混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課后習題和答案

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課后習題答案第一章緒論問答題參考答案什么是混凝土結(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(yīng)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(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及纖維混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土結(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0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(yīng)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裁較小，并旦是脆性破壞。鋼筋混凝十.簡支梁的極限荷載明顯提高，變形能力明顯改善，并旦是延性破壞。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(shè)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?；炷两Y(jié)構(gòu)有什么優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：（D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(yīng)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。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，或在髙層建筑中用于承受水平風載和地震作用的剪力城，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。簡述混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的主要階段。答：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計沿用材料力學的容許應(yīng)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(shè)計方法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算理論。（3） 二戰(zhàn)以后，設(shè)計計算理論已過渡到以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)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(shè)計方法和理論。簡述性能設(shè)計的主要歩驟。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(shè)計性能，設(shè)計師根據(jù)性能目標的不同，設(shè)計不同的設(shè)計方案，并評估設(shè)計方案是否達到性能目標的要求。簡述學習《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程的應(yīng)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） 鋼筋混凝上構(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。如果鋼筋和混凝上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(shè)計方法的改變，這是學習時必須注意的一個方面。（3） 由亍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十.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(yīng)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(shè)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(shè)訃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(yīng)當及時掌握最新的規(guī)范。（7） 混凝土設(shè)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(yīng)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(shè)計與施工是?種法律責任行為，工程技術(shù)人員?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(yīng)的法律責任。第一章緒論單選題與素混凝土梁相比，鋼筋混凝上梁承載能力（ ）。相同；提高許多；有所提高；與素混凝土梁相比，鋼筋混凝上梁抵抗開裂的能力（提局不多；提高許多；完全相同；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；均提髙不多；鋼筋混凝土梁在正常使用荷載下（ ）。通常是帶裂縫工作的：一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫貫通全截面；一旦出現(xiàn)裂縫，沿全K混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力喪盡;鋼筋與混凝土能共同工作的主要原因是（ ）。防火、防銹；混凝上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：第二章緒論單選題參考答案TOC\o"1-5"\h\zBABAC第二章鋼筋和混凝土的力學性能問答題軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么不同？設(shè)計時分別采用什么值作為依據(jù)？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兒個等級？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？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)？什么是鋼筋的包興格效應(yīng)？在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。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。簡述混凝上立方體抗壓強度。簡述混凝土軸心抗壓強度。混凝土的強度等級是如何確定的。簡述混凝上三軸受壓強度的概念。簡述混凝土在單軸短期加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。什么是混凝土的弾性模量、割線模量和切線模量？什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？最小錨固長度是如何確定的？簡述郷扎搭接連接的機理。第二章鋼筋和混凝土的力學性能問答題參考答案軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么不同？設(shè)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(yīng)力應(yīng)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，這是鋼筋混凝上構(gòu)件設(shè)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(shè)計中采用屈服強度人,作為鋼筋的強度極限。另一個強度指標是鋼筋極限強度兒，一般用作鋼筋的實際破壞強度。圖2-1軟鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線硬鋼拉伸時的典型應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2-2。鋼筋應(yīng)力達到比例極限點之前，應(yīng)力應(yīng)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(yīng)力應(yīng)變均持續(xù)增長，應(yīng)力應(yīng)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(shè)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(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力62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(shè)計規(guī)范》統(tǒng)一取oo2=0.856,其中6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(yīng)力應(yīng)變曲線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(yīng)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0,I級）、熱軋帶肋鋼筋HRB335（20MnSi,符號。，II級）、熱軋帶肋鋼筋HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi,符號金，HI級）、余熱處理鋼筋RRB400（K20MnSi,符號並，HI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(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預應(yīng)力普通鋼筋.鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪兒種？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(shè)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。冷擅鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經(jīng)機械拉伸而成，冷拉應(yīng)力值應(yīng)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（450P以上）強度反而有所降低而塑性性能卻有所増加，溫度超過700P,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(yīng)同時控制應(yīng)力和控制應(yīng)變。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：均勻伸長率晶為非頸縮斷口區(qū)域標距的殘余應(yīng)變與恢復的彈性應(yīng)變組成。/0—不包含頸縮區(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：E,——鋼筋彈性模量。均勻伸長率晶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。什么是鋼筋的包興格效應(yīng)？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(yīng)。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(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)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(yīng)力鋼筋宜釆用預應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。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(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預應(yīng)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(shè)計中應(yīng)選擇適當?shù)那鼜姳?，對于抗震結(jié)構(gòu)，鋼筋應(yīng)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(yīng)小于1.250（3） 延性在工程設(shè)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(yīng)力應(yīng)變曲線上屈服點至極限應(yīng)變點之間的應(yīng)變值反映了鋼筋延性的大小。（4） 粘結(jié)性粘結(jié)性是指鋼筋與混凝十?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十?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(shè)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)、堿一骨料反應(yīng)、化學作用等的機理及物理、化學和生化過程。混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的降低可引起承我力的降低，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(yīng)具有一定的冷彎性能。鋼筋彎鉤、彎折加工時應(yīng)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(yīng)力鋼絲、鋼絞線不能彎折，只能以直條形式應(yīng)用。同時，要求鋼筋具備度好的焊接性能，在焊接后不應(yīng)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。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族土體系，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?；炷恋暮暧^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.簡述混凝土立方體抗壓強度。答：混凝上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2O±3C,相對溫度＞90%)下養(yǎng)護28天后，以標準試驗方法(中心加我，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么，單位N/mn?。/IA一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。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、150mmx300mm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

