西南大學(xué)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》作業(yè)

1、一;填空題1混凝土結(jié)構(gòu)包括素混凝土結(jié)構(gòu)、 鋼筋砼結(jié)構(gòu) 、 預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu) 和其他形式加筋混凝土結(jié)構(gòu)。 2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由很多受力構(gòu)件組合而成，主要受力構(gòu)件有樓板、 梁 、 柱 、墻、基礎(chǔ)等。3. 在測(cè)定混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度時(shí)，我國(guó)通常采用的立方體標(biāo)準(zhǔn)試件的尺寸為 150mm *150mm *150mm 。4.長(zhǎng)期荷載作用下，混凝土的應(yīng)力保持不變，它的應(yīng)變隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增大的現(xiàn)象稱為混凝土的 徐變 。5.混凝土在凝結(jié)過程中，體積會(huì)發(fā)生變化。在空氣中結(jié)硬時(shí)，體積要縮小；在水中結(jié)硬時(shí)，則體積 膨脹。6.在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中， 屈服強(qiáng)度 和 延伸率 是選擇鋼筋的重要指標(biāo)。7.在澆筑混凝土之前，

2、構(gòu)件中的鋼筋由單根鋼筋按設(shè)計(jì)位置構(gòu)成空間受力骨架，構(gòu)成骨架的方法主要有兩種： 焊接骨架 與 綁扎骨架 。8.當(dāng)構(gòu)件上作用軸向拉力，且拉力作用于構(gòu)件截面的形心時(shí)，稱為 軸心受拉 構(gòu)件。9、軸心受拉構(gòu)件的受拉承載力公式為 NFyAs 。10鋼筋混凝土軸心受壓柱根據(jù)箍筋配置方式和受力特點(diǎn)可分為 普通鋼箍 柱和 螺旋鋼箍 柱兩種。11鋼筋混凝土軸心受壓柱的穩(wěn)定系數(shù)為 長(zhǎng)柱 承載力與 短柱 承載力的比值。12.長(zhǎng)柱軸心受壓時(shí)的承載力 小于 具有相同材料，截面尺寸及配筋的短柱軸心受壓時(shí)的承載力。13.鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件，穩(wěn)定性系數(shù)是考慮了 附加彎矩的影響 。 二：簡(jiǎn)答題混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是怎樣劃分的？答

3、：是按混凝土立方強(qiáng)度劃分的，是衡量混凝土強(qiáng)度大小的基本指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)混凝土等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋性能的要求。答：（1）強(qiáng)度高：采用較高強(qiáng)度的鋼筋可以節(jié)省鋼材，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益；（2）塑性好：要求鋼筋在斷裂前有足夠的變形，能給人以破壞的預(yù)兆。因此，應(yīng)保證鋼筋的伸長(zhǎng)率和冷彎性能合格；（3）可焊性好：在很多情況下，鋼筋的接長(zhǎng)和鋼筋之間的連接需要通過焊接。因此要求在一定工藝條件下鋼筋焊接后不產(chǎn)生裂紋及過大的變形，保證焊接后的接頭性能良好；（4）為了使鋼筋的強(qiáng)度能夠充分被利用和保證鋼筋與混凝土共同工作，二者之間應(yīng)有足夠的粘結(jié)力。在寒冷地區(qū)，對(duì)鋼筋的低溫性能也有一定的要求。徐變定義；減少徐變的

4、方法。答：徐變是指混凝土在長(zhǎng)期不變荷載的作用下，應(yīng)變隨時(shí)間持續(xù)增長(zhǎng)的現(xiàn)象。 減少徐變的方法：提高砼強(qiáng)度，增加集料含量，礦物摻合料的加入，水泥漿數(shù)量的降低，都會(huì)使徐變一定量的降低。鋼筋混凝土共同工作的基礎(chǔ)。答：1.二者具有相近的線膨脹系數(shù)；2.在混凝土硬化后，二者之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)力，包括(1)鋼筋與混凝土接觸面上的化學(xué)吸附作用力(2)混凝土收縮握裹鋼筋而產(chǎn)生摩阻力（3）鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用力;3.混凝土能夠很好的保護(hù)鋼筋不被侵蝕。簡(jiǎn)述鋼筋與混凝土間的黏結(jié)力組成部分。答:鋼筋與混凝土的粘結(jié)力由三部分組成:(1)混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的化學(xué)膠著力;(2)鋼筋與混凝土

