混凝土結(jié)構(gòu)設計原理-課后習題答案

混凝土結(jié)構(gòu)設計原理_課后習題答案緒論問答題什么是混凝土結(jié)構(gòu)？以簡支梁為例，說明素混凝土與鋼筋混凝土受力性能的差異。鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)條件是什么？混凝土結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)缺點？房屋混凝土結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件的受力特點是什么？簡述混凝土結(jié)構(gòu)設計方法的主要階段。簡述性能設計的主要步驟。簡述學習《混凝土結(jié)構(gòu)設計原理》課程的應當注意的問題。緒論問答題參考答案1．什么是混凝土結(jié)構(gòu)？答：混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置和添加鋼筋、鋼骨、鋼管、預應力鋼筋和各種纖維，形成的結(jié)構(gòu)，有素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、預應力混凝土結(jié)構(gòu)及纖維混凝土結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)充分利用了混凝土抗壓強度高和鋼筋抗拉強度高的優(yōu)點。2．以簡支梁為例，說明素混凝土與鋼筋混凝土受力性能的差異。答：素混凝土簡支梁，跨中有集中荷載作用。梁跨中截面受拉，拉應力在荷載較小的情況下就達到混凝土的抗拉強度，梁被拉斷而破壞，是無明顯預兆的脆性破壞。鋼筋混凝土梁，受拉區(qū)配置受拉鋼筋梁的受拉區(qū)還會開裂，但開裂后，出現(xiàn)裂縫，拉力由鋼筋承擔，直至鋼筋屈服以后，受壓區(qū)混凝土受壓破壞而達到極限荷載，構(gòu)件破壞。素混凝土簡支梁的受力特點是承受荷載較小，并且是脆性破壞。鋼筋混凝土簡支梁的極限荷載明顯提高，變形能力明顯改善，并且是延性破壞。3．鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)條件是什么？答：混凝土和鋼筋協(xié)同工作的條件是：（1）鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)力，使兩者結(jié)合為整體；（2）鋼筋與混凝土兩者之間線膨脹系數(shù)幾乎相同，兩者之間不會發(fā)生相對的溫度變形使粘結(jié)力遭到破壞；（3）設置一定厚度混凝土保護層；（4）鋼筋在混凝土中有可靠的錨固。4．混凝土結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：（1）可模性好；（2）強價比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）適應災害環(huán)境能力強，整體澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，對抵抗地震、風載和爆炸沖擊作用有良好性能；（6）可以就地取材。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點：如自重大，不利于建造大跨結(jié)構(gòu)；抗裂性差，過早開裂雖不影響承載力，但對要求防滲漏的結(jié)構(gòu)，如容器、管道等，使用受到一定限制；現(xiàn)場澆筑施工工序多，需養(yǎng)護，工期長，并受施工環(huán)境和氣候條件限制等。5．房屋混凝土結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件的受力特點是什么？答：在房屋建筑中，永久荷載和樓面活荷載直接作用在樓板上，樓板荷載傳遞到梁，梁將荷載傳遞到柱或墻，并最終傳遞到基礎(chǔ)上，各個構(gòu)件受力特點如下：樓板：是將活荷載和恒荷載通過梁或直接傳遞到豎向支承結(jié)構(gòu)（柱、墻）的主要水平構(gòu)件，樓板的主要內(nèi)力是彎矩和剪力，是受彎構(gòu)件。梁：是將樓板上或屋面上的荷載傳遞到立柱或墻上，前者為樓蓋梁，后者為屋面梁，梁承受板傳來的荷載，主要內(nèi)力有彎矩和剪力，有時也可能是扭矩，屬于受彎構(gòu)件。柱：柱承受梁、板體系傳來的荷載，主要內(nèi)力有軸向壓力、彎矩和剪力，可能是軸心受壓構(gòu)件，當荷載有偏心作用時，柱受壓的同時還會受彎，是壓彎構(gòu)件。墻：承重的混凝土墻常用作基礎(chǔ)墻、樓梯間墻，或在高層建筑中用于承受水平風載和地震作用的剪力墻，它受壓的同時也會受彎，是壓彎構(gòu)件?；A(chǔ)：是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到地基（土層）的承重混凝土構(gòu)件，基礎(chǔ)主要內(nèi)力是壓力和彎矩，是受壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件。6．簡述混凝土結(jié)構(gòu)設計方法的主要階段。答：混凝土結(jié)構(gòu)設計方法大體可分為四個階段：（1）在20世紀初以前，鋼筋混凝土本身計算理論尚未形成，設計沿用材料力學的容許應力方法。（2）1938年左右已開始采用按破損階段計算構(gòu)件破壞承載力，50年代，出現(xiàn)了按極限狀態(tài)設計方法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設計計算理論。（3）二戰(zhàn)以后，設計計算理論已過渡到以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設計方法。（4）20世紀90年代以后，開始采用或積極發(fā)展性能化設計方法和理論。7．簡述性能設計的主要步驟。答：性能化方法是確定工程結(jié)構(gòu)要達到的總體目標或設計性能，設計師根據(jù)性能目標的不同，設計不同的設計方案，并評估設計方案是否達到性能目標的要求。8．簡述學習《混凝土結(jié)構(gòu)設計原理》課程的應當注意的問題。答：（1）鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種材料組成的復合材料，是非均勻、非連續(xù)、非彈性的材料。力學關(guān)系是在試驗的基礎(chǔ)上，通過幾何、物理和平衡關(guān)系建立的。（2）鋼筋混凝土構(gòu)件中的兩種材料在強度和數(shù)量上存在一個合理的配比范圍。如果鋼筋和混凝土在面積上的比例及材料強度的搭配超過了這個范圍，就會引起構(gòu)件受力性能的改變，從而引起構(gòu)件截面設計方法的改變，這是學習時必須注意的一個方面。（3）由于混凝土材料的復雜性、離散性，混凝土材料的理論體系是建立在試驗的基礎(chǔ)上的。許多假定依賴與試驗結(jié)果，許多公式來源于試驗驗證，許多因素無法控制，仍需通過構(gòu)造措施加以解決，許多理論尚需不斷發(fā)展與完善，具有不同功能的混凝土材料性能尚需不斷挖掘。（4）本課程主要講解鋼筋混凝土基本構(gòu)件，應當了解每一種構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系的作用、受力情況。例如梁、柱是受彎構(gòu)件，主要受彎、受剪；柱、墻、受壓弦桿是受壓構(gòu)件，主要受壓、彎，受壓、剪，雙向受壓彎；雨蓬梁、柱是受扭構(gòu)件，主要受扭，受彎、剪、扭，受壓、彎、剪、扭；受拉弦桿是受拉構(gòu)件，主要受拉、彎。（5）本課程所要解決的不僅是構(gòu)件的承載力和變形計算等問題，還包括構(gòu)件的截面形式、材料選用及配筋構(gòu)造等。結(jié)構(gòu)構(gòu)件設計是一個綜合性的問題，需要考慮各方面的因素。因此，學習本課程時要注意學會對多種因素進行綜合分析，培養(yǎng)綜合分析判斷能力。