混凝土課后答案

1、 第2章 混凝土結構材料的物理力學性能2.1 我國用于鋼筋混凝土結構和預應力混凝土結構中的鋼筋或鋼絲有哪些種類？有明顯屈服點鋼筋和沒有明顯屈服點鋼筋的應力應變關系有什么不同？為什么將屈服強度作為強度設計指標？提示：我國混凝土結構用鋼筋可分為熱軋鋼筋、冷加工鋼筋、熱處理鋼筋與高強鋼絲和鋼絞線等。有明顯屈服點鋼筋的應力應變曲線有明顯的屈服臺階，延伸率大，塑性好，破壞前有明顯預兆；沒有明顯屈服點鋼筋的應力應變曲線無屈服臺階，延伸率小，塑性差，破壞前無明顯預兆。2.2 鋼筋的力學性能指標有哪些？混凝土結構對鋼筋性能有哪些基本要求？提示：鋼筋的力學性能指標有強度和變形。對有明顯屈服點鋼筋，以屈服強度作為

2、鋼筋設計強度的取值依據。對無屈服點鋼筋，通常取其條件屈服強度作為設計強度的依據。鋼筋除了要有足夠的強度外，還應具有一定的塑性變形能力，反映鋼筋塑性性能的一個指標是伸長率。鋼筋的冷彎性能是檢驗鋼筋韌性、部質量和加工可適性的有效方法?；炷两Y構對鋼筋性能的要求：強度高：強度越高 ，用量越少；用高強鋼筋作預應力鋼筋，預應力效果比低強鋼筋好。塑性好：鋼筋塑性性能好，破壞前構件就有明顯的預兆?？珊感院茫阂笤谝欢ǖ墓に嚄l件下，鋼筋焊接后不產生裂紋與過大的變形，保證焊接后的接頭性能良好。為了保證鋼筋與混凝土共同工作，要求鋼筋與混凝土之間必須有足夠的粘結力。2.3 混凝土的立方體抗壓強度是如何確定的？與試件

3、尺寸、試驗方法和養(yǎng)護條件有什么關系？提示：我國規(guī)采用立方體抗壓強度作為評定混凝土強度等級的標準，規(guī)定按標準方法制作、養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，在28d或規(guī)定期齡用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度值（以N/mm2計）作為混凝土的強度等級。試件尺寸：考慮尺寸效應影響，試件截面尺寸越小，承壓面對其約束越強，測得的承載力越高，因此，采用邊長為200mm的立方體試件的換算系數為1.05，采用邊長為100mm的立方體試件的換算系數為0.95。試驗方法：在一般情況下，試件受壓時上下表面與試驗機承壓板之間將產生阻止試件向外橫向變形的摩擦阻力，在“套箍作用”影響下測得的試件抗壓強度有所提高

4、。如果在試件的上下表面涂潤滑劑，可以減小“套箍作用的影響”。我國規(guī)定的標準試驗方法是不涂潤滑劑的。養(yǎng)護條件：混凝土立方體抗壓強度在潮濕環(huán)境中增長較快，而在干燥環(huán)境中增長較慢，甚至還有所下降。我國規(guī)規(guī)定的標準養(yǎng)護條件為溫度（20±3）、相對濕度在90%以上的潮濕空氣環(huán)境。2.4 我國規(guī)是如何確定混凝土的強度等級的？提示：混凝土結構設計規(guī)（GB500102010）規(guī)定的混凝土等級有14級，分別為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80。符號“C”代表混凝土，后面的數字表示混凝土的立方體抗壓強度的標準值（以N/mm2計）

5、。如C60表示混凝土立方體抗壓強度標準值為60N/mm2。2.5 混凝土在復合應力狀態(tài)下的強度有哪些特點？提示：1、雙向應力狀態(tài)第一象限：雙向受拉，雙向受拉強度均接近于單向抗拉強度；第三象限：雙向受壓，最大強度發(fā)生在兩個應力比為0.40.7時，比單向抗壓強度提高約30，而在兩向壓應力相等的情況下強度增加為15%20%。第二、四象限：一向受壓，一向受拉，混凝土的強度均低于單向受力（壓或拉）的強度。2、剪壓或剪拉復合應力狀態(tài)由于剪應力的存在，砼的抗拉強度、抗壓強度均低于相應的單軸強度。3、 三向受壓混凝土三向受壓時，一項抗壓強度隨另兩向壓應力的增加而增大，并且混凝土受壓的極限變形也大大增加。三向受

6、壓試驗一般采用圓柱體在等側壓（側向壓應力為）條件進行。由于側向壓力的約束，軸心抗壓強度又較大程度的增長。試驗經驗公式為：式中： 在等側向壓應力作用下圓柱體抗壓強度； 無側向壓應力時混凝土圓柱體抗壓強度； 側向壓應力系數，根據試驗結果取=4.57.0，平均值為5.6，當側向壓應力 較低時得到的系數值較高。2.6 混凝土在一次短期加荷時的應力應變關系有什么特點？提示：典型混凝土棱柱體在一次短期加荷下的應力應變全曲線可以分為上升段和下降段兩部分。上升段（0C）：可以分為三個階段。第一階段0A為準彈性階段，從開始加載到A點，應力應變關系接近于直線，A點稱為比例極限；第二階段AB隨荷載的增大壓應力逐漸提

7、高，混凝土表現出明顯的非彈性性質，應力應變曲線逐漸彎曲，B為臨界點，B點應力可以作為混凝土長期受壓強度的依據；第三階段BC為裂縫不穩(wěn)定擴展階段，隨著荷載的進一步增加，曲線明顯彎曲，直至峰值C點，峰值C點的應力即為混凝土的軸心抗壓強度，相應的應變稱為峰值應變。下降段（CF）:下降段曲線開始為凸曲線，隨后變?yōu)榘记€，D點為拐點；超過D點后曲線下降加快，至E點曲率最大，E點稱為收斂點；超過E點后，試件的貫通主裂縫已經很寬，已失去結構意義。2.7 混凝土的變形模量有幾種表示方法？混凝土的彈性模量是如何確定的？提示：與彈性材料不同，混凝土的應力應變關系是一條曲線，在不同的應力階段，應力與應變之比的變形模

