,X2,??,Xn）=0 超过某一状态就不能满足 Z=g（R,S）=R-S=0 设计规定的某一功能
极限状态分为：1、承载力极限状态：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； 2、正常使用极限状态：对应于结构或构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值。 10.什么是结构的可靠度、用什么表示?可靠度与失效概率的关系如何?可靠指标β如何计算?目标可靠度指标是如何确定的?
答：结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。可靠度指标是用以
1
度量结构构件可靠度的指标通常用?表示。可靠概率与失效概率的关系为
pf?ps?1。
?????S?z?R22?z?R??S。目标可靠指标?T的确定应遵循下面的几个原则：
1、建立在对原规范“校准”的基础上；2、?T与结构安全级别有关；3、?T与构件破坏性质有关；4、
?T与不同的极限状态有关。
11.写出水工混凝土结构设计规范的实用表达式，解释五系数的实际含义和取值，并解释公式中其它符号的意义。
答：承载力极限状态表达式：?0?S?1?dR。?0-结构重要性系数；?-设计状况系数；?G,?Q-荷
载分项系数；?C,?S-混凝土、钢筋强度分项系数；?d-结构系数。 12.荷载的标准值与设计值有何关系?请用公式表示。 答：?G?设计值G设计值G,?Q???标准值GK标准值GQ。
13.混凝土和钢筋强度的标准值与设计值的关系怎样?请用公式表示。 答：
fc?fck?c,ft?ftk?c,fy?fyk?s。
14.如果设计中已经给出了截面弯矩的设计值，是否已考虑了除结构系数和材料分项以外的其它分项系数? 答：已经考虑了，而且还考虑了设计状况，其他强度，重要性等未考虑。
15.混凝土保护层和钢筋的最小净距的作用是什么?保护层的选择主要与哪些因素有关?梁内钢筋的直径如何
选择?梁内钢筋如何布置?并请画出布置示意图。
答：1、防止钢筋锈蚀；2、保证钢筋和混凝土牢固粘结在一起。
保护层选择影响因素：1、钢筋混凝土结构构件的种类；2、所处环境；3、钢筋直径；4、粗骨料最大粒径。 净距作用：为了便于混凝土的浇捣并保证混凝土和钢筋之间有足够的粘结力。P48
16.简述受弯破坏应力-应变的三个阶段及相应的荷载、应力、应变状态，如何区分这三个阶段? 三个阶段各
为哪些计算提供了应力的依据?（并图示） 答： P49
17.正截面破坏分哪几种情况? 单筋矩形截面构件正截面受弯承载力计算的基本公式是依据哪种破坏情况建立起来的?
答：1、适筋破坏；2、超筋破坏；3、少筋破坏。依据适筋破坏建立起来的。
18.单筋矩形截面构件正截面受弯承载力计算的基本公式和实用公式的形式是什么?各自的适用条件是什么? 适用条件的物理意义是什么?简述其截面设计的步骤（要求写出公式）。复习题3－1、例题3－1、3－9及本节作业题。 答：M?1?dMu?x[fcbx(h0?)] fcbx?fyAs 条件：x??bh0,???min ?d21 设计步骤：1、做出板或者梁的计算简图；2、内力计算；3、配筋计算：
2
1）由式?s??dMfcbh20计算出?s；2）根据?s，求的相对受压区高度?，并检查
是否满足???b，如不满足，应加大截面尺寸，提高混凝土强度等级或采用双筋截面；3)再由式As?fc?bh0计算所需的钢筋截面面积。4）计算配筋率??As/bh0，并检查是否fy满足???min，如不满足，则应按最小配筋率配筋；5）由附录选择合适的钢筋直径及根数。 4、绘制截面配筋图。
19.双筋矩形截面配筋计算公式的适用形式是什么?公式的适用条件和适用条件的物理意义是什么?
答：M?1?dMu?x[fcbx(h0?)?fy'As'(h0?a')]；fcbx?fyAs?fy'As' ?d21适用条件：???b,x?2a'（第一避免发生超筋破坏情况，第二保证受压钢筋应力能达到抗压强度。）
对于x>2a’，可得M?1?dMu?1?dfyAs(h0?a')。
20.双筋矩形截面配筋计算分哪两种情况，如何对它们进行配筋计算?（要求写出它们的步骤和相应的公式）
答：第一种情况：已知弯矩设计值、截面尺寸、混凝土和钢筋等级，需要求受压钢筋和受拉钢筋截面面积：1、先由式
M?1?dMu?1?d2[fcasbh0?fy'As('h0?a)]'计算?s（设As'?0），即
2；2、根据?s值由??1?1?2as计算相对受压区高度?，并检查是否满足?s??dM/fcbh0条件???b，如满足，则可按单筋矩形截面进行配筋计算，而不必配置受压钢筋或根据情况按构造配置适量受压钢筋；3、如不满足，则必须按双筋截面设计。取???b，此时；4、将?sb带入式M??sb??b(1?0.5?b)1?dMu得到A?'s?dM'?fc?sbbh02fy'(h0?a')。
；5、将?b及
求得的As代入式fc?bh0?fyAs?fA'y's，得到As?fc?bbh0?fy'As'fy第二种情况：已知弯矩设计值、截面尺寸、混凝土和钢筋等级、受压钢筋截面面积As'，需求受拉钢筋截面面积As。1、由式M?1?dMu?1?d2[fcasbh0?fy'As'(h0?a')]求?b：
?s?
