中南大學混凝土結(jié)構(gòu)設計基本原理課后答案總結(jié)

1、混凝土結(jié)構(gòu)設計原理第一章鋼筋混凝土的力學性能1、鋼和硬鋼的應力一應變曲線有什么不同，其抗拉設計值 fy各取曲線上何處的應力值作為依據(jù)？答：軟鋼即有明顯屈服點的鋼筋，其應力一應變曲線上有明顯的屈服點，應取屈服強度作為鋼筋抗拉設計值fy的依據(jù)。硬鋼即沒有明顯屈服點的鋼筋，其應力一應變曲線上無明顯的屈服點，應取殘余應變?yōu)?.2%時所對應的應力d 0.2作為鋼筋抗拉設計值 fy的依據(jù)。2、鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪幾種？各種方法對強度有何影響？答：冷加工的目的是提高鋼筋的強度，減少鋼筋用量。冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷彎、冷軋、冷軋扭加工等。這幾種方法對鋼筋的強度都有一定的提高，4、試述

2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求？答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋應具備：（1）有適當?shù)膹姸龋唬?）與混凝土黏結(jié)良好；（3）可焊性好；（4）有足夠的塑性。5、我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有幾種？我國熱軋鋼筋的強度分為幾個等級？用什么符號表示？答：我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有4種：熱軋鋼筋、鋼鉸絲、消除預應力鋼絲、熱處理鋼筋。我國的熱軋鋼筋分為 HPB235 HRB335 HRB400和RRB400三個等級，即I、II、山三個等級，符號分別為丨塵業(yè)（U_R ）。6、除凝土立方體抗壓強度外，為什么還有軸心抗壓強度？答：立方體抗壓強度采用立方體受壓試件，而混凝土構(gòu)件的實際長度一般遠大于截面尺寸，因此采

3、用棱柱體試件的軸心抗壓強度能更好地反映實際狀態(tài)。所以除立方體抗壓強度外，還有軸心抗壓強度。7、混凝土的抗拉強度是如何測試的？答：混凝土的抗拉強度一般是通過軸心抗拉試驗、劈裂試驗和彎折試驗來測定的。由于軸心拉伸試驗和彎折試驗與實際情況存在較大偏差，目前國內(nèi)外多采用立方體或圓柱體的劈裂試驗來測定。8、什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？彈性模量與割線模量有什么關(guān)系？答：混凝土棱柱體受壓時，過應力一應變曲線原點O作一切線，其斜率稱為混凝土的彈性模量，以Ec表示。連接O點與曲線上任一點應力為 d c處割線的斜率稱為混凝土的割線模量或變形摸量，以Ec 表示。在混凝土的應力一應變曲線上某一應力d

4、c處作一切線，其應力增量與應變增量的比值稱為相應于應力為d c時混凝土的切線模量 EC。彈性模量與割線模量關(guān)系：c（隨應力的增加，彈性系數(shù) '值減?。?、什么叫混凝土徐變？線形徐變和非線形徐變？混凝土的收縮和徐變有什么本質(zhì)區(qū)別？答：混凝土在長期荷載作用下，應力不變，變形也會隨時間增長，這種現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。當持續(xù)應力d c乞0.5f c時，徐變大小與持續(xù)應力大小呈線性關(guān)系，這種徐變稱為線性徐變。當持續(xù)應力d c - 0.5f c時，徐變與持續(xù)應力不再呈線性關(guān)系，這種徐變稱為非線性徐變?；炷恋氖湛s是一種非受力變形，它與徐變的本質(zhì)區(qū)別是收縮時混凝土不受力，而徐變是受力變形。10、如

5、何避免混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫？答：可以通過限制水灰比和水泥漿用量，加強搗振和養(yǎng)護，配置適量的構(gòu)造鋼筋和設置變形縫等來避免混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫。對于細長構(gòu)件和薄壁構(gòu)件，要尤其注意其收縮。第二章混凝土結(jié)構(gòu)基本計算原則1.什么是結(jié)構(gòu)可靠性？什么是結(jié)構(gòu)可靠度 ？答：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設計基準使用期內(nèi)和規(guī)定的條件下（正常設計、正常施工、正常使用和維修），完成預定功能的能力，稱為結(jié)構(gòu)可靠性。結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)與規(guī)定條件下完成預定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)可靠度。2 .結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)是指什么？答：整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)時（如達極限承載能力、失穩(wěn)、變形過大、裂縫過寬等）就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，這種特

6、定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀 態(tài)。按功能要求，結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。3. 承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)要求有何不同？答：（1）承載能力極限狀態(tài)標志結(jié)構(gòu)已達到最大承載能力或達到不能繼續(xù)承載的變形。若超過這一極限狀態(tài)后，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿足預定的安全功能要求。承載能力極限 狀態(tài)時每一個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件必須進行設計和計算，必要時還應作傾覆和滑移驗算。（2）正常使用極限狀態(tài)標志結(jié)構(gòu)或構(gòu)件已達到影響正常使用和耐久性的某項規(guī)定的限值，若超過這一限值，就認為不能滿足適用性和耐久性的功能要求。構(gòu)件的正常使用 極限狀態(tài)時在構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)進行設計后，再來對有使用限值要求的構(gòu)件