8、量不是常數，而是隨著混凝土的應力變化而變化，混凝土的變形模量有三種表示方法：混凝土的彈性模量（原點模量）：在混凝土應力應變曲線的原點作切線，該切線的斜率即為原點模量，稱為彈性模量，用表示：混凝土的切線模量：在混凝土應力應變曲線上某一應力值為處作切線，該切線的斜率即為相應于應力時混凝土的切線模量，用表示：混凝土的變形模量（割線模量）：連接原點O至曲線上應力為處作的割線，割線的斜率稱為混凝土在處得割線模量或變形模量，用表示：2.8 什么是混凝土的疲勞破壞？疲勞破壞時應力應變曲線有何特點？提示：混凝土在荷載重復作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。混凝土的疲勞強度與重復作用時應力變化的幅度有關。在一樣的重復

9、次數下，疲勞強度隨著疲勞應力比值的增大而增大。一次加載應力小于破壞強度時，加載卸載應力應變曲線為一環(huán)狀，在多次加載、卸載作用下，應力應變環(huán)變的密合，經過多次重復曲線密合成一條直線。如果加載應力大于破壞強度，曲線凸向應力軸，在重復荷載過程中建城直線，再重復多次加卸載，曲線逐漸凸向應變軸，無應力環(huán)形成。隨著重復荷載次數的增加，曲線傾角不斷減小，最終試件破壞。2.9 什么是混凝土的徐變？影響混凝土徐變的因素有哪些？徐變對普通混凝土結構和預應力混凝土結構有何影響？提示：混凝土在荷載的長期作用下隨時間而增長的變形稱為徐變。影響混凝土徐變的因素有三類。a)在因素是混凝土的組成和配比；b）環(huán)境影響包括養(yǎng)護和

10、使用；c)應力條件。徐變會使結構（構件）的（撓度）變形增大，引起預應力損失，在長期高應力作用下，甚至會導致破壞。同時，徐變有利于結構構件產生（應）力重分布，降低結構的受力（如支座不均勻沉降），減小大體積混凝土的溫度應力，受拉徐變可延緩收縮裂縫的出現。2.10 混凝土的收縮變形有哪些特點？對混凝土結構有哪些影響？提示：混凝土在凝結硬化過程中，體積會發(fā)生變化，在空氣中硬化時體積會收縮，混凝土的收縮是一種隨時間增長而增長的變形。引起混凝土收縮的原因，在硬化初期主要是水泥石凝固結硬過程中產生的體積變形，后期主要是混凝土自由水分蒸發(fā)而引起的干縮?；炷恋氖湛s對鋼筋混凝土結構有著不利的影響。在鋼筋混凝土結

11、構中，混凝土往往由于鋼筋或鄰近部位的牽制處于不同程度的約束狀態(tài)，使混凝土產生收縮拉應力，從而加速裂縫的出現和開展。在預應力混凝土結果中，混凝土的收縮將導致預應力的損失。對跨度比較敏感的超靜定結構（如拱等），混凝土的收縮還將產生不利于結構的力。2.11 鋼筋和混凝土之間的粘結力主要由哪幾部分組成？影響鋼筋與混凝土粘結強度的因素主要有哪些？鋼筋的錨固長度是如何確定的？提示：鋼筋和混凝土的粘結力主要由三部分組成。第一部分是鋼筋和混凝土接觸面上的化學膠結力；第二部分是鋼筋與混凝土之間的摩阻力；第三部分是鋼筋與混凝土之間的機械咬合力，這是變形鋼筋與混凝土粘結的主要來源。影響鋼筋與混凝土粘結強度的因素有很

12、多，主要有鋼筋表面形狀、混凝土強度、保護層厚度和鋼筋凈距、鋼筋澆筑位置、橫向鋼筋和側向壓力。混凝土結構設計規(guī)（GB500102010）規(guī)定，縱向受拉鋼筋的錨固長度作為鋼筋的基本錨固長度，它與鋼筋強度、混凝土強度、鋼筋直徑與外形有關，按下式計算： 或 式中：、普通鋼筋、預應力筋的抗拉強度設計值；混凝土軸心抗拉強度設計值，當混凝土的強度等級高于C60時，按C60取值；錨固鋼筋的直徑；錨固鋼筋的外形系數。一般情況下，受拉鋼筋的錨固長度可取基本錨固長度?？紤]各種影響鋼筋與混凝土粘結錨固強度的因素，當采取不同的埋置方式和構造措施時，錨固長度應按下列公式計算：式中 受拉鋼筋的錨固長度；錨固長度修正系數。經

13、修正的錨固長度不應小于基本錨固長度的0.6倍且不 小于200mm。2.12 傳統(tǒng)的鋼筋伸長率（5、10或100）在實際工程應用中存在哪些問題？試說明鋼筋總伸長率（均勻伸長率）gt的意義和測量方法。參見圖2.5，某直徑14mm的HRB500級鋼筋拉伸試驗的結果如表2.3所示，若鋼筋極限抗拉強度b=661N/mm2、彈性模量Es=2×105N/mm2，試分別求出5、10、100和gt的值。 表2.3 HRB500級鋼筋拉伸試驗結果（單位：mm）試驗前標距長度拉斷后標距長度試驗前標距長度拉斷后標距長度l0=5d=70l=92.0L0=140L=162.4l0=10d=140l=169.5l

14、0=100l=125.4提示：斷后伸長率只能反映鋼筋殘余應變的大小，其中還包含斷口頸縮區(qū)域的局部變形。這一方面使得不同量測標距長度得到的結果不一致，對同一鋼筋，當取值較小時得到的值較大，而當取值較大時得到的值則較小；另一方面斷后伸長率忽略了鋼筋的彈性變形，不能反映鋼筋受力時的總體變形能力。此外，量測鋼筋拉斷后的標距長度時，需將拉斷的兩段鋼筋對合后再測量，容易產生人為誤差。鋼筋最大力下的總伸長率既能反映鋼筋的殘余變形，又能反映鋼筋的彈性變形，測量結果受原始標距的影響較小，也不易產生人為誤差。式中 試驗前的原始標距（不包含頸縮區(qū)）；試驗后量測標記之間的距離；鋼筋的最大拉應力（即極限抗拉強度）；鋼筋

