混凝土結構設計原理作業(yè)參考答案

1、混凝土結構設計原理部分思考題和習題參考答案第一章鋼筋混凝土的力學性能思考題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？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。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b 0.2作為鋼筋抗拉設計值 fy的依據。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

2、的強度都有一定的提高，4、試述鋼筋混凝土結構對鋼筋的性能有哪些要求？答：鋼筋混凝土結構中鋼筋應具備：（1）有適當的強度；（2）與混凝土黏結良好；（3）可焊性好；（4）有足夠的塑性。5、我國用于鋼筋混凝土結構的鋼筋有幾種？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構的鋼筋有4種：熱軋鋼筋、鋼餃絲、消除預應力鋼絲、熱處理鋼筋。我國的熱軋鋼筋分為 HPB235 HRB335 HRB40解口 RRB40r個等級,即I、II、III 三 個等級，符號分別為I。1L （ 1R ）。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

3、土構件的實際長度一般遠大于截面尺寸，因此采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系？答：混凝土棱柱體受壓時， 過應力一應變曲線原點 。作一切線，其斜率稱為混凝土的彈 性模量，以Ec表示。連接。點與曲線上任一點應力為b C處割線的斜率稱為混凝土的割線模量或變形摸量， 以E

4、c表不。在混凝土的應力一應變曲線上某一應力bc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b c時混凝土的切線模量 EC 。彈性模量與割線模量關系：EC士 EcEC （隨應力的增加，彈性系數值c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，這種現象稱為混凝 土的徐變。當持續(xù)應力b C 0.5f C時，徐變大小與持續(xù)應力大小呈線性關系，這種徐變稱為線性徐變。當持續(xù)應力b C 0.5f C時，徐變與持續(xù)應力不再呈線性關系，這種徐變稱為非線性 徐變。混凝土的收縮是一種非受力變形，它與徐變的本質

5、區(qū)別是收縮時混凝土不受力，而徐 變是受力變形。10、如何避免混凝土構件產生收縮裂縫？答：可以通過限制水灰比和水泥漿用量，加強搗振和養(yǎng)護，配置適量的構造鋼筋和設 置變形縫等來避免混凝土構件產生收縮裂縫。對于細長構件和薄壁構件，要尤其注意其收縮。第二章混凝土結構基本計算原則思考題1 .什么是結構可靠性？什么是結構可靠度？答：結構在規(guī)定的設計基準使用期內和規(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，稱為結構可靠性。結構在規(guī)定時間內與規(guī)定條件下完成預定功能的概率，稱為結構可靠度。2 結構構件的極限狀態(tài)是指什么？答：整個結構或構件超過某一特定狀態(tài)時（如達極限承載能力、失穩(wěn)、

6、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，這種特定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)。按功能要求，結構極限狀態(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)標志結構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， 結構或構件就不能滿足預定的安全功能要求。 承載能力極限狀態(tài)時每一個結構或構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)標志結構或構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。 構件的正常使

7、用極限狀態(tài)時在構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件進行驗算的， 以使所設計的結構和構件滿足所預定功能的要求。4 什么是結構上的作用？作用的分類有哪些？答：結構的作用是指結構在施工期間和使用期間要承受的各種作用（即使結構產生內利和變形的所有的原因） 。結構的作用按形式分為兩類：直接作用、間接作用。結構的作用按其隨時間的變異性和出現的可能性不同， 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？答： （ 1）荷載標準設計值是指結構在其使用期間正常情況下可能出現的最大荷載。按隨機變量 95%保證率的統(tǒng)計特征值確定，詳

8、見建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001） 。（ 2 ）荷載準永久值是指可變荷載在結構設計基準使用期內經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，詳見建筑結構荷載規(guī)范（ GB50009-2001）。（ 3）荷載設計值是指荷載標準值與荷載分項系數的乘積。6結構抗力是指什么？包括哪些因素？答：結構抗力是指整個結構或構件所能承受內力和變形的能力。包括的因素的有：材料的強度、構件的幾何特性。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%的保證率來確定其標準值。即：fcu,kcu1.645cucu °材料強度標準值除以材料分項系數，即為

9、材料強度設計值。鋼筋材料強度的分項系數 s取1.11.2 ,混凝土材料強度的分項系數c為1.4。8.什么是失效概率？什么是可靠指標？它們之間的關系如何？答：結構能完成預定功能的概率稱為結構可靠概率ps ,不能完成預定功能的概率稱為失效概率pf。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稱為結構的可靠指標。Pf與3有對應的關系，查表可得：3大， R就小。9.什么是結構構件延性破壞？什么是脆性破壞？在可靠指標上是如何體現它們的不同？答：結構構件發(fā)生破壞前有預兆，可及時采取彌補措施的稱為延性破壞；結構發(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