（6）混凝土設計與施工工作必須按照規(guī)范進行，各種規(guī)范是長期理論研究成果和工程實踐的總結(jié)。不但要熟練掌握基本要求、使用范圍，還要深入了解每一條文的理論依據(jù)，做到深入理論，靈活運用。同時，隨著科學的發(fā)展和實踐的要求，許多新成果會不斷的涌現(xiàn)，規(guī)范會及時修訂，一般我國混凝土規(guī)范10年左右修訂一次，但隨著社會的發(fā)展，規(guī)范的修訂速度會加快，因此，具體工作時應當及時掌握最新的規(guī)范。（7）混凝土設計與施工是一種社會實踐行為，不能離開社會的制約因素進行，應當貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，做到技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量。（8）混凝土設計與施工是一種法律責任行為，工程技術(shù)人員一定要遵守國家相關(guān)的法律、法規(guī)的要求，否則，就要承擔相應的法律責任。緒論單選題1．與素混凝土梁相比，鋼筋混凝上梁承載能力（）。相同；提高許多；有所提高；2．與素混凝土梁相比，鋼筋混凝土梁抵抗開裂的能力（）。提高不多；提高許多；完全相同；3．與素混凝土梁相比，適量配筋的鋼混凝土梁的承載力和抵抗開裂的能力（）。均提高很多；承載力提高很多，抗裂提高不多；抗裂提高很多，承載力提高不多；均提高不多；4．鋼筋混凝土梁在正常使用荷載下（）。A．通常是帶裂縫工作的；B．一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫貫通全截面；C．一旦出現(xiàn)裂縫，沿全長混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力喪盡；5．鋼筋與混凝土能共同工作的主要原因是（）。防火、防銹；混凝土對鋼筋的握裹及保護；混凝土對鋼筋的握裹，兩者線膨脹系數(shù)接近；緒論單選題參考答案BABAC第二章鋼筋和混凝土的力學性能問答題1．軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應力一應變曲線有什么不同？設計時分別采用什么值作為依據(jù)？2．我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有種？我國熱軋鋼筋的強度分為幾個等級？3．鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？4．什么是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什么性質(zhì)？5．什么是鋼筋的包興格效應？6．在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？7．試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。8．簡述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強度的影響。9．簡述混凝土立方體抗壓強度。10．簡述混凝土軸心抗壓強度。11．混凝土的強度等級是如何確定的。12．簡述混凝土三軸受壓強度的概念。13．簡述混凝土在單軸短期加載下的應力應變關(guān)系。14．什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？15．什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？16．鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？17．最小錨固長度是如何確定的？18．簡述綁扎搭接連接的機理。第二章鋼筋和混凝土的力學性能問答題參考答案1．軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應力一應變曲線有什么不同？設計時分別采用什么值作為依據(jù)？答：有物理屈服點的鋼筋，稱為軟鋼，如熱軋鋼筋和冷拉鋼筋；無物理屈服點的鋼筋，稱為硬鋼，如鋼絲、鋼絞線及熱處理鋼筋。軟鋼的應力應變曲線如圖2-1所示，曲線可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段和破壞階段。有明顯流幅的鋼筋有兩個強度指標：一是屈服強度，這是鋼筋混凝土構(gòu)件設計時鋼筋強度取值的依據(jù)，因為鋼筋屈服后產(chǎn)生了較大的塑性變形，這將使構(gòu)件變形和裂縫寬度大大增加以致無法使用，所以在設計中采用屈服強度作為鋼筋的強度極限。另一個強度指標是鋼筋極限強度，一般用作鋼筋的實際破壞強度。圖2-1軟鋼應力應變曲線硬鋼拉伸時的典型應力應變曲線如圖2-2。鋼筋應力達到比例極限點之前，應力應變按直線變化，鋼筋具有明顯的彈性性質(zhì)，超過比例極限點以后，鋼筋表現(xiàn)出越來越明顯的塑性性質(zhì)，但應力應變均持續(xù)增長，應力應變曲線上沒有明顯的屈服點。到達極限抗拉強度b點后，同樣由于鋼筋的頸縮現(xiàn)象出現(xiàn)下降段，至鋼筋被拉斷。設計中極限抗拉強度不能作為鋼筋強度取值的依據(jù)，一般取殘余應變?yōu)?.2%所對應的應力σ0.2作為無明顯流幅鋼筋的強度限值，通常稱為條件屈服強度。對于高強鋼絲，條件屈服強度相當于極限抗拉強度0.85倍。對于熱處理鋼筋，則為0.9倍。為了簡化運算，《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》統(tǒng)一取σ0.2=0.85σb，其中σb為無明顯流幅鋼筋的極限抗拉強度。圖2-2硬鋼拉伸試驗的應力應變曲線2．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？答：目前我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預應力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋主要品種有鋼筋、鋼絲和鋼絞線。根據(jù)軋制和加工工藝，鋼筋可分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋。熱軋鋼筋分為熱軋光面鋼筋HPB235（Q235，符號Φ，Ⅰ級）、熱軋帶肋鋼筋HRB335（20MnSi，符號，Ⅱ級）、熱軋帶肋鋼筋HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi，符號，Ⅲ級）、余熱處理鋼筋RRB400（K20MnSi，符號，Ⅲ級）。熱軋鋼筋主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預應力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預應力普通鋼筋。3．鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？答：鋼筋冷加工目的是為了提高鋼筋的強度，以節(jié)約鋼材。除冷拉鋼筋仍具有明顯的屈服點外，其余冷加工鋼筋無屈服點或屈服臺階，冷加工鋼筋的設計強度提高，而延性大幅度下降。冷加工方法有冷撥、冷拉、冷軋、冷扭。冷拉鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經(jīng)機械拉伸而成，冷拉應力值應超過鋼筋的屈服強度。鋼筋經(jīng)冷拉后，屈服強度提高，但塑性降低，這種現(xiàn)象稱為冷拉強化。冷拉后，經(jīng)過一段時間鋼筋的屈服點比原來的屈服點有所提高，這種現(xiàn)象稱為時效硬化。時效硬化和溫度有很大關(guān)系，溫度過高（450℃以上）強度反而有所降低而塑性性能卻有所增加，溫度超過700℃，鋼材會恢復到冷拉前的力學性能，不會發(fā)生時效硬化。為了避免冷拉鋼筋在焊接時高溫軟化，要先焊好后再進行冷拉。鋼筋經(jīng)過冷拉和時效硬化以后，能提高屈服強度、節(jié)約鋼材，但冷拉后鋼筋的塑性（伸長率）有所降低。