15、的彈性模量。由公式得由公式得第四章4.13 T形截面最小受拉鋼筋配筋面積應滿足的條件是什么?有受拉翼緣的工形截面和倒T形截面的最小受拉鋼筋配筋面積如何確定?提示:為防止發(fā)生少筋脆性破壞,截面總受拉鋼筋面積應滿足:;對于有受拉翼緣的工形截面和倒T形截面的最小受拉鋼筋配筋面積應滿足4.14在鋼筋強度、混凝土強度和截面尺寸給定的情況下，矩形截面的受彎承載力隨相對受壓區(qū)高度的增加而變化的情況怎樣？隨鋼筋面積的增加而變化的情況怎樣？提示：由受彎承載力計算公式可知,矩形截面的受彎承載力隨相對受壓區(qū)高度的增加而減小,隨鋼筋面積的增加而增大.4.15什么情況下可采用雙筋截面梁？配置受壓鋼筋有何有利作用？如何保

16、證受壓鋼筋強度得到充分利用？提示：雙筋梁使用鋼筋抗壓是不經濟的，但是在一定條件下仍有必要采用雙筋梁。雙筋梁的適用圍如下： （1）梁的截面尺寸、混凝土強度等級受到限制，如按單筋梁設計將會造成超筋梁； （2）梁截面承受變號彎矩。配置受壓鋼筋有利于提高截面延性.為保證受壓鋼筋達到抗壓屈服強度或 .4.16雙筋矩形截面設計時，若已知受壓鋼筋面積，則其計算方法與單筋矩形截面有何異同？當時，應如何計算？當時，又如何計算？提示：雙筋截面的受彎承載力可以分解為兩部分:第一部分由受壓混凝土合力與部分受拉鋼筋合力組成的單筋矩形截面的受彎承載力;第二部分由受壓鋼筋合力與另一部分受拉鋼筋構成"純鋼筋截面&q

17、uot;的受彎承載力.將單筋截面部分和純鋼筋截面部分疊加，可寫成兩部分之和為雙筋截面的受彎承載力和總用鋼面積，即如果說明給定的受壓鋼筋不足，會形成超筋截面破壞，此時應按和均未知的雙筋截面設計。如果，表明受壓鋼筋的強度未充分發(fā)揮，即。為簡化計算，偏安全的取，則受壓混凝土的合壓力與受壓鋼筋的形心重合，并對的合力取矩，求得雙筋截面總受拉鋼筋面積為：4.17如何理解在雙筋矩形截面設計時?。刻崾荆撼浞挚紤]經濟設計原則，即使截面總用鋼量為最少。一般情況下，在充分利用混凝土抗壓作用的基礎上再配置受壓鋼筋，可使用鋼量最少。因此，在實際計算中，一般取作為補充條件。4.18在雙筋矩形截面復核時，為什么當時，可按確

18、定受彎承載力？提示：如果，表明受壓鋼筋的強度未充分發(fā)揮，即。為簡化計算，偏安全的取，則受壓混凝土的合壓力與受壓鋼筋的形心重合，并對的合力取矩，求得雙筋截面總受拉鋼筋面積為：4.19進行截面設計時和截面復核時如何判別兩類T形截面？提示： 截面設計時 若，為第一類T截面形梁； 若，為第二類T截面形梁； 截面復核時 若，為第一類T截面形梁； 若，為第二類T截面形梁；4.20比較第二類T形截面與雙筋截面計算方法的異同？提示：與雙筋矩形截面類似，第二類T形截面的計算公式可以分為兩部分。第一部分相當于的單筋矩形截面部分所承擔的彎矩與對應的受拉鋼筋；第二部分，即受壓翼緣挑出部分混凝土與其余部分受拉鋼筋組成的

19、受彎承載力為。分解后公式可寫為：兩部分之和為第二類T形截面總受彎承載力和總受拉鋼筋面積，即：4.21第二類T形截面設計時，當時應如何處理？提示：當時發(fā)生超筋脆性破壞，此時應當通過增加受壓區(qū)混凝土翼緣面積或提高混凝土強度來減小受拉鋼筋面積，防止發(fā)生超筋破壞。4.22試比較雙筋矩形截面、T形截面與單筋矩形截面防止超筋破壞的條件。提示：單筋矩形截面為防止超筋破壞應滿足以下條件而雙筋矩形截面的“純鋼筋截面”部分不影響破壞形態(tài)，雙筋截面受彎的破壞形態(tài)僅與單筋截面部分有關，因此，為防止其發(fā)生超筋脆性破壞，僅需控制單筋截面部分不出現超筋即可，即：對于T形截面，只需考慮截面中的單筋矩形截面部分滿足：4.23如

20、圖4.35所示四種截面，當材料強度一樣時，試確定：（1） 各截面開裂彎矩的大小次序。（2） 各截面最小配筋面積的大小次序。（3） 當承受的設計彎矩一樣時，各截面的配筋大小次序。圖4.35 題4.23圖提示：（1）當截面受拉邊緣混凝土的拉應變達到極限拉應變，即時，截面處于即將開裂的極限狀態(tài)，此時梁截面承受的相應彎矩為開裂彎矩，主要取決于受拉區(qū)混凝土的面積，故T形截面的開裂彎矩與具有同樣腹板寬度b的矩形截面基本一樣，即。而工形和倒T形截面，由于存在受拉翼緣，其開裂彎矩較同樣腹板寬度的矩形和T形截面要大。因此有開裂彎矩大小關系。 （2）由于最小配筋率是按的條件確定的，對于矩形截面和T形截面來說，最小