5、接觸面上的摩擦力;(3)鋼筋表面粗糙產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用。6 . 軸心受壓普通箍筋短柱與長(zhǎng)柱的破壞形態(tài)有何不同？答：短柱：隨著荷載的繼續(xù)增加，柱中開始出現(xiàn)微細(xì)裂縫，在臨近破壞荷載時(shí)，柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，箍筋發(fā)生壓屈，向外凸出，混凝土被壓碎，柱子即告破壞。長(zhǎng)柱：隨著荷載的增加，附加彎矩和側(cè)向撓度將不斷增大。破壞時(shí)，首先在凹側(cè)出現(xiàn)縱向裂縫，隨后混凝土被壓碎，縱筋被壓屈向外凸出；凸側(cè)混凝土出現(xiàn)垂直于縱軸方向的橫向裂縫，側(cè)向撓度急劇增大，柱子破壞。7軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；影響穩(wěn)定系數(shù)的主要因素。 答：設(shè)以代表長(zhǎng)柱承載力與短柱承載力的比值,稱為軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù).穩(wěn)定系數(shù)主要與柱的長(zhǎng)細(xì)比lo/

6、b有關(guān),lo/b越大,值越小.當(dāng)lo/b8時(shí),柱的承載力沒有降低,值可取等于1.對(duì)于具有相同lo/b比值的柱,由于混凝土強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋的種類以及配筋率的不同,值還略有大小. 三：計(jì)算題1. 某高層辦公樓門廳的鋼筋混凝土圓柱，承受軸向力設(shè)計(jì)值N=3000kN。柱的計(jì)算長(zhǎng)度為4.2米，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的要求，柱截面的直徑不得大于400mm.混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C35，縱筋為HRB335，箍筋為熱軋HPB235級(jí)鋼筋。試確定該柱鋼筋用量。解：已知L04.2m,D=400mm,N=3000KN.由L0/D=4200/400=10.5,查表得0.95.fc=16.7N/mm2,fy=300N/mm2.A=3.

7、14*4002/4=125600mm2根據(jù)公式：N=（A*fc+fy*As）得AsN-*A*fc/*fy=3000000N-0.95*125600mm2*16.7N/mm2/0.95*300N/mm2=3534mm2答：該柱鋼筋用量為As3534mm2。 已知梁截面彎矩設(shè)計(jì)值M=90kN.m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋采用HRB335，梁的截面尺寸為bh=200mm500mm,環(huán)境類別為一類。試求：所需縱向鋼筋截面面積。解：已知M=90kN-m,b=200mm,h0=465mm,fc=146N/mm2fy=300N/mm2.由公式：A0M/bh02fc=9000000/200*4652*14

8、6=0.014.根據(jù)A00.014查表得：r00.993。由公式：AsM/fy*r0h090000000/300*0.993*465649.709mm2.答：所需縱向鋼筋截面面積As649.709mm2.第三章一、填空題當(dāng)混凝土開裂后，截面上混凝土與鋼筋之間應(yīng)力的調(diào)整，稱為截面上的應(yīng)力重分布2、鋼筋混凝土受壓構(gòu)件中，配置箍筋的作用是：防止縱向鋼筋的壓屈和保證其位置正確，形成鋼筋骨架，便于施工。3、梁的正截面破壞形態(tài)根據(jù)配筋率的大小可分為三種破壞形態(tài)：適筋梁、超筋梁和少筋梁。4、T型截面梁按中和軸所在位置的不同分為兩類第一類T型截面為x hf，第二類T型截面為xhf 5、適筋梁從加荷到破壞經(jīng)歷了

9、彈性階段、帶裂縫工作階段、和破壞階段三個(gè)受力階段。6、一般混凝土受彎構(gòu)件的跨高比lo/h5,而lo/h5的粱通稱為深受彎構(gòu)件。7、沿截面的兩個(gè)主軸平面均作用有彎矩Mx，My的受彎構(gòu)件稱為雙向受彎構(gòu)件 8、縱向鋼筋的配筋率是縱向受拉鋼筋截面面積與截面有效面積的比值9、混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，可以分為延性破壞和脆性破壞。二、簡(jiǎn)答題1、為什么要掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎全過程中各階段的應(yīng)力狀態(tài)？它與建立正截面受彎承載力計(jì)算公式有何關(guān)系？答：進(jìn)行受彎構(gòu)件截面受力工作階段的分析不但可以使我們?cè)敿?xì)地了解截面受力的全過程，而且為裂縫、變形以及承載力的計(jì)算提供了依據(jù)。 截面抗裂驗(yàn)算是建立在I階段的基礎(chǔ)之上，構(gòu)