為了保證鋼筋在強度提高的同時又具有一定的塑性，冷拉時應同時控制應力和控制應變。4．什么是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什么性質(zhì)？答：均勻伸長率δgt為非頸縮斷口區(qū)域標距的殘余應變與恢復的彈性應變組成?！话i縮區(qū)拉伸前的測量標距；——拉伸斷裂后不包含頸縮區(qū)的測量標距；——實測鋼筋拉斷強度；——鋼筋彈性模量。均勻伸長率δgt比延伸率更真實反映了鋼筋在拉斷前的平均（非局部區(qū)域）伸長率，客觀反映鋼筋的變形能力，是比較科學的指標。5．什么是鋼筋的包興格效應？答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在反復荷載作用下，鋼筋的力學性能與單向受拉或受壓時的力學性能不同。1887年德國人包興格對鋼材進行拉壓試驗時發(fā)現(xiàn)的，所以將這種當受拉（或受壓）超過彈性極限而產(chǎn)生塑性變形后，其反向受壓（或受拉）的彈性極限將顯著降低的軟化現(xiàn)象，稱為包興格效應。6．在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預應力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應按下列規(guī)定采用：（1）普通鋼筋宜采用HRB400級和HRB335級鋼筋,也可采用HPB235級和RRB400級鋼筋；（2）預應力鋼筋宜采用預應力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。7．試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。答：（1）對鋼筋強度方面的要求普通鋼筋是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中和預應力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預應力鋼筋，主要是HPB235、HRB335、HRB400、RRB400等熱軋鋼筋。（2）強屈比的要求所以設計中應選擇適當?shù)那鼜姳?，對于抗震結(jié)構(gòu)，鋼筋應力在地震作用下可考慮進入強化段，為了保證結(jié)構(gòu)在強震下“裂而不倒”，對鋼筋的極限抗拉強度與屈服強度的比值有一定的要求，一般不應小于1.25。（3）延性在工程設計中，要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)為具有明顯預兆，避免脆性破壞，抗震結(jié)構(gòu)則要求具有足夠的延性，鋼筋的應力應變曲線上屈服點至極限應變點之間的應變值反映了鋼筋延性的大小。（4）粘結(jié)性粘結(jié)性是指鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。粘結(jié)力是鋼筋與混凝土得以共同工作的基礎(chǔ)，其中鋼筋凹凸不平的表面與混凝土間的機械咬合力是粘結(jié)力的主要部分，所以變形鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能最好，設計中宜優(yōu)先選用變形鋼筋。（5）耐久性混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指，在外部環(huán)境下材料性、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)隨時間的退化，主要包括鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿—骨料反應、化學作用等的機理及物理、化學和生化過程?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的降低可引起承載力的降低，影響結(jié)構(gòu)安全。（6）適宜施工性在施工時鋼筋要彎轉(zhuǎn)成型，因而應具有一定的冷彎性能。鋼筋彎鉤、彎折加工時應避免裂縫和折斷。熱軋鋼筋的冷彎性能很好，而性脆的冷加工鋼筋較差。預應力鋼絲、鋼絞線不能彎折，只能以直條形式應用。同時，要求鋼筋具備良好的焊接性能，在焊接后不應產(chǎn)生裂紋及過大的變形，以保證焊接接頭性能良好。（7）經(jīng)濟性衡量鋼筋經(jīng)濟性的指標是強度價格比，即每元錢可購得的單位鋼筋的強度，強度價格比高的鋼筋比較經(jīng)濟。不僅可以減少配筋率，方便了施工，還減少了加工、運輸、施工等一系列附加費用。8．簡述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強度的影響。答：混凝土材料結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：①微觀結(jié)構(gòu)，即水泥石結(jié)構(gòu)，水泥石結(jié)構(gòu)由水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學性能取決于水泥的礦物成份、粉磨細度、水灰比和硬化條件；②亞微觀結(jié)構(gòu)，即混凝土的水泥砂漿結(jié)構(gòu)，水泥砂漿結(jié)構(gòu)可看作以水泥石為基相、砂子為分散相的二組混凝土體系，砂子和水泥石的結(jié)合面是薄弱面。對于水泥砂漿結(jié)構(gòu)，除上述決定水泥石結(jié)構(gòu)的因素外，砂漿配合比、砂的顆粒級配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質(zhì)含量是重要控制因素；③宏觀結(jié)構(gòu)，即砂漿和粗骨料兩組分體系。混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)中，水泥作為基相，粗骨料隨機分布在連續(xù)的水泥砂漿中。粗骨料的強度遠比混凝土高，硬化水泥砂漿的強度也比混凝土高，由砂漿和粗骨料組成的混凝土復合材料的抗壓強度低于砂漿和粗骨料單一材料的抗壓強度?；炷羶?nèi)砂漿與骨料界面的粘結(jié)強度只有砂漿抗拉強度的35％－65％，這說明砂漿與骨料界面是混凝土內(nèi)的最薄弱環(huán)節(jié)?；炷疗茐暮?，其中的粗骨料一般無破損的跡象，裂縫和破碎都發(fā)生在粗骨料表面和水泥砂漿內(nèi)部，所以混凝土的強度和變形性能在很大程度上取決于水泥砂漿的質(zhì)量和密實性。9．簡述混凝土立方體抗壓強度。答：混凝土標準立方體的抗壓強度，我國《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081-2002）規(guī)定：邊長為150mm的標準立方體試件在標準條件（溫度20±3℃，相對溫度≥90%）下養(yǎng)護28天后，以標準試驗方法(中心加載，加載速度為0.3～1.0N/mm2/s)，試件上、下表面不涂潤滑劑，連續(xù)加載直至試件破壞，測得混凝土抗壓強度為混凝土標準立方體的抗壓強度fck，單位N/mm2。fck——混凝土立方體試件抗壓強度；F——試件破壞荷載；A——試件承壓面積。10．簡述混凝土軸心抗壓強度。答：我國《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T50081-2002）采用150mm×150mm×300mm棱柱體作為混凝土軸心抗壓強度試驗的標準試件，混凝土試件軸心抗壓強度(2-8)fcp——混凝土軸心抗壓強度；F——試件破壞荷載；A——試件承壓面積。11．混凝土的強度等級是如何確定的。答：混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定，混凝土立方體抗壓強度標準值fcu，k，我國《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定，立方體抗壓強度標準值系指按上述標準方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度，根據(jù)立方體抗壓強度標準值劃分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80十四個等級。