混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理離線作業(yè)

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-第3次作業(yè)二、主觀題(共7道小題) 12. 為什么在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中不能有效地利用高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土？而在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中必須采用高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土? 答：由于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件拉區(qū)混凝土的過(guò)早開(kāi)裂，導(dǎo)致使用荷載下構(gòu)件的裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力ss，近于成正比，而構(gòu)件的剛度Bs與受拉鋼筋截面面積As也近似成正比。因此，如采用高強(qiáng)度鋼筋，且充分利用其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（fy），則As將近乎成反比的減小;ss將成比例的增大。結(jié)果是構(gòu)件的撓度和裂縫寬度都超過(guò)了允許的限值，上述分析說(shuō)明對(duì)構(gòu)件撓度和裂縫寬度的控制等于控制了鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。在鋼筋混凝土受彎

2、構(gòu)件中采用高強(qiáng)度混凝土也是不合理的，因?yàn)樘岣呋炷恋膹?qiáng)度對(duì)減小Wmax幾乎沒(méi)有作用，對(duì)提高Bs的效果也不大。其根本原因是拉區(qū)混凝土過(guò)早開(kāi)裂的問(wèn)題并沒(méi)有得到解決。 可參見(jiàn)教材第3頁(yè)，或者新教材第4章相關(guān)內(nèi)容。 在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，由于混凝土的收縮、徐變，鋼筋應(yīng)力松弛等原因?qū)a(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。為了扣除應(yīng)力損失后，仍能保留有足夠的預(yù)應(yīng)力值，需施加較高的張拉控制應(yīng)力，所以必須采用高強(qiáng)度的鋼筋。為了能承受較高的預(yù)壓應(yīng)力，并減小構(gòu)件截面尺寸以減輕構(gòu)件的自重，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中須采用高強(qiáng)度的混凝土。同時(shí)采用高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土可以節(jié)約材料，取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。13. 2 預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力con為什么不

3、宜過(guò)高？ 答：con過(guò)高會(huì)出現(xiàn)以下一些值得注意的問(wèn)題：con越高，構(gòu)件的開(kāi)裂荷載與極限荷載越接近，使構(gòu)件破壞前缺乏足夠的預(yù)兆。當(dāng)進(jìn)行超張拉時(shí)，由于張拉應(yīng)力的不均勻性可能使個(gè)別鋼筋的應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度（或抗拉強(qiáng)度）。發(fā)生永久變形（或脆斷）。使預(yù)應(yīng)力松弛損失增大。對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉的過(guò)程，同時(shí)也是對(duì)它進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的過(guò)程；一旦張拉終止，預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力將逐漸降低，con維持的時(shí)間是短暫的，因此可不受抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的限制，而直接與抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值相聯(lián)系。14. 為什么在計(jì)算由于混凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失l6時(shí)，要控制pc/fcu0.5? 答：當(dāng)初應(yīng)力超過(guò)0.5fc時(shí)。徐變與初應(yīng)力為非線性關(guān)系，徐變將明

4、顯增大。規(guī)范的內(nèi)計(jì)算公式是建立在線性徐變基礎(chǔ)上的，因此要求控制pc/fcu0.5。否則徐變過(guò)大，也難以計(jì)算。15. 梁下部和上部預(yù)應(yīng)力數(shù)值大小，對(duì)梁正截面受彎承載力有何影響？對(duì)梁傳力錨固階段和使用階段抗裂性有何影響？答：適當(dāng)增大，對(duì)梁正截面抗彎承載力影響不大，能改善梁使用階段抗裂性，但梁傳力錨固階段（就是施工階段）容易開(kāi)裂； 適當(dāng)增大，能改善梁傳力錨固階段（就是施工階段）抗裂性，但是會(huì)減小梁正截面受彎承載力，對(duì)使用階段抗裂性也不利。16. 17. 已知某鋼筋混凝土單筋矩形截面梁截面尺寸為bh=250mm450mm，安全等級(jí)為二級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，配置4B16的HRB335 級(jí)縱向受拉鋼