A(2-8)A(2-8)fcp——混凝上軸心抗壓強度:F一試件破壞荷載；A——試件承壓面積?；炷恋膹姸鹊燃壥侨绾未_定的。答：混凝土強度等級應(yīng)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以我國《混凝上結(jié)構(gòu)設(shè)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。簡述混凝上三軸受壓強度的概念。答：三軸受壓試驗是側(cè)向等壓O2=03=0r的二軸受壓，即所謂常規(guī)二軸。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(yīng)力，然后對試件施加縱向壓應(yīng)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(yīng)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獄=打*瞞, （2-18）式中：k——混凝土三軸受壓時沿圓柱體縱軸的軸心抗壓強度；fcf—混凝土的單軸圓柱體軸心抗壓強度：B—系數(shù)，一般普通混凝土取4；外 側(cè)向壓應(yīng)力。簡述混凝土在單軸短期加裁下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。答：一般用標準梭柱體或圓柱體試件測定混凝土受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線。軸心受壓混凝土典型的應(yīng)力應(yīng)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(yīng)力應(yīng)變曲線1）應(yīng)力。《0.3仃11當荷載較小時，即。<0.3人詠，曲線近似是直線（圖2-3中0A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(yīng)力0,3^sh<o^0.8/5h隨著荷載的增加，當應(yīng)力約為（0.3?0.8）兒氣曲線明顯偏離直線，應(yīng)變增長比應(yīng)力快，混凝土表現(xiàn)出越來越明顯的彈塑性。3） 應(yīng)力0.8「sh"Wi.oy；sh隨著荷載進一步增加，當應(yīng)力約為（0.8?1.0）尤叫曲線進一步彎曲，應(yīng)變增總速度進一步加快，表明混凝土的應(yīng)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(yīng)力點，相應(yīng)的應(yīng)力相當于混凝土的條件屈服強度。曲線上的峰值應(yīng)力C點,極限強度人巴相應(yīng)的峰值應(yīng)變?yōu)椤辍！?） 超過峰值應(yīng)力后超過C點以后，曲線進入下降段，試件的承載力隨應(yīng)變增長逐漸減小，這種現(xiàn)象為應(yīng)變軟化。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(yīng)力應(yīng)變曲線在原點O切線的斜率，作為混凝上的初始彈性模量，簡稱彈性模量瓦_,即：Ec=tga（）Ec——初始彈性模量；a?！c切線的斜率夾角-當應(yīng)力較大時，混凝土己進入弾塑性階段，彈性模量已不能正確反映此時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。比較精確的方法釆用切線模量,即在應(yīng)力應(yīng)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，=tga=d（y/d￡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，稱為變形模量政〃，它的表達式為Ec"=tgai=ac/8c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(yīng)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而。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(yīng)力集中現(xiàn)象及減少溫度應(yīng)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(yīng)力混凝土構(gòu)件中，徐變會導致預應(yīng)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。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)護過程中水泥品體的生長和硬化，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） 摩瘵力：混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裏住而產(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(yīng)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） 機減咬合力：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)力較小；光面鋼筋以摩擦力為主；變形鋼筋以機械咬合力為主。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，稱為臨界錨固長度尸”錨固抗力等于鋼筋屈服強度％時，相應(yīng)的錨固長度就是臨界錨固長度ra,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，隨錨固長度的延錨固抗力還能增到錨固抗力等于鋼筋拉斷強度f“時，相應(yīng)的錨固長度就是極限錨固長度iua.設(shè)計錨固長度。應(yīng)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,后者是因為迂長的錨固實際己經(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(yīng)力傳遞給混凝土，從而實現(xiàn)了鋼筋之間的應(yīng)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上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(yīng)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混凝土若處于三向應(yīng)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：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；混凝土強度等級由150mm立方體抗壓試驗，按（ ）確定。平均值%，卩仲-1.645cr:%-2b；D?規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長度，為（ ）。隨混凝土強度等級的提高而増大；隨鋼筋等級提高而降低；隨混凝十.等級提高而減少，隨鋼筋等級提高而增大；隨混凝土及鋼筋等級提高而減??；屬于有明顯屈服點的鋼筋有（ ）<>冷拉鋼筋:鋼絲；熱處理鋼筋：鋼絞線：鋼材的含碳量越低，則（ ）。屈服臺階越短，伸長率也越短，塑性越差；屈服臺階越長，伸長率越大，塑性越好；強度越高，塑性越好；強度越低，塑性越差；鋼筋的屈服強度是指（ ）。比例極限：弾性極限；屈服上限；屈服下限：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：規(guī)范確定島所用試塊的邊長是（150mm：200mm；100mm：250mm；混凝土強度等級是由（ ）確定的。A?刀心；B.fck；C?fim:D?flk；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)（1.05；1.0；0.95:0.90；畠=室指的是混凝土的（ ）0/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TOC\o"1-5"\h\zDABCABDBAACB第三章軸心受力構(gòu)件承載力計算題某多忌現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計值N=2650kN,計算K度/。="=3.6用，混凝土強度等級為C30（y；=143N/mm2）,鋼筋用HRB400級（。=360四〃,〃『），環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標準層中柱，軸向壓力設(shè)計值N=2100kN,樓層高H=5.60m,計算長度O1.25H，混凝十.用C30<^=14.3N/mm2）,鋼筋用HRB335級（。=300沖/勿矛），環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋而積。某無惻移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度"=4.2m,截面尺寸為300mmX300mm,柱內(nèi)配有4寺16縱筋（f；=300N/）,混凝土強度等級為C30Q^MBN/mn?）,環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設(shè)計值N=900kN,試核算該柱是否安全。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(shè)計值N=2749kN,計算高度/0=4.06m,根據(jù)建筑設(shè)計要求，柱得截面為圓形，宜徑dc=400/ww?混凝土強度等級為C30（力.=14.3N/m?2）,縱筋采用HRB400級鋼筋（/：=360N/〃/）,箍筋采用HRB335級鋼筋（八=30沖沖"環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝十.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（A=360N/〃〃疽），箍筋用HRB335（.fy=300N/mm2}o按建筑設(shè)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。某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端釵支，柱高6.5m,支承條件系數(shù)0.7,承受軸壓力設(shè)計值900kN,釆用C20混凝土（九=9.2村/〃》擴），和R235鋼筋（f'sd=\95NImm1},環(huán)境類別為一類。試問：（1） 試設(shè)計軸心受壓柱。（2） 若釆用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝士Jc=9.6N/mm）鋼筋HRB3350.=300瀝/）,試設(shè)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某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計值N=2650kN，計算長度l0=H=3.6m，混凝土強度等級為C30（y；=14.3N/mm2）,鋼筋用HRB400級（。=360"〃7冰），環(huán)境類別為一類.確定柱截而積尺寸及縱筋而積。解；根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為400mmX400mm由/o"=3600/400=9,査表得<P=0.99根據(jù)軸心受壓承載力公式確定At一14.3x400x一14.3x400x400）=1906ww2'f0.9^? 3600.9x0.99/?'=￡?=40北go=1%>扁=°?6%，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4赴25,As=1964mw2設(shè)計面積與計算面積誤差1964T906=3.0%<5%，滿足要求。1906某多忌現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標準層中柱，軸向壓力設(shè)計值N=2100kN,樓層高H=5.60m,計算長度/戶1.25H,混凝上用C30(yH^N/mn?),鋼筋用HRB335級(人=300沖/勿/^),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400mmX400mm長細比上=1.25x5600=］75,查表^,=0.825h400根據(jù)軸心受壓承載力公式確定4A,=丄:--fcA)=—(2100000一14.3x400x400)=1801mm27/0.9。7c3000.9x0.825「'=4=品4;=1.1%〉&/0.6%,對稱配筋截面每側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。A400>400選6合20,A,=\SS4mm21801設(shè)計面積與計算面積誤差*"T801.=4.6%<5%,滿足要求。