12．簡述混凝土三軸受壓強度的概念。答：三軸受壓試驗是側(cè)向等壓σ2=σ3=σr的三軸受壓，即所謂常規(guī)三軸。試驗時先通過液體靜壓力對混凝土圓柱體施加徑向等壓應力，然后對試件施加縱向壓應力直到破壞。在這種受力狀態(tài)下，試件由于側(cè)壓限制，其內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，因此當側(cè)向壓力增大時，破壞時的軸向抗壓強度相應地增大。根據(jù)試驗結(jié)果分析，三軸受力時混凝土縱向抗壓強度為fcc′=fc′+βσr(2-18)式中：fcc′——混凝土三軸受壓時沿圓柱體縱軸的軸心抗壓強度；fc′——混凝土的單軸圓柱體軸心抗壓強度；β——系數(shù)，一般普通混凝土取4；σr——側(cè)向壓應力。13．簡述混凝土在單軸短期加載下的應力應變關(guān)系。答：一般用標準棱柱體或圓柱體試件測定混凝土受壓時的應力應變曲線。軸心受壓混凝土典型的應力應變曲線如圖2-3，各個特征階段的特點如下。圖2-3混凝土軸心受壓時的應力應變曲線1）應力σ≤0.3fcsh當荷載較小時，即σ≤0.3fcsh，曲線近似是直線（圖2-3中OA段），A點相當于混凝土的彈性極限。此階段中混凝土的變形主要取決于骨料和水泥石的彈性變形。2）應力0.3fcsh<σ≤0.8fcsh隨著荷載的增加，當應力約為(0.3～0.8)fcsh，曲線明顯偏離直線，應變增長比應力快，混凝土表現(xiàn)出越來越明顯的彈塑性。3）應力0.8fcsh<σ≤1.0fcsh隨著荷載進一步增加，當應力約為(0.8～1.0)fcsh，曲線進一步彎曲，應變增長速度進一步加快，表明混凝土的應力增量不大，而塑性變形卻相當大。此階段中混凝土內(nèi)部微裂縫雖有所發(fā)展，但處于穩(wěn)定狀態(tài)，故b點稱為臨界應力點，相應的應力相當于混凝土的條件屈服強度。曲線上的峰值應力C點，極限強度fcsh，相應的峰值應變?yōu)棣?。4）超過峰值應力后超過C點以后，曲線進入下降段，試件的承載力隨應變增長逐漸減小，這種現(xiàn)象為應變軟化。14．什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？答：取混凝土應力應變曲線在原點O切線的斜率，作為混凝土的初始彈性模量，簡稱彈性模量Ec，即:Ec=tgα0Ec——初始彈性模量；a0——原點切線的斜率夾角。當應力較大時，混凝土已進入彈塑性階段，彈性模量已不能正確反映此時的應力應變關(guān)系。比較精確的方法采用切線模量Ec′，即在應力應變曲線任一點處作一切線。此切線的斜率即為該點的切線模量，其表達式為Ec′=tgα=dσ/dε切線模量是原點與某點連線即割線的斜率作為混凝土的割線模量，稱為變形模量Ec″，它的表達式為Ec″=tgα1=σc/εc15．什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？答：在不變的應力長期持續(xù)作用下，混凝土的變形隨時間而緩慢增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響既有有利方面又有不利方面。有利影響，在某種情況下，徐變有利于防止結(jié)構(gòu)物裂縫形成；有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布，減少應力集中現(xiàn)象及減少溫度應力等。不利影響，由于混凝土的徐變使構(gòu)件變形增大；在預應力混凝土構(gòu)件中，徐變會導致預應力損失；徐變使受彎和偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)變形加大，故而使受彎構(gòu)件撓度增加，使偏壓構(gòu)件的附加偏心距增大而導致構(gòu)件承載力的降低。16．鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？答：試驗表明，鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或者抗滑移力，由四部分組成：（1）化學膠結(jié)力：混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學粘著力或吸附力，來源于澆注時水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護過程中水泥晶體的生長和硬化，取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。當鋼筋受力后變形，發(fā)生局部滑移后，粘著力就喪失了。（2）摩擦力：混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力，當鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對滑移時，在鋼筋和混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。它取決于混凝土發(fā)生收縮、荷載和反力等對鋼筋的徑向壓應力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。鋼筋和混凝土之間的擠壓力越大、接觸面越粗糙，則摩擦力越大。（3）機械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機械咬合作用而產(chǎn)生的力，即混凝土對鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強度。變形鋼筋的橫肋會產(chǎn)生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來源，是錨固作用的主要成份。（4）鋼筋端部的錨固力：一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨固區(qū)焊接鋼筋、短角鋼等機械作用來維持錨固力。各種粘結(jié)力中，化學膠結(jié)力較??；光面鋼筋以摩擦力為主；變形鋼筋以機械咬合力為主。17．最小錨固長度是如何確定的？答：達到錨固極限狀態(tài)時所需要的鋼筋最小錨固長度，稱為臨界錨固長度lcra。錨固抗力等于鋼筋屈服強度Fy時，相應的錨固長度就是臨界錨固長度lcra，這是保證受力鋼筋真到屈服也不會發(fā)生錨固破壞的最小長度。鋼筋屈服后強化，隨錨固長度的延長，錨固抗力還能增長，到錨固抗力等于鋼筋拉斷強度Fu時，相應的錨固長度就是極限錨固長度lua。設計錨固長度la應當在臨界錨固長度和極限錨固長度之間，前者是為了保證鋼筋承載受力的基本性能，后者是因為過長的錨固實際已經(jīng)不起作用。18．簡述綁扎搭接連接的機理。答：綁扎搭接鋼筋之間能夠傳力是由于鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固作用。兩根相背受力的鋼筋分別錨固在搭接連接區(qū)段的混凝土中，都將應力傳遞給混凝土，從而實現(xiàn)了鋼筋之間的應力過渡。因此，綁扎搭接傳力的基礎(chǔ)是錨固。但是搭接鋼筋之間的縫間混凝土會因剪切而迅速破碎，握裹力受到削弱。因此，搭接鋼筋的錨固強度減小，與錨固長度相比，搭接長度應予加長。此外，由于錐楔作用造成的徑向力引起了兩根鋼筋之間的分離趨勢。因此，搭接鋼筋之間容易發(fā)生縱向劈裂裂縫，必須有較強的圍箍約束以維持錨固。第二章鋼筋和混凝土的力學性能選擇題1．混凝土若處于三向應力作用下，當（）。橫向受拉，縱向受壓，可提高抗壓強度；橫向受壓，縱向受拉，可提高抗壓強度；三向受壓會降低抗壓強度；三向受壓能提高抗壓強度；2．混凝土的彈性模量是指（）。