21、配筋面積為；對于工形和倒T形截面，受拉鋼筋面積應滿足。因此有最小配筋面積大小關系 （3）4.24如何理解承載力與延性的關系？鋼筋混凝土梁的配筋越多越好嗎？提示：影響受彎構件正截面承載力的最主要因素是鋼筋強度和配筋率。在配筋率較低時，隨著鋼筋強度的提高或配筋率的增大，承載力幾乎線性增大，但當配筋率較高并接近界限配筋率時承載力增長的速度減慢。適筋截面梁的破壞為延性破壞，超筋截面梁與少筋截面梁均為脆性破壞。因此，并不是配筋越多越好。4.25已知鋼筋混凝土適筋梁的截面尺寸如圖4.36所示，采用C30混凝土，鋼筋采用HRB400級，屈服強度。試確定：（1） 該梁的最大配筋率和最小配筋率。（2） 配筋為4

22、C18時,該梁的極限彎矩.（3） 配筋為3C28時,該梁的極限彎矩.提示:（1）最大配筋率 最小配筋率 （2）計算受壓區(qū)高度x 滿足適筋梁要求。 計算受彎承載力 （3）計算受壓區(qū)高度x 不滿足適筋梁要求，屬于超筋梁。 計算受彎承載力 查表得，故該矩形梁的受彎承載力為： 426 已知矩形截面梁,已配置4根直徑20mm的縱向受拉鋼筋,試確定下列各種情況該梁所能承受的極限彎矩,并分析影響受彎承載力的主要因素.(1) 混凝土強度等級級鋼筋;(2) 混凝土強度等級級鋼筋;(3) 混凝土強度等級級鋼筋;(4) 混凝土強度等級級鋼筋;(5) 混凝土強度等級級鋼筋.解：先計算出鋼筋截面面積：（1）計算參數：由

23、附表2和附表6查得材料強度設計值，C20混凝土 HRB335級鋼筋 等效矩形圖形系數計算截面有效高度h0已知as=45mm,故h0=h-as=500-45=455mm計算截面配筋率同時 滿足條件計算受壓區(qū)高度x查表4.2得滿足適筋梁的要求。計算受彎承載力Mu（2）計算參數：由附表2和附表6查得材料強度設計值，C40混凝土 HRB335級鋼筋 等效矩形圖形系數計算截面有效高度h0已知as=45mm,故h0=h-as=500-45=455mm計算截面配筋率同時 滿足條件計算受壓區(qū)高度x查表4.2得滿足適筋梁的要求。計算受彎承載力Mu（3）計算參數：由附表2和附表6查得材料強度設計值，C20混凝土

24、HRB500級鋼筋 等效矩形圖形系數計算截面有效高度h0已知as=45mm,故h0=h-as=500-45=455mm計算截面配筋率同時 滿足條件計算受壓區(qū)高度x查表4.2得不滿足適筋梁的要求，屬于超筋梁。計算受彎承載力Mu查表4.2得，故該矩形梁的受彎承載力為：（4）計算參數：由附表2和附表6查得材料強度設計值，C20混凝土 HRB335級鋼筋 等效矩形圖形系數計算截面有效高度h0已知as=45mm,故h0=h-as=500-45=455mm計算截面配筋率同時 滿足條件計算受壓區(qū)高度x查表4.2得滿足適筋梁的要求。計算受彎承載力Mu（5）計算參數：由附表2和附表6查得材料強度設計值，C20混

25、凝土 HRB335級鋼筋 等效矩形圖形系數計算截面有效高度h0已知as=45mm,故h0=h-as=700-45=655mm計算截面配筋率同時 滿足條件計算受壓區(qū)高度x查表4.2得滿足適筋梁的要求。計算受彎承載力Mu4.28 鋼筋混凝土矩形截面簡支梁,計算跨度為,承受樓面?zhèn)鱽淼木己爿d標準值(包括梁自重),均布活載標準值,活荷載組合系數,采用C30級混凝土,HRB400級鋼筋.設箍筋選用直徑鋼筋,試確定該梁的截面尺寸和縱向受拉鋼筋,并繪出截面配筋示意圖.解：（1）設計參數由附表2和附表6查得材料強度設計值，C30混凝土 HRB400級鋼筋，等效矩形圖形系數，該梁的箍筋選用直徑的HPB300級鋼

26、筋。（2）計算跨中截面最大彎矩設計值由可變荷載效應控制的組合由永久荷載效應控制的組合取M1和M2的較大值，即取（3）估計截面尺寸由跨度選擇梁截面高度h=500mm（），截面寬度b=250mm（），即取簡支梁截面尺寸=250mm500mm。（4）計算截面有效高度先按單排鋼筋布置，取受拉鋼筋形心到受拉混凝土邊緣的距離as=40mm則梁的有效高度為：（5）計算配筋滿足適筋梁的要求。由附表16，選用鋼筋，As=1520mm2（6）驗算最小配筋率滿足要求。（7）驗算配筋構造要求鋼筋凈間距為：滿足構造要求。4.29 已知矩形截面梁,采用C30混凝土,HRB400級鋼筋.承受的彎矩設計值,試計算該梁的縱向受

27、力鋼筋.若改用HRB500級鋼筋,截面配筋情況怎樣?解：（1）設計參數由附表2和附表6查得材料強度設計值，C30混凝土 HRB400級鋼筋，等效矩形圖形系數，該梁的箍筋選用直徑的HPB300級鋼筋。（2）計算截面有效高度已知受拉鋼筋形心到受拉混凝土邊緣的距離as=45mm則梁的有效高度為：（3）計算配筋滿足適筋梁的要求。由附表16，選用鋼筋，As=1964mm2（4）驗算最小配筋率滿足要求。（5）驗算配筋構造要求鋼筋凈間距為：滿足構造要求。若選用HRB500級鋼筋由附表16，選用鋼筋，As=1964mm2其他部分同上431已知矩形截面梁,采用C30混凝土,HRB400級鋼筋.梁承受變號彎矩設計