10、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件正截面承載力計算思考題1 .在外荷載作用下，受彎構件任一截面上存在哪些內力？受彎構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，受彎構件的截面產生彎矩和剪力。受彎構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)出現正裂縫圖31(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斜裂縫圖3 1(b)。|加圖3-1受彎構件兩種可能的破壞(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？答：適筋梁的

11、破壞經歷三個階段：第I階段為截面開裂前階段，這一階段末Ia,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 ,對應的截面應力狀態(tài)作為抗裂驗算的依據；第n階段為從截面開裂到受拉區(qū)縱筋開始屈服na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；第m階段為破壞階段，這一階段末出a,受壓區(qū)邊緣混凝土達到其極限壓應變cu,對應的截面應力狀態(tài)作為受彎構件正截面承載力計算的依據。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bho式中b 梁的截面寬度；ho 梁截面的有效高度，取受力鋼筋截面重心

12、至受壓邊緣的距離；As 縱向受力鋼筋截面面積；梁的截面配筋率。當材料強度及截面形式選定以后，根據的大小，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 歷較大的塑性變形，沿梁跨產生較多的垂直裂縫，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。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

13、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。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

14、用，但破壞前無明顯預兆，呈脆性性質。發(fā)生少筋破壞的梁稱為少筋梁。由于超筋受彎構件和少筋受彎構件的破壞均呈脆性性質，破壞前無明顯預兆，一旦發(fā)生破壞將產生嚴重后果。 因此， 在實際工程中不允許設計成超筋構件和少筋構件， 只允許設計成適筋構件，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，最小配筋率是根據什么原則確定的?答：為了防止將構件設計成少筋構件，要求構件的配筋面積As 。不得小于按最小配筋率所確定的鋼筋面積As,min 。即要求：AsAs,min規(guī)范規(guī)定，受彎構件受拉鋼筋的最小配筋率min 。按構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

15、的矩形截面、 T 形截面和 I 形截面，其最小配筋率要求的計算如圖 3 2。規(guī)范規(guī)定：對受彎構件， min 取 0.2 和 0.45ft fy 中的較大值。最小配筋率min 的數值是根據鋼筋混凝土受彎構件的破壞彎矩等于同樣截面的素混凝土受彎構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ma應力狀態(tài)為依據，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。10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

16、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 b 之外為什么還要滿足 x 2as ？答：(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；結構或構件承受某種交變作用，使構件同一截面上的彎矩可能變號； 因某種原因在構件截面的受壓區(qū)已經布置了一定數量的受力鋼筋。(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fyAifcbx fyAx力矩公式 M Mu 1 fcbx(ho 2) fyAs(ho as)與單

17、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)鋼筋起協助受壓的作用。(5)對于雙筋矩形截面中，只要能滿足x2as的條件，構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？其判別式是依據什么原理確定的？答：(1)在進行截面設計時，hf、當Mfcbf hf (ho f),為第一類t型截面；hf、當M ,仙hf (兒 f),為第二類t型截面。在進行承載力校核時，當fyAsfcbf hf為第一類T型截面；當fyAs1fcbf hf為第二類T型截面。(2)其依據是：當中和軸在翼緣內，即 xhf ,為第一類T型截面；

18、當中和軸在梁助內，即 xhf ,為第一類T型截面。而當xhf時，則為分界情況。由平衡條件得：X 0 1f cbf hffyAs；M O Muif cbf hf (ho-2)由此推出上面的各判別公式。習題33、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。1 1.02_2解：對于 C20： fc 9.6N/mmft 1.1N /mmc由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c 30mm as 40mm對 HRB335： fy 300N/mm2b 0.

