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)混凝土的過早開裂，導(dǎo)致使用荷載下構(gòu)件的裂縫寬度與 鋼筋應(yīng)力css，近于成正比，而構(gòu)件的剛度 R與受拉鋼筋截面面積 A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,那么A將近乎成反比的減?。籧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了允許的限值，上述分析說明對構(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

2、凝土受 彎構(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)度對減小Wax幾乎沒有作用，對提高Bs的效果也不大。其根本原因是拉區(qū)混凝土過早開裂的問題并沒有得到解決?？蓞⒁娊滩牡?頁，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，仍能保存有足夠的預(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c

3、con為什么不宜過高？答：c con過高會出現(xiàn)以下一些值得注意的問題：c con越高，構(gòu)件的開裂荷載與極限荷 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。對預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉的過程，同時(shí)也是對它進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的過程；一旦張拉終 止，預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力將逐漸降低，c 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c16時(shí)，要控制c pc/fcu <0.5?答：當(dāng)初應(yīng)力超過0.5f

4、 c時(shí)。徐變與初應(yīng)力為非線性關(guān)系，徐變將明顯增大。 ?標(biāo)準(zhǔn)?的 內(nèi)計(jì)算公式是建立在線性徐變根底上的，因此要求控制c pc/f ' cu< 0.5。否那么徐變過大，也難 以計(jì)算。15. 梁下部和上部預(yù)應(yīng)力數(shù)值大小，對梁正截面受彎承載力有何影響？對梁傳力錨固階 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裂； 適當(dāng)增大篥，能改善梁傳力錨固階段就是施工階段抗裂性，但是會減小梁正截面受 彎承載力，對使用階段抗裂性也不利16.預(yù)應(yīng)力糧擬土梁截面配筋如圖。采用恨凝土，非預(yù)

5、應(yīng)力餅筋為MRB335,預(yù)應(yīng)力筋采用盤H 高強(qiáng)度鋼絲朿丁 Ap = 6ll6mrn2 At = 1901mm2.礙=40加ap = i91tvm 腹蟲主力作用下彎矩為，自重及恒載；M£ + Mj = 6531km t活載；Mh = lOlOkN-m . 要求，驗(yàn)境正觀面抗Wft打2100200ST17. 某鋼筋混凝土單筋矩形截面梁截面尺寸為b x h=250mm x 450mm，平安等級為二級，混凝土強(qiáng)度等級為 C40，配置4B16的HRB335級縱向受拉鋼筋，as=35mm.【要求】：該梁所能承受的極限彎矩設(shè)計(jì)值 Mu。18. 某鋼筋混凝土單筋矩形截面梁承受彎矩設(shè)計(jì)值 M=150k

6、N.m, 環(huán)境類別為一類， 截面尺寸為bx h=250mm x 500mm，平安等級為二級，混凝土強(qiáng)度等級為C20,配置HPB335 級縱向受拉鋼筋?！疽蟆浚涸O(shè)計(jì)縱向受拉鋼筋 As。 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 Wax是指鋼筋外表處的裂縫寬度，還是構(gòu)件外外表處的裂縫寬度？ 答：指構(gòu)件外外表處的裂縫寬度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

7、否說明小的混 凝土厚度對結(jié)構(gòu)的耐久性更好？答：足夠的混凝土保護(hù)層的質(zhì)和量對耐久性有好處。4. 試從Wa<wm說明，普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件不適宜使用高強(qiáng)度鋼筋？答：裂縫寬度與鋼筋應(yīng)力大致成正比，所以限制裂縫寬度就等于限制了鋼筋應(yīng)力值，因 此無法米用咼強(qiáng)度鋼筋。5. 影響梁斜截面受剪承載力的因素有哪些？答：剪跨比、混凝土強(qiáng)度等級、腹筋、縱向受拉鋼筋的配筋率等6. 如何防止梁發(fā)生斜拉破壞、斜壓破壞？答：截面限制條件防止斜壓破壞，合格的配箍率和箍筋間距防止斜拉破壞。7. 某矩形截面簡支梁，承受勻布荷載。C25混凝土，fc=11.9MPa, ft=1.27MPa b=250mm h=700mm h

8、o=64Omm只設(shè)置雙肢8-HRB335箍筋，fyv=300MPa S=200mm該梁承受剪力設(shè) 計(jì)值 V=500KN問：1此構(gòu)件斜截面受剪承載力是否合格？2此構(gòu)件斜截面破壞特征屬于斜壓破壞、剪壓破壞還是斜拉破壞？8. 軸心受壓構(gòu)件中的縱向鋼筋和箍筋分別起什么作用？答：縱筋：與混凝土一道抵抗縱向壓力；抵抗偶然荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力；改善構(gòu)件的塑性 性能。箍筋：保證縱筋穩(wěn)定；與縱筋一起形成鋼筋骨架。9. 配置螺旋箍筋的軸心受壓柱與普通箍筋柱有哪些不同？答：旋筋柱延性和承載力都高于普通箍筋柱。f I *10. 軸心受壓構(gòu)件破壞時(shí)，縱向鋼筋應(yīng)力是否總是可以到達(dá)'?采用很高強(qiáng)度的縱筋是否適宜？答：破