7、進行驗算的，以使所設計的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件滿足所預定功能的要求。4. 什么是結(jié)構(gòu)上的作用？作用的分類有哪些？答：結(jié)構(gòu)的作用是指結(jié)構(gòu)在施工期間和使用期間要承受的各種作用（即使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)利和變形的所有的原因）。結(jié)構(gòu)的作用按形式分為兩類：直接作用、間接作用。結(jié)構(gòu)的作用按其隨時間的變異性和出現(xiàn)的可能性不同，可分為三類：永久作用、可變作用、偶然作用。5. 什么是荷載標準值、荷載準永久值、荷載設計值？是怎樣確定的？GB50009-2001）。GB50009-2001）。答：（1）荷載標準設計值是指結(jié)構(gòu)在其使用期間正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載。按隨機變量95%保證率的統(tǒng)計特征值確定，詳見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（2 ）荷載

8、準永久值是指可變荷載在結(jié)構(gòu)設計基準使用期內(nèi)經(jīng)常遇到或超過的荷載值。取可變荷載標準值乘以荷載準永久系數(shù)，詳見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（3）荷載設計值是指荷載標準值與荷載分項系數(shù)的乘積。6 結(jié)構(gòu)抗力是指什么？包括哪些因素？答：結(jié)構(gòu)抗力是指整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所能承受內(nèi)力和變形的能力。包括的因素的有：材料的強度、構(gòu)件的幾何特性。7 .什么是材料強度標準值、材料強度設計值？如何確定的？答：材料強度標準值按不小于 95%勺保證率來確定其標準值。即:=Pcu,kcu 1.645二cu.頁腳s取1.11.2，混凝土材料強度的分項系數(shù)c為1.4。材料強度標準值除以材料分項系數(shù)，即為材料強度設計值。鋼筋材料強度的分項系數(shù)8.

9、什么是失效概率？什么是可靠指標？它們之間的關(guān)系如何？答：結(jié)構(gòu)能完成預定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)可靠概率Ps，不能完成預定功能的概率稱為失效概率由于Pf計算麻煩，通常采用與 Pf相對應的3值來計算失效概率的大小，3稱為結(jié)構(gòu)的可靠指標。Pf與3有對應的關(guān)系，查表可得：3大，Pf就小。9 .什么是結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性破壞？什么是脆性破壞？在可靠指標上是如何體現(xiàn)它們的不同？答：結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞前有預兆，可及時采取彌補措施的稱為延性破壞；結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞是突然性的，難以補救的稱為脆性破壞。 延性破壞的目標可靠指標可定得低些，脆性破壞的目標可靠指標定得高些。第三章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算1.在外荷載作用下，受彎構(gòu)

10、件任一截面上存在哪些內(nèi)力？受彎構(gòu)件有哪兩種可能的破壞？破壞時主裂縫的方向如何？答：在外荷載作用下，受彎構(gòu)件的截面產(chǎn)生彎矩和剪力。受彎構(gòu)件的破壞有兩種可能：一是可能沿正截面破壞，即沿彎矩最大截面的受拉區(qū)出現(xiàn)正裂縫圖3 1(a);二是可能沿斜截面破壞，即沿剪力最大或彎矩和剪力都比較大的截面出現(xiàn)斜裂縫圖3 1(b)。圖3-1受彎構(gòu)件兩種可能的破壞(a)沿正截面破壞；(b)沿斜截面破壞2 適筋梁從加載到破壞經(jīng)歷哪幾個階段？各階段的主要特征是什么？每個階段是哪個極限狀態(tài)的計算依據(jù)？答：適筋梁的破壞經(jīng)歷三個階段：第I階段為截面開裂前階段，這一階段末I 狀態(tài)作為抗裂驗算的依據(jù)；第n階段為從截面開裂到受拉區(qū)縱

11、筋開始屈服na,受拉邊緣混凝土達到其抗拉極限應變時，相應的應力達到其抗拉強度ft，對應的截面應力a的階段，也就是梁的正常使用階段，其對應的應力狀態(tài)作為變形和裂縫寬度驗算的依據(jù)；第川階段為破壞階段，這一階段末川a,受壓區(qū)邊緣混凝土達到其極限壓應變3 .什么是配筋率？配筋量對梁的正截面承載力有何影響？答：配筋率是指縱向受力鋼筋截面面積與截面有效面積的百分比，即；cu，對應的截面應力狀態(tài)作為受彎構(gòu)件正截面承載力計算的依據(jù)。.? _ Asbho式中b 梁的截面寬度;h0 梁截面的有效高度，取受力鋼筋截面重心至受壓邊緣的距離;A縱向受力鋼筋截面面積；a梁的截面配筋率。P當材料強度及截面形式選定以后，根據(jù)