28、值,分別為作用,試求:4、 按單筋矩形截面計算在作用下,梁頂面需配置的受拉鋼筋;按單筋矩形截面計算在作用下,梁底面需配置的受拉鋼筋;5、 將在情況(1)梁頂面配置的受拉鋼筋作為受壓鋼筋,按雙筋矩形截面計算梁在作用下梁底部需配置的受拉鋼筋面積;6、 比較(1)和(2)的總配筋面積.解：（1）a.在的作用下：設計參數由附表2和附表6查得已知；截面有效高度計算配置截面的受壓鋼筋驗算最小配筋率滿足要求。b.在的作用下：設計參數由附表2和附表6查得已知；截面有效高度計算配置截面的受壓鋼筋驗算最小配筋率滿足要求。（2）設計參數由附表2和附表6查得已知；截面有效高度 已知確定截面承擔的彎矩M2確定截面承擔的

29、彎矩M1和所需受拉鋼筋As1為簡化計算，偏安全地取（3）（1）的總配筋面積為527.75+988=1515.75mm2（2）的總配筋面積為527.75+948.5=1476.25 mm2432 某T形截面梁,采用C30級混凝土,HRB400級鋼筋,試計算該梁以下情況的配筋:第3章 承受彎矩設計值;第4章 承受彎矩設計值;第5章 承受彎矩設計值. 解：（1）設計參數由附表2和附表6查得已知鋼筋分兩排放置，；截面有效高度判別T形截面類型為第一類T形截面。計算配筋滿足適筋梁的要求。由附表16，選用225鋼筋，As=982mm2驗算最小配筋率滿足要求。（2）設計參數由附表2和附表6查得已知鋼筋分兩排放

30、置，；截面有效高度判別T形截面類型為第一類T形截面。計算配筋滿足適筋梁的要求。由附表16，選用618鋼筋，As=1527mm2驗算最小配筋率滿足要求。（3）設計參數由附表2和附表6查得已知鋼筋分兩排放置，；截面有效高度判別T形截面類型為第二類T形截面。確定M2與As2確定M1與As1確定截面總配筋查附表16，受拉鋼筋選用622鋼筋，As=2281mm2第二類T形截面不用驗算最小配筋。 第五章5.1在鋼筋混凝土無腹筋梁中，斜裂縫出現前后，梁中受力狀態(tài)發(fā)生哪些變化？解答：斜裂縫出現以后，剪力主要由斜裂縫上端剪壓區(qū)的混凝土截面來承受，剪壓區(qū)成為受剪的薄弱區(qū)域；與斜裂縫相交處縱筋的拉應力也明顯增大。5

31、.2無腹筋梁截面受剪破壞形態(tài)有哪些？影響無腹筋梁受剪破壞的主要因素是什么？解答：破壞形態(tài)有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種類型。影響因素有剪跨比、混凝土強度等級、縱筋配筋率、骨料咬合力、截面尺寸與形狀。5.3箍筋的作用有哪些？與無腹筋梁相比，配置箍筋梁出現斜裂縫后其受力傳遞機構有什么不同？解答：（1）斜裂縫出現后，斜裂縫間的拉應力由箍筋承擔，與斜裂縫相交的腹筋中的應力會突然增大，增強了梁對剪力的傳遞能力；（2） 箍筋能抑制斜裂縫的發(fā)展，增加斜裂縫頂端混凝土剪壓區(qū)面積，使增大；（3） 箍筋可減少斜裂縫的寬度，提高斜裂縫間骨料咬合作用，使增加；（4） 箍筋吊住縱筋，限制了縱筋的豎向位移，從而阻止了

32、混凝土沿縱筋的撕裂裂縫發(fā)展，增強了縱筋銷栓作用；（5） 箍筋參與了斜截面的受彎，使斜裂縫出現后aa截面處縱筋應力的增量減小。對于無用腹筋梁，由于出現斜裂縫，混凝土梁的傳力機構形成拉桿拱傳力機構。配置箍筋，臨界斜裂縫出現后，受剪模型轉變?yōu)殍旒芘c拱的復合傳遞機構，稱為拱桁架。5.4影響有腹筋梁受剪破壞形態(tài)的因素主要有哪些？配置腹筋能否提高斜壓破壞的受剪承載力？為什么？解答：影響因素有剪跨比、混凝土強度等級、配箍率與箍筋強度、縱筋配筋率、骨料咬合力、截面尺寸與形狀。剪跨比過小或剪跨比雖較大但腹筋數量配置過多，即配箍率太大，箍筋應力達到屈服前，斜裂縫間的混凝土斜壓桿因主壓應力過大而產生斜壓破壞，箍筋強

33、度未得到充分發(fā)揮。破壞類似于受彎構件正截面中的超筋梁。此時受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度和截面尺寸，增加配箍率對提高受剪承載力不起作用。5.5受剪承載力計算公式的適用圍是什么？混凝土結構設計規(guī)（GB500102010）中采取什么措施來防止斜拉破壞和斜壓破壞？防止這兩種破壞的措施與受彎構件正截面承載力計算中防止少筋梁和超筋梁的措施相比，有何異之處？解答：為防止斜壓破壞的發(fā)生，應符合下列截面限制條件：當時，；當時，；當時，按線性插法確定。為防止配箍率過小而發(fā)生斜拉破壞，當時，配箍率應滿足，另外，還應滿足構造配箍要求。為防止這少筋梁和超筋梁應滿足最大配筋率和最小配筋率的要求。5.6規(guī)定最大箍筋和彎

34、起鋼筋間距的意義是什么？當滿足最大箍筋間距和最小箍筋直徑要求時，是否滿足最小配箍率的要求？解答：目的是為控制受彎構件在荷載作用下的斜裂縫寬度，并保證必要數量的箍筋與斜裂縫相交。5.7如何考慮斜截面受剪承載力的計算截面位置？解答：（1）支座邊緣處截面應取支座截面處的剪力 （2）截面尺寸或腹板寬度變化處截面應取腹板寬度改變處截面的剪力 （3）箍筋直徑或間距變化處截面應取箍筋直徑或間距改變處截面的剪力 （4）彎起鋼筋彎起點處截面應取彎起鋼筋起點處截面的剪力。5.11 同第4章思考題與習題4.28簡支梁，凈跨度，箍筋為HPB300級鋼筋，試確定該梁的配箍。解：（1）設計參數由附表2和附表6查得材料強度