19、55則：h0 h as500 40 460mm向As取矩求x：1 (1 2M 2)2 1 (1 2*120*10_2” 0.274 b 0.55 ifcbh01*9.6*250*460滿足要求。x*h0 0.274*460126mm由合力公式求As:21008mmA 1 fcbx 1*9.6*250*126As fy300Asminmax(0.002,0.45* 2)* bh max(0.002,0.45* 回)*250*500250mm2 Asfy300按計算配筋：查附表1.18可知，應選用4上18實配鋼筋面積為 As 1017mm234、有一混凝土簡支梁，計算跨度10 5.7m ,承受均布

20、荷載，其中永久荷載標準值為10kN/m （不包括梁自重）?？勺兒奢d標準值為 9.5kN/m,采用C30混凝土，HRB335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325kN/m3,結構重要性系數取 1.0）。一 ,一 , 2一 . 2解：對 C30： fc 14.3kN /mmft 1.43N /mm 1 1.0對 HRB335： fy 300N/mm2b 0.55l05700h - 475mm取 h 500mm1212b h 250mm 2由于環(huán)境類別為二(a)類，對C30梁：c 30mm,考慮一排鋼筋，as 40mmh0 h as 500 40 4

21、60mmq0 bh 0.25*0.5*253.125kN/mq總1.2q0 1.4q可變1.2q永久12 1Mmax -q402*29.05*5.7max總 088由向As取矩求x：11 (12Mmax2)2 1 (11M滿足要求。xh0 78.2mm1.2*3.1251.4*9.52 115.14kN?m2*115.14*10 61.0*14.3*250*4601.2*1029.05kN/m1第 0.17 b 0.55由合力公式求As :Asfcbx1.0*14.3*250*78.2fy3002931.9mmAsmin max(0.002,0.45 -fk)bh 268mm fy查附表1.1

22、8可知，選用3-L20,實配鋼筋面積為 As 942mm235、已知矩形梁的截面尺寸 b=200mm , h=450mm ,受拉鋼筋為3-L20,混凝土強度等級 為C20,承受的彎矩設計值 M=70kN.日環(huán)境類別為一類，試計算此截面的正截面承載力是 否足夠？ 2解：對 C20： fc 9.6N /mm 1 1.0對 HRB335： fy 300N/mm2 b 0.55由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c 30mm“20.八則：as3040mm2h0h as450 40410mm查表可知As 942 mm2(1)由合力公式:fyASifcbh0300*9421.0*9.6*200*4100.3

23、59 b 0.55受拉鋼筋選用4_L25, a 1964mm滿足要求。(2)向As取矩:_2_ _2_Mu 1fcbh0 (1 0.5 ) 1.0*9.6*200*410*0.359*(10.5*0.359)95.1*106N?mm 95.1kN ?m 70kN ?m M正截面承載力足夠。3 8、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M 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±18受 壓鋼筋。環(huán)境類別為一類。求截面所需配置的受拉鋼筋面積As。解：C20： fc 9.6 N/ mn211.0HRB335

24、 fy 300 N/ mm2fy 300N / mm2b 0.55As ： 2-L18, As509mm18由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c 30mm, as 30 18 39mm2受拉鋼筋按一排考慮：as 40mmh0 h as 500 40 460mm(1)由雙筋向As取矩公式求x：MASfy(h0 as)1,12211 fcbh20.3472 b 0.55滿足要求。1 2210 106 509 300(460 39)1 9.6 250 4602xh0 0.3472 460 160mm因為 2as 2 39 78mm xb% ,故由雙筋合力公式求As：1 fcbx Asfy 1 9.6

25、 250 160 509 300 -2AS 1789mmfy300310、某鋼筋混凝土梁截面尺寸b h 250mm 500mm,承受彎矩設計值 M 175kN m,混凝土弓雖度等級 C20,采用HRB335鋼筋，受壓區(qū)已配好 2_L25的受壓 鋼筋。環(huán)境類別為一類。求截面所需的受拉鋼筋面積。解：C20： fc 9.6 N/ mh211.0cHRB335 fy300 N/ mm2fy300 N/ mrnb 0.55由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c 30mm, 25一 一 2as 30 42.5mm, As 982mm受拉鋼筋按一排考慮：as 40mmh0 h as 500 40 460mm(

26、1)由雙筋向As取矩公式求x：0.1083MAs fy(h0as)1 fcbh：b 0.5511 2175 106982 300(460 42.5)1 9.6 2504602滿足要求。xh0 0.1083 460 49.8mm(2)因為x 2as 2 42.5 85mm,故由下列兩種計算 As選小:取x 2as 85mm,由向As取矩求As：As175 106fy (h0as)300(460 42.5)21397mm2按單筋計算As：0.55175 1061 220.4425 b1 9.6 250 4602滿足要求。1 fcb h0As f |y1 9.6250 0.4425 460 1628

27、.4mm300選兩種計算的2As較小者，即選1397mm受拉鋼筋選用3_L25, a 1473mm311、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 4,20,受壓鋼筋為2_L18。承受彎矩設計 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：as252035mmas2518萬34mmhoh as50035465mm22As1256mm A '509mm2fyfy '300N/ mmf14.3N / mrn11.0cb 0.55fvA fv'AS'1fb

