西南大學《鋼筋混凝土結構基本原理》作業(yè)

1、一;填空題1混凝土結構包括素混凝土結構、 鋼筋砼結構 、 預應力砼結構 和其他形式加筋混凝土結構。 2 鋼筋混凝土結構由很多受力構件組合而成，主要受力構件有樓板、 梁 、 柱 、墻、基礎等。3. 在測定混凝土的立方體抗壓強度時，我國通常采用的立方體標準試件的尺寸為 150mm *150mm *150mm 。4.長期荷載作用下，混凝土的應力保持不變，它的應變隨著時間的增長而增大的現(xiàn)象稱為混凝土的 徐變 。5.混凝土在凝結過程中，體積會發(fā)生變化。在空氣中結硬時，體積要縮小；在水中結硬時，則體積 膨脹。6.在鋼筋混凝土結構的設計中， 屈服強度 和 延伸率 是選擇鋼筋的重要指標。7.在澆筑混凝土之前，

2、構件中的鋼筋由單根鋼筋按設計位置構成空間受力骨架，構成骨架的方法主要有兩種： 焊接骨架 與 綁扎骨架 。8.當構件上作用軸向拉力，且拉力作用于構件截面的形心時，稱為 軸心受拉 構件。9、軸心受拉構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 長柱 承載力與 短柱 承載力的比值。12.長柱軸心受壓時的承載力 小于 具有相同材料，截面尺寸及配筋的短柱軸心受壓時的承載力。13.鋼筋混凝土軸心受壓構件，穩(wěn)定性系數(shù)是考慮了 附加彎矩的影響 。 二：簡答題混凝土的強度等級是怎樣劃分的？答

3、：是按混凝土立方強度劃分的，是衡量混凝土強度大小的基本指標，也是評價混凝土等級的標準。鋼筋混凝土結構對鋼筋性能的要求。答：（1）強度高：采用較高強度的鋼筋可以節(jié)省鋼材，獲得較好的經(jīng)濟效益；（2）塑性好：要求鋼筋在斷裂前有足夠的變形，能給人以破壞的預兆。因此，應保證鋼筋的伸長率和冷彎性能合格；（3）可焊性好：在很多情況下，鋼筋的接長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，二者之間應有足夠的粘結力。在寒冷地區(qū)，對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期不變荷載的作用下，應變隨時間持續(xù)增長的現(xiàn)象。 減少徐變的方法：提高砼強度，增加集料含量，礦物摻合料的加入，水泥漿數(shù)量的降低，都會使徐變一定量的降低。鋼筋混凝土共同工作的基礎。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)生了良好的粘結力，包括(1)鋼筋與混凝土接觸面上的化學吸附作用力(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)生的機械咬合作用力;3.混凝土能夠很好的保護鋼筋不被侵蝕。簡述鋼筋與混凝土間的黏結力組成部分。答:鋼筋與混凝土的粘結力由三部分組成:(1)混凝土中水泥膠體與鋼筋表面的化學膠著力;(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)生的機械咬合作用。6 . 軸心受壓普通箍筋短柱與長柱的破壞形態(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)微細裂縫，在臨近破壞荷載時，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。長柱：隨著荷載的增加，附加彎矩和側向撓度將不斷增大。破壞時，首先在凹側出現(xiàn)縱向裂縫，隨后混凝土被壓碎，縱筋被壓屈向外凸出；凸側混凝土出現(xiàn)垂直于縱軸方向的橫向裂縫，側向撓度急劇增大，柱子破壞。7軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)；影響穩(wěn)定系數(shù)的主要因素。 答：設以代表長柱承載力與短柱承載力的比值,稱為軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù).穩(wěn)定系數(shù)主要與柱的長細比lo/