12、的大小，梁正截面的破壞形式可以分為下面三種類型：適筋破壞、超筋破壞和少筋破壞。4 適筋梁、超筋梁和少筋梁的破壞特征有何區(qū)別？答：當梁的配筋率比較適中時發(fā)生適筋破壞。如前所述，這種破壞的特點是受拉區(qū)縱向受鋼筋首先屈服，然后受壓區(qū)混凝土被壓碎。梁完全破壞之前，受拉區(qū)縱向受力鋼筋 要經(jīng)歷較大的塑性變形，沿梁跨產(chǎn)生較多的垂直裂縫，裂縫不斷開展和延伸，撓度也不斷增大，所以能給人以明顯的破壞預兆。破壞呈延性性質(zhì)。破壞時鋼筋和混凝土的強 度都得到了充分利用。發(fā)生適筋破壞的梁稱為適筋梁。當梁的配筋率太大時發(fā)生超筋破壞。其特點是破壞時受壓區(qū)混凝土被壓碎而受拉區(qū)縱向受力鋼筋沒有達到屈服。粱破壞時由于縱向受拉鋼筋尚

13、處于彈性階段，所以梁受拉區(qū)裂縫寬度小，形不成主裂縫，破壞沒有明顯預兆，呈脆性性質(zhì)。破壞時混凝土的強度得到了充分利用而鋼筋的強度沒有得到充分利用。發(fā)生超筋破壞的梁稱為超筋梁。當梁的配筋率太小時發(fā)生少筋破壞。其特點是一裂即壞。梁受拉區(qū)混凝土一開裂，裂縫截面原來由混凝土承擔的拉力轉(zhuǎn)由鋼筋承擔。因梁的配筋率太小，故鋼筋應力立即達 到屈服強度，有時可迅速經(jīng)歷整個流幅而進入強化階段，有時鋼筋甚至可能被拉斷。裂縫往往只有一條，裂縫寬度很大且沿梁高延伸較高。破壞時鋼筋和混凝土的強度雖然 得到了充分利用，但破壞前無明顯預兆，呈脆性性質(zhì)。發(fā)生少筋破壞的梁稱為少筋梁。由于超筋受彎構(gòu)件和少筋受彎構(gòu)件的破壞均呈脆性性質(zhì)

14、，破壞前無明顯預兆，一旦發(fā)生破壞將產(chǎn)生嚴重后果。因此，在實際工程中不允許設計成超筋構(gòu)件和少筋構(gòu)件，只允 許設計成適筋構(gòu)件，具體設計時是通過限制相對受壓區(qū)高度和最小配筋率的措施來避免。5 什么是最小配筋率，最小配筋率是根據(jù)什么原則確定的？答：為了防止將構(gòu)件設計成少筋構(gòu)件，要求構(gòu)件的配筋面積As。不得小于按最小配筋率所確定的鋼筋面積As,min。即要求:As - As,min規(guī)范規(guī)定，受彎構(gòu)件受拉鋼筋的最小配筋率 小配筋率要求的計算如圖 3 2。min。按構(gòu)件全截面面積扣除位于受壓邊的翼緣面積后的截面面積計算。對于常用的矩形截面、T形截面和I形截面，其最規(guī)范規(guī)定：對受彎構(gòu)件，F(xiàn)in取0.2 %和0

15、.45ft /fy中的較大值。P最小配筋率'min的數(shù)值是根據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的破壞彎矩等于同樣截面的素混凝土受彎構(gòu)件的破壞彎矩確定的。7 單筋矩形截面梁正截面承載力的計算應力圖形如何確定？受壓區(qū)混凝土等效應力圖形的等效原則是什么？答：單筋矩形截面梁正截面承載力的計算應力圖形以川a應力狀態(tài)為依據(jù)，基本假定確定。受壓區(qū)混凝土等效應力圖形的等效原則是：等效后受壓區(qū)合力大小相等、合力作用點位置不變。t t10.在什么情況下可采用雙筋截面？其計算應力圖形如何確定？其基本計算公式與單筋截面有和不同？在雙筋截面中受壓鋼筋起什么作用？其適應條件除了滿足一 b之外為什么還要滿足X - 2Q ？答：(

16、1)雙筋截面主要應用于下面幾種情況：截面承受的彎矩設計值很大，超過了單筋矩形截面適筋梁所能承擔的最大彎矩，而構(gòu)件的截面尺寸及混凝土強度等級大都受到限制而不能增大和提高；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受某種交變作用，使構(gòu)件同一截面上的彎矩可能變號；因某種原因在構(gòu)件截面的受壓區(qū)已經(jīng)布置了一定數(shù)量的受力鋼筋。(2)其計算應力圖形與單筋截面相比，只是在受壓區(qū)多了受壓鋼筋項。(3 )雙筋矩形截面基本計算公式：合力公式fyASifcbX fyASxM 蘭Mu=Gifcbx(ho) + fyAs(hoas)力矩公式2與單筋截面相比，右邊均多了受壓鋼筋項。(4) 在雙筋截面中受壓區(qū)鋼筋起協(xié)助受壓的作用。(5) 對于雙筋矩形截面