1801某無惻移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度，=4.2m,截面尺寸為300mmX300mm,柱內(nèi)配有4寺16縱筋（f；=300N/）,混凝土強度等級為C30（■FGaN/mn?）,環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設(shè)計值N=900kN,試核算該柱是否安全。解：（1）求伊則?=端=14.0'由表得^=0.92（2）求N“N"=0.9（p（feA+fyA\）=0.9x0.92（14.3x300x300+300x804）=1265S〉900印（滿足要求）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(shè)計值N=2749kN,計算高度/0=4.06m,根據(jù)建筑設(shè)計要求，柱得截面為圓形，直徑dc=400wzm?；炷翉姸鹊燃墳镃30（A=14.3N/m宀,縱筋采用HRB400級鋼筋（/；=360A^/wm2）,箍筋采用HRB335級鋼筋（L、=300N/m席）,環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。解（1）判別是否可釆用螺旋箍筋柱華=竺啓=10.15<12,可設(shè)計成螺旋箍筋柱de400（2）求4：3.142x40()243.142x40()24=125680，〃麻假定"=0.025,則4=0.025x125680=3142師次選用10員20,J；=3142ww2o

（3）求厶0混凝上保護層厚度為30mm,則dcor=400-60=340w/w=3142；340=90803如?由承載力極限公式得N 2749x1()3TT-(Er+AX)—TT——(14.3X90803+360x3142)2x1.0x300=—_技 = =]04血2x1.0x3002"厶°>0.254；=0.25x3142=786做后 （滿足要求）（4）確定螺旋箍筋直徑和間距假定螺旋箍筋宜徑d=8mm,則單根螺旋箍筋截面面積Am1=50.3mm2,可得?03.142x340x50.31041取s=50mm,40mmWsW80mm,s< =0.2x340=68m/w（滿足構(gòu)造要求）（5）復核混凝土保護層是否過早脫落按4=10.15查表得e=0.955d1.5xO.M/J+/X)=1.5x0.9x0.955x(14.3x125680+360x3142)=3775368N=3775印>N (滿足要求)已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝上框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN,從基礎(chǔ)頂而到二屋樓面的高度為4.0m，支承條件系數(shù)1.0。混凝土選用C35(fc=16.7N/mm2),縱筋用HRB400(/；=360AT/ww2),箍筋用HRB335(.fy=300N/mm2}o按建筑設(shè)計要求柱截而采用圓形，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筍長度按《規(guī)范》規(guī)定取1.0H,則/o=l.OH=l.OX4.O=4.Om計算穩(wěn)定系數(shù)。值，因/次=4000/350=11.43査表6-1得0=0.931取園截而直徑為350mm,圓形柱混凝上截面面積為=96163，〃〃？'4ttcI=96163，〃〃？'A= = 4由承載力公式求得28500000.9x0.931-16.7x96163360=28500000.9x0.931-16.7x96163360=4987ww2求配筋率498796163498796163=0.052>0.05配筋率太大，因W<\2,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R(2)按兄有縱筋和螺旋箍筋柱計算假定縱第配筋率按p=0.03計算，則A'=0.03J=0.03x96163=2885/wm選用10員20,相應(yīng)的』；=3l42mm2。取混凝上保護層厚度為30mm,混凝上的核芯截面而積為dcor=350-60=290mmfj藥-0%+/乂）2/,.3166666.67-(16.7x66019+360x3142) $55^2x300因心>0.254(=O.25X3142=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Ast,=78.5mm2o螺旋箍筋冋距s=M?&=3.14x290x78.5=46m41555取用s=45mm，滿足大于40mm及小于80mm.同時小于及等于0.2dcOr=0.2X290=58mm的要求。由承載力計算公式得：A好 =3.14x290x78.5=1588.5,呃45N=0.9(/G+"+2礦》=0.9(16.7x66019+360x3142+2x300x1588.5)=2868064/V4 3142實際縱筋配筋率P=商話=3.3%>3%,故N=0.9吠=0.9x0.931x(16.7x(96163-3142)+360x3142]=22494027V1.52=1.5x2249402=3374103〉2868064N故該柱能承受N=2868.1KM滿足設(shè)計要求。某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端釵支，柱高6.5m,支承條件系數(shù)0.7,承受軸壓力設(shè)計值900kN,釆用C20混凝土(fcd=9.2N/nim2'),和R235鋼筋(=195^/ww2),環(huán)境類別為一類。