原點彈性模量；切線模量；割線模量；變形模量；3．混凝土強度等級由150mm立方體抗壓試驗，按（）確定。平均值；；；；4．規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長度為（）。A．隨混凝土強度等級的提高而增大；B．隨鋼筋等級提高而降低；C．隨混凝土等級提高而減少，隨鋼筋等級提高而增大；D．隨混凝土及鋼筋等級提高而減??；5．屬于有明顯屈服點的鋼筋有（）。A．冷拉鋼筋；B．鋼絲；C．熱處理鋼筋；D．鋼絞線；6．鋼材的含碳量越低，則（）。A．屈服臺階越短，伸長率也越短，塑性越差；B．屈服臺階越長，伸長率越大，塑性越好；C．強度越高，塑性越好；D．強度越低，塑性越差；7．鋼筋的屈服強度是指（）。比例極限；彈性極限；屈服上限；屈服下限；8．能同時提高鋼筋的抗拉和抗壓強度的冷加工方法是（）。冷拉；冷拔；9．規(guī)范確定所用試塊的邊長是（）。A．150mm；B．200mm；C．100mm；D．250mm；10．混凝土強度等級是由（）確定的。A．；B．；C．；D．；11．邊長為100mm的非標準立方體試塊的強度換算成標準試塊的強度，則需乘以換算系數(shù)（）。A．1.05；B．1.0；C．0.95；D．0.90；12．指的是混凝土的（）。彈性模量；割線模量；切線模量；原點切線模量；第二章鋼筋和混凝土的力學性能選擇題參考答案DABCABDBAACB第三章軸心受力構(gòu)件承載力計算題1．某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設計值N=2650kN，計算長度，混凝土強度等級為C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB400級（），環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。2．某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標準層中柱,軸向壓力設計值N=2100kN,樓層高H=5.60m，計算長度l0=1.25H，混凝土用C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB335級（），環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋面積。3．某無側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度，截面尺寸為300mm×300mm，柱內(nèi)配有416縱筋（），混凝土強度等級為C30（fc=14.3N/mm2），環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設計值N=900kN，試核算該柱是否安全。4．某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設計值N=2749kN，計算高度，根據(jù)建筑設計要求，柱得截面為圓形，直徑。混凝土強度等級為C30（），縱筋采用HRB400級鋼筋（），箍筋采用HRB335級鋼筋（），環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。5．已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN，從基礎(chǔ)頂面到二屋樓面的高度為4.0m，支承條件系數(shù)1.0?；炷吝x用C35（fc=16.7N/mm2），縱筋用HRB400（），箍筋用HRB335（fy=300N/mm2）。按建筑設計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm，環(huán)境類別為一類。試進行該柱配筋計算。6．某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端鉸支，柱高6.5m，支承條件系數(shù)0.7，承受軸壓力設計值900kN，采用C20混凝土（），和R235鋼筋（），環(huán)境類別為一類。試問：試設計軸心受壓柱。若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，采用C20混凝土fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335（fy=300N/mm2），試設計軸心受壓柱，比較兩者差異。第三章軸心受力構(gòu)件承載力計算題參考答案1．某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設計值N=2650kN，計算長度，混凝土強度等級為C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB400級（），環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。解：根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為400mm×400mm由，查表得根據(jù)軸心受壓承載力公式確定，對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。選，設計面積與計算面積誤差<5%，滿足要求。2．某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標準層中柱,軸向壓力設計值N=2100kN,樓層高H=5.60m，計算長度l0=1.25H，混凝土用C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB335級（），環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋面積。[解]根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為400mm×400mm長細比，查表根據(jù)軸心受壓承載力公式確定，對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。選620，設計面積與計算面積誤差<5%，滿足要求。3．某無側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度，截面尺寸為300mm×300mm，柱內(nèi)配有416縱筋（），混凝土強度等級為C30（fc=14.3N/mm2），環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設計值N=900kN，試核算該柱是否安全。解：（1）求則，由表得（2）求4．某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設計值N=2749kN，計算高度，根據(jù)建筑設計要求，柱得截面為圓形，直徑?；炷翉姸鹊燃墳镃30（），縱筋采用HRB400級鋼筋（），箍筋采用HRB335級鋼筋（），環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。解（1）判別是否可采用螺旋箍筋柱，可設計成螺旋箍筋柱（2）求假定，則選用，。（3）求混凝土保護層厚度為30mm，則由承載力極限公式得（滿足要求）（4）確定螺旋箍筋直徑和間距假定螺旋箍筋直徑d=8mm，則單根螺旋箍筋截面面積，可得取s=50mm,40mm≤s≤80mm，(滿足構(gòu)造要求)（5）復核混凝土保護層是否過早脫落按查表得（滿足要求）5．已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN，從基礎(chǔ)頂面到二屋樓面的高度為4.0m，支承條件系數(shù)1.0?；炷吝x用C35（fc=16.7N/mm2），縱筋用HRB400（），箍筋用HRB335（fy=300N/mm2）。