17、中，只要能滿足x2Q的條件，構(gòu)件破壞時受壓鋼筋一般均能達到其抗壓強度設計值fy。13 在進行T型截面的截面設計和承載力校核時，如何分別判別T型截面的類型？其判別式是依據(jù)什么原理確定的？答：（1）在進行截面設計時，M _cbf hf （ho）當2 ，為第一類T型截面；M hf （h。一 f）當2 ，為第二類T型截面。在進行承載力校核時，當fyAS - Ycbf *為第一類T型截面；當fyAS；1fcbf hf為第二類T型截面。其依據(jù)是：當中和軸在翼緣內(nèi)，即 X _ hf，為第一類T型截面；當中和軸在梁助內(nèi)，即 X hf，為第一類T型截面。 而當x二hf時，則為分界情況。由平衡條件得：'

18、X = 0 jfcbf n二fyAS ；hf"' M = O Ml =討山 hf （h。- f）由此推出上面的各判別公式。習題3 3、一鋼筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸為b=250mm h=500mm混凝土強度等級 C20,鋼筋為HRB335彎矩設計值 M=120kN.m環(huán)境類別為一類。試計算受拉鋼筋截面的面積As。2 2解.對于 C20- fc=9.6N/mmft=1.1N/mm=1.0由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁: c = 30mm =40mm對 HRB335 fy 一300"/mm f =0.55貝y. h0 二 h-as =500 -40 = 460 mm

19、向As取矩求x:2*120*10 6 詁1*9.6*250*460 2)= 0.274 ： b =0.55滿足要求。x = * hb =0.274*460 = 126mm由合力公式求As：As冷 fcbx1*9.6*250*1263002=1008mmft1.12ASmin = max(0.002,0.45*-)* bh = max(0.002,0.45*)*250*500 = 250mm : Asfy300按計算配筋:查附表1.18可知，應選用4_182實配鋼筋面積為 As =1017mm34、有一混凝土簡支梁，計算跨度l0 =5.7m，承受均布荷載，其中永久荷載標準值為10kN/m （不包

20、括梁自重）。可變荷載標準值為9.5kN/m，采用C30混凝土,3鋼筋，環(huán)境類別為二（a）類。試確定梁的截面尺寸和縱向受拉鋼筋面積。（鋼筋混凝容重為25kN / m，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取解：對 C30: fc=14.3kN/mmfy =300N/mm2ft =1.43N /mm2冷=1.0HRB3351.0 )。b 二 0.55對 HRB335l05700h -475mm1212取 h = 500mmhb 二一二 250mm2由于環(huán)境類別為二(a)類，對C30梁：c = 30mm,考慮一排鋼筋，a40mmh0 二 h - as 二 500 - 40 二 460mmq0 二bh 丫 -0.25*0.5

21、*25-3.125kN /mq總=1.2q。1.4q可變 1.2q永久-1.2*3.125 1.4*9.51.2*10 -29.05kN / m1 2 1 2Mmaxq總l0*29.05*5.7=115.14kN *m8 8由向As取矩求x:=1_(1_2*115.14*10 61.0*14.3*250*4601/ =0.17 ： b =0.55滿足要求。x = h0 =78.2mm由合力公式求As：As冷 fcbx1.0*14.3*250*78.23002=931.9mmAsmin= max(0.002,0.45 -)bh = 268mm fy2查附表1.18可知，選用3丄20,實配鋼筋面積

22、為 As=942mm35、已知矩形梁的截面尺寸b=200mm h=450mm受拉鋼筋為3丄20，混凝土強度等級為力是否足夠？2解：對 C20：仁 76N/mm ：1九°對 HRB335 fy =300N /mmf =°.55由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c=30mm丄20as =3040mm則：2C20,承受的彎矩設計值M=70kN.m環(huán)境類別為一類，試計算此截面的正截面承載h0 = h -as 二 450 -40 = 410mm2查表可知As=942mm（1）由合力公式：巴fyAS：1仙 滿足要求。300*9421.0*9.6*200*410= 0.359 ： b =

23、0.55(2 )向As取矩：Mufcbh02 (1 -0.5 ) =1.0*9.6*200*4102 *0.359*(1 -0.5*0.359)=95.1*10 6N *mm =95.1kN m 70kN m = M正截面承載力足夠。解: C20: fc=9.6 N/ mrn：1 二 1.0HRB335 fy 二:300 N/ mrnfy =300N/mm2耳=0.55As : 2丄18,A 二509mrn由于環(huán)境類別為類，對C20 梁:18as =30 + =39mmc=30mm238、某鋼筋混凝土簡支梁截面尺寸 b h= 250mm 500mm，跨中最大彎矩設計值 受壓鋼筋。環(huán)境類別為一類

24、。求截面所需配置的受拉鋼筋面積As。受拉鋼筋按一排考慮：as =40mmM =210kN m，混凝土強度等級C20，采用HRB335鋼筋配筋。受壓區(qū)已配好2_18h0 = h - as = 500 - 40 二 460mm（1 ）由雙筋向A取矩公式求x :=M -Asfy（h。-as）2210 106 -509 300（460 -39）Vfcbh0V仆 9.6漢250漢4602= 0.3472 ： b =0.55滿足要求。x = h0 =0.3472460 = 160mm：1fcbx Asfy1 9.6 250 160509 3003002=1789mm(2)因為耳二2 39 =78訶：乂：血