試問：試設(shè)計軸心受壓柱。若釆用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝-\-.fc=9.6N/mm2,鋼筋HRB335頃=300物M),試設(shè)計軸心受壓柱，比較兩者差異。(1)解；己知：/0=1,、=9QQkN,f(i/=9.2N/mm2,f'sd=\95N/mm21)確定截而尺寸在設(shè)計時有三個未知量。即：饑4；,力，現(xiàn)設(shè)Q=1.0%,暫取(p=\,由軸心受壓構(gòu)件正截面承載力公式可得q_ =——冬嗚—=825"0.9^(1+直舟0.9x1x9.2x(1+12x0.01)fed 92選方形截面，其邊長為b=J89686mw2=299mm,取b=300mm,A=90000mm2o2)計算截而配筋-端固定一端釵接柱：/0=0.7/=0.7X6500mm=4550mm./0/b=4550mm/300mm15.2,査表得p=0.89。則截面所需配筋為,fal4lx900xl03^9.2N/mm2nAAAA2lcir2 0?9戒〃f、d0.9x0.89xl95N/e〃~\95NImm1fid4<t>22(J；=1519mm2),p=1.7%，滿足要求。

箍筋按構(gòu)造要求選巾8@200。(2)若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，釆用C20混凝*=9.6NM,鋼筋HRB335{fy=300N/mm2')o采用方形截面300x300mm，則?= =15.2>12,故不必配置螺旋箍筋。査表得:(p=0.89由軸心受壓承載力公式:900xlO30.9x0.89-9.6x300x300300=865.3mm2潔我=°-96%>°.6%‘對禰配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足。雙的構(gòu)造要求。選4切8 4；=10l7mm2實際配筋率W4=滯武E%,滿足要求。箍筋按構(gòu)造要求4>8@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bXh=200mmX500mm,混凝土強度等級為C25《=11.9N/mm\/=1.27N，m靜,鋼筋釆用HRB335,fy=300N/mm2被面彎矩設(shè)計值M=165KN.m。環(huán)境類別為一類。求：受拉鋼筋截面面積解：釆用單排布筋h0=500-35=465ww將已知數(shù)值代入公式ajcbx=fyAs及M=aJcbx(ho-x/2)得l.Ox11.9x200xx=300xAs165x106=1.0x11.9x200xxx(465-X/2)兩式聯(lián)立得：x=186mmAs=1475.6mm2驗算x=186mm<g』o=0.55x465=255.8mmAs=1475.6>pminbh=0.2%x200x500=200/m/m2所以選用3<D25At=1473mm22.已知一單跨簡支板，計算跨度/=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,fc=\4.3N/mm2；鋼筋等級釆用HPB300鋼筋，即I級鋼筋，

fy=2^Nlmm\可變荷載分項系數(shù)Kq=1.4,永久荷載分項系數(shù)Kg=12環(huán)境類別為一級，鋼筋混凝土重度為25KN/n?。求：板厚及受拉鋼筋截面面積As2.34m2.34m圖1解：取板寬b=1000mm的板條作為計算單元；設(shè)板厚為80mm,則板自重gk=25X0.08=2.0KN/m2,跨中處最大彎矩設(shè)計值:M=_&Ggk+"尸=-x(1.2x2+1.4x3)x2.342=4.52KN.m8 8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(shè)〃=20mm,故/zo=8O?2O=6Omm￡=14.3,/=1.43,人=270,盆=0.576查表知，M= 4.52x10: =°0878axfchh02 1x14.3x1000x602

ys=0.5(l+J1-2%)=0.954MfMfyrA4.52x106210x0.954x60選用4>8@i40,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巾6@250的分布鋼筋。驗算適用條件：(1)x=^-hQ=0.092x60=5.52/wtm<=0.614x60=36.84/mzm,滿足。⑵As=376>pminhh=0.2%x1000x60=120/wm23.某矩形截而簡支梁，彎矩設(shè)計值M=270KN.m，混凝上強度等級為C70,ft=2A4N/mm2tfc=3\.SN/mm2；鋼筋為HRB400,即【【I級鋼筋,f=360N/mm2o環(huán)境類別為一級.求：梁截面尺寸bXh及所需的受拉鋼筋截面面積A.解：人=31.8N/mm2,4=360N/mm2,査表4-5,得a】=0.96,們=0.76。假定P=0.01及b=250mm,則g=Q丄=0.01x———=0.118a.。 0.96x31.8令M=MuM=a}M=a}fcbxh。-；）="妨（1-0.5歇「可得:I 270xl06^0.96x31.8x250x0.118x(1-0.5x0.118)=564/ww由表知，環(huán)境類別為一類，混凝十.強度等級為C70的梁的混凝十?保護層最小厚度為25mm,取a=45mm,h=h°+a=564+45=609mm,實際取h=600mm,ho=6OO~45=555mm。

