混凝土結(jié)構(gòu)1試題二閉卷部分答案

1、混凝土結(jié)構(gòu)（1）試題二（閉卷部分）問(wèn)答題：1.對(duì)同一等級(jí)的材料，取具有一定保證率的強(qiáng)度代表值作為該等級(jí)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)混凝土通常取具有 95%保證率；材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是根據(jù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法將材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)后的數(shù)值，一般材料分項(xiàng)系數(shù)大于 1；荷載標(biāo)準(zhǔn)值是指根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)分析，所取的荷載的具有一定保證率的上限分位值；荷載設(shè)計(jì)值是根據(jù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法對(duì)荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)荷載分項(xiàng)系數(shù)后的數(shù)值。一般地，當(dāng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，采用材料強(qiáng)度和荷載設(shè)計(jì)值，如計(jì)算構(gòu)件的承載力；而對(duì)正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，采用材料強(qiáng)度和荷載設(shè)計(jì)值，如計(jì)算構(gòu)件撓度和抗裂時(shí)。2.梁的剪跨比大，荷載主要依靠拉應(yīng)力

2、（梁機(jī)構(gòu)）傳遞到支座。剪跨比小，荷載主要依靠壓應(yīng)力（拱機(jī)構(gòu)）傳遞到支座。這樣就導(dǎo)致梁的受剪破壞形態(tài)受剪跨比的影響，有以下三種形式：斜壓破壞（3）；剪壓破壞（13）。從實(shí)驗(yàn)情況可知，隨剪跨比增大，受剪承載力很快減小。正截面為防止少筋破壞，要求梁的配筋率應(yīng)滿足最小配筋率min，一般3.min=0.45ft /fy 同時(shí)不應(yīng)小于 0.2% ；為防止超筋破壞，要求受壓區(qū)高度x bh0 。Asvft斜截面為防止少筋破壞，要求梁的配箍率滿足 0.24，svsv,minbsfyv并滿足最大箍筋間距和最小箍筋直徑的要求；通過(guò)控制受剪截面剪力設(shè)計(jì)值不大于斜壓破壞時(shí)的受剪承載力來(lái)防止由于配箍率過(guò)高而產(chǎn)生斜壓破壞，

3、即受剪截面應(yīng)符合規(guī)范要求的截面限制條件。受扭為為防止少筋脆性破壞，受扭箍筋和縱筋應(yīng)滿足最小配筋率的要求；為避免配筋過(guò)多產(chǎn)生超筋脆性破壞，用控制扭矩限制T 0.2 c fcWt 。剪扭構(gòu)件為避免配筋過(guò)多產(chǎn)生超筋破壞，剪扭構(gòu)件的截面應(yīng)滿足VT 0.25 f不滿足則需增大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度 f ；同時(shí)cc cbh0.8W0t為防止少筋破壞，剪扭構(gòu)件應(yīng)滿足最小配筋率要求。一般可通過(guò)增大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度避免超筋破壞，通過(guò)增加鋼筋用量避免少筋破壞。4.錨固粘結(jié)應(yīng)力的作用是能在鋼筋端頭應(yīng)力為零的情況下，經(jīng)過(guò)一段錨固長(zhǎng)度粘結(jié)應(yīng)力的積累后，使鋼筋的應(yīng)力能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，從而使鋼筋能夠發(fā)揮作用；而裂

4、縫間的粘結(jié)應(yīng)力的作用是使未開(kāi)裂的混凝土與鋼筋共同工作。它們的作用不同；它們的分布形式也不同，錨固粘結(jié)應(yīng)力不會(huì)變號(hào)，而裂縫間粘結(jié)應(yīng)力的方向會(huì)沿鋼筋長(zhǎng)度交替；它們出現(xiàn)的位置也不同，一般錨固粘結(jié)應(yīng)力僅出現(xiàn)在構(gòu)件端部，裂縫間粘結(jié)應(yīng)力在裂縫兩邊。鋼筋錨固長(zhǎng)度和裂縫間距的計(jì)算公式推導(dǎo)：設(shè)拔出力為 F（即鋼筋的總拉力 F=sAs），則以粘結(jié)破壞（鋼筋拔出或混凝土劈裂）時(shí)鋼筋與混凝土界面的上的最大平均粘結(jié)應(yīng)力作為粘結(jié)強(qiáng)度u，即， s AsF，式中，d 為鋼筋直徑；l 為鋼筋錨固長(zhǎng)度或埋長(zhǎng)。取s=fyudldlf y Asf y 1 d 。，基本錨固長(zhǎng)度l a d4 uu設(shè)裂縫間距為 l，取出兩裂縫間的體由體兩

5、端的平衡條件得， s1 As s 2 As ft Ac ，再取出鋼筋體，設(shè)在長(zhǎng)度 l 范圍的平均粘結(jié)應(yīng)力為m，鋼筋的周長(zhǎng)為 u=d（d 為鋼筋直徑），則鋼筋的表面積為u l ，即有， s1 As s2 As m u l ，所以 m u l ft Ac ，設(shè) =As/Ac，并Asft Acftd 1 =d2/4，得l ，由于粘結(jié)應(yīng)力 與混凝土抗拉強(qiáng)度 f 近乎mt u4 mm成正比關(guān)系，即上式中的比值 ft/m 近似為常數(shù)，并近似取平均裂縫間距為d K 1.5l，故可取平均裂縫間距的表達(dá)式為l。每根鋼筋對(duì)周圍混凝土m1回縮的約束作用是有一定范圍的，該范圍稱為鋼筋有效約束區(qū)。5.鋼筋混凝土的配筋構(gòu)

6、造要求及其作用主要有：1 鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度，為保證耐久性、防火性以及鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能；2 梁底部鋼筋的凈間距，為保證鋼筋與混凝土的粘結(jié)和混凝土澆注的密實(shí)性；3 梁底部縱向受力鋼筋一般不少于 2 根，為了能夠固定好箍筋位置，形成鋼筋骨架；4 梁上部無(wú)受壓鋼筋時(shí)，需配置 2 根架立筋，以便與箍筋和梁底部縱筋形成鋼筋骨架；5 當(dāng)梁扣除翼緣厚度后截面高度大于或等于 500mm 時(shí)，要求在梁兩側(cè)沿高度每隔 200 各設(shè)置一根縱向構(gòu)造鋼筋，稱為腰筋，以減小梁腹部的裂縫寬度；6 箍筋最小間距，保證斜裂縫能夠穿過(guò)箍筋。6.鋼筋混凝土梁抗彎剛度的計(jì)算公式推導(dǎo)： s c平均曲率與平均應(yīng)變的關(guān)系（1

7、）h0M k在短期彎矩 Mk 下，平均抗彎剛度 Bs 為 B （2）s s c物理關(guān)系可表示為， （3）scEEsc由平衡條件得，M k C h0 ck h0 b h0，于是有M kM k，MhckbhskA h2ks0s00由(3)式物理關(guān)系，并利用平均應(yīng)變與裂縫截面應(yīng)變的關(guān)系，即 s = s， c =c c，得鋼筋和受壓邊緣混凝土平均應(yīng)變， ckcMkMk (4)cc cc EcE bh E bh22c0c0 sk M k (5)EE A hssss s0將(4)式和(5)式的平均應(yīng)變代入(1)式，并利用(2)式， M kM kM E bh2E A h k sc c0s s 0 Bsh0h0上式兩邊消去 Mk，并E = Es/Ec， =As/bh0，經(jīng)整理后得短期彎矩 Mk 作E A h 2 s s 0 。用下截面