混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.

1、精編資料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理部分思考題和習(xí)題參考答案第一章鋼筋混凝土的力學(xué)性能思考題答:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋應(yīng) 具備：（1）有適當(dāng)?shù)膹姸?；?）與混凝土黏結(jié)良好；（3）可結(jié)構(gòu)，原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理部分思考題和習(xí)題參考答案第一章鋼筋混凝土的力學(xué)性能思考題1、 鋼和硬鋼的應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么不同，其抗拉設(shè)計值fy各取曲線上何處的應(yīng)力值作為依據(jù)？答：軟鋼即有明顯屈服點的鋼筋，其應(yīng)力一應(yīng)變曲線上有明顯的屈服點，應(yīng)取屈服強度作為鋼筋抗拉設(shè)計值 fy的依據(jù)。硬鋼即沒有明顯屈服點的鋼筋，其應(yīng)力一應(yīng)變曲線上無明顯的屈服點，應(yīng)取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時所對應(yīng)的應(yīng)力（T 0.2作為鋼筋抗拉設(shè)計值 fy的依據(jù)。2、鋼筋

2、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。這幾種方法對鋼筋的強度都有一定的提高，4、試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求？答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋應(yīng)具備：（1）有適當(dāng)?shù)膹姸?；?）與混凝土黏結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的鋼筋有4種：熱軋鋼筋、鋼鉸絲、消除預(yù)應(yīng)力鋼絲、熱處理鋼筋。我國的熱軋鋼筋分為 HPB235 HRB335 HRB400和

3、RRB40C三個等級，即I、II、III 三 個等級，符號分別為（:R ）。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，而混凝土構(gòu)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(nèi)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(guān)系？答：混凝土棱柱

4、體受壓時， 過應(yīng)力一應(yīng)變曲線原點 0作一切線，其斜率稱為混凝土的彈 性模量，以Ec表示。連接0點與曲線上任一點應(yīng)力為 （T c處割線的斜率稱為混凝土的割線模量或變形摸量， 以Ec表示。在混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變曲線上某一應(yīng)力T C處作一切線，其應(yīng)力增量與應(yīng)變增量的比值稱為相應(yīng)于應(yīng)力為 T C時混凝土的切線模量 EC 。彈性模量與割線模量關(guān)系：二 朋Ec = EC （隨應(yīng)力的增加，彈性系數(shù)值減?。?、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(zhì)區(qū)別？答：混凝土在長期荷載作用下，應(yīng)力不變，變形也會隨時間增長，這種現(xiàn)象稱為混凝 土的徐變。當(dāng)持續(xù)應(yīng)力T c 0.5f C時，徐變大小

5、與持續(xù)應(yīng)力大小呈線性關(guān)系，這種徐變稱為線性 徐變。當(dāng)持續(xù)應(yīng)力 T C 0.5f C時，徐變與持續(xù)應(yīng)力不再呈線性關(guān)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(zhì)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(gòu)件產(chǎn)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(gòu)造鋼筋和設(shè)置變形縫等來避免混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫。對于細長構(gòu)件和薄壁構(gòu)件，要尤其注意其收縮。第二章混凝土結(jié)構(gòu)基本計算原則思考題1. 什么是結(jié)構(gòu)可靠性？什么是結(jié)構(gòu)可靠度？答：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)使用期內(nèi)和規(guī)定的條件下（正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維修），完成預(yù)定功能

6、的能力，稱為結(jié)構(gòu)可靠性。結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)與規(guī)定條件下完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)可靠度。2. 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)是指什么？答：整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過某一特定狀態(tài)時（如達極限承載能力、失穩(wěn)、變形過大、裂縫過寬等）就不能滿足設(shè)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(jié)構(gòu)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(biāo)志結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿足預(yù)定的安全功能要求。承載能力極限狀態(tài)時每一個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件必須進行設(shè)計和計算，必要時還