270xlO6=0.115a= =270xlO6=0.115' 0.96x31.8x250x555&= =1-^1-2x0.115=0.123ys=05x(1+Jl-2《)=0.5x(l+Jl-2x0.115)=0.939,M270xlO6= = fyYsK360x0.939x555選配3蟲25,As=1473mm2,見圖3驗算適用條件：（1）查表知&尸0.481,故孔=0.481>&=0.123,滿足。⑵人=1473>pminbh=0.26%x250x600=390/w/w2,滿足要求。 圖34.已知梁的截面尺寸為bXh=200mmX500mm,混凝土強度等級為C25,/=\.TlN/mm2Jc= 截面彎矩設(shè)計值M=125KN.m。環(huán)境類別為一類。求：（1）當采用鋼筋HRB335級人,=300N/m〃2時，受拉鋼筋截而面積；（2）當采用鋼筋HPB235級/；=210N/ew2時，受拉鋼筋截而面積:（3）截面彎矩設(shè)計值M=225KN.m,當釆用鋼筋HRB335級/,,=300N/，"；2時，受拉鋼筋截面面積;解：（1）由公式得%=丄—=一竺業(yè)一=0.243afcbh^1.0xll.9x200x4652￡=1-J1-2%=1-71-2x0.243=0.283

兀=0.5x(1+Jl.2x%)=0.5x(l+Jl-2x0.243)=0.858125x1064=S/"=3oox°.858x465=】O44由選用鋼筋4中18,4=1017ww2As=1044>pmtnbh=0.2%x200x500=200zww〔2)采用雙排配筋 人°=方一60=440/ww《=M/2也七荷點棗布=o.271￡=l-Jl-2%=l-Jl-2x0.271=0.323兀=0.5x(1+Jl.2%)=0.5x(!+Jl-2x0.271)=0.838力。=2io*；*440=1614響選用鋼筋84)16A,=1608mm4,=1614>pmmbh=0.27%x200x500=210mm2(3)假定受拉鋼筋放兩排 。=60hQ=500-60=440/ww%=M〃宀%=M〃宀0］島；cow"=。翎225xlO6g=」一Jl-2%=1-Vl-2x0.488=0.845>0.55故采用雙筋矩形截面取M庁％人瀝。2女（『of總）=1.0xll.9x200x4402x0.55x(1-0.5x0.55)-183.7KN-WA；=MifA；=Mif；h-d)=225xl06-183.7xlQ6300x(440-35)=339.9/ww2As= /fy+A^fy'//；,=0.55x1.0x11.9x200x440/300+339.9=2260mm2故受拉鋼筋選用60)22Av=2281mm2受壓鋼筋選用2016Av=402mm2,滿足最小配筋率要求。6?已知梁的截面尺寸為bXh=250mmX450mm;受拉鋼筋為4根直徑為16mm的HRB335鋼筋，即II級鋼筋,

fy=300N/mrn2,As=804mm2；混凝土強度等級為C40,ft=1.71N/mm2,fc=19AN/mm2；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：尤=19,lN/mm\乂=1.7N/mm\人=300N/mn?。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(shè)a=35mm,ho=45O-35=415mmAs=804>pm-nbh=0.26%x250x450=293mm2則 =0.0077x—=0.121<^=0.55,滿足適用條件。%匚 1.0x19.1=".也2§(]-05&)=1ox"1x250x4152x0.121x(1-0.5x0.121)=93.49KN.m>M=89KN.m,安全。6.已知梁的截面尺寸為bXh=200mmX500mm,混凝土強度等級為C40,ft=\n\N!mm\fc=\9AN!mm2,鋼筋采用HRB335,即II級鋼筋，fy=^N/mm2,截面彎矩設(shè)計值M=33OKN.m。環(huán)境類別為一類。 求：所需受壓和受拉鋼筋截面面積解：尤=19.1N/mm2,fy=^=300N/mm2,Qi=1.0,61=0.8。假定受拉辛岡筋放兩排，設(shè)as=60mm,貝Uho=h-as=5OO-6O=44OmmMa— ='ajW二330成 ,=0.4461X19.1X200x4402&=1-Jl-2%=0.671>￡=0.55這就說明，如果設(shè)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(yīng)設(shè)計成雙筋矩形截面。取&=或,由式得妒必1—0.54)=1.0X19.1X200X4402x0.55x(l-0.5x0.55)=294.9KN?m=288.9mm2M330x106-294.9x10=288.9mm2300x(440-35)