10、件使用階段的變形和裂縫寬度驗(yàn)算是建立在第II階段的基礎(chǔ)之上，而截面的承載力計(jì)算則是建立在第IIIa階段的基礎(chǔ)之上的。簡(jiǎn)述我國(guó)規(guī)范對(duì)正截面承載力計(jì)算所采用的基本假定。答：1)截面的平均應(yīng)變符合平截面假定 2)混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 3）鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系4)不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度3、簡(jiǎn)述受彎構(gòu)件適筋梁的破壞特征。答：由于受拉鋼筋首先到達(dá)屈服,然后混凝土收壓破壞的梁,稱為適筋梁。這種梁的破壞特征是鋼筋屈服處的臨界裂縫顯著開展,頂部壓區(qū)混凝土產(chǎn)生很大局部變形,形成集中的塑性變形區(qū)域。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)截面轉(zhuǎn)角急劇增大,預(yù)示著梁的破壞即將到來,其破壞形態(tài)具有”塑性破壞”的特征,即破壞前有明顯的預(yù)兆-裂縫和變形

11、的急劇發(fā)展.鋼筋屈服后,梁破壞前變形的增大表明構(gòu)件具有較好的耐受變形的能力-延性。三、計(jì)算題1、已知某單筋矩形截面梁受均布荷載作用，截面尺寸為b*h=200*400mm，已知混凝土ft1.27N/mm2,fc=11.9 N/mm2，a11.0,縱向受力鋼筋A(yù)s1473mm2,fy=300N/mm2,min=0.2%, az=35mm, b=0.550,要求承受彎矩設(shè)計(jì)值M100KN-m的作用，驗(yàn)算該梁截面的承載力是否滿足要求。解：已知b*h=200*400mm，ft1.27N/mm2，fc=11.9 N/mm2，a11.0,縱向受力鋼筋A(yù)s1473mm2,fy=300 N/mm2,As/bh0

12、=1473/200*(400-35)=0.0202.max=b*a1*fc/ fy=0.55*1.0*11.9/300=0.0218. min max,故為適筋梁。由公式得：b*h* fy/ a1* fc0.0202*300/1*11.90.509. 由公式得：Mu=* fy*b*h02(1-0.5) =0.020*300*200*3652*(1-0.5*0.509)=120374916=120KN m 答：理論計(jì)算值Mu120KN m100KN-m,故該梁截面的承載力滿足要求。2、某矩形截面簡(jiǎn)支梁跨中承受的最大彎矩值M240KNm,截面尺寸為200mm*550mm,采用C25混凝土。截面受壓

13、區(qū)配有2根直徑為18mm的HRB335級(jí)鋼筋。求受拉鋼筋面積As.已知條件1.27 N/mm2，fc=11.9 N/mm2，fyfy1300 N/mm2, a11.0,10.8, b0.55, a60 mm（雙排筋）， as1=35 mm, min=0.2%,且不小于45ft/ fy%，M240KNm。 解：令X=2* as1=2*35 mm=70 mm,根據(jù)公式（4-65）MU= fy* As* h0(1- as1/ h0)得： AsMU/ fy* h0(1- as1/ h0) 240,000,000 /300*（550-60）*（1-35/（550-60）1758 mm2 答：受拉鋼筋面積

14、As1758 mm2。3、已知單筋矩形截面梁。截面尺寸b*h=250mm*500mm，混凝土C30級(jí)，縱向受拉鋼筋為4根d=16mm(As=804mm2)HRB335級(jí)鋼筋如圖所示。求截面的承載力。 解：已知As804mm2，b*h=250mm*500mm，fy=369 N/mm2,h0=467 mm，由公式得：b0.8/（1+ fy/0.0033Es） =0.8/(1+369/0.0033*200000)=0.513. As/bh0=804/250*467=0.0069. max=b* a1* fc/ fy=0.513*1*14.3/369=0.020. max, 故為適筋梁。 * fy/

15、a1* fc0.0069*369/1*14.30.178. 由公式：Mu=* fy*b*h02(1-0.5)0.0069*369*250*4672*（1-0.5*0.178） 126,464,200.126KNm. 答：此截面承載力為Mu126 KNm.第四章 填空題 1、按柱長(zhǎng)細(xì)比的不同，鋼筋混凝土偏心受壓柱可以分為短柱、長(zhǎng)柱和細(xì)長(zhǎng)柱三種。 2、短柱、長(zhǎng)柱和細(xì)長(zhǎng)柱中，短柱的破壞屬于材料破壞。 3、梁中一般配置以下幾種鋼筋：主筋、彎起鋼筋、腰筋、架立筋和箍筋。4、偏心受壓構(gòu)件中，當(dāng)b時(shí)，屬于大偏心受壓構(gòu)件。 5、偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)有大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞兩種。 6、大偏心受壓破