7、應(yīng)作傾覆和滑移驗算。（2）正常使用極限狀態(tài)標(biāo)志結(jié)構(gòu)或構(gòu)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(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)時在構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)進行設(shè)計后，再來對有使用限值要求的構(gòu)件進行驗算的，以使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件滿足所預(yù)定功能的要求。4. 什么是結(jié)構(gòu)上的作用？作用的分類有哪些？答：結(jié)構(gòu)的作用是指結(jié)構(gòu)在施工期間和使用期間要承受的各種作用（即使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)利和變形的所有的原因）。結(jié)構(gòu)的作用按形式分為兩類：直接作用、間接作用。結(jié)構(gòu)的作用按其隨時間的變異性和出現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)值、荷

8、載準(zhǔn)永久值、荷載設(shè)計值？是怎樣確定的？答：（1）荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計值是指結(jié)構(gòu)在其使用期間正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載。按隨機變量95%保證率的統(tǒng)計特征值確定，詳見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）。（2）荷載準(zhǔn)永久值是指可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)使用期內(nèi)經(jīng)常遇到或超過的荷載值。取可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載準(zhǔn)永久系數(shù)，詳見建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）。（3）荷載設(shè)計值是指荷載標(biāo)準(zhǔn)值與荷載分項系數(shù)的乘積。6 結(jié)構(gòu)抗力是指什么？包括哪些因素？答：結(jié)構(gòu)抗力是指整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所能承受內(nèi)力和變形的能力。包括的因素的有：材料的強度、構(gòu)件的幾何特性。7.什么是材料強度標(biāo)準(zhǔn)值、材料強度設(shè)計值？如何確

9、定的？答：材料強度標(biāo)準(zhǔn)值按不小于95%的保證率來確定其標(biāo)準(zhǔn)值。即： fcu,k = ：cu - 1645- cu。材料強度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項系數(shù)，即為材料強度設(shè)計值。鋼筋材料強度的分項系數(shù)s取1.11.2，混凝土材料強度的分項系數(shù)c為1.4。&什么是失效概率？什么是可靠指標(biāo)？它們之間的關(guān)系如何？答：結(jié)構(gòu)能完成預(yù)定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)可靠概率ps,不能完成預(yù)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(yīng)的B值來計算失效概率的大小，B稱為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。Pf與B有對應(yīng)的關(guān)系，查表可得：B大，Pf就小。9. 什么是結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性破壞？什么是脆性破壞？在可靠指標(biāo)上是如何體現(xiàn)它們的不同

10、？答：結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞前有預(yù)兆，可及時采取彌補措施的稱為延性破壞；結(jié)構(gòu)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(biāo)可靠指標(biāo)可定得低些，脆性破壞的目標(biāo)可靠指標(biāo)定得高些。第三章鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算思考題1.在外荷載作用下，受彎構(gòu)件任一截面上存在哪些內(nèi)力？受彎構(gòu)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(gòu)件的截面產(chǎn)生彎矩和剪力。受彎構(gòu)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(xiàn)正裂縫圖3 1（a）;二是可能（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(jīng)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

11、限狀態(tài)的計算依據(jù)？答：適筋梁的破壞經(jīng)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(yīng)變時，相應(yīng)的應(yīng)力達到其抗拉強度ft，對應(yīng)的截面應(yīng)力狀態(tài)作為抗裂驗算的依據(jù)；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(yīng)的應(yīng)力狀態(tài)作為變形和裂縫寬度驗算的依據(jù)；第川階段為破壞階段，這一階段末川a,受壓區(qū)邊緣混凝土達到其極限壓應(yīng)變3,對應(yīng)的截面應(yīng)力狀態(tài)作為受彎構(gòu)件正截面承載力計算的依據(jù)。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,?_Asbho式中b 梁的截面寬度；ho

12、梁截面的有效高度，取受力鋼筋截面重心至受壓邊緣的距離；As縱向受力鋼筋截面面積；P梁的截面配筋率。當(dāng)材料強度及截面形式選定以后，根據(jù)t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(dāng)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(jīng) 歷較大的塑性變形，沿梁跨產(chǎn)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(yù)兆。破壞呈延性性質(zhì)。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

13、適筋梁。當(dāng)梁的配筋率太大時發(fā)生超筋破壞。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(yù)兆，呈脆性性質(zhì)。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(dāng)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(dān)的拉力轉(zhuǎn)由鋼筋承擔(dān)。因梁的配筋率太小，故鋼筋應(yīng)力立即達到屈服強度，有時可迅速經(jīng)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