25、，故由雙筋合力公式求as :受拉鋼筋選用4_25, A5二1964mm3 10、某鋼筋混凝土梁截面尺寸 b 250mm 500mm，承受彎矩設計值 M二175kN m,混凝土強度等級C20，采用HRB335鋼筋，受壓區(qū)已配好 補25的受壓鋼筋。環(huán)境類別為類。求截面所需的受拉鋼筋面積。解: C20: fc=9.6 N/ mrn1.0HRB335 fy 二：300 N/ mmfy = 300 N / mmb =0.55由于環(huán)境類別為-類，對 C20梁:c = 30mm，25as =3042.5mm2As 二 982mm2受拉鋼筋按一排考慮：as =4°mmh0 = h - as = 50

26、0 - 40 = 460mm(1)由雙筋向As取矩公式求x :十 一)=1Y%帥0175 106 -982 300(460 -42.5)21 9.6 250 4602= 0.1083 ： b =0.55滿足要求。x 二 h0 =0.1083 460 = 49.8mm因為X ：2as =242.5 =85mm，故由下列兩種計算As選小:取X=2as =85mm，由向AS取矩求As :As2 1397mm fy(hb -as)300(460-42.5)175 106按單筋計算As=12：1fMbh26175 10=1-、1-2 八 2 = 0.4425 ： b = 0.55V 1 x 9.6 漢

27、250 匯 460滿足要求。-1628.4mm_«1 fchb1 x 9.6 況 250 匯 0.4425況 460300As =選兩種計算的As較小者，即選1397mm2受拉鋼筋選用3_25, As二1473mm4丄20，受壓鋼筋為2_18。承受3 11、某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，截面尺寸b h= 250mm 500mm，混凝土強度等級C20，采用HRB335鋼筋配筋。受拉鋼筋為彎矩設計值M = 200kN m,環(huán)境類別為一類，求驗算梁的正截面承載力是否足夠。解：asas=34mmh0 二 has 二 50035 二 465mmA = 1256mm A ' = 509mm

28、 fy 二 fy '二 300N/ mrmfc = 14.3N / mm= 1.0= 0.55x 二譏乓一fy'As ' ： fcb = 62.7mm ： bh0 = 256mm但 x : 2as ' = 2 34 = 68mm則 M 二 fyA, h - as '二 300 1256 465 - 34 二 162.4kN m ： M 所以正截面承載力不夠。C30,采用HRB335鋼筋配筋。受拉鋼筋為4_25,受壓鋼筋為2丄16，環(huán)境解:2516as-30=42.5mmas '=3038mms2s2h0=h - as-500 - 42.5 = 4

29、57.5mmA=1964mmA '二 402mmfy = fy '-300N/fc=14.3N / mm= 10b =0.553 12、某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，截面尺寸b h=250mm 500mm，混凝土強度等級類別為二（a）類，試計算該梁所能承擔的極限彎矩皿。x =兀代 - fy 'A s ' 1 ：打fcb 二 131mm ： bh0 二 252mm2 mmx 2as ' = 2 38 二 76mmMl 二 fyAs h _ as)+ afcbx h。二 300 402457.5 - 381.014.3 250 131，457.5 1312-2

30、34.2kN mM = 500kN m,環(huán)境3 14、某T形截面梁，bf ' = 650mm,b = 250mm,hf '二100mm,h = 700mmo混凝土強度等級C20,采用HRB335鋼筋配筋。承受彎矩設計值 類別為一類。求受拉鋼筋所需截面面積。.頁腳解:C20 :c =9.6 N / mrm% =1.0HRB335二 300 N/ mrn考慮布置兩排:as = 65mm,h0- as = 700 - 65 = 635mm：-1fcbf 'hh0-1.09.6650 100 635 -100365.04kN m ： M = 500kN mhf '2屬第

31、二類T形截面(1-1-2 M - otj111-cX = h0(bf '- b)hf ' h。=218.2mm ： bh0 = 0.55635 二 349.25mm冷fcbx 亠門仁 bf '-b hf ' fy 二 3025.6mm22受拉鋼筋選用8_22, A = 3041mma）類，試3 16、某T形截面梁，bf '二600mm,b = 300mm,hf '二120mm,h = 700mmo混凝土強度等級C70,配有6_25HRB335縱向受拉鋼筋。環(huán)境類別為二（計算該梁所能承擔的極限彎矩 Mj o解：C70,f c = 31.8,= 0.