35、設計值，C30混凝土 HRB400級鋼筋，等效矩形圖形系數，該梁的箍筋選用HPB300級鋼筋。（2）估計截面尺寸由跨度選擇梁截面高度h=500mm（），截面寬度b=250mm（），即取簡支梁截面尺寸=250mm500mm。（3）計算截面有效高度初選箍筋直徑為，由4.28知選用的縱向鋼筋為鋼筋，則截面的有效高度?。海?）計算支座邊最大剪力設計值由可變荷載效應控制的組合：承受均布荷載設計值由永久荷載效應控制的組合：承受均布荷載設計值取較大值V=133.63kN（5）驗算截面尺寸截面尺寸滿足要求。（6）驗算是否需要按計算配箍需要按計算配箍。（7）按僅配置箍筋計算選用雙肢（n=2）箍筋（查附表16得A

36、sv1=28.3mm2）則箍筋間距為：取s=200mm，滿足表5.2和表5.3最大箍筋間距和最小箍筋直徑要求。（8）驗算最小配箍率故箍筋選用200滿足要求。5.12 承受均布荷載的簡支梁，凈跨度，采用C30級混凝土，箍筋為HPB300級鋼筋，受均布恒載標準值（包括梁自重），已知沿梁全長配置了A6200的箍筋，試根據該梁的受剪承載力推算該梁所能承受的均布荷載的標準值。解：（1）設計參數由附表2和附表6查得材料強度設計值，C30混凝土，等效矩形圖形系數，該梁的箍筋選用HPB300級鋼筋，。（2）計算截面有效高度按單排筋布置，as=40mm 因此（3）受剪承載力的計算已知配置了200的箍筋，可知As

37、v1=28.3mm2（4）驗算截面尺寸截面尺寸滿足要求。（5）荷載計算由可變荷載效應控制的組合： 得由永久荷載效應控制的組合： 得取5.13均布荷載作用的T形截面簡支梁如圖5.41所示，均布荷載設計值q=80kN/m，采用C25級混凝土，箍筋為HPB300級鋼筋，縱筋為HRB400級鋼筋，試分別按下列兩種情況設計梁的腹筋：（1） 僅配置箍筋；（2） 已配置A6200箍筋，求所需要的彎起鋼筋。圖5.41 題5.13圖解答：（1）僅配置箍筋參數 ，截面尺寸滿足要求，需要按計算配箍選用A6雙肢箍，故箍筋選用A680，滿足要求。（2）由，得查表選用1C20，第一排彎起鋼筋彎終點至支座中線距離為300m

38、m（到支座邊緣距離不得大于最大箍筋間距250）。彎起段水平投影長度為第一排彎起鋼筋彎起點處的剪力為，故不需配第二排彎起鋼筋。5.14矩形截面梁如圖5.42所示，已知混凝土為C25級，縱筋為HRB335級，當不配置箍筋時，試按斜截面受剪承載力驗算該梁所能承受的最大荷載P。圖5.42 題5.14圖解答：參數簡支部分：，取，由于h<800mm，取h=800mm，懸臂部分：，取，P56.9kN綜上，P45.59kN5.15矩形截面簡支梁如圖5.43所示。集中荷載設計值P130kN(包括梁自重等恒載)，混凝土為C30級，箍筋采用HPB300級鋼筋，縱筋采用HRB400級鋼筋，試求：（1） 根據跨中

39、最大彎矩計算該梁的縱向受拉鋼筋；（2） 按配箍筋和彎起鋼筋進行斜截面受剪承載力計算；（3） 進行配筋，繪制抵抗彎矩圖、鋼筋布置圖和鋼筋尺寸詳圖。（1）彎矩和剪力計算根據荷載所得到的梁的設計彎矩圖和剪力圖分別如下圖所示。（2）正截面受彎配筋計算C30級混凝土，HRB400級鋼筋，HPB300級箍筋?？缰械呐浣钣嬎悖簩嵟潋炈憬孛娉叽缡欠裥枰从嬎闩渲酶菇睿海孛娉叽鐫M足要求。AB段：，需按計算配置腹筋。BC段： 取，需按計算配置腹筋。（3）受剪配筋計算截面A支座邊剪力設計值（KN）195雙肢175.7146.67第一排95.75237.32需彎起彎起點距支座邊緣的距離（mm）（350-185）+7

40、00-2（25+6）-22=781第一排彎起鋼筋彎起的剪力（KN）195>175,7需彎第二排鋼筋（4）抵抗彎矩圖與鋼筋布置配筋方案：在選配縱筋時，需考慮跨中,支座和彎起鋼筋的協調。跨中縱筋為，彎起2根伸入左右支座，作為負彎矩鋼筋。AB跨中其余的鋼筋伸入兩邊支座。彎起鋼筋的彎起角度為45度，彎起段的水平投影長度為。受拉鋼筋的錨固長度。抵抗彎矩圖如下圖所示：號鋼筋伸入A支座至構件邊緣25mm處，錨固長度，滿足要求。號鋼筋的上彎點至號鋼筋的下彎點的距離取200mm，至A支座中線的距離為200+616+350=1166mm。號鋼筋和號鋼筋為彎起鋼筋，彎起點至各自鋼筋的充分利用點的距離均大于，符