14、度雖然得到了充分利用， 但破壞前無明顯預(yù)兆，呈脆性性質(zhì)。發(fā)生少筋破壞的梁稱為少筋梁。由于超筋受彎構(gòu)件和少筋受彎構(gòu)件的破壞均呈脆性性質(zhì)，破壞前無明顯預(yù)兆，一旦發(fā)生破壞將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此，在實際工程中不允許設(shè)計成超筋構(gòu)件和少筋構(gòu)件，只允許設(shè)計成適筋構(gòu)件，具體設(shè)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(jù)什么原則確定的？答：為了防止將構(gòu)件設(shè)計成少筋構(gòu)件，要求構(gòu)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：人AAs,min規(guī)范規(guī)定，受彎構(gòu)件受拉鋼筋的最小配筋率Pmin。按構(gòu)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

15、算。對于常用的矩形截面、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(gòu)件，Pmin取0.2 %和0.45ft /fy中的較大值。最小配筋率Pmin的數(shù)值是根據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的破壞彎矩等于同樣截面的素混凝土受彎構(gòu)件的破壞彎矩確定的。?受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力圖7單筋矩形截面梁正截面承載力的計算應(yīng)力圖形如何確定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(yīng)力圖形以川a應(yīng)力狀態(tài)為依據(jù)，基本假定確受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)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(yīng)力圖形如何確定？其基本計算公式與單筋截面

16、有和不同？在雙筋截面中受壓鋼筋起什么作用？其適應(yīng)條件除了滿足匕 2as* ？答：(1)雙筋截面主要應(yīng)用于下面幾種情況：截面承受的彎矩設(shè)計值很大，超過了單筋矩形截面適筋梁所能承擔(dān)的最大彎矩，而構(gòu)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(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受某種交變作用，使構(gòu)件同一截面上的彎矩可能變號； 因某種原因在構(gòu)件截面的受壓區(qū)已經(jīng)布置了一定數(shù)量的受力鋼筋。(2) 其計算應(yīng)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fyA = GfcbX yAx力矩公式M EM.=円 3x(% 才 + fyAs(h。as)與單筋截面相比，右邊均多了受壓

17、鋼筋項。(4) 在雙筋截面中受壓區(qū)鋼筋起協(xié)助受壓的作用。(5) 對于雙筋矩形截面中， 只要能滿足x 2as的條件，構(gòu)件破壞時受壓鋼筋一般均能達到其抗壓強度設(shè)計值 f。13在進行T型截面的截面設(shè)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(jù)什么原理確定的？答：(1)在進行截面設(shè)計時，當(dāng)M乞：fcbf hf (ho - ：)，為第一類T型截面；當(dāng)M ：】fcbf hf (0 - 0 )，為第二類T型截面。在進行承載力校核時,當(dāng)fyAs -訂山hf為第一類T型截面；當(dāng)fyAS；:ifcbf hf為第二類t型截面。其依據(jù)是：當(dāng)中和軸在翼緣內(nèi)，即x乞hf ，為第一類T型截面；當(dāng)中和軸在梁助

18、內(nèi)，即 xhf ，為第一類T型截面。而當(dāng)x = hf 時，則為分界情況。由平衡條件得： X = 0 討山h= fyAs ；M = O =討cfhf (ho -f)由此推出上面的各判別公式。習(xí)題3 3、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(shè)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。2 2解：對于 C20: fc =9.6N / mm =1. 1N /mm % =1. 0由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c =30mm a 40mm對 HRB335 : fy =300N/mm2b =0. 5

19、5貝V： h0 =h-as =500-40 = 460mm 向As取矩求x：1T1、池JI 1*9.6*250*4602*120*10 612)2=0.274 ： b = 0.55滿足要求。x 二 * h0 = 0.274*460 =126mm 由合力公式求As:As：1 fcbx = 1*9.6*250*1263002=1008mm= max(0.002,0.45* 區(qū))* bh = max(0.002,0.45* f y1.1 )*250*5003002二 250mm :As 按計算配筋：查附表1.18可知，應(yīng)選用4 18實配鋼筋面積為 As=1017mm234、有一混凝土簡支梁，計算跨度