28、 62.7mm bh0256mmys ys； 1cb 0但 x2as '2 34 68mm則 M fyA h as'所以正截面承載力不夠。300 1256 465 34162.4kN m M312、某鋼筋混凝土雙筋矩形截面梁，截面尺寸 等級C30,采用HRB335鋼筋配筋。受拉鋼筋為b h 250mm 500mm ,混凝土強度4±25,受壓鋼筋為2,L16,環(huán)境類別為二(a)類，試計算該梁所能承擔的極限彎矩Mu。解:as302542.5mmas301638mm2h0as50042.5457.5mmAs1964mmAs'402mmfyfy '300N/

29、mrnfc14.3N/2/ mm11.00.55fyAfy'As'1fb 131mm 1 cbh0252mm2as '3876mmfyAsasfcbx %131300 402 457.5381.0 14.3 250 131457.5234.2kN m100mm,h700mm混凝土M 500kN m,環(huán)境類別為314、某 T 形截面梁，bf '650mm,b 250mm,hf '強度等級C20,采用HRB335鋼筋配筋。承受彎矩設計值 類。求受拉鋼筋所需截面面積。解：C20： fc9.6 N/ mm211.0HRB335 fy300 N/ mm2考慮布置兩

30、排：as65mm,h0has700 65635mm1fcbf 'h f ' h0hf '1.0 9.6 650 100 635100365.04kN m M500kN m屬第二類T形截面xh0 112 Mhf121fcbh2As218.2mmbh00.55 635349.25mm1f bxfbf' b hf' fv3025.6mm21 c1 c . y受拉鋼筋選用8±22, A 3041mm316、某 T 形截面梁，bf '600mm,b300mm,hf '120mm,h700mmi 混凝土強度等級C70,配有6425HRB33

31、5縱向受拉鋼筋。環(huán)境類別為二（ a）類，試計算該梁所能承擔的極限彎矩 Mu。解：C70,fc 31.8,10.96 b 0.512HRB335 fy 300 N/ mm22As2945mmas302525267.5mmhoh as70067.5632.5mmfyA300 2945883500N1fcbf 'h f '2198016NfyA ' 1fcbf 'h 0883500115853760.0763 b 0.51210.50.0734MUsbf 'h 2 1fc538kN m即該梁所能承受的極限彎矩為538kN m。第四章鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載

32、力計算思考題1 .無腹筋簡支梁出現斜裂縫后，為什么說梁的受力狀態(tài)發(fā)生了質變？答：斜裂縫出現前，混凝土可視為勻質彈性材料梁，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

33、別進行計算？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41(a)截面1 1;(2)受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點截面 圖41(a)截面22、33;(3)箍筋截面面積或間距改變處的截面圖4 1(b);(4)腹板寬度改變處截面圖41(c)。(從支座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；計算箍筋數量改變處的截面時，取箍筋數量開始改變處的剪力值；計算第一排算起）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

34、點處的剪力值。圖4-1斜截面受剪承載力的計算截面習題41、已知承受均布荷載的矩形截面梁截面尺寸b h 250mm 600mmas40mm,采用C20混凝土，箍筋為 HPB23引鋼筋。若已知剪力設計值 V 150kN,環(huán)境類別為類。試求：采用 6雙肢箍的箍筋間距 S?解:_2C20 ft 1.1N/mmh0h as60040560mm_2HPB235 fyv210N/ mrm由 434 得：S Av 1.25 fyvh0 / V 0.7ft bh0207.1mm取 S 200mmsvAsv57bS 250 2000.00114sv,min1.10.24 2100.00126配箍率不滿足要求，取

35、S 180mm相應配箍率為sv57 0.00127 250 180sv, min0.00126所以配箍率滿足要求，最后選用雙肢箍筋6 180。43、某 T 形截面簡支梁尺寸如下：bXh=200mmX 500mm（取 as=35mm） , b'f=400mm ,h'f=100mm ;采用C25混凝土，箍筋為 HPB235級鋼筋；由集中荷載產生的支座邊剪力設 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：C25:fc11.9 Nmmft1.27NmmHPB235: fyv 210 Nmmhwh0hf ashf '50035100365mm