16、壞前的破壞有預(yù)兆，屬延性破壞，小偏心受壓破壞前，變形和裂縫均不明顯，屬脆性破壞。7、偏心受拉構(gòu)件，當(dāng)軸向力N作用在鋼筋A(yù)s和As之間時(shí)，為小偏心受拉；當(dāng)軸向力N作用在鋼筋A(yù)s和As之外時(shí)，為大偏心受拉。 二、簡(jiǎn)答題 1、為什么要引入附加偏心距ea？答：由于荷載偏差，施工誤差等因素的影響，偏心受壓構(gòu)件的偏心距e0值會(huì)增大或減小，即便是軸心受壓也不存在e00的情況，偏心距的增加會(huì)使截面的偏心彎矩M增大，考慮這種不利影響，故列入附加偏心距ea. 對(duì)稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件大、小偏心受壓破壞的界限如何區(qū)分？答：當(dāng)b時(shí)，屬大偏心受壓構(gòu)件；當(dāng)b時(shí)，屬小偏心受壓構(gòu)件。 3、矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面受壓

17、承載力如何計(jì)算 ？答： 計(jì)算公式為適用條件 矩形截面小偏心受壓構(gòu)件正截面受壓承載力如何計(jì)算？答：計(jì)算公式為： 適用條件： 三、計(jì)算題 第1題解：已知：fy=300N/ mm2，M=150KNm,截面尺寸250*500（h0470 mm），混凝土強(qiáng)度為C25。 A0= M/ b h02 fc=150*103*103/250*4702*11.9=0.228, 根據(jù)A0=0.228查附表3-2得r0=0.87 As= M/ fyr0h0=150103103/3000.87470=1223mm2. 答：梁的縱向受拉鋼筋截面面積為1223mm2.第2題解：已知：as= as=35mm,混凝土強(qiáng)度為C25

18、，截面尺寸200*500, fc=9.6N/mm2,鋼筋 HRB335, fy=fy=300N/ mm2. 、判別大小偏心 、e0M/N=50KNm/500KN=100 mm.h/2- as=250-35=215mm.,軸向力作用在兩側(cè)鋼筋之間，屬小偏拉。 3).求As、As e=h/2- e0- as=500/2-100-35=115mm. e=h/2+ e0- as=500/2+100-35=315mm. As=Ne/ fy(h0- as)=500*103*115/300(465-35)=445mm2minb h0=0.002*200*465186mm2 As=Ne/ fy(h0- as)

19、=500*103*315/300(465-35)=1221mm2. 答：As186mm2，As1221mm2.3、已知：荷載作用下柱的軸向力設(shè)計(jì)值N=300KN，彎矩M =159KNm；截面尺寸b = 300mm，h = 400mm，as = as= 40 mm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20， HRB335級(jí)；l0/h=6。（設(shè)計(jì)成對(duì)稱配筋） (fy= fy= 300N/mm2 ，fc = 9.6N/mm2 , b = 0.614 ) 求：鋼筋截面面積As = As= ? 解：lo/h=6 則=1.0, e0=M/N=159000000/300000=530mm; ea=20mm,h0=400-40

20、=360mm, ei= e0+ ea=530+20=550mm, 則ei=550mm0.3 h0=108mm 且N2as=80mm As = As=Ne-a fcbx（h0-x/2）/ fy（h0- as=779mm20.002bh=240mm五到六章一.填空1.影響受彎構(gòu)件斜截面破壞形態(tài)的主要因素有：（剪跨比、砼強(qiáng)度）和（配筋率）。2.受彎構(gòu)件斜截面有三種破壞形態(tài):(斜壓破壞)、(剪壓破壞)和斜拉破壞。3.在有腹筋梁的受剪承載力計(jì)算中，截面限制條件是為了防止（斜壓）破壞。4.受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)隨配筋率的不同有四種類：適筋破壞、少筋破壞、(超筋破壞)和(部分超筋破壞)。二.簡(jiǎn)答題：1.什么叫配