按建筑設計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm，環(huán)境類別為一類。試進行該柱配筋計算。[解]（1）先按配有縱筋和箍筋柱計算柱子計算長度按《規(guī)范》規(guī)定取1.0H，則l0=1.0H=1.0×4.0=4.0m計算穩(wěn)定系數(shù)值，因l0/d=4000/350=11.43查表6-1得=0.931取園截面直徑為350mm,圓形柱混凝土截面面積為由承載力公式求得求配筋率配筋率太大，因l0/d＜12，若混凝土強度等級不再提高，則可采用螺旋箍筋以提高柱的承載能力。具體計算如下。（2）按配有縱筋和螺旋箍筋柱計算假定縱筋配筋率按計算，則選用，相應的=3142mm2。取混凝土保護層厚度為30mm,混凝土的核芯截面面積為dcor=350-60=290mm因Asso＞0.25（=0.25×3142=786mm2），滿足構(gòu)造要求。假定螺旋箍筋直徑為10mm，則單肢箍筋截面面積Ast1=78.5mm2。螺旋箍筋間距取用s=45mm，滿足大于40mm及小于80mm，同時小于及等于0.2dcor=0.2×290=58mm的要求。由承載力計算公式得：Asso=實際縱筋配筋率，故N故該柱能承受滿足設計要求。6．某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端鉸支，柱高6.5m，支承條件系數(shù)0.7，承受軸壓力設計值900kN，采用C20混凝土（），和R235鋼筋（），環(huán)境類別為一類。試問：試設計軸心受壓柱。若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，采用C20混凝土fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335（fy=300N/mm2），試設計軸心受壓柱，比較兩者差異。（1）解：已知：，，，1）確定截面尺寸在設計時有三個未知量。即：，現(xiàn)設，暫取，由軸心受壓構(gòu)件正截面承載力公式可得選方形截面，其邊長為，取b=300mm，A=90000mm2。2）計算截面配筋一端固定一端鉸接柱：=0.7=0.7×6500mm=4550mm，/b=4550mm/300mm15.2，查表得。則截面所需配筋為配4φ22（），，滿足要求。箍筋按構(gòu)造要求選φ8@200。(2)若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，采用C20混凝土fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335（fy=300N/mm2）。采用方形截面300300mm，則故不必配置螺旋箍筋。查表得：由軸心受壓承載力公式：，對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。選418 =1017mm2實際配筋率：，滿足要求。箍筋按構(gòu)造要求φ8@250mm。第四章受彎構(gòu)件正截面承載力計算題參考答案1．已知梁的截面尺寸為b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C25,fc=11.9N/mm2，,鋼筋采用HRB335，截面彎矩設計值M=165KN.m。環(huán)境類別為一類。求：受拉鋼筋截面面積解：采用單排布筋將已知數(shù)值代入公式及得1.011.9200x=30016510=1.011.9200x(465-x/2)兩式聯(lián)立得：x=186mmA=1475.6mm2驗算x=186mm<0.55465=255.8mm所以選用325A=1473mm22．已知一單跨簡支板，計算跨度l=2.34m，承受均布荷載qk=3KN/m2（不包括板的自重），如圖所示；混凝土等級C30，；鋼筋等級采用HPB235鋼筋，即Ⅰ級鋼筋，?？勺兒奢d分項系數(shù)γQ=1.4，永久荷載分項系數(shù)γG=1.2，環(huán)境類別為一級，鋼筋混凝土重度為25KN/m3。求：板厚及受拉鋼筋截面面積As解：取板寬b=1000mm的板條作為計算單元；設板厚為80mm，則板自重gk=25×0.08=2.0KN/m2,跨中處最大彎矩設計值：圖1由表知，環(huán)境類別為一級，混凝土強度C30時，板的混凝土保護層最小厚度為15mm，故設=20mm，故h0=80-20=60mm

,fc=14.3，ft=1.43，fy=210，=0.618查表知，圖2選用φ8@140，As=359mm2（實際配筋與計算配筋相差小于5%），排列見圖，垂直于受力鋼筋放置φ6@250的分布鋼筋。驗算適用條件：

⑴⑵3．某矩形截面簡支梁，彎矩設計值M=270KN.m，混凝土強度等級為C70，；鋼筋為HRB400，即Ⅲ級鋼筋，。環(huán)境類別為一級。求：梁截面尺寸b×h及所需的受拉鋼筋截面面積As解：fc=31.8N/mm2，fy=360N/mm2，查表4-5，得α1=0.96，β1=0.76。假定ρ=0.01及b=250mm，則令M=Mu由表知，環(huán)境類別為一類，混凝土強度等級為C70的梁的混凝土保護層最小厚度為25mm，取a=45mm，h=h0+a=564+45=609mm，實際取h=600mm，h0=600-45=555mm。選配3φ25，As=1473mm2，見圖3驗算適用條件：⑴查表知ξb=0.481，故ξb=0.481>ξ=0.123，滿足。⑵，滿足要求。圖34．已知梁的截面尺寸為b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C25，，截面彎矩設計值M=125KN.m。環(huán)境類別為一類。求：（1）當采用鋼筋HRB335級時，受拉鋼筋截面面積；（2）當采用鋼筋HPB235級時，受拉鋼筋截面面積；（3）截面彎矩設計值M=225KN.m，當采用鋼筋HRB335級2時，受拉鋼筋截面面積；解：（1）由公式得=0.243選用鋼筋4（2）采用雙排配筋==0.5選用鋼筋816A=1608mm2(3)假定受拉鋼筋放兩排==1-故采用雙筋矩形截面取M=183.7KN=2260mm2故受拉鋼筋選用6A=2281mm2受壓鋼筋選用2A=402mm2,滿足最小配筋率要求。5．已知梁的截面尺寸為b×h=250mm×450mm;受拉鋼筋為4根直徑為16mm的HRB335鋼筋，即Ⅱ級鋼筋，，As=804mm2；混凝土強度等級為C40，；承受的彎矩M=89KN.m。環(huán)境類別為一類。驗算此梁截面是否安全。解：fc=19.1N/mm2，ft=1.7N/mm2，fy=300N/mm2。由表知，環(huán)境類別為一類的混凝土保護層最小厚度為25mm，故設a=35mm，h0=450-35=415mm則6．已知梁的截面尺寸為b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C40，，鋼筋采用HRB335，即Ⅱ級鋼筋，，截面彎矩設計值M=330KN.m。環(huán)境類別為一類。求：所需受壓和受拉鋼筋截面面積解：fc=19.1N/mm2，fy’=fy=300N/mm2，α1=1.0，β1=0.8。假定受拉鋼筋放兩排，設a=60mm，則h0=h-a=500-60=440mm這就說明，如果設計成單筋矩形截面，將會出現(xiàn)超筋情況。若不能加大截面尺寸，又不能提高混凝土等級，則應設計成雙筋矩形截面。取受拉鋼筋選用7φ25mm的鋼筋，As=3436mm2。受壓鋼筋選用2φ14mm的鋼筋，As’=308mm2。7．已知條件同上題，但在受壓區(qū)已配置3φ20mm鋼筋，As’=941mm2求：受拉鋼筋As解：KN則KN已知后，就按單筋矩形截面求As1。設a=60mm、h0=500-60=440mm。最后得選用6φ25mm的鋼筋，As=2945.9mm28．已知梁截面尺寸為200mm×400mm，混凝土等級C30，，鋼筋采用HRB335，，環(huán)境類別為二類，受拉鋼筋為3φ25的鋼筋，As=1473mm2，受壓鋼筋為2φ6的鋼筋，A’s=402mm2；要求承受的彎矩設計值M=90