20、I。=5.7m，承受均布荷載，其中永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10kN/m （不包括梁自重）?？勺兒奢d標(biāo)準(zhǔn)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/m，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取 1.0）。解：對 C30： fc = 14.3kN / mm2ft = 1. 4 N m im:1. 0對 HRB335 : fy =300N / mm2=0. 5 5l05700h=475mm 取 h= 500mm12 12hb = = 250mm2由于環(huán)境類別為二（a）類，對C30梁：c=30mm,考慮一排鋼筋，40mmh0 =

21、h -as =500 -40 = 460mmq0 二bh =0.25*0.5*25=3.125kN/m1.2*10 = 29.05kN /m1)2 =0.17 ： b 755q 總=1.2q 1.4q 可變 1.2q 永久=1.2*3.1251.4*9.51212Mmax = q總l02 二 *29.05*5.7 2 =115.14kN *m8 8e(12：bh0由向As取矩求x:嚀 2 = 1 _ (1 _21.0*14.3*250*460 2滿足要求。x = h0 二 78.2mm由合力公式求As :1.0*14.3*250*78.22二 931.9mm300300Asmin= max(0

22、.002,0.45 )bh =268mm2fy查附表1.18可知，選用3 I 20,實配鋼筋面積為 As = 942mm23003 5、已知矩形梁的截面尺寸b=200mm , h=450mm，受拉鋼筋為3 20,混凝土強度等級為C20，承受的彎矩設(shè)計值 M=70kN. m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 宀=1. 0對 HRB335 : fy =300N / mm20. 55由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c=30mm20 貝V： a$ =30 + =40mms 2h0 = h a =450 4 0= 4 1n0m查表可知As

23、=942 mm(1)由合力公式:= 0.359 ： b =0.55fy As300*942： ifcbh)一 1.0*9.6*200*410滿足要求。(2)向As取矩：Mu = rfcbh02 (1 -0.5 ) =1.0*9.6*200*4102*0.359*(1 -0.5*0.359)= 95. 1 *1ND mm 二 9 5.N1* m 7 0 m M二正截面承載力足夠。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(shè)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

24、需配置的受拉鋼筋面積As。解：C20: fc =9.6 N/ mnn- 1.0HRB335 fy =300 N/ mrfify=300N/mm2= 0.55As : 2丄 18, A = 509mm18由于環(huán)境類別為一類，對 C20梁：c=30mm,= 3039mm2受拉鋼筋按一排考慮：as =40mmh0 = h - as = 500 - 40 = 460mm(1)由雙筋向 A取矩公式求x :MAsfy(%as)/ c 210 SO6 504300(460 39)=1 J 221 ；1 21 9.6 250 4602*c(1 fcbh0V= 0.3472 ： b =0.55滿足要求。x 二

25、h0 =0.3472 460 =160mm (2)因為2as =2 39 =78mm ： x ：蔚。，故由雙筋合力公式求 AS :300Mbx Asfy J 9.6 250 160509 300 =1789mm2受拉鋼筋選用4 25, A = 1964mm3 10、某鋼筋混凝土梁截面尺寸b h = 250mm 500mm，承受彎矩設(shè)計值 M二175kNm，混凝土強度等級 C20，采用HRB335鋼筋，受壓區(qū)已配好 2 25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/ mm:1=1.0HRB335 fy =300 N / mmfy= 300 N /

26、mmb =0.55由于環(huán)境類別為類，對 C20 梁:c =30mm，252as =30= 42.5mm， As = 982mms 2受拉鋼筋按一排考慮：as 二40mmh0 二 h-a =50040= 4610口(1)由雙筋向As取矩公式求x :M - As fy (h0 - as)175 106 -982 300(460 - 42.5)1 漢 9.6 漢 250 匯 460222= 0.1083 ： b =0.55滿足要求。x = h0 =0.1083 460 = 49.8mm(2)因為x ：sv,min = 0.00126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

27、梁尺寸如下：hf=100mm ;采用C25混凝土，箍筋為計值V=120kN（包括自重），剪跨比 入=3環(huán)境類別為一類。 解：bxh=200mrrt 500mm(取 as=35mm), bf=400mm , HPB235級鋼筋；由集中荷載產(chǎn)生的支座邊剪力設(shè) 試選擇該梁箍筋？HPB235: fyvhwh0-hfhw b3652000.25 /cbh。C25 : fc =11.9ct = 1.27210 Nmm二 h - as - hf 1.825 : 4=0.251.011.9所以截面尺寸滿足要求1.751.0ftbh01751.2731.0二 500-35100二 365mm應(yīng)按計算配置腹筋，采