21、筋率，它對(duì)梁的正截面受彎承載力有何影響？答：縱向受拉鋼筋總截面面積AS與正截面的有效面積bhD的比值稱為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，用p表示，簡(jiǎn)稱配筋率?？刂七m當(dāng)?shù)呐浣盥士墒沽喊l(fā)生適筋破壞，這種破壞有明顯的破壞預(yù)兆，屬于延性破壞。而當(dāng)配筋率過大或是過小時(shí)，則會(huì)發(fā)生超筋破壞和少筋破壞，這兩種破壞都屬于脆性破壞，是不允許發(fā)生的。2.如何防止將受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)成少筋構(gòu)件和超筋構(gòu)件？答：要從控制配筋率入手。最好是使配筋率控制在下列范圍：，避免出現(xiàn)少筋構(gòu)件和超筋構(gòu)件。3.在什么情況下可以采用雙筋截面梁，雙筋梁的基本計(jì)算公式為什么要有適用條件？答：在下列情況下可采用雙筋截面梁：(1)當(dāng)截面的彎矩設(shè)計(jì)值超過單筋適

22、筋構(gòu)件能夠承受的最大彎矩設(shè)計(jì)值，面截面尺寸、混凝土的強(qiáng)度等級(jí)和鋼筋的種類不能改變；（2）構(gòu)件在不同荷載組合下，截面的彎矩可能變號(hào)；（3）由于構(gòu)造上的原因，在截面的受壓區(qū)已經(jīng)配置一定數(shù)量的受力鋼筋。雙筋梁的基本計(jì)算公式的適用條件：xbho和x2a。第一個(gè)適用條件是為了防止超筋破壞；第二個(gè)適用條件可防止受壓區(qū)縱向受力鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)達(dá)不到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4.純扭構(gòu)件控制T0.25fcwt的目的是什么？當(dāng)T0.7fcwt,應(yīng)如何配筋？答：純扭構(gòu)件控制T0.25cWt的目的是為了保證構(gòu)件破壞時(shí)有一定的延性，防止完全超筋破壞，規(guī)定截面尺寸不能太小。而當(dāng)T0.7cWt時(shí)，構(gòu)件可按配筋率的下限及構(gòu)造要求配筋

23、。其中最小配箍率為0.055c/yv，最小縱筋配筋率為0.08c/y。同時(shí)配筋還應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求。三.計(jì)算題1.某矩形截面梁受集中荷載作用，橫截面尺寸bh=250500mm,采用C20砼，HPB235級(jí)箍筋，fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2,fyv=210N/mm2，h0=465mm，由集中荷載產(chǎn)生的支座處最大剪力設(shè)計(jì)值V150kN，剪跨比3.2，現(xiàn)配有直徑8mm雙肢箍箍筋，Asv=101mm2,試求所需的箍筋間距S.（Smax200mm）答：某矩形截面梁受集中荷載作用，橫截面尺寸bh=250500mm,采用C20砼，HPB235級(jí)箍筋，fc=9.6N/mm2,ft=1.

24、1N/mm2,fyv=210N/mm2，h0=465mm，由集中荷載產(chǎn)生的支座處最大剪力設(shè)計(jì)值V150kN，剪跨比3.2，現(xiàn)配有直徑8mm雙肢箍箍筋，Asv=101mm2,試求所需的箍筋間距S.（Smax200mm）。解：剪跨比3.23.0,取3.0進(jìn)行計(jì)算Vc=1.75ftbh0/(+1.0)=1.751.1250465/(3.0+1.0)=55945NV-Vc=150000-55945=94055NS=(nAsv11.0fyvh0)/(V-Vc)=(21.0210465)/94055=210mmSmax200mm,取S200mm。2.鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件，承受的扭矩設(shè)計(jì)值T12kN.

25、m，截面尺寸bh=250mm500mm。混凝土ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2，縱筋fy=300N/mm2,箍筋s=200mm，fyv=210N/mm2。取bcorhcor=200mm450mm，1.2。求此構(gòu)件需要配置的受扭縱筋和箍筋截面積。解：（1）驗(yàn)算截面積Wt=b2（3h-b）/6=2502（3500-250）6=13.02106mm3驗(yàn)算：0.25cWt=0.2511.913.02106=38.73106N-mmT=12106N-mm，符合要求。而：0.7tWt=0.71.2713.02106=11.6106N-mm3.0,取3.0進(jìn)行計(jì)算Vc=1.75ftbh0/(+1.0)=1.751.1250465/(3.0+1.0)=55945NV-Vc=150000-55945=94055NS=(nAsv11.0fyvh0)/(V-Vc)=(21.0210465)/94055=210mmSmax200mm,取S200mm。選擇題1當(dāng)V0.25fcbh0時(shí)，應(yīng)采取的措施是（C：提高箍筋抗拉強(qiáng)度或加