…=SE。.工=0.55x^0-191X200X44°+288.9x2225 'fy 5fy 300 300=3370Amm2受拉鋼筋選用7蟲25mm的鋼筋，Js=3436mm2o受壓鋼筋選用2蟲14mm的鋼筋，/js=308mm2o已知條件同上題，但在受壓區(qū)已配置3蟲20mm鋼筋，Js=941mm2求：受拉鋼筋叢解:M'=廠4’,0-。')=300X941X(440-35)=114.3x10fiKN-w則M'=M330xl06-l14.3xlO6=215.7xlO6KNw己知后，就按單筋矩形截面求Asi。設(shè)a=60mm、ho=500-60=440mm0/=宀=215.7W1.0x19.1x200x4402g=l-J1-2%=1-J1-2x0.292=0.355<￡=0.55,滿足適用條件。215.7x10厶=0.5(1+J1-2-J=0.5x(1+J1-2x0.292)=0.823215.7x10久=———=——匕"'"‘° =1986ww2300x0.823x440最后得As=4i+凡2=!986+94l=2927.0ww2選用6<l>25mm的鋼筋，As=2945.9mm2已知梁截面尺寸為200mmX400mm,混凝土等級C30,fc=\43N/mm2,鋼筋采用HRB335,fy=300N/fnm2,環(huán)境類別為二類，受拉鋼筋為3金25的鋼筋，As=1473mm2,受壓鋼筋為2蟲6的鋼筋，As=402mm2：要求承受的彎矩設(shè)計值M=90KN.m。求：驗算此截面是否安全解：人=14.3N/mm2,>；^=300N/mm2o由表知，混凝土保護層最小厚度為35mm,故4=35+號=47.5mm,/?o=4OO-47.5=352.5mm由式aJcbx+f；A；=fyAs,得人4一44'300x1473-300x402 .x= ; = =1\23mm<chh.ajcb1.0x14.3x200=0.55x352.5=194m?>2a'=2x40=80mm代入式+300x402x(352.5-40)8”=1人氣力。-三）+。0（加-々）=1.0x14.3x200x112.3x（352.5+300x402x(352.5-40)I2=132.87xlO6N.mm>90xl06N.mm,安全。注意，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，凡是正截面承載力復核題，都必須求出混凝十.受壓區(qū)高度x值。己知梁的截面尺寸b=250mm,h=500mm,混凝土為C30級，f,=\.43N/mm2,fc=\4.3N/mm2,采用HRB400級鋼筋，fy=360N/mm2,承受彎距設(shè)計值M=300kN-m,試計算需配置的縱向受力鋼筋。解：（1）設(shè)計參數(shù)由表査得材料強度設(shè)計值，C30級混凝上=14.3初漢HRB400級鋼筋f；=',=366MPa, =0.384,爲=0.518,等級矩形圖形系數(shù)。=1.0。初步假設(shè)受擔鋼筋為雙排配置，?。?500-60=440物〃。（2）計算配筋%糸=14.3獄婭=°433人=0.384故需配受壓筋，取y=40wzwoTOC\o"1-5"\h\zMfgJcb底300X106-0.384x14.3x250x4402 2A.= = =23b/nm360x(440-40)f ]434=^hh.+A'=0.518x x250x440+238=250\mm2sfy' ?' 360由表知，受壓鋼筋選用2614,<=308/wm2；受拉鋼筋選用8中20,凡=2513/ww2。若取互=0.8成，則有4一 0繽(1-0.舗)/砒5~ fy^-a')=300x1()6一0.8x0.518x(1—0.4x0.518)x14.3x250x44()2=5()4^2360x(440-40)4=0^/XA+A =0.8x0.518x—x250x440+504=2315ww2fyfy 360此時總用鋼量為2315+504=2819mm2,大于前面取日=?時計算的總用鋼量2501+238=2739mm2o受壓鋼筋選用2018,Afs=509mm2:受拉鋼筋選用4020+4018, =2273mm2o已知梁截面尺寸b=200mm,h=400mm,混凝土強度等級為C30,fc=\43N/mm2,鋼筋采用HRB400級,。=360^/力冰，環(huán)境類別為二類b,受拉鋼筋采用3中25（劣=1473初后），受壓鋼筋為2中16（態(tài)=402wm2）,要求承受的彎矩設(shè)計值M=90kN?m驗算此梁是否安全。解：査表或計算得：a,=L0Jc=l43N/mm2Jy=fy=360^/wm2,^=0.518,混凝土保護層最小厚度為35mm,故%=35+25/2=47.5wm,a；=35+16/2=43mm,hQ=400-47.5=352.5mm.將以上有關(guān)數(shù)值代入基本公式，可得工4一C4360x1473-360x402宀“ajcb1.0x14.3x200Mo=0.518x352.5=132.6mm>-x=\34.8imma2a's=2x43=86mm可見滿足基本公式的適用條件。將x值代入基本公式得Mu -^)+f；A：(h0-a；)=1.0x14.3x200x134.8lx(352.5-134.81/2)+360x402x(352.5-43)=154.7lxl06^ww由于M=90kN?mVM“=154.71KN?m,故此梁安全。已知T形截面梁，截面尺寸如圖4所示，混凝土采用C30,fc=\4.3N/mm2,縱向鋼筋采用HRB400級鋼筋，fy=360N/mm2,環(huán)境類別為一類°若承受的彎矩設(shè)計值為M=700kN?m,計算所需的受拉鋼筋截而而積As(預計兩排鋼筋，as=60mm)o解：1、確定基本數(shù)據(jù)由表查得fc=143N/mm\_/；=360N/M；a,=1.0； =0.518。

2、判別T形截面類ajcb'fh'f(爲-￡■)=1.0x14.3x600x120x(640-號)=597.17x1儼n?mm=597.\7kN?mYM=100kN■m故屬于第二類T形截面。3、計算受拉鋼筋面積As。"JR底600如圖4120600如圖4700xl06-1.0x14.3x(600-300)xl20x(640--—)1.0xl4.3x300x6402=0.228如+aJc(b'r-b)h\As=fyg=l如+aJc(b'r-b)h\As=fy1.0x14.3x300x0.262x640+1.0x14.3x(600-300)x120360=3428/ww選用4628+2①25(As=2463+982=3445mn?)