36、hw. b3652001.8250.25cfcbh00.251.011.9200465276675N120000N所以截面尺寸滿足要求1.751.0ftbh01.751.27應按計算配置腹筋,12000031.020046551673N120000N采用只配箍筋的方案210 465516730.7選用雙肢箍筋80.70.7101144mm140mm101svb S 200 1400.0036sv, min-1.270.24 0.00145210配箍率滿足要求，即選用雙肢箍筋8 140o46、已知某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，計算跨度6000mm 凈跨 l n5740mm,截面尺寸b h 250m

37、m 550mm采用C30昆凝土,HRB335級縱向鋼筋和HPB23暇箍筋。若以已知梁的縱向受力鋼筋為4_L22,環(huán)境類別為一類。試求：當采用6 130雙肢箍和8 200雙肢箍時。梁所能承受的荷載設計值q分別是多少?解:C30： fcc214.3N / mmft1.43N /2 mm1.00.55HRB335fy300 n / immHPB235f yv2210N/ mrmas252236mmh0h as55036514mm正截面承載力:xfyAs. 1fcb300 1520 1.014.3 250127.6mmbh00.55514282.7mmxMufcbx 1% 2205.37kN mg q

38、 ,45.64 kNml 0-斜截面承載力：雙月支 6 130 ： sv570.00175250 130sv, min1.430.24 2100.00163AV V 0.7ftbh°1.25fyvWh°S0.7571.43 250 5141.25 210 514130187788Ng q F 2 18"885.74065431mmn1011.43雙月支 8 200 ： sv 0.00202 sv min 0.24 0.00163250 200sv,21040.7ftbh°Asv1.25f yv W Sh01010.7 1.43 250 5141.25 2

39、10514200196766N2V 2 196766q ln5.74068.560所以：雙肢 6 130 : g qmin gq正，g q斜45.64雙月8 200 ： g qmin gq正，g q斜kNm45.64均由正截面承載力決定。第五章鋼筋混凝土受壓構件承載力計算思考題1 .混凝土的抗壓性能好，為什么在軸心受壓柱中，還要配置一定數量的鋼筋？軸心 受壓構件中的鋼筋，對軸心受壓構件起什么作用答：軸心受壓構件，縱筋沿截面四周對稱布置?？v筋的作用是：與混凝土一塊共同參 與承擔外部壓力，以減少構件的截面尺寸； 承受可能產生的較小彎矩； 防止構件突然脆性破壞，以增強構件的延性；以及減少混凝土的徐變

40、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的混凝 土橫向變形，明顯提高構件的承載力和延性。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，不論受壓鋼筋在構件破壞時是否屈服，構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51(a),以混凝土壓碎而告破壞。對于軸心受壓長柱，破壞時受壓一側產生縱向裂縫，箍筋之間的縱向鋼筋向外凸出，構件高度中部混凝土被壓碎。另一側混凝土則被拉裂，在構件高度中部產生一水平裂縫

41、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，使構件產生側向撓度，因而在構件的各個截面上將產生附加彎矩 M=Ny此彎矩對短柱影響不大，而對細長柱，附加彎矩產生的側 向撓度，將加大原來的初始偏心矩， 隨著荷載的增加，側向撓度和附加彎矩將不斷增大，這 樣相互影響的結果，使長柱在軸力和彎矩共同作用下發(fā)生破壞。影響 的主要因素是構件的長細比 10，10為柱的計算長度，i為截面最小回轉半徑 i3 .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

42、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區(qū)別？偏心距增大系數的物理意義是什么？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的偏心距增大系數來考慮縱向彎曲的影響。稱為偏心受壓構件考慮縱向彎曲影響，軸力偏心矩增大系數，它是總彎矩M N(eo f)和初始彎矩M0 Ne0之比。6 .附加偏心距ea是什么？其值為多少？答：在實際結構中，由于混凝土質量不均

43、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的較大值。習題51已知正方形截面軸心受壓柱計算長度10=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。解：對 C30： fc14.3N / mrric2對 HRB335： fyfy 300N/ mm假設 0.015,1由 N 0.9 (fcA,Afy)285698mm皿 N1450 * 103則：A 0.9 (fc fy )0.9 * 1.0 * (14.30.015 * 300)b &

44、#39;A .85698293mm選截面尺寸為400mm 400mml_0_10500b 40026.25查表可知:0.57As0.9fcA14500000.9 * 0.58814.3 * 40040021795mmAS, minfy300220.006A0.006 * 155213 931mm As1795mm選用 8_L18,實配 As2036mme54、某偏心受拉柱，計算高度l0 6m,b h 400mm 600mm,as as 40mm,承受設計軸向壓力 N 800kN，設計彎矩M600kN ?m,已知As 1650mm2，混凝土強度等級為C30,鋼筋為HRB335級鋼，求As。解：對