41、合要求。5.16 某車間工作平臺梁如圖5.44所示，截面尺寸，梁上作用恒載標準值為，活載標準值為，采用C25級混凝土，縱筋為HRB400級鋼筋，箍筋為HPB300級鋼筋。試按正截面承載力和斜截面承載力設計配筋，進行鋼筋布置，并繪制抵抗彎矩圖和梁的施工圖（包括鋼筋材料表和尺寸詳圖）。圖5.44 題5.16圖解答：（1）彎矩和剪力計算荷載設計值由可變荷載控制的效應組合：由永久荷載控制的效應組合：取根據荷載所得到的梁的設計彎矩圖和剪力圖如下(b)和(c)所示。（2） 正截面受彎配筋計算C25級混凝土，HRB400級鋼筋，HPB300級箍筋，。跨中和支座截面配筋計算見下表所示縱筋計算截面跨中支座彎矩設

42、計值285.23110.2420.2630.282<0.5180.31214681624實配4C22 2C22+2C25 驗算截面尺寸和是否需要按計算配置腹筋：，截面尺寸滿足要求。，需按計算配置腹筋。（3） 受剪配筋計算各支座處受剪配筋計算見下表截面A支座左側A支座右側剪力設計值228.2320.2雙肢A8150254254第一排不需要彎起鋼筋325需彎1C22彎起點距支座邊緣的距離（mm）第一排彎起鋼筋彎起的剪力253.7<254不需彎第二排鋼筋（4） 抵抗彎矩圖與鋼筋布置配筋方案：在選配縱筋同時，需考慮跨中、支座和彎起鋼筋的協調。跨中縱筋為4C22，彎起2根伸入左右支座，作為負

43、彎矩鋼筋。同時號鋼筋在A支座左側彎起，作抗剪鋼筋。AB跨中其余的2C22鋼筋伸入兩邊支座。此外，在兩支座另配置2C25負彎矩鋼筋。彎起鋼筋的彎起角度為45度，彎起段的水平投影長度為。受拉鋼筋的錨固長度抵抗彎矩圖（a） 受力縱筋布置圖 （b）抵抗彎矩圖 （c）受力縱筋細部尺寸DA段負彎矩：號鋼筋伸過A后按構造要求下彎，下彎后水平段長度取為250mm。號鋼筋伸過A支座后，其充分利用點至支座A中線的距離為180mm，理論斷點至支座A中線的距離為630mm，根據上圖可確定其實際斷點至其充分利用點的距離應為至支座A中線的距離為取2300mm，應伸到懸臂端面再下彎，取260mm.號鋼筋伸到懸臂端下彎。AC

44、段負彎矩：首先號和號鋼筋按構造要求（號鋼筋上彎點至號鋼筋下彎點的距離200<250）彎起。號鋼筋上彎點至A支座中線距離為，至A支座右側邊緣的距離為；號鋼筋的上彎點至A支座中線的距離為。AC段負彎矩先由號鋼筋彎起承擔，其充分利用點至A支座中線距離為810mm，因此，號鋼筋下彎至其充分利用點的距離為，滿足要求。然后由A支座另配置2C25的號鋼筋承擔負彎矩。號鋼筋的充分利用點至A支座中線的距離為213mm，由圖可知，號鋼筋的實際斷點至其理論斷點距離應取，加上理論斷點與充分利用點之間的距離，得1227mm，小于，因此，號鋼筋的實際斷點至支座中線的距離為，取2000mm。號彎起鋼筋下彎點至A支座中

45、線的距離為，符合要求。AC段正彎矩號鋼筋2C22伸入A支座邊緣，錨固長度。號鋼筋和號鋼筋為彎起鋼筋，顯然彎起點至各自鋼筋的充分利用點的距離均大于，符合要求。各受力縱筋的形狀與細部尺寸如上圖（c）所示。根據上述抵抗彎矩圖確定受力縱筋的鋼筋布置后，尚應設置架立筋，AC段上部和DA,BC段下部均取2B10架立筋。因為截面高度大于500mm,梁腹中部還應設置通長的2A10縱向構造鋼筋，最后繪制配筋施工圖（d）。第七章7.1試解釋軸心受壓、偏心受壓、雙向偏心受壓的特征，其作用的力有什么不同？解：當軸向力作用線與構件截面重心軸重合時，稱為軸心受壓構件；當彎矩和軸力共同作用于構件上或當軸向力作用線與構件截面

46、重心軸不重合時，稱為偏心受壓構件；當軸向力作用線與截面的重心軸平行且沿某一主軸偏離重心時，稱為單向偏心受壓構件；當軸向力作用線與截面的重心軸平行且偏離兩個主軸時，稱為雙向偏心受壓構件。7.2在軸心受壓柱中，配置縱向鋼筋的作用是什么？為什么要控制配筋率？解：縱向受力鋼筋的作用是與混凝土共同承擔由外荷載引起的力，防止構件突然脆性破壞，減小混凝土非均質性引起的影響。同時縱向鋼筋還可以承擔構件失穩(wěn)破壞時凸出面出現的拉力以與由于荷載的初始偏心、混凝土收縮徐變、構件的溫度變形等因素所引起的拉力等?；炷两Y構設計規(guī)規(guī)定，軸心受壓構件、偏心受壓構件全部縱向鋼筋的配筋率不應小于0.5%，當混凝土強度等級大于C5

47、0時不應小于0.6；同時，一側受壓鋼筋的配筋率不應小于0.2%，受拉鋼筋最小配筋率的要求同受彎構件。另一方面，考慮到施工布筋過多，將影響混凝土現澆筑質量，全部縱筋配筋率不宜超過5。7.3試分析在普通箍筋和螺旋式箍筋中，箍筋各有什么作用？布置原則有哪些？解:普通箍筋的作用：為縱向鋼筋提供側向約束，防止縱向鋼筋過早的被壓屈，對核心混凝土有一定的約束作用，并與縱筋一起形成骨架，便于施工。螺旋箍筋/密排箍筋柱中箍筋的作用是：約束核心混凝土的橫向變形，提高混凝土軸心抗壓強度，并加強對縱筋的側向約束。受壓構件中箍筋應采用封閉式其直徑不應小于4，且不小于6mm，此處為縱筋的最大直徑。箍筋間距不應大于400m