某鋼筋混凝土T形截而梁，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,f（.=\43N/mm2,縱向鋼筋為HRB400級鋼筋，L=360N/mm。%=70mm°若截面承受的彎矩設(shè)計值為M=550kN?m,試問此截面承裁力是否足夠？以=0.518；As=2945mm以=0.518；As=2945mm2o如圖5由表查得，fc=14.37V/ww2:f=36GN1 0=1.0；hQ=h—as=700-70=630/m/m2、判別T形截面類型axfcbf!if=1.0x14.3x600x100=8580002fyAs=360x2945=1060200NA858000N故屬于第二類T形截面。3、計算受彎承載力Moo一角人(心一切姉'aj’b二360x2945-1.0x14.3x(600-250)x1001.0x14.3x250=156.56mmx<^bh0=0.518x630=326.34mm，滿足要求。Mu=aJcbx(hQ-^)+aJc(b'f-b)hf(ha-■y)

=1.0X14.3X250X156.56X(630-15^'56)+1.0x14.3x(600-250)xlOOx(630-號)=599.09x106^?mm=599.00kN?mMu>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(shè)計值M=410KN.m,梁的截面尺寸為bXh=200mmX600mm, 1000mm,h廣90mm：混凝土等級為C20,fc=9.6N/mm2,鋼筋采用HRB335.fy=300N/fnm2,環(huán)境類別為一類。求：受拉鋼筋截面面積解：yc=9-6N/mm2,^=300N/mm2,a[=1.0,￡i=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h0=h-a=600-60=540mmajcbfhfh。-專=1.0x9.6x1000x90x(540-亨=427.7xlO6>410xl06屬于第一種類型的T形梁。以"代替b,可得410xl06410xl061.0x9.6x1000x540-=°146￡=1-用&=0159<務(wù)=0.55兀=05x(1+Jl-2%)=0.921』M4I0xl06 ””亂= = =2748〃?〃?fyrxhn300x0.921x540選用6蟲25,As=2945mm，14.某一般環(huán)境中的中型公路橋梁中，梁的截而尺寸為bXh=200mmX500mm，混凝土強度等級為C25,fld=\23Nlmm2Jcd=\\.5Nlmm2,鋼筋采用HRB335,Ld=280NjmmJ截而彎矩設(shè)計值Md=165KN.mo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)「0=1.0,fcd=11.5N/mm',J\d=123N! =280N/mm2^h=0.5638另=38x蝙=0.167>0.15,?pmin=0.167%采用綁扎骨架，按兩層布置鋼筋，假設(shè)as=65mm,%=500-65=435mm。求受壓區(qū)高度相關(guān)數(shù)據(jù)代入式得=九"。-分，有165xlO6=11.5x200x（435--）解得 x=221.Iw/w或648.9物〃取 x=221.1mmY&Mo=0.56x435=243.6ww求所需鋼筋數(shù)量As有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式fcdbx=収= =—x200x221.1fxd280=1816.2mm,選配鋼筋并滿足最小配筋率由表查得6巾20,As實=1884mn?,考慮按兩層布置，(I)20鋼筋的外徑為22mm,梁側(cè)混凝土保護層釆用c=25mm.鋼筋凈間距為c200-2x25-3x(20+2)八S= =42ww” 3滿足要求。實際配筋率〃金=舞=2.2%、0=。質(zhì)％(2)若是建筑工程中單跨簡支梁査取有關(guān)數(shù)據(jù)：%=1.0,人=l\.9N/mm2tft=1.21N/mm2tfy=3Q0N/mm2=0.5545///；.=45x1.27/300=0.19v0.2取凡訕=0.2%按雙層布筋a,=60初〃,11。=500-60=440/??was=M/aJcbh02=165x106/l.Ox11.9x200x4402=0.358g=1- =0.467<或=0.55ys=0.5x(l+Jl-2%)=0.766As=Mlfyysh0=165xl067300x0.766x440=1631.8mm2選配銅筋，査表知3020+3(D184實=1705mm2配筋率p=A」bh。=1705/200x440=1.9%>pmin=0.2%，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1.一鋼筋混凝十.矩形截面簡支梁，截面尺寸250mmX500mm,混凝土強度等級為C20（/=!.lN/mm\/=9.6N/mm2）,箍筋為熱軋HPB235級鋼筋（厶,=210N/mm2）,縱筋為3僉25的HRB335級鋼筋0=300N/mn?）,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h=h0=465mw,—=竺^=1.86<4H° b250屬厚腹梁，混凝土強度等級為C20,/HA=20N/mm2<50N/mm2故眼10.25人人瀝0=0.25xlx9.6x250x465=279000N>Kmax=180000N截面符合要求。（2）驗算是否需要計算配置箍筋0.7f,bh0=0.7x1.lx250x465=89512.5N<⑥心（=】80000N）,故需要進行配箍計算。（3）只配箍筋而不用彎起鋼筋fjA〃=0.7/；泌。+1.25/"?1?/7。sijA則 一—=0.741mm2/mms若選用中8@120,實有竺旦=蟲竺=0.838>0.741（可以）s120最小配箍率厶,剛=0.24）=0.24=0.126%＜國（可以）（4）既配箍筋又配彎起鋼筋根據(jù)已配的3①25縱向鋼筋，可利用1個25以45°彎起，則彎筋承擔的剪力4=°?8%刀血冬=0.8x490.9x300x—=83308.5N2混凝土和箍筋承擔的剪力：Vcs=V-Vsh=\80000-83308.5=96691.5N選用中6@200,實用七=0.7"方o+1.25公，"加s=89512.5+1.25x210x2—83x465。200=124056.2N>96691.5A<（可以）鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，如圖5-27,截面尺寸250mmX500nim，混凝土強度等級為C20（戶l.lN/mn?、人=9.6N/mn?）,箍筋為熱軋HPB235級鋼筋（/.v=210N/mm2）,縱筋為2處25和2處22的HRB400級鋼筋</.=360N/mm2）o求：（1）只配箍筋；（2）配彎起鋼筋乂配箍筋。圖5-27習題5-2圖解：（1） 求剪力設(shè)計值支座邊緣處截而的剪力值最大心ax=Sq/。=；X60X（5.4—0.24）=154.8KN（2） 驗算截面尺寸h=hQ=465mm,—= =1.86<4M° b250屬厚腹梁，混凝土強度等級為C20,/MA=20N/mm2<50N/mm2故久=1