32、96 b 二 0.512HRB335 fy =300 N/ mrh252A 二 2945mmas = 302567.5mms 2 h0 = h - as = 700 - 67.5 = 632.5mmfyAs = 300 2945 = 883500N ： ： fcbf 'h f ' = 2198016N=fyA ：1fcbf 'h 0 = 88350011585376 二 0.0763 ： b 二 0.512:s =1 - 0.5= 0.0734M二:sbf 'h 2 ：-1fc 二 538kN m即該梁所能承受的極限彎矩為 538kN mo第四章鋼筋混凝土受彎構(gòu)

33、件斜截面承載力計算1 無腹筋簡支梁出現(xiàn)斜裂縫后，為什么說梁的受力狀態(tài)發(fā)生了質(zhì)變？答：斜裂縫出現(xiàn)前，混凝土可視為勻質(zhì)彈性材料梁，剪彎段的應力可用材料力學方法分析，斜裂縫的出現(xiàn)將引起截面應力重新分布，材料力學方法將不再適用。2 .無腹筋和有腹筋簡支梁沿斜截面破壞的主要形態(tài)有哪幾種？它的破壞特征是怎樣的？答：隨著梁的剪跨比和配箍率的變化，梁沿斜截面可發(fā)生斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞等主要破壞形態(tài)，這幾種破壞都是脆性破壞。3 影響有腹筋梁斜截面承載力的主要因素有哪些？答：影響斜截面承載力的主要因素有剪跨比、混凝土強度等級、配箍率及箍筋強度、縱筋配筋率等。6 在斜截面受剪承載力計算時，梁上哪些位置應分別

34、進行計算？答：控制梁斜截面受剪承載力的應該是那些剪力設計值較大而受剪承載力又較小或截面抗力有改變處的斜截面。設計中一般取下列斜截面作為梁受剪承載力的計算截面(1)支座邊緣處的截面圖4 1(a)截面1 1; 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點截面圖4 1(a)截面22、33;(3)箍筋截面面積或間距改變處的截面圖4 一 1(b); 腹板寬度改變處截面圖4 1(c) o計算截面處的剪力設計值按下述方法采用：計算支座邊緣處的截面時，取該處的剪力值；計算箍筋數(shù)量改變處的截面時，取箍筋數(shù)量開始改變處的剪力值；計算第 支座算起)彎起鋼筋時，取支座邊緣處的剪力值，計算以后每一排彎起鋼筋時，取前一排彎起鋼筋彎起點處的剪力值

35、。 E1-1 II-IE.頁腳圖4-1斜截面受剪承載力的計算截面4 1、已知承受均布荷載的矩形截面梁截面尺寸b 疋 h = 250mm 600mJas40mm，采用C20混凝土，箍筋為HPB235級鋼筋。若已知剪力設計值V = 150kN,環(huán)境類別為一類。試求：采用6雙肢箍的箍筋間距 S?解: C20ft = 1.1N / mm h0 = h - as = 600 - 40 二 560mmHPB2352fyv 二 210N/ mm由434得:AsvbS0.00114250 200,min=0.24 11 = 0.00126210S 乞人v 1.25 fyvh。V-0.7ftbh° =

36、 207.1mm取 S = 200mm配箍率不滿足要求，取 S = 180mm相應配箍率為空 57両一 250 180=0.00127-?sv,mln二 0.00126所以配箍率滿足要求，最后選用雙肢箍筋6 180HPB235級鋼筋；由集中荷載產(chǎn)生的支座邊剪力設43、某T形截面簡支梁尺寸如下：b x h=200mnX 500mm取as=35mm）, b' f=400mm h' f=100mm采用C25混凝土，箍筋為計值V=120kN（包括自重），剪跨比 入=3。環(huán)境類別為一類。試選擇該梁箍筋？解：HPB235: fyvhwh0- hf210C25: fc =11.9.債 365

37、w - 2000.25 Jcb% 所以截面尺寸滿足要求1.751.825: 4-0.251.011.9二 1.27200-35465100 二 365mm276675N120000N1 75ftbh0 =:1.271.031.0應按計算配置腹筋，采用只配箍筋的方案Av120000 - 51673=0.7S20046551673N :：: 120000N選用雙肢箍筋AS sv210 4658迎二 144mm0.70.7取 S = 140mm101=一=0.0036sv b S 200 140sv, min二 0.24二 0.00145210配箍率滿足要求，即選用雙肢箍筋8140 。46、已知某鋼

38、筋混凝土矩形截面簡支梁，計算跨度和HPB235級l。6000mm凈跨1 n = 5740mm 截面尺寸 b h 二 250mm 550mm 采用 C30昆凝土,HRB335級縱向鋼筋箍筋。若以已知梁的縱向受力鋼筋為雙肢箍和 8砂00雙肢箍時。梁所能承受的荷載設計值解：4_22,環(huán)境類別為一類。試求：當采用g q分別是多少?6 130C30：2=14.3N / mm2=1.43N / mm：1 二 1.0b = 0.55HRB3352y - 300 N/ mmHPB235yv210N/ mm22=36mm .2 h正截面承載力：x = fyA, jfcb = 300 1520 1.0as 二 2

39、5二 h - as 二 550 - 36 = 514mm14.3250 i； = 127.6mm ：: bh 0.55514 = 282.7mmMcbx h°X " - 205.37kN m2=8Mu斜截面承載力：二 45.64雙肢6 130:57250 1301 43o.。0175 U o.24 而-0.00163二 0.7fh057二 0.71.43250 5141.25210514 二 187788N130.頁腳2V2 18778875.740-v101250 200 = °.00202.min1 43=0.240.00163210=0.7ftbh01.25