28、用只配箍筋的方案120000- 51673=0.7210 465選用雙肢箍筋200200465465276675N 120000N51673N ： 120000NS乞70.7101 = 144mm0.7取 S = 140mm101:-s= -Asv0.0036sv b S 200 140二 0.241.27 二 0.00145210配箍率滿足要求，即選用雙肢箍筋8 140。4 6、已知某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，計算跨度6000mm 凈跨 l n = 5740mm,截面尺寸b h二250mm 550mm采用C30混凝土,HRB335級縱向鋼筋和 HPB23歐箍筋。若以已知梁的縱向受力鋼筋為4_

29、22，環(huán)境類別為一類。試求：當(dāng)采用 6 130雙肢箍和8 200雙肢箍時。梁所能承受的荷載設(shè)計值g q分別是多少?解:C30： fc二 14.3N / mrm21. 4 3 N / mm % = 1.0b = 0. 55HRB335fy - 300 N / mm2HPB235 fyv = 210N/ mrmas =2522 二 36mm2h。h - as = 550 - 36 = 514mm正截面承載力:x =fyA :fcb =300 1520 1.014.3250= 127.6mm ： bh0 = 0.55514 = 282.7mmfcbx h-205.37kN ml28性 45.64斜截

30、面承載力:雙肢 6 130 : ；-sv57250 130 01751 43二 0.240.00163210V 沁$ 二 0.7ftbh0 1.25fyv 倉 hS=0.71.43250 5141.2521057130514 二 187788N2V g q l187785.740 二 65431雙肢 8 200 :：-SV1012502000202in1 430.240.00163210AsV 乞仏二 .7ftbh1.25fyv ； hSV=0.71.43250 5141.25210101200514 二 196766N(a)軸心受壓短柱(b)軸心受壓長柱2V=2 1967665.74068.

31、560 kNmkNm所以：雙肢 6 130 : g q 二 min g q正，g q斜 二 45.64 雙肢 *8 200 : g + q = min (g + q正, g + q斜)=45.64 均由正截面承載力決定。第五章鋼筋混凝土受壓構(gòu)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(shù)量的鋼筋？軸心受壓構(gòu)件中的鋼筋，對軸心受壓構(gòu)件起什么作用？答：軸心受壓構(gòu)件，縱筋沿截面四周對稱布置。縱筋的作用是：與混凝土一塊共同參與承擔(dān)外部壓力，以減少構(gòu)件的截面尺寸；承受可能產(chǎn)生的較小彎矩；防止構(gòu)件突然脆性破壞，以增強構(gòu)件的延性；以及減少混凝土的徐變變形。箍筋的作用是：與縱筋組

32、成骨架，防 止縱筋受力后屈曲，向外凸出。當(dāng)采用螺旋箍筋時(或焊接環(huán)式)還能有效約束核心內(nèi)的混凝 土橫向變形，明顯提高構(gòu)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(gòu)件破壞時是否屈服，構(gòu)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(xiàn)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5 1(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(cè)產(chǎn)生縱向裂縫，箍筋之間的縱向鋼筋向外凸出，構(gòu)件高度中部混凝土被壓碎。另一側(cè)混凝土則被拉裂，在構(gòu)件高度中部產(chǎn)生一水平裂縫圖5 1 (b)。橫向裂

33、綣(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(gòu)件產(chǎn)生側(cè)向撓度，因而在構(gòu)件的各個截面上將產(chǎn)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(chǎn)生的側(cè) 向撓度，將加大原來的初始偏心矩， 隨著荷載的增加，側(cè)向撓度和附加彎矩將不斷增大，這 樣相互影響的結(jié)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(gòu)件的長細比 匕,lo為柱的計算長度,i為截面最小回轉(zhuǎn)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(dāng)于套箍作用，阻止了核心混凝土的橫向變形，使核心混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從材料