5、筋，as=35mm.【要求】：該梁所能承受的極限彎矩設(shè)計(jì)值Mu。 18. 已知某鋼筋混凝土單筋矩形截面梁承受彎矩設(shè)計(jì)值M=150kN.m,環(huán)境類別為一類，截面尺寸為bh=250mm500mm，安全等級(jí)為二級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，配置HPB335級(jí)縱向受拉鋼筋?！疽蟆浚涸O(shè)計(jì)縱向受拉鋼筋A(yù)s。提示：可假設(shè)asa=65mm混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-第4次作業(yè)一、主觀題(共18道小題)1.如何減小梁彎曲裂縫寬度？答：減小鋼筋應(yīng)力，增加縱筋配筋率，合理布置鋼筋，適當(dāng)減小鋼筋間距，采用變形鋼筋替代光圓鋼筋，采用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件2.最大裂縫寬度Wmax是指鋼筋表面處的裂縫寬度，還是構(gòu)件外表面處的裂縫寬度？答：指構(gòu)

6、件外表面處的裂縫寬度3.由縫寬度計(jì)算公式可知，混凝土保護(hù)層越大，裂縫寬度就越大，這是否說(shuō)明小的混凝土厚度對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性更好？答：足夠的混凝土保護(hù)層的質(zhì)和量對(duì)耐久性有好處。4.試從WmaxM1(2)N1N2Nb,M2=M1(3)NbN1M1（按第2組荷載配筋）(2)N1N2Nb,M2=M1（按第1組荷載配筋）(3)NbN1N2,M2=M1（按第2組荷載配筋）17.已知某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，承受荷載彎矩設(shè)計(jì)值M=125kN-m，混凝土截 面尺寸為b= 200mm，h=400mm，安全等級(jí)為二級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，配置HRB335 級(jí)縱向受拉鋼筋3 B 25，HPB235 級(jí)縱向受壓鋼筋

7、216，as=38mm,as=33mm.【要求】：該梁所能承受的極限彎矩設(shè)計(jì)值Mu 并判斷正截面受彎承載力是否合格。18.已知某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，承受荷載彎矩設(shè)計(jì)值M=420kN.m，混凝土截面尺寸為b=300mm，h=600mm，環(huán)境類別為一類，安全等級(jí)為二級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，采用HRB335 級(jí)縱向鋼筋。 【要求】：（1）設(shè)計(jì)縱向鋼筋A(yù)S和AS（提示：可估計(jì)as=65mm,as=40mm)（2）若已知設(shè)計(jì)縱向受拉鋼筋為325，as=42.5mm,求AS（取as=65mm)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-第5次作業(yè)一、主觀題(共19道小題)1.大偏心受拉構(gòu)件混凝土截面是否存在受壓區(qū)？答：

8、大偏心受拉構(gòu)件混凝土截面存在受壓區(qū)2. 3. 4. 5.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件有那幾種破壞形態(tài)？答：少筋、適筋、超筋、部分超筋。6.鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞有哪幾種破壞形式？各自的破壞特點(diǎn)是什么?答：少筋梁、適筋梁、超筋梁；破壞特點(diǎn)：少筋梁為一裂即壞，適筋梁破壞始于受拉鋼筋先屈服，破壞前有明顯預(yù)兆；超筋梁破壞始于受壓區(qū)混凝土被壓壞，由于破壞時(shí)受拉鋼筋未屈服，沒(méi)有明顯預(yù)兆。7.適筋梁從加載到破壞經(jīng)歷了哪幾個(gè)應(yīng)力階段？正截面受彎承載力是根據(jù)哪個(gè)應(yīng)力階段計(jì)算的？答：3個(gè)階段，根據(jù)第3a階段8.受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本假定有哪些？答：平截面假定、受拉區(qū)混凝土不參與工作假定、受壓區(qū)混凝土應(yīng)力分布已知

