一、简答题（每题30分，共60分）
1、简述大小偏心受压截面的不同破坏特征。
答：1.大偏心受压的破坏特征又称受拉破坏:受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土被压
碎，与适筋梁类似，属于延性破坏。2.小偏心受压的破坏特征:又称受压破坏混凝土先压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服，属于脆性破坏。
2、简述保证钢筋混凝土结构耐久性的主要措施。
答：严格按设计的环境与用途；对易损构件设计成易更换的构件；规定检查方法和时间；对侵蚀环境中的钢筋采用防护措施。 对砼材料的要求：强度等级满足基本要求；氯离子含量<0.06%；含碱量<3kg/ M；一和二、三类环境中的混凝土应采取专门有效措施 施工要求：密实性、养护、控制受荷时间等；保证砼保护层厚度
二、计算题（40分）
1、某轴压柱，轴压比=0.95，截面尺寸为ｂ1×b2=35cm×35cm,C20承受轴压力N=1350kN，混凝土为C20（fc=10N/mm2），Ⅰ级钢筋（fy=210N/mm2），进行该柱的正截面设计（并进行钢筋布置）。
答： 1 正截面承载力计算： Z-1
1.1 基本资料
1.1.1 工程名称：工程一
1.1.2 轴向压力设计值 N ＝ 1350kN， Mx ＝ 0kN•m， My ＝ 0kN•m； 构件的计算长度 Lox ＝ 3000mm， Loy ＝ 3000mm
1.1.3 矩形截面，截面高度 h ＝ 350mm，截面宽度 b ＝ 350mm 1.1.4 采用对称配筋，即：As' ＝ As
1.1.5 混凝土强度等级为 C25， fc ＝ 11.94N/mm
钢筋抗拉强度设计值 fy ＝ 210N/mm ，钢筋抗压强度设计值 fy' ＝ 210N/mm ， 钢筋弹性模量 Es ＝ 210000N/mm ； 相对界限受压区高度 ζb ＝ 0.614 1.1.6 纵筋的混凝土保护层厚度 c ＝ 30mm； 全部纵筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.60%
1.2 轴心受压构件验算
1.2.1 钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 φ
Lo/b ＝ Max{Lox/bx, Loy/by} ＝ Max{3000/350, 3000/350} ＝ Max{8.6, 8.6} ＝ 8.6 φ ＝ 1 / [1 + 0.002 * (Lo/b - 8) ^ 2] ＝ 0.999
1.2.2 矩形截面面积 A ＝ b * h ＝ 350*350 ＝ 122500mm 轴压比 Uc ＝ N / (fc * A) ＝ 1350000/(11.94*122500) ＝ 0.92 1.2.3 纵向钢筋最小截面面积
全部纵向钢筋的最小截面面积 As,min ＝ A * ρmin ＝ 122500*0.60% ＝ 735mm 一侧纵向钢筋的最小截面面积 As1,min ＝ A * 0.20% ＝ 122500*0.20% ＝ 245mm
2
1.2.4 全部纵向钢筋的截面面积 As' 按下式求得：
N ≤ 0.9 * φ * (fc * A + fy' * As') （混凝土规范式 7.3.1） As' ＝ [N / 0.9φ - fc * A] / (fy' - fc)
＝ [1350000/(0.9*0.999)-11.94*122500]/(210-11.94) ＝ 192mm ＜ As,min ＝ 735mm ，取 As' ＝ As,min
1.3 在 Mx 作用下正截面偏心受压承载力计算 1.3.1 初始偏心距 ei
附加偏心距 ea ＝ Max{20, h/30} ＝ Max{20, 12} ＝ 20mm 轴向压力对截面重心的偏心距 eo ＝ M / N ＝ 0/1350000 ＝ 0mm 初始偏心距 ei ＝ eo + ea ＝ 0+20 ＝ 20mm 1.3.2 偏心距增大系数 η
ζ1 ＝ 0.5 * fc * A / N ＝ 0.5*11.94*122500/1350000 ＝ 0.54
ζ2 ＝ 1.15 - 0.01 * Lo / h ＝ 1.15-0.01*3000/350 ＝ 1.06 ＞ 1.0，取 ζ2 ＝ 1.0 η ＝ 1 + (Lo / h) ^ 2 * ζ1 * ζ2 / (1400 * ei / ho) ＝ 1+(3000/350)^2*0.54*1/(1400*20/310) ＝ 1.44