40、fyvAc hS二 0.71.43250 5141.25210凹200514 二 196766N2V-2 19676'所以：雙肢5.740 二 68606 130. g q 二 min gq正, gq斜二45.64雙肢帕 200 : g + q = min (g + q正，g + q45.64 k%均由正截面承載力決定。.頁腳第五章鋼筋混凝土受壓構(gòu)件承載力計算1 混凝土的抗壓性能好，為什么在軸心受壓柱中，還要配置一定數(shù)量的鋼筋？軸心受壓構(gòu)件中的鋼筋，對軸心受壓構(gòu)件起什么作用？答：軸心受壓構(gòu)件，縱筋沿截面四周對稱布置。縱筋的作用是：與混凝土一塊共同參與承擔外部壓力，以減少構(gòu)件的截面尺寸；

41、承受可能產(chǎn)生的較小彎矩；防止構(gòu)件突然脆性破壞，以增強構(gòu)件的延性；以及減少混凝土的徐變變形。箍筋的作用是：與縱筋組成骨架，防止縱筋受力后屈曲，向外凸出。當采用螺旋箍筋時(或焊接環(huán)式)還能有效約束核心內(nèi)的混凝土橫向變形，明顯提高構(gòu)件的承載力和延性。2 軸心受壓短柱的破壞與長柱有何區(qū)別？其原因是什么？影響 的主要因素有哪些？答：對于軸心受壓短柱，不論受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時是否屈服，構(gòu)件最終承載力都是由混凝土被壓碎來控制的。臨近破壞時，短柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫。箍筋間的縱向 鋼筋發(fā)生壓曲外鼓，呈燈籠狀圖5 1(a)，以混凝土壓碎而告破壞。對于軸心受壓長柱，破壞時受壓一側(cè)產(chǎn)生縱向裂縫，箍筋之間的縱向鋼筋

42、向外凸出，構(gòu)件高度中部混凝土被壓碎。另一側(cè)混凝土則被拉裂，在構(gòu)件高度中部產(chǎn)生一水平裂縫圖 5 1 (b)。（a）軸心受壓短柱（b）軸心受壓長柱圖5-1軸心受壓柱的破壞形態(tài)原因是由于各種因素造成的初始偏心的影響，使構(gòu)件產(chǎn)生側(cè)向撓度，因而在構(gòu)件的各個截面上將產(chǎn)生附加彎矩M=Ny此彎矩對短柱影響不大，而對細長柱，附加彎矩產(chǎn)生的側(cè)向撓度，將加大原來的初始偏心矩，隨著荷載的增加，側(cè)向撓度和附加彎矩將不斷增大，這樣相互影響的結(jié)果，使長柱在軸力和彎矩共同作用下發(fā)生破壞。l0影響,的主要因素是構(gòu)件的長細比i為柱的計算長度,i為截面最小回轉(zhuǎn)半徑.3配置螺旋箍筋的柱承載力提高的原因是什么？答：由于螺旋箍筋箍住了核

43、心混凝土，相當于套箍作用，阻止了核心混凝土的橫向變形，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從材料強度理論可知，因而提高了柱的受壓承載 力。4偏心受壓短柱和長柱有何本質(zhì)區(qū)別？偏心距增大系數(shù)的物理意義是什么？答：實際工程中，必須避免失穩(wěn)破壞。因為其破壞具有突然性，且材料強度尚未充分發(fā)揮。對于短柱，則可忽略縱向彎曲的影響。因此，需考慮縱向彎曲影響的是中長柱。 這種構(gòu)件的破壞雖仍屬于材料破壞，但其承載力卻有不同程度的降低。規(guī)范采用把偏心距值乘以一個大于1的偏心距增大系數(shù)來考慮縱向彎曲的影響。稱為偏心受壓構(gòu)件考慮縱向彎曲影響，軸力偏心矩增大系數(shù)，它是總彎矩M = N（e。 f）和初始彎矩M。= Nq之比。6

44、附加偏心距ea是什么？其值為多少？答：在實際結(jié)構(gòu)中，由于混凝土質(zhì)量不均勻，配筋的不對稱，施工和安裝時誤差等原因，均存在著或多或少的初始偏心。其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的較大值。習題5 1已知正方形截面軸心受壓柱計算長度1。=10. 5 m,承受軸向力設計值 N=1 450 kN，采用混凝土強度等級為C30.鋼筋為HRB335級，試確定截面尺寸和縱向鋼筋截面面積。2解：對 C30: f14-3N/ mm2對 HRB335 fy假設? = 0.015,：二 300N/ mm=1由 N E0.9 ：(fcA ，Afy)則:N0.9 (JMy )1450 * 1030.9 * 1.0

45、 * (14.30.015 * 300)二 85698mm30.頁腳b _二，85698 = 293mm選截面尺寸為400mm 400mml01咚0=26.25400查表可知：二0.57As 二0.9fcA耗3 * 400 4003002二 1795mm4,min二 0.006A 二 0.006 * 155213 二 931mm ： 4 二 1795mrri2選用 8_18,實配 A5 二 2036mmo54、某偏心受拉柱，計算高度10 =6m, b h = 400mm 600mm, a as =40mm,承受設計軸向壓力N = 800kN ,設計彎矩M =600kNm,已知A = 1650m