9、假定及受拉鋼筋應(yīng)力假定。9.什么是界限破壞，梁正截面受彎破壞屬于界限破壞時(shí)，是否具有延性？答：受拉縱筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)，混凝土最大受壓邊緣達(dá)到極限拉應(yīng)變。界限破壞無(wú)延性。10.在什么情況采用雙筋梁？雙筋梁有什么優(yōu)點(diǎn)答：截面尺寸受限制而承載力不夠，承受正負(fù)彎矩； 優(yōu)點(diǎn)： 在不增加截面尺寸的前提下，提高了梁的正截面抗彎承載力； 可以降低受壓區(qū)混凝土相對(duì)高度，這既可以使超筋梁轉(zhuǎn)變成適筋梁，又因?yàn)榈慕档?，?dǎo)致還可以在受拉區(qū)增加縱向受拉鋼筋，提高受彎承載力； 受壓縱筋阻礙混凝土的收縮徐變，從而減小了持續(xù)荷載作用下由于混凝土收縮徐變產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度（附加變形）； 增加了構(gòu)件破壞時(shí)的延性。 承受變號(hào)彎矩。1

10、1.已知某鋼筋混凝土T 形截面梁，承受荷載彎矩設(shè)計(jì)值M=280kN.m，混凝土截面尺寸bf=500mm,b=250mm,hf=80mm,h=600mm,。安全等級(jí)為二級(jí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，配置HRB400級(jí)縱向受拉鋼筋（ AS=1571mm2),as=35mm. 【問(wèn)】：該梁正截面受彎承載力是否合格。12.混凝土的變形模量是指： 應(yīng)力與塑性應(yīng)變的比值（ ） 應(yīng)力應(yīng)變曲線切線的斜率（ ） 應(yīng)力應(yīng)變曲線原點(diǎn)切線的斜率（ ） 應(yīng)力與總瞬時(shí)應(yīng)變的比值（ ）13.線性徐變是指： 徐變與荷載持續(xù)時(shí)間成正比（ ） 徐變系數(shù)與初應(yīng)力成正比（ ） 徐變變形與初應(yīng)力為線性關(guān)系（ ） 徐變變形和瞬時(shí)變形之和與

11、初應(yīng)力為線性關(guān)系（ ）14.為什么混凝土立方體強(qiáng)度大于棱柱體強(qiáng)度？答：立方體強(qiáng)度為三向受壓，其強(qiáng)度高度單向受壓（棱柱體強(qiáng)度）。15.混凝土徐變與哪些因素有關(guān)？答：持續(xù)應(yīng)力大小、加載齡期、混凝土的配合比、振搗養(yǎng)護(hù)條件及結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境等。16.簡(jiǎn)述鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn).答：對(duì)鋼筋混凝土： 優(yōu)點(diǎn)：1）充分發(fā)揮鋼筋和混凝土兩種材料各自特點(diǎn)； 2）耐久、耐火性好； 3）可模性好； 4）混凝土就地取材 5）耐輻射、耐腐性能好。 缺點(diǎn)：1）自重大； 2）檢查、加固、拆除等比較困難。 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土： 優(yōu)點(diǎn)：1）抗裂性和剛度好； 2）節(jié)約混凝土材料，減輕自重； 3）利于抗剪、抗主拉； 4）安全可靠； 5）預(yù)應(yīng)力可作為連接性手段； 6）耐疲勞性能好。 缺點(diǎn)：1）工藝復(fù)雜； 2）需要專用設(shè)備； 3）反拱不易控制； 4）開(kāi)工費(fèi)用大。17.為什么普通鋼筋混凝土構(gòu)件不適宜采用高強(qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土？答：對(duì)于受拉鋼筋，參見(jiàn)新教材第3頁(yè)第1自然段，老教材也是3頁(yè)第1自然段