45、 030： fc 14.3N/mm21 1.0對 HRB335 ： fy fy 300N/mm2b 0.55h0 h as 560mm(1)判別大小偏心?e0M 600 0.75m 750mmN 800ea600max( ,20) 20mm30e0 ea 750 20 770mml0h60006000.5fcAN10 15 則取 2 1.00.5*14.3*400*600800*1032.145取 11.0則:1400芯)21 h。1.052ei 1.052*770810mm 0.3h0 168mm 屬于大偏心受壓(2)大偏心受壓設計：h600eeias 81040 1070mm22已知As求

46、As,先由向As取矩公式求x：xhg1(12(Ne fyAs(h° as)j1 fcbhc_ _3_ _12*(800*10 *1070 300*1650*(56040)5601 (1 -2-)2 237.05mm1.0*14.3*400*5602as 80mm 237.05mmbh 0 0.55*560 308mm由合力公式求AS :1fcbx fy As NAs fy1.0*14.3*400*237.053300*1650 800*1030023503.1mm一一一 2minbh 0.002*400*600480mm成過急選用6_L28(As2、3695mm )A 總ASAs21

47、650 3695 5345mm2(3)垂直彎矩作用平面的驗算：lo6000- 15b 4000.92 0.87則:0.92 0.8952Nu 0.94(fcA fyA 總)0.9*0.895* (14.3*400*600300*5345)4056.1kN N 800kN即選用As 3695mm2的6_L28鋼筋是合適的。Io 3m , as as 40mm,57、某對稱配筋偏心受壓柱，b h 300mm 400mm,承受設計軸向壓力 N 250kN ,設計彎矩M130kN ?m,混凝土強度等級為 C30,鋼筋用HRB335級鋼筋，求AS( A )。解：對 C30: fc c， 一一， 214.

48、3N/mm1 1.0對 HRB335 :fy fy 300N /2 mmb 0.55h0has400 40 360mm(1)判別大小偏心?M 130*103e0520mmea 250400max( ,20)3020mme e0 ea 520 20 540 mmlo hi3000Too0.5fcA7.5 15則取2 1.00.5*14.3*300*400N250*1033.432 1.0則取11.011.027ei 1.027*540554.58mm 0.3h0 108mmN250*103#cb 1.0*14.3*30058.28mmbh0 0.55*360 198mm屬于大偏心受壓。(2)大偏

49、心受壓對稱配筋設計:N( e h as)As As 2fy(h° as)250*10 3(554.58 200 40)300*(36040)_2_21027.6mm0.002bh 0.002*300*400240mm選用 322 (As As 1140mm2).- 2As 總 As As 1140 1140 2280mm(3)垂直彎矩作用平面的驗算：l03000 . 10 b 300則： 0.98Nu 0.9 (fcA fyAs總)0.9*0.98*(14.3*300*4002116.8kN 250kN300*2280)即選用As As 1140mm2的3工22鋼筋是合適的。第六章鋼

50、筋混凝土受拉鋼筋承載力計算思考題1 .如何判別鋼筋混凝土受拉構件的大、小偏心？它們的破壞特征各有什么不同 ？答：鋼筋混凝土偏心受拉構件，根據偏心拉力作用位置的不同，可分為兩種：一種是h偏心拉力作用在 As和As之間，即 2 s,稱為小偏心受拉；另一種是偏心拉力作用在hAs和As之外，即e02 %,稱為大偏心受拉。小偏心受拉構件的破壞特征與軸心受拉構件相似，破壞時拉力全部由鋼筋承擔。大偏心受拉構件的破壞特征與受彎構件相似。按受拉鋼筋配筋率的多少，也將出現少筋、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）構件斜截面抗剪承載力有何影響？主要體現在何處？答：由于軸心拉力 N的存在削弱了偏心受拉構件斜截面的抗剪承載力，故在偏拉（或拉彎）構件斜截面抗剪承載力計算式中有減去0.2N項。習題61、某懸臂桁架上弦截面為矩形bxh=200mm< 300mm軸向拉力設計值 N=225kN,彎矩設計值 M=22.5kN - m,混凝土為 C30,鋼筋為HRB33吸，as=a's=35mm,試計算截面縱向受力鋼筋As和A's。11.0解：對 C30:f 14.3ft 1.43c對 HRB335 : fy fy 300皿 M 22.5 .則：e00.1m 100mmN