KN.m。求：驗算此截面是否安全解：fc=14.3N/mm2，fy=fy’=300N/mm2。由表知，混凝土保護層最小厚度為35mm，故mm，h0=400-47.5=352.5mm由式代入式注意，在混凝土結(jié)構(gòu)設計中，凡是正截面承載力復核題，都必須求出混凝土受壓區(qū)高度x值。9．已知梁的截面尺寸b=250mm，h=500mm，混凝土為C30級，，采用HRB400級鋼筋，，承受彎距設計值M=300kN·m，試計算需配置的縱向受力鋼筋。解：（1）設計參數(shù)由表查得材料強度設計值，C30級混凝土,HRB400級鋼筋，，等級矩形圖形系數(shù)。初步假設受拉鋼筋為雙排配置，取。（2）計算配筋故需配受壓筋，取。由表知，受壓鋼筋選用214，；受拉鋼筋選用8。若取，則有此時總用鋼量為2315+504=2819mm2，大于前面取時計算的總用鋼量2501+238=2739mm2。受壓鋼筋選用218，；受拉鋼筋選用4。10．已知梁截面尺寸b=200mm，h=400mm，混凝土強度等級為C30，，鋼筋采用HRB400級，，環(huán)境類別為二類b，受拉鋼筋采用3，受壓鋼筋為2要求承受的彎矩設計值M=90kN·m驗算此梁是否安全。解：查表或計算得：混凝土保護層最小厚度為35mm，故。將以上有關(guān)數(shù)值代入基本公式，可得可見滿足基本公式的適用條件。將x值代入基本公式得由于M=90kN·m＜M=154.71KN·m，故此梁安全。11．已知T形截面梁，截面尺寸如圖4所示，混凝土采用C30，，縱向鋼筋采用HRB400級鋼筋，，環(huán)境類別為一類。若承受的彎矩設計值為M=700kN·m，計算所需的受拉鋼筋截面面積AS（預計兩排鋼筋，as=60mm）。解：1、確定基本數(shù)據(jù)由表查得；；a=1.0；。2、判別T形截面類故屬于第二類T形截面。3、計算受拉鋼筋面積AS。如圖4==0.228選用4Ф282Ф25（AS=2463+982=3445mm2）12．某鋼筋混凝土T形截面梁，截面尺寸和配筋情況（架立筋和箍筋的配置情況略）如圖5所示?；炷翉姸鹊燃墳镃30，，縱向鋼筋為HRB400級鋼筋，，=70mm。若截面承受的彎矩設計值為M=550kN·m，試問此截面承載力是否足夠？解：1、確定基本數(shù)據(jù)由表查得，；；=1.0；；AS=2945mm2。2、判別T形截面類型如圖5故屬于第二類T形截面。3、計算受彎承載力M。=156.56mm，滿足要求。=599.00kN·mM＞M=550kN·m故該截面的承載力足夠。13．已知肋形樓蓋的次梁，彎矩設計值M=410KN.m，梁的截面尺寸為b×h=200mm×600mm，bf’=1000mm，hf’=90mm；混凝土等級為C20，，鋼筋采用HRB335，，環(huán)境類別為一類。求：受拉鋼筋截面面積解：fc=9.6N/mm，fy=300N/mm，α1=1.0，β1=0.8鑒別類型：因彎矩較大，截面寬度較窄，預計受拉鋼筋需排成兩排，故取屬于第一種類型的T形梁。以bf’代替b，可得選用6φ25，As=2945mm2。14．某一般環(huán)境中的中型公路橋梁中，梁的截面尺寸為b×h=200mm×500mm，混凝土強度等級為C25，，鋼筋采用HRB335，，截面彎矩設計值Md=165KN.m。求：（1）受拉鋼筋截面面積；（2）若是一建筑工程單跨簡支梁，情況又如何。解：（1）查取相關(guān)數(shù)據(jù)38采用綁扎骨架，按兩層布置鋼筋，假設as=65mm，=435mm。求受壓區(qū)高度相關(guān)數(shù)據(jù)代入式得，有解得取求所需鋼筋數(shù)量AS有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式=1816.2mm2選配鋼筋并滿足最小配筋率由表查得6ф20，AS實=1884mm2，考慮按兩層布置，ф20鋼筋的外徑為22mm，梁側(cè)混凝土保護層采用。鋼筋凈間距為滿足要求。實際配筋率(2)若是建筑工程中單跨簡支梁查取有關(guān)數(shù)據(jù)：45取按雙層布筋選配鋼筋，查表知3配筋率，滿足要求第五章受彎構(gòu)件斜截面承載力計算題參考答案1．一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，截面尺寸250mm×500mm，混凝土強度等級為C20（ft=1.1N/mm2、fc=9.6N/mm2），箍筋為熱軋HPB235級鋼筋（fyv=210N/mm2），縱筋為325的HRB335級鋼筋（fy=300N/mm2），支座處截面的剪力最大值為180kN。求：箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量。解：（1）驗算截面尺寸屬厚腹梁，混凝土強度等級為C20，fcuk=20N/mm2<50N/mm2故βc=1截面符合要求。（2）驗算是否需要計算配置箍筋故需要進行配箍計算。（3）只配箍筋而不用彎起鋼筋則若選用Φ8@120，實有配箍率最小配箍率（4）既配箍筋又配彎起鋼筋根據(jù)已配的325縱向鋼筋，可利用125以45°彎起，則彎筋承擔的剪力：混凝土和箍筋承擔的剪力：選用Φ6@200，實用。2．鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，如圖5－27，截面尺寸250mm×500mm，混凝土強度等級為C20（ft=1.1N/mm2、fc=9.6N/mm2），箍筋為熱軋HPB235級鋼筋（fyv=210N/mm2），縱筋為225和222的HRB400級鋼筋（fy=360N/mm2）。求：（1）只配箍筋；（2）配彎起鋼筋又配箍筋。圖5－27習題5-2圖解：（1）求剪力設計值支座邊緣處截面的剪力值最大（2）驗算截面尺寸屬厚腹梁，混凝土強度等級為C20，fcuk=20N/mm2<50N/mm2故βc=1截面符合要求。（3）驗算是否需要計算配置箍筋故需要進行配箍計算。（4）只配箍筋而不用彎起鋼筋則若選用Φ8@150，實有配箍率最小配箍率（5）既配箍筋又配彎起鋼筋根據(jù)已配的225+222縱向鋼筋，可利用122以45°彎起，則彎筋承擔的剪力：混凝土和箍筋承擔的剪力：選用Φ8@200，實有(6)驗算彎起點處的斜截面故滿足要求.上題中，既配彎起鋼筋又配箍筋，若箍筋為熱軋HPB335級鋼筋（fyv=300N/mm2），荷載改為100KN/m，其他條件不變，求：箍筋和彎起鋼筋的數(shù)量。解：（1）求剪力設計值支座邊緣處截面的剪力值最大（2）驗算截面尺寸屬厚腹梁，混凝土強度等級為C20，fcuk=20N/mm2<50N/mm2故βc=1截面符合要求。（3）驗算是否需要計算配置箍筋故需要進行配箍計算。（4）既配箍筋又配彎起鋼筋根據(jù)已配的225+222縱向鋼筋，可利用122以45°彎起，則彎筋承擔的剪力：混凝土和箍筋承擔的剪力：選用8@150，實用(5)驗算彎起點處的斜截面故應在此處彎起另外一根鋼筋或采用箍筋加密方案.由于剪力相差不多,可將彎起鋼筋的彎終點適當后延,使其距支座邊緣的距離為100mm.則則配8@150的箍筋就能滿足要求.4．鋼筋混凝土矩形截面簡支梁（圖5-28），集中荷載設計值P=100kN，均布荷載設計值（包括自重）q=10kN/m，截面尺寸250mm×600mm，混凝土強度等級為C25（ft=1.27N/mm2、fc=11.9N/mm2），箍筋為熱軋HPB235級鋼筋（fyv=210N/mm2），縱筋為425的HRB335級鋼筋（fy=300N/mm2）。求：箍筋數(shù)量（無彎起鋼筋）。圖5-28習題5-4圖解：（1）求剪力設計值見圖（2）驗算截面條件截面尺寸符合要求.（3）確定箍筋數(shù)量該梁既受集中荷載，又受均布荷載，但集中荷載在支座截面上引起的剪力值小于總剪力值的75%。根據(jù)剪力的變化情況，可將梁分為AB、BC兩個區(qū)段來計算斜截面受剪承載力。AB段:驗算是否需要計算配置箍筋必須按計算配置箍筋。選配Φ10@120，實有（可以）BC段：僅需按構(gòu)造配置箍筋，選用Φ8@250最后，兩側(cè)選用Φ10@120，中間選用Φ8@250。5．鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，如圖5－29，截面尺寸250mm×500mm，混凝土強度等級為C20（ft=1.1N/mm2、fc=9.6N/mm2），箍筋的HPB235級鋼筋（fyv=210N/mm2），縱筋為422的HRB400級鋼筋（fy=360N/mm2），無彎起鋼筋，求集中荷載設計值P。圖5-29習題5-5圖解：1、確定基本數(shù)據(jù)查表得；。；?。蝗?、剪力圖和彎矩圖見下圖3、按斜截面受剪承載力計算（1）計算受剪承載力（2）驗算截面尺寸條件時該梁斜截面受剪承載力為125109.6N。（3）計算荷載設計值P由得4、按正截面受彎承載力計算（1）計算受彎承載力Mu滿足要求。（2）計算荷載設計值P該梁所能承受的最大荷載設計值應該為上述兩種承載力計算結(jié)果的較小值，故。6．一鋼筋混凝土簡支梁如圖5-30所示，混凝土強度等級為C25（ft=1.27N/mm2、fc=11.9N/mm2），縱筋為HRB400級鋼筋（fy=360N/mm2），箍筋為HRB235級鋼筋（fyv=210N/mm2），環(huán)境類別為一類。如果忽略梁自重及架立鋼筋的作用，試求此梁所能承受的最大荷載設計值P。圖5-30習題5-6圖解：1、確定基本數(shù)據(jù)查表得。；??；取2、剪力圖和彎矩圖見圖5-30（b）3、按斜截面受剪承載力計算（1）計算受剪承載力（2）驗算截面尺寸條件時該梁斜截面受剪承載力為113709.4N。（3）計算荷載設計值P由得4、按正截面受彎承載力計算（1）計算受彎承載力Mu滿足要求。（2）計算荷載設計值P該梁所能承受的最大荷載設計值應該為上述兩種承載力計算結(jié)果的較小值，故。第六章偏心受壓構(gòu)件承載力計算題參考答案1．（矩形截面大偏壓）已知荷載設計值作用下的縱向壓力,彎矩·m,柱截面尺寸，，混凝土強度等級為C30，fc=14.3N/mm2,鋼筋用HRB335級，fy=f’y=300N/mm2，，柱的計算長度，已知受壓鋼筋（），求：受拉鋼筋截面面積As。解：⑴求ei、η、e?。?）判別大小偏壓為大偏壓（3）求As由即整理得：解得(舍去)，由于x滿足條件：由得選用受拉鋼筋，2。（矩形不對稱配筋大偏壓）已知一偏心受壓柱的軸向力設計值N=400KN,彎矩M=180KN·m,截面尺寸,,計算長度l0=6.5m,混凝土等級為C30，fc=14.3N/mm2，鋼筋為HRB335，,，采用不對稱配筋，求鋼筋截面面積。解：（1）求ei、η、e有因為?。?）判別大小偏壓按大偏心受壓計算。（3）計算和則按構(gòu)造配筋由公式推得故受拉鋼筋取，As=1256mm2受壓鋼筋取，402mm23．（矩形不對稱配筋大偏壓）已知偏心受壓柱的截面尺寸為，混凝土為C25級，fc=11.9N/mm2,縱筋為HRB335級鋼，,軸向力N，在截面長邊方向的偏心距。距軸向力較近的一側(cè)配置416縱向鋼筋，另一側(cè)配置220縱向鋼筋，柱的計算長度l0=5m。求柱的承載力N。解：（1）求界限偏心距C25級混凝土,HRB335級鋼筋查表得，。由于A’s及As已經(jīng)給定，故相對界限偏心距為定值，=0.506屬大偏心受壓。（2）求偏心距增大系數(shù)，故，（3）求受壓區(qū)高度x及軸向力設計值N。代入式：解得x=128.2mm；N=510.5kN（4）驗算垂直于彎矩平面的承載力4．（矩形不對稱小偏心受壓的情況）某一矩形截面偏心受壓柱的截面尺寸計算長度混凝土強度等級為C30，fc=14.3N/mm2,,用HRB335級鋼筋，fy=fy’=300N/mm2,軸心壓力設計值N=1512KN,彎矩設計值M=121.4KN·m,試求所需鋼筋截面面積。解：⑴求ei、η、e（2）判斷大小偏壓屬于小偏壓（3）計算As、As＇取As=ρminbh=由公式經(jīng)整理后得出代入已知參數(shù)，得滿足將x代入得：選用，由于因此，不會發(fā)生反向破壞，不必校核As。5．（矩形對稱配筋大偏壓）已知一矩形截面偏心受壓柱的截面尺寸柱的計算長度，混凝土強度等級為C35，fc=16.7N/mm2,用HRB400級鋼筋配筋，fy=f’y=360N/mm2,軸心壓力設計值N=400KN,彎矩設計值M=235.2KN·m,對稱配筋，試計算解：⑴求ei、η、e（2）判別大小偏壓屬于大偏壓（3）求因為對稱配筋，故有 所以符合要求，各選配，1964mm2,稍小于計算配筋，但差值在5%范圍內(nèi)，可認為滿足要求。6．(矩形對稱配筋小偏壓)條件同6-4，但采用對稱配筋，求？解：⑴求ei、η、e題6-4中已求得：（2）判別大小偏壓，屬于小偏壓（3）計算As、

選用，7．已知某柱子截面尺寸，，混凝土用C25，fc=11.9N/mm2,鋼筋用HRB335級，fy=f’y=300N/mm2，鋼筋采用，對稱配筋，226mm2,柱子計算長度l0=3.6m,偏心距e0=100mm,求構(gòu)件截面的承載力設計值N。解：⑴求ei、η、e 已知e0=100mm 取 取（2）判別大小偏壓求界限偏心率又因為，故為小偏壓。（3）求截面承載力設計值N（A）又由得：整理得： （B）聯(lián)立（A）(B)兩式，解得代入（A）式中得：根據(jù)求得的N值，重新求出、值：相應值為1.717，與原來的、值相差不大，故無需重求N值。8．某I形柱截面尺寸如圖6-22所示，柱的計算長度=6.8m。對稱配筋?；炷恋燃墳镃30，，fc=14.3N/mm2,鋼筋為HRB400,fy=f’y=360N/mm2,軸向力設計值N=800KN，彎矩M=246KN·m求鋼筋截面面積。解：⑴求ei、η、e（2）判別大小偏壓屬大偏壓，中性軸位于腹板內(nèi)。（3）計算和選用，9．某單層廠房下柱，采用I形截面，對稱配筋，柱的計算長度l0=6.8m,截面尺寸如圖6-23所示，混凝土等級為C30，fc=14.3N/mm2，鋼筋為HRB400，fy=f’y=360N/mm2,根據(jù)內(nèi)力分析結(jié)果，該柱控制截面上作用有三組不利內(nèi)力：eq\o\ac(○,1)N=550KN，M=378.3KN·m eq\o\ac(○,2)N=704.8KN，M=280KN·meq\o\ac(○,3)N=1200KN，M=360KN·m 根據(jù)此三組內(nèi)力，確定該柱截面配筋面積。解：Ⅰ、求解第eq\o\ac(○,1)組內(nèi)力取?。?）判別大小偏壓+，故屬于大偏壓。取由公式假設，由則取Ⅱ、求解第eq\o\ac(○,2)組內(nèi)力（1）求解ei、η、e（2）判別大小偏壓，屬大偏壓。?、蟆⑶蠼獾趀q\o\ac(○,3)種內(nèi)力⑴求ei、η、e（2）判別大小偏壓由公式綜合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ算得的結(jié)果知鋼筋的配筋至少要使故選用，第七章偏心受拉構(gòu)件承載力計算題參考答案1．某矩形水池，壁厚200mm，as=as’=25mm，池壁跨中水平向每米寬度上最大彎矩M=390KN.m，相應的軸向拉力N=300KN，混凝土C20，fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335，fy’=fy=300N/mm2，求池壁水平向所需鋼筋。解：判別大小偏心屬大偏拉。求所需鋼筋面積可選用22@70該題為已知As’求As的問題。由式則可選用30@70mm（）2．某混凝土偏心拉桿，b×h=250mm×400mm，as=as’=35mm，混凝土C20，fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335，fy’=fy=300N/mm2，已知截面上作用的軸向拉力N=550KN，彎矩M=60KN·m，求：所需鋼筋面積。解：1）判別大小偏心軸向力作用在兩側(cè)鋼筋之間，屬小偏拉。2）求所需鋼筋面積選用214選用422第八章受扭構(gòu)件承載力計算題參考答案1。鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件，截面尺寸，扭矩設計值，混凝土強度等級為C30（，），縱向鋼筋和箍筋均采用HPB235級鋼筋（），試計算其配筋。解：（1）驗算構(gòu)件截面尺寸