6、b有關,lo/b越大,值越小.當lo/b8時,柱的承載力沒有降低,值可取等于1.對于具有相同lo/b比值的柱,由于混凝土強度等級和鋼筋的種類以及配筋率的不同,值還略有大小. 三：計算題1. 某高層辦公樓門廳的鋼筋混凝土圓柱，承受軸向力設計值N=3000kN。柱的計算長度為4.2米，根據(jù)建筑設計的要求，柱截面的直徑不得大于400mm.混凝土的強度等級為C35，縱筋為HRB335，箍筋為熱軋HPB235級鋼筋。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。 已知梁截面彎矩設計值M=90kN.m，混凝土強度等級為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、填空題當混凝土開裂后，截面上混凝土與鋼筋之間應力的調(diào)整，稱為截面上的應力重分布2、鋼筋混凝土受壓構件中，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、和破壞階段三個受力階段。6、一般混凝土受彎構件的跨高比lo/h5,而lo/h5的粱通稱為深受彎構件。7、沿截面的兩個主軸平面均作用有彎矩Mx，My的受彎構件稱為雙向受彎構件 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、混凝土結構的破壞，可以分為延性破壞和脆性破壞。二、簡答題1、為什么要掌握鋼筋混凝土受彎構件正截面受彎全過程中各階段的應力狀態(tài)？它與建立正截面受彎承載力計算公式有何關系？答：進行受彎構件截面受力工作階段的分析不但可以使我們詳細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算提供了依據(jù)。 截面抗裂驗算是建立在I階段的基礎之上，構

10、件使用階段的變形和裂縫寬度驗算是建立在第II階段的基礎之上，而截面的承載力計算則是建立在第IIIa階段的基礎之上的。簡述我國規(guī)范對正截面承載力計算所采用的基本假定。答：1)截面的平均應變符合平截面假定 2)混凝土的應力應變關系 3）鋼筋的應力應變關系4)不考慮混凝土的抗拉強度3、簡述受彎構件適筋梁的破壞特征。答：由于受拉鋼筋首先到達屈服,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。在這個區(qū)域內(nèi)截面轉角急劇增大,預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件具有較好的耐受變形的能力-延性。三、計算題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As1473mm2,fy=300N/mm2,min=0.2%, az=35mm, b=0.550,要求承受彎矩設計值M100KN-m的作用，驗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As1473mm2,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，縱向受拉鋼筋為4根d=16mm(As=804mm2)HRB335級鋼筋如圖所示。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、按柱長細比的不同，鋼筋混凝土偏心受壓柱可以分為短柱、長柱和細長柱三種。 2、短柱、長柱和細長柱中，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、偏心受壓構件中，當b時，屬于大偏心受壓構件。 5、偏心受壓構件正截面破壞形態(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、偏心受拉構件，當軸向力N作用在鋼筋As和As之間時，為小偏心受拉；當軸向力N作用在鋼筋As和As之外時，為大偏心受拉。 二、簡答題 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，偏心受壓構件的偏心距e0值會增大或減小，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. 對稱配筋矩形截面偏心受壓構件大、小偏心受壓破壞的界限如何區(qū)分？答：當b時，屬大偏心受壓構件；當b時，屬小偏心受壓構件。 3、矩形截面大偏心受壓構件正截面受壓

17、承載力如何計算 ？答： 計算公式為適用條件 矩形截面小偏心受壓構件正截面受壓承載力如何計算？答：計算公式為： 適用條件： 三、計算題 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計值N=300KN，彎矩M =159KNm；截面尺寸b = 300mm，h = 400mm，as = as= 40 mm；混凝土強度等級為C20， HRB335級；l0/h=6。（設計成對稱配筋） (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.影響受彎構件斜截面破壞形態(tài)的主要因素有：（剪跨比、砼強度）和（配筋率）。2.受彎構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算中，截面限制條件是為了防止（斜壓）破壞。4.受扭構件的破壞形態(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.簡答題：1.什么叫配

21、筋率，它對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，簡稱配筋率?？刂七m當?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兆，屬于延性破壞。而當配筋率過大或是過小時，則會發(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.如何防止將受彎構件設計成少筋構件和超筋構件？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)少筋構件和超筋構件。3.在什么情況下可以采用雙筋截面梁，雙筋梁的基本計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)當截面的彎矩設計值超過單筋適

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

23、。其中最小配箍率為0.055c/yv，最小縱筋配筋率為0.08c/y。同時配筋還應符合規(guī)范規(guī)定的構造要求。三.計算題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計值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計值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進行計算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件，承受的扭矩設計值T12kN.

25、m，截面尺寸bh=250mm500mm?；炷羏t=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2，縱筋fy=300N/mm2,箍筋s=200mm，fyv=210N/mm2。取bcorhcor=200mm450mm，1.2。求此構件需要配置的受扭縱筋和箍筋截面積。解：（1）驗算截面積Wt=b2（3h-b）/6=2502（3500-250）6=13.02106mm3驗算：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進行計算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V0.25fcbh0時，應采取的措施是（C：提高箍筋抗拉強度或加