?dM?fy'As'(h0?a')fcbh20；2、根据?s值由式??1?1?2as计算相对受压区高度?，并检查
3
是否满足适用条件式???b，如不满足，则表示已配置的受压钢筋As'数量还不够，应增加其数量，此时可看作受压钢筋未知的情况重新计算As'和As；3、如满足???b，则计算x??h0，并检查是否满足适用条件式x?2a，如满足，则由式fcbx?fyAs?fy'As'计算受拉钢筋截面
'面积As：As?fc?bh0?fy'As'fy；如不满足，表示受压钢筋As'的应力达不到抗压强度，此时
可改由式M?1?dMu?1?dfyAs(h0?a')计算受拉钢筋截面面积As：As??dMfy(h0?a')。
21.如何进行T形截面的截面设计?
答：首先进行判断：M?1?d[fbh(h0?'cf'fh'f2)]，fyAs?fcb'fh'f时，属于第一种，反之属
于第二种。
第一种情况：中和轴位于翼缘内，即受压高度x?hf，受压区为矩形。矩形截面的所有公式在
'此都能应用。
第二种情况：中和轴位于梁肋内，即受压区高度x?h'f，受压区为T形。两个基本公式
为
：
hfx''M?Mu?[fcbx(h0?)?fc(bf?b)hf(h0?)]?d?d2211，
将
'，
fyAs?fcbx?fc(b'f?b)h'fM?1Mu?1x??h0带入上式，可得
?d?d2[fcasbh0?fc(b'f?b)h'f(h0?h'f2)]，fyAs?fc?bh0?fc(b'f?b)h'f。
22.有腹筋梁和无腹筋梁的破坏形态有哪些?影响因素有哪些?有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式是依据哪
种破坏形态建立起来的? 复习例题4－1。
答：无腹筋梁的破坏形态：1、斜拉破坏；2、剪压破坏；3、斜压破坏； 有腹筋梁的破坏形态也有三种：1、斜拉破坏；2、剪压破坏；3、斜压破坏；
无腹筋梁影响因素：1、剪跨比；2、混凝土强度；3、纵筋配筋率。
有腹筋梁影响因素：1、腹筋本身数量；2、剪跨比；3、混凝土强度；4、纵筋配筋率。 23构件截面尺寸或混凝土强度等级的下限、防止腹筋过稀的物理意义分别是什么? 其构造要求各有哪些? 答：构件截面尺寸或混凝土强度等级的下限是为了防止斜压破坏，防止腹筋过稀是为了防止斜拉破坏； 构造要求：当hw/b?4.0时，对一般梁V?1?d(0.25fcbh0)；
1 对T形或工形截面简支梁，当有实践经验时V??d(0.3fcbh0)
4
当hw/b?6.0，V?1?d(0.2fcbh0)
当4.0?hw/b?6.0时，按直线内插法取用。
24.计算弯起钢筋的剪力如何选取? 请画图说明。 答：P86.弯起钢筋Vsb当配有箍筋和弯起钢筋时的斜截面受剪承?Tsbsin?s?fyAsbsin?s。
载力计算公式V?1?dVu?1?d(Vcs?fsAsbsin?s)。
25.写出斜截面抗剪配筋计算的步骤（要求写出公式和参数的选取方法，包括仅配箍筋、配箍筋又设置弯起钢筋两种情况）
答：1、作梁的剪力图。计算剪力设计值时的计算跨度取构件的净跨度，即l0?ln；
2、以式V?1?d(0.25fcbh0)或者V?1?d(0.2fcbh0)验算构件截面尺寸是否满足斜截
面受剪承载力的要求；
3、对于矩形、T形及工形截面的一般受弯构件，如能符合
V?1?d1Vc?1?d1(0.07fcbh0)，对于集中荷载为主的矩形截面独立梁，如能符合0.2fbh)则不需要进行斜截面抗剪配筋计算，仅按照构造要求设置
??1.5c0V??dVc??d(腹筋。
4、如果上式不满足，说明需要按计算配置腹筋。这时可以根据V?1?dVcs，以式
Vcs?0.07fcbh0?1.25fyvAsvA0.2h0（一般荷载）和Vcs?fcbh0?1.25fyvsvh0（集s??1.5s中荷载）计算箍筋用量；也可先选配一定数量的箍筋，然后按上式计算出Vcs值。再按
V?1?dVu?1?dVcs验算所选箍筋是否已满足构件的受剪承载力要求； 1 5、若V??dVcs，说明选配的箍筋尚不能满足构件受剪承载力的要求，这时可另选
较粗或者较密的箍筋，使上两式满足或将纵筋弯起以抗剪。所需弯起钢筋截面面积额按
V?1?dVu?1?d(Vcs?fsAsbsin?s)计算。
26.保证斜截面的抗弯承载能力有何构造要求?
27. 什么是充分利用点、不需要点? 如何绘制抵抗弯矩图（以书中例4-4为例加以说明）。截断钢筋、弯起钢
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