1.3.3 轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离 e ＝ η * ei + h / 2 - a ＝ 1.44*20+350/2-40 ＝ 164mm
1.3.4 混凝土受压区高度 x 由下列公式求得：N ≤ α1 * fc * b * x + fy' * As' - σs * As （混凝土规范式 7.3.4-1）
当采用对称配筋时，可令 fy' * As' ＝ σs * As，代入上式可得：
x ＝ N / (α1 * fc * b) ＝ 1350000/(1*11.94*350) ＝ 323mm ＞ ζb * ho ＝ 190mm， 属于小偏心受压构件，应重新计算受压区高度 x 经试算，取 x ＝ 190mm
1.3.5 当 x ≥ 2a' 时，受压区纵筋面积 As' 按混凝土规范公式 7.3.4-2 求得： N * e ≤ α1 * fc * b * x * (ho - x / 2) + fy' * As' * (ho - as') Asx' ＝ [N * e - α1 * fc * b * x * (ho - x / 2)] / [fy' * (ho - as')]
＝ [1350000*164-1*11.94*350*190*(310-190/2)]/[210*(310-40)] ＝ 886mm
1.4 在 My 作用下正截面偏心受压承载力计算 1.4.1 初始偏心距 ei
附加偏心距 ea ＝ Max{20, h/30} ＝ Max{20, 12} ＝ 20mm 轴向压力对截面重心的偏心距 eo ＝ M / N ＝ 0/1350000 ＝ 0mm 初始偏心距 ei ＝ eo + ea ＝ 0+20 ＝ 20mm 1.4.2 偏心距增大系数 η
ζ1 ＝ 0.5 * fc * A / N ＝ 0.5*11.94*122500/1350000 ＝ 0.54
ζ2 ＝ 1.15 - 0.01 * Lo / h ＝ 1.15-0.01*3000/350 ＝ 1.06 ＞ 1.0，取 ζ2 ＝ 1.0 η ＝ 1 + (Lo / h) ^ 2 * ζ1 * ζ2 / (1400 * ei / ho) ＝ 1+(3000/350)^2*0.54*1/(1400*20/310) ＝ 1.44
1.4.3 轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离 e ＝ η * ei + h / 2 - a ＝ 1.44*20+350/2-40 ＝ 164mm
1.4.4 混凝土受压区高度 x 由下列公式求得：N ≤ α1 * fc * b * x + fy' * As' - σs * As （混凝土规范式 7.3.4-1）
当采用对称配筋时，可令 fy' * As' ＝ σs * As，代入上式可得：
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x ＝ N / (α1 * fc * b) ＝ 1350000/(1*11.94*350) ＝ 323mm ＞ ζb * ho ＝ 190mm， 属于小偏心受压构件，应重新计算受压区高度 x 经试算，取 x ＝ 190mm
1.4.5 当 x ≥ 2a' 时，受压区纵筋面积 As' 按混凝土规范公式 7.3.4-2 求得： N * e ≤ α1 * fc * b * x * (ho - x / 2) + fy' * As' * (ho - as') Asy' ＝ [N * e - α1 * fc * b * x * (ho - x / 2)] / [fy' * (ho - as')]
＝ [1350000*164-1*11.94*350*190*(310-190/2)]/[210*(310-40)] ＝ 886mm
1.5 实配钢筋建议
1.5.1 当角筋取 φ16 时的计算面积： Asx ≥ 1087mm ； Asy ≥ 1087mm （As' ＝ 3543mm ） 1.5.2 X 向： 2φ16+3φ18、Asx ＝ 1166mm 、ρx ＝ 0.95%；
Y 向： 2φ16+3φ18、Asy ＝ 1166mm 、ρy ＝ 0.95%； （As' ＝ 3858mm 、ρ ＝ 3.15%）
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