9、壞時(shí)高強(qiáng)度鋼筋強(qiáng)度高于400MPa不能到達(dá)屈服強(qiáng)度，所以不適宜采用高強(qiáng)度 鋼筋。11. 偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)有幾種？大小偏心受壓破壞形態(tài)有哪些不同？答：受拉破壞大偏心和受壓破壞小偏心；大偏心破壞始于受拉鋼筋先屈服，小偏 心破壞始于壓區(qū)混凝土被壓壞。12. 偏心受壓構(gòu)件正截面破壞特征與哪些因素有關(guān)？如何判斷屬于受壓還是受拉破壞？偏心距較大時(shí) 為什么也會發(fā)生受壓破壞?答：偏心距、混凝土截面尺寸和強(qiáng)度等級、受拉受壓鋼筋面積和級別等；相對受壓區(qū)高 度不超過界限相對受壓區(qū)高度為受拉破壞，反之為受壓破壞；只要受拉鋼筋配置過多就會發(fā) 生受壓破壞。13. 短柱、長柱、細(xì)長柱的破壞特征有何不同？ 答：短柱

10、、長柱為材料破壞，但是長柱需要考慮偏心距增大系數(shù)或考慮二次彎矩的影響 細(xì)長柱為失穩(wěn)破壞。14. 大、小偏心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核，是否都應(yīng)該驗(yàn)算垂直彎矩作用平面的承 載力？答：都要驗(yàn)算15. 繪制偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算簡圖(包括大偏心受壓和小偏心受壓構(gòu)件)。16. 兩組內(nèi)力(Ni,Mi)和(N2,M2)，采用對稱配筋，判斷以下情況哪組內(nèi)力的配筋大？(1) N 1=N2,M2>M1(2) N 1<N2<Nb,M2=M1(3) N b<N1<N2,M2=M1(1) N i=N,M2>M (按第2組荷載配筋)(2) Ni<NvNM=M (按第1組荷

11、載配筋)(3) Nb<NvNM=M (按第2組荷載配筋)17. 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，平安等級為二級，混凝土強(qiáng)度等級為 C30,配置 HRB335級縱向受拉鋼筋3 B 25，HPB235級縱向受壓鋼筋2© 16，as=38mm,a=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. 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，平安等級為二級，混凝土強(qiáng)度等級為

12、 C20,采 用HRB335級縱向鋼筋?！疽蟆浚?設(shè)計(jì)縱向鋼筋A(yù)s和As 提示：可估計(jì)as=65mm,a=40mm2假設(shè)設(shè)計(jì)縱向受拉鋼筋為 3© 25, 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：大偏心受拉構(gòu)件混凝土截面存在受壓區(qū)已鉗矩形載面?zhèn)湫氖軌簶?gòu)伴*截面冗寸b =h = 600mm承曼軸向力設(shè)計(jì)值NfQkm 彎矩沒計(jì)tMM 5-5.2/cN m ； jij件計(jì)算長度 = 6血用"采用啟5混凝土*IIRB鋁名級鋼筋°結(jié)拘重要性系數(shù)為L.Od或 按詐對稱吧筋

13、設(shè)計(jì)縱向鋼筋截面麵積 提示+經(jīng)計(jì)算，/?=i.ro,.3.: " "I -：<承受軸向壓力設(shè)計(jì)tB7/=41SfcV= 9-Vo采用C50 凝土，丹EMIOO爾筋結(jié)構(gòu)重要性累數(shù)為i.g 球：按非討稱配筋設(shè)計(jì)縱向鋼筋截面面積提示，經(jīng)計(jì)算4. 某矩形截血偏心炭壓柱才載面尺寸b - AWmm , h- Wmm t勺一口； =40即冊柱計(jì)算高fl0 = 7,6m ,呆用02?；焯闶?H7?F335級鋼筋t截面承侵荷載設(shè)計(jì)= ?60Wt M - JSOtJV,經(jīng)計(jì)算J? = L 1 16要戟，按脛對稱配筋設(shè)計(jì)所需幽筋亠門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

14、、超筋、局部超筋。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)算的根本假定有哪些？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

15、有延性？ 答：受拉縱筋應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度時(shí)，混凝土最大受壓邊緣到達(dá)極限拉應(yīng)變。界限破壞無 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)混凝土相對高度E,這既可以使超筋梁轉(zhuǎn)變成適筋梁，又因?yàn)?E的降低，導(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) 生的長期撓度(附加變形)； 增加了構(gòu)件破壞時(shí)的延性。 承受變號彎矩。11. 某鋼筋混凝土 T 形截面梁，承受荷載彎矩設(shè)計(jì)值 M=280k

16、N.m ，混凝土截面尺 寸 b'f=500mm,b=250mm,h ' f=80mm,h=600mm, 。平安等級為二級， 混凝土強(qiáng)度等級為 C30 ， 配置 HRB400 級縱向受拉鋼筋( AS=1571mm 2),as=35mm.【問】：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

17、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、撤除等比擬困難。對預(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平安可靠； 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開工費(fèi)用大。1