48、m，也不應大于截面短邊尺寸。對綁扎鋼筋骨架，箍筋間距不應大于15，對焊接鋼筋骨架不應大于20，此處為縱筋的最小直徑。 當柱中全部縱筋的配筋率超過3時，箍筋直徑不宜小于8mm，且箍筋末端應作成135°的彎鉤，彎鉤末端平直段長度不應小于10倍的箍筋直徑，或焊成封閉式；此時，箍筋間距不應大于10倍的縱筋最小直徑，也不應大于200mm。 當柱截面短邊大于400mm，且各邊縱筋配置根數多于3根時，或當柱截面短邊小于400mm，但各邊縱筋配置根數多于4根時，應設置復合箍筋。7.4試描述長柱和短柱的破壞特征。解：短柱破壞：在開始加載時，混凝土和鋼筋都處于彈性工作階段，鋼筋和混凝土的應力基本上按其彈

49、性模量的比值來分配。當外荷載稍大后，隨著荷載的增加，混凝土應力的增加愈來愈慢，而鋼筋的應力基本上與其應變成正比增加，柱子變形增加的速度就快于外荷增加的速度。隨著荷載的繼續(xù)增加，柱中開始出現微小的縱向裂縫。在臨近破壞荷載時，柱身出現很多明顯的縱向裂縫，混凝土保護層開始剝落，箍筋間的縱筋被壓曲向外鼓出，混凝土被壓碎，柱子發(fā)生破壞時，混凝土的應力達到軸心抗壓極限強度fck，相應的應變達到其抗壓極限應變（一般取c=0.002），而鋼筋的應力為s=s×Es=400mpa，但應小于其屈服強度，此值即為鋼筋的抗壓設計強度。長柱破壞，其破壞由于喪失穩(wěn)定導致的。由于初始偏心距的存在，構件受荷后產生附加

50、彎矩，伴之發(fā)生橫向撓度，加速了構件的失穩(wěn)破壞。構件破壞時，首先在靠近凹邊出現大致平行于縱軸方向的縱向裂縫，而在凸邊發(fā)生水平的橫向裂縫，隨后受壓區(qū)混凝土被壓潰，縱筋向外鼓出，橫向撓度迅速發(fā)展，構件失去平衡，最后將凸邊的混凝土拉斷。長柱的破壞荷載較小，一般是采用縱向彎曲系數來表示長柱承載能力的降低程度。試驗表明，縱向彎曲系數與構件的長細比有關。7.5試解釋軸心受壓計算中的含義。解：試驗表明，長柱承載力低于其他條件一樣的短柱承載力，混凝土結構設計規(guī)采用穩(wěn)定系數來表示長柱承載力相對于短柱承載力的降低。式中：和分別為長柱和短柱承載力。根據實驗，穩(wěn)定系數(也稱為承載力降低系數，strength reduc

51、tion factor)與長細比的關系式為：當長細比= 834時，=1.117-0.0當長細比=3550時，=0.87-0.0127.6試描述配有螺旋箍筋軸心受壓柱的破壞特征。解：當豎向荷載較小時，混凝土橫向變形小，螺旋箍筋對核心混凝土基本不形成約束，隨著荷載的增大，混凝土逐漸發(fā)生越來越大的橫向變形，相應的螺旋箍筋亦產生愈來愈大的環(huán)向應力，同時對核心混凝土形成較大的橫向約束。當荷載達到普通箍筋柱的極限荷載時，螺旋箍筋外的混凝土保護層開裂剝落，而核心混凝土可以繼續(xù)受壓，其抗壓強度超過了混凝土單向抗壓強度。當螺旋箍筋達到受拉屈服時，不能再約束核心混凝土的橫向變形，核心混凝土將被壓碎，柱隨即破壞。7

52、.7偏心受壓柱正截面破壞形態(tài)有幾種？破壞特征怎樣？與哪些因素有關？解：根據偏心距和縱向鋼筋的配筋率不同，偏心受壓構件構件將發(fā)生不同的破壞形態(tài)，可分為兩類：一是大偏心受壓破壞受拉破壞，這種破壞形態(tài)在破壞前有較明顯的預兆，屬于塑性破壞；另一種是小偏心受壓破壞受壓破壞，這種破壞具有脆性性質。7.8對于非對稱配筋柱和對稱配筋柱，應怎樣分別判斷屬于大偏心還是小偏心？解：如果根據已知條件可以直接用基本公式計算出，那么可以將計算所得的值與相比較以判別大、小偏心，此方法適用于截面復核與對稱配筋矩形截面的截面設計。對于不對稱配筋截面設計問題，無法直接計算出，可采用計算偏心距并與界限偏心距相比較的方法來判別大、小

53、偏心。當初始偏心距時，截面屬于小偏心受壓破壞；當時，可先按大偏心受壓破壞進行計算，計算過程中得到后，再根據的值確定截面屬于哪一種受力情況。7.9試解釋彎矩增大系數和偏心距調節(jié)系數的概念，分別怎樣確定？解：對于彎矩作用平面截面對稱的偏心受壓構件，同一主軸方向兩端的桿端彎矩大多不一樣，但也存在單曲率彎曲（M1/M2為正）時二者大小接近的情況，即比值M1/M2大于0.9，此時，該柱在柱兩端一樣方向、幾乎一樣大小的彎矩作用下將產生最大的偏心距，使該柱處于最不利的受力狀態(tài)。因此，在這種情況下，需考慮偏心距調節(jié)系數，規(guī)規(guī)定偏心距調節(jié)系數采用以下公式計算：。彎矩增大系數是考慮側向撓度的影響?？紤]柱側向撓度后，柱中截面彎矩可表示為：，其中，稱為彎矩增大系數。7.10偏心受壓柱承載力計算中，柱端設計彎矩怎樣確定？解：在確定偏心受壓構件的力設計值時，需考慮構件的側向撓度而引起的附加彎矩（二階彎矩）的影響，工程設計中，通常采用增大系數法。規(guī)中，將柱端的附加彎矩計算用偏心距調節(jié)系數和彎矩增大系數來表示，即偏心受壓柱的設計彎矩（考慮了附加彎矩影