0.25"弘。=0.25x1x9.6x250x465=279000N>截面符合要求。（3）驗算是否需要計算配置箍筋0.7f,bhQ=0.7x1.lx250x465=89512.5N<r（nax,故需要進行配箍計算。（4）只配箍筋而不用彎起鋼筋fjA/=0.7/純+1.25厶?1也S154800=89512.5+1.25x210x—x465SyjA則一=0.535ww2/wzwS若選用<D8@150,實有也=竺迫=0.671>0.535（可以）s150fjd配箍率2x50.3fjd配箍率2x50.3250x150=0.268%最小配箍率人,響=0.24-^-=0.24x^=0.126%＜小可以）（5）既配箍筋乂配彎起鋼筋根據(jù)已配的2奧25+2處22縱向鋼筋，可利用1並22以45°彎起，則彎筋承擔的剪力:L=°"/sin。,=0.8x380.1x360x—=77406.IN2混凝土和箍筋承擔的剪力：VCS=V-Vsh=154800-77406.1=77393.97V選用0>8@200,實有nA七=0.7"加+1.25'1久S=89512.5+1.25x210x多四x465200=150910.0N>77393.9N(可以)驗算彎起點處的斜截面25X—048V=154800X?一?=126000<150910.0N2.58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(/v=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：求剪力設(shè)計值支座邊緣處截面的剪力偵最大-max=!戒=；x100x(5.4-0.24)=258倒驗算截面尺寸h=加=465/ww,—= =1.86<4“° b250屬厚腹梁，混凝土強度等級為C20,y；ttjl=20N/mm2<50N/mm2故心=10.25pc=0.25xlx9.6x250x465=279000N>截面符合要求。（3） 驗算是否需要計算配置箍筋0.7f,bhQ=0.7x1.lx250x465=89512.5Nvrinax,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2僉25+2僉22縱向鋼筋，可利用1僉22以45°彎起，則彎筋承擔的剪力：Vsb=0.8Asbfysinas=0.8x380.1x360x—=77406.IN2混凝上和箍筋承擔的剪力：VC5=V-Vsb=258000-77406.1=180593.9N選用金8@15。，實用fjj九=0.7,仆站+1.25兒亠5。s=89512.5+1.25x300x^^x465150=206460N>180593.9^（可以）（5） 驗算彎起點處的斜截面=258000x2?58_0.48=2iooooy>206460N2.58故應(yīng)在此處彎起另外一根鋼筋或釆用箍筋加密方案.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=258000x2.58-0.53=205000^<206460N2.58則配魚8@150的箍筋就能滿足要求.4.鋼筋混凝上矩形截面簡支梁（圖5-28）,集中荷載設(shè)計值P=100kN,均布荷載設(shè)計值（包括自重）q=10kN/m,截而尺寸250mmX600mm,混凝十.強度等級為C25（/=1.27N/mm2、y；=11.9N/mm2）,箍筋為熱軋HPB235級鋼筋（/.^lON/mm2）,縱筋為4女25的HRB335級鋼筋（g,=3OON/mn?）。求：箍筋數(shù)量（無彎起鋼筋）.圖5-28習題S4圖解：（1）求剪力設(shè)計值見圖（2）驗算截面條件A=Kfcuk<5ON/m?2）0.25凡《瀝°=0.25xlxll.9x250x565=420218.8N>Vmn截面尺寸符合要求.（3）確定箍筋數(shù)量該梁既受集中荷載，乂受均布荷載，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%。

"=33%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0.7f,bh.=0.7x1.27x250x565=12557l2N<Vma=300000AT必須按計算配置箍筋。右=0.7他+125^-^11。s300000=125571.2+1.25x210x—x565s也=1.176s選配<D10@120,實有也=竺竺=也=竺竺=1.308>1.176（可以）120BC段:0.7仆=0.7x1.27X250x565=125571.2N< =50000N僅需按構(gòu)造配置箍筋，選用中8@250最后，兩側(cè)選用中10@120,中間選用O8@250o5.鋼筋混凝土矩形截而簡支梁，如圖5—29,截而尺寸250mmX500mm，混凝土強度等級為C20(/=l.lN/mm\/：=9.6N/mm2),箍筋48@200的HPB235級鋼筋(/v=210N/mm2),縱筋