46、m ,混凝土強度等級為C30,鋼筋為HRB335級鋼,求As。解：對C30:2fc =14.3N / mm:-1 =1.0對 HRB335 fy = fy = 300N / mm. =0.55h0 二 h - as 二 560mm（1 ）判別大小偏心？600ea = max(,20) = 20mmM 600e00.75m = 750mmN 800ei = q ea 二 750 20 二 770mmI0h6000600=10 ：15則取2 =1.0產(chǎn)0.5 fcAj =0.5*14.3*400*6003800*10= 2.145取 1 =1.01400 無2 1 2 Wh°則：e(2)

47、大偏心受壓設計：m h600e= eas =81040=1070mm22已知A求AS，先由向AS取矩公式求x：x h1(12(NfyAs(has)lXh01 _(12)= 1.052*770 =810mm O.3h0 = 168mm屬于大偏心受壓=5601 _(1：1fcbh。2312*(800*10*1070 -300*1650*(560-40)x212)2= 237.05mm1.0*14.3*400*5602.頁腳2as =80mm ： 237.05mm ： bh 0 = 0.55*560 = 308mm由合力公式求務 fcbx + fy As" _ N As =1.0*14.3

48、*400*237.05300*1650 -800*10 3300=3503.1mm2 dnbh =0.002*400*600=480mm22 成過急選用6_28(As =3695mm )民總二 As 乓=1650 3695 二 5345mm2(3)垂直彎矩作用平面的驗算：I。6000“15b 4000.92則：0.92 -0.872= 0.895Nu =0.94(" fy 民總)二 0.9*0.895* (14.3*400*600300*5345)=4056.1kNN -800kN2即選用As = 3695mm的6_28鋼筋是合適的。N = 250kN，設計彎矩M = 130kNm，

49、混凝土強度等級為57、某對稱配筋偏心受壓柱，b h = 300mm 400mm, l 3m , Q = as = 40mm,承受設計軸向壓力FC30,鋼筋用HRB335級鋼筋，求AsUAs）。解：對C30:2fc =14.3N / mm :-1= 1.02對 HRB335 fy = fy =300N/mmh0 = h - as = 400 -40 = 360mm(1 )判別大小偏心？3M 130*10 “a e0520mmN 250ei = e0 ' ea = 520 20 二 540mmI。3000-7.5 <15h 4000.5fcA1 -=1b =0.55400ea = m

50、ax(,20) = 20mm0則取2 =1.0 0.5*14.3*300*4003250*10= 3.432 >1.0已 _1 0則取1 _ 1.01400 川 一027hoe =1.027*540 = 554.58mm0.3h0 = 108mm250*103N250 10Gx58.28mm ： bh0 =0.55*360 = 198mm：1fcb 1.0*14.3*300屬于大偏心受壓。(2) 大偏心受壓對稱配筋設計：N(SAs =AsJfy(g as)3250*10 '(554.58 -200 40)-300*(360 -40)2 2=1027.6mm 0.002b 0.00

51、2*300*400 = 240mm2選用 3_22(As = As =1140mm )As總二 As As =1140 1140 = 2280mm2總、(3) 垂直彎矩作用平面的驗算： 3000=10b 300則：'".98Nu =0.9(fcA fAs總)0.9*0.98*(14.3*300*400300*2280)-2116.8kN250kN* 2即選用As=As =1140mm的3_22鋼筋是合適的。第六章鋼筋混凝土受拉鋼筋承載力計算1 如何判別鋼筋混凝土受拉構(gòu)件的大、小偏心？它們的破壞特征各有什么不同？as，稱為小偏心受拉；另一種是偏心拉力作0.2N 項。鋼筋為 HR

52、B335級，as=a's=35mm,試計算截w h答：鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件，根據(jù)偏心拉力作用位置的不同，可分為兩種：一種是偏心拉力作用在A5和As之間，即2hA A,as用在A和As之外，即2，稱為大偏心受拉。小偏心受拉構(gòu)件的破壞特征與軸心受拉構(gòu)件相似，破壞時拉力全部由鋼筋承擔。大偏心受拉構(gòu)件的破壞特征與受彎構(gòu)件相似。按受拉鋼筋配筋率：的多少，也將出現(xiàn)少筋、適筋、超筋三種破壞狀態(tài)。5. 軸心拉力N對有橫向集中力作用的偏拉 (或拉彎)構(gòu)件斜截面抗剪承載力有何影響？主要體現(xiàn)在何處？答：由于軸心拉力 N的存在削弱了偏心受拉構(gòu)件斜截面的抗剪承載力，故在偏拉(或拉彎)構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算式中有減去6 1、某懸臂桁架上弦截面為矩形b x h=200mnX 300mm軸向拉力設計值 N=225kN,彎矩設計值 M=22.5kN m,混凝土