34、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(zhì)區(qū)別？偏心距增大系數(shù)n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(gòu)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(shù)來考慮縱向彎曲的影響。n稱為偏心受壓構(gòu)件考慮縱向彎曲影響，軸力偏心矩增大系數(shù)，它是總彎矩M = N(eo f)和初始彎矩M。二Ne。之比。6 附加偏心距ea是什么？其值為多少？答：在實際結(jié)構(gòu)中，由于混凝土質(zhì)量不均勻，配筋的不對稱，

35、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中的較大值。習(xí)題5 1已知正方形截面軸心受壓柱計算長度lo=1O 5 m，承受軸向力設(shè)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。2解：對 C30： fc 二 14.3N / mm卜 2對 HRB335 : fy = fy = 300N/ mm假設(shè)丁 二 0.015, = 1由 N 乞 0.9 (fcA Afy)則：A -1450 * 10 = 85698mm0.9 臥fc + PfyJ0.9 * 1.0 * (14.3 + 0

36、.015 * 300) A = 、85698 = 293mm選截面尺寸為400mm 400mml。b10500 二 26.25400查表可知:二 0.570.9fcA1450000 14.3 * 4004000.9 * 0.588300=1795mmA;, min二 0.006A 二 0.006 * 155213 二 931mrm : A,二21795mm實配 A 二 2036mm。5 4、某偏心受拉柱，計算高度l0 =6m,b h=400mm 600mm,as =as = 40mm,承受設(shè)計軸向壓力 N =800kN ,設(shè)計彎矩 M = 600kN *m,已知A = 1650mm2，混凝土強

37、度等級為C30,鋼筋為HRB335級鋼，求 As。解：對 C30： fc =14.3N/mm2對 HRB335 : fy 二 fy =300N/mmb =0. 5 5h0 = h - as = 560mm(1)判別大小偏心？M 600q0.75m = 750mmN 800600e = max( ,20) = 20mm a30e = eo ea 二 750 20 二 770mm600010 :： 15 則取 2 =1.06000.5fcA 0.5*14.3*400*60032.145 取 1 = 1.0N31800*1031l則：口 =1 十(上)2 J =1.0521400 勺 hhoe =1

38、.052*770 =810mm0.3h0 = 168mm 屬于大偏心受壓(2)大偏心受壓設(shè)計：h600e = G q =810 ： 40 = 1070mm2 2已知As求As，先由向As取矩公式求x:X 十1 -(12(Ne-fy As (h。-as)：1 fcbh021)2二5601 _(12*(800*103 *1070 -300*1650*(560 -40)1.0*14.3*400*5602)2237.05mm2as =80mm ： 237.05mm ： bh 0 = 0.55*560 = 308mm由合力公式求as :些 fcbx + fy As- NAs =fy1. 0 * 1 4.

39、 3 * 400 * 237. 05300 * 1 650800-3002 23503.1mm minbh =0.002*400*600480mm成過急選用6丨28( As = 3695mm2)+人=1 650 36955r345(3)垂直彎矩作用平面的驗算:I。,叭15b 400則:= 0.92 -0.92-0.872=0.895Nu=0. 9 4f(A fy As總)= 0.9*0.895*(14.3*400*600300*5345)=4056kN N = 8 (kN即選用As =3695mm2的6 28鋼筋是合適的。5 7、某對稱配筋偏心受壓柱，b h =300mm 400mm, l0

40、=3m , aas承受設(shè)計軸向壓力 N =250kN ,設(shè)計彎矩 M = 130kN *m ,混凝土強度等級為用HRB335級鋼筋，求民(=代)。2解：對 C30：仁=14.3N/mm：i =1. 0對 HRB335 : fy 二=300N / mm20. 5 5=40mm，C30，鋼筋h0 = h -as = 400 -40 = 360mm(1) 判別大小偏心？M 130*10e0520mmN 250400ea = max(,20) = 20mm30e = q ea 二 520 20 二 540 mm= 3000 = 7.5 15 則取 =1.0 h 4000.5fcAN0.5*14.3*300*400250*103-3.432 1.0則取1 =1.0=1 + 1 1400 e ho2 2 =1.027e =1.027*540 = 554.58mm0.3h0 = 108mmN:1fcb250*1031.0*14.3*300 =58.28mmbh0755*36098mm屬于大偏心受壓。(2) 大偏