混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理-復(fù)習(xí)題

1、課堂作業(yè)（一）1、 鋼筋和混凝土是如何共同工作的？答：1) 有良好粘接性能；2) 線膨脹系數(shù)近似；3) 混凝土主要承受壓力；4) 鋼筋主要承受拉力且協(xié)助混凝土抗壓，箍筋約束混凝土可提高混凝土的抗壓強度。2、某方形鋼筋混凝土短柱澆筑后發(fā)現(xiàn)混凝土強度不足，根據(jù)約束混凝土原理如何加固該柱？答：在鋼筋混凝土外圍加套箍（如方管），來約束混凝土提高其抗壓強度。 3、什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么？答：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，這個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為二類：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀

2、態(tài)。承載能力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力或者達到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性能中某項規(guī)定限度的狀態(tài)。4、什么是結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度？答：可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)的可靠度。5、什么是荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、什么是荷載的設(shè)計值？可靠指標(biāo)體現(xiàn)在何處？答：荷載標(biāo)準(zhǔn)值：實際作用在結(jié)構(gòu)上的荷載大小具有不定性，應(yīng)當(dāng)按隨機變量，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法加以處理。這樣確定的荷載是具有一定概率的最大荷載值，該值稱為荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載設(shè)計值：荷載標(biāo)準(zhǔn)值x

3、分項系數(shù)=荷載的設(shè)計值可靠指標(biāo)體現(xiàn)在分項系數(shù)上。課堂作業(yè)（二）1、在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中為什么要采用高強度的鋼筋和高強度的混凝土？答：預(yù)應(yīng)力鋼筋1）由于預(yù)應(yīng)力筋中預(yù)先施加的張拉應(yīng)力會產(chǎn)生損失，預(yù)應(yīng)力鋼筋的強度越高越好。2）為避免在超載情況下發(fā)生脆性破斷，預(yù)應(yīng)力筋還必須具有一定的塑性。3）要求與混凝土有良好的粘結(jié)性能，通常采用刻痕或壓波方法來提高與混凝土粘結(jié)強度?；炷?）可以施加較大的預(yù)壓應(yīng)力；2）減小構(gòu)件截面尺寸；3）具有較高的彈性模量；4）徐變較小，有利于減少徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；5）與鋼筋具有較大粘結(jié)強度；6）有利于提高局部承壓能力；7）可較早施加預(yù)應(yīng)力，加快施工速度。2、分別敘述先張法和

4、后張法的工藝過程。答：先張法：鋼筋就位 張拉鋼筋 臨時固定鋼筋 澆灌混凝土并養(yǎng)護 放松鋼筋，鋼筋回縮，混凝土受壓。后張法：制作構(gòu)件，預(yù)留孔道，穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋 安裝千斤頂 張拉鋼筋 錨住鋼筋，拆除千斤頂，孔道壓力灌漿。3、我國規(guī)范中規(guī)定的預(yù)應(yīng)力損失有哪些？如何減少各項預(yù)應(yīng)力的損失值？ 答：1）預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。減少措施：a) 選擇錨具變形小或使預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具、夾具，并盡量少用墊板。b) 增加臺座長度。2）預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失。減少措施：a) 對于較長的構(gòu)件可在兩端進行張拉。b) 采用超張拉。3） 混凝土加熱養(yǎng)護時受張拉的預(yù)應(yīng)力鋼

5、筋與承受張拉的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失。減少措施：a) 采用兩次升溫養(yǎng)護。b) 鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。4) 預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失。減少措施：進行超張拉。5）混凝土收縮、徐變的預(yù)應(yīng)力損失。減少措施：a) 采用高標(biāo)號水泥，減少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土；b) 采用級配較好的骨料，加強振搗，提高混凝土的密實度；c) 加強養(yǎng)護，以減少混凝土收縮。6）用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件，由于混凝土的擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失。減少措施：增大環(huán)形構(gòu)件的直徑。課堂作業(yè)（三）1、按容許應(yīng)力法計算的基本假定是什么？畫出計算應(yīng)力圖形。注意比較按極限狀態(tài)法的計算假定和計算應(yīng)力圖形。容許應(yīng)力法

6、基本假定： 平截面假定截面應(yīng)變保持平面 彈性體假定混凝土受壓區(qū)假定為三角形 受拉區(qū)混凝土不參加工作容許應(yīng)力法計算應(yīng)力圖形：比較：極限狀態(tài)法的基本假定(1) 截面應(yīng)變保持平面；(2) 不考慮混凝土的抗拉強度；(3) 混凝土的受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系；(4) 鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01。00極限狀態(tài)法的計算應(yīng)力圖形：2、按容許應(yīng)力法計算時為什么要引入換算截面？答：為了把混凝土和鋼筋兩種性質(zhì)不同的材料換算成同一種均質(zhì)材料進行計算。3、有一鋼筋混凝土簡支梁，跨度6m，承受均布荷載，混凝土用C20號，鋼筋采用一級鋼。a、核算跨中截面混凝土及鋼筋的應(yīng)力；b、此截面容許承受的最大彎矩。解

7、：a、跨中彎矩 ，可以。，混凝土的應(yīng)力：，鋼筋的應(yīng)力：。b、截面能承受的彎矩：，截面能承受的最大彎矩：。課堂作業(yè)（三）1、按容許應(yīng)力法計算的基本假定是什么？畫出計算應(yīng)力圖形。注意比較按極限狀態(tài)法的計算假定和計算應(yīng)力圖形。容許應(yīng)力法基本假定： 平截面假定截面應(yīng)變保持平面 彈性體假定混凝土受壓區(qū)假定為三角形 受拉區(qū)混凝土不參加工作容許應(yīng)力法計算應(yīng)力圖形：比較：極限狀態(tài)法的基本假定(1) 截面應(yīng)變保持平面；(2) 不考慮混凝土的抗拉強度；(3) 混凝土的受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系；(4) 鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?.01。00極限狀態(tài)法的計算應(yīng)力圖形：2、按容許應(yīng)力法計算時為什么要引入換

8、算截面？答：為了把混凝土和鋼筋兩種性質(zhì)不同的材料換算成同一種均質(zhì)材料進行計算。3、有一鋼筋混凝土簡支梁，跨度6m，承受均布荷載，混凝土用C20號，鋼筋采用一級鋼。a、核算跨中截面混凝土及鋼筋的應(yīng)力；b、此截面容許承受的最大彎矩。解：a、跨中彎矩 ，可以。，混凝土的應(yīng)力：，鋼筋的應(yīng)力：。b、截面能承受的彎矩：，截面能承受的最大彎矩：。課外作業(yè)（二）P105-110 例5-4一鋼筋混凝土外伸梁，如圖2-1所示。混凝土強度等級為C20，（，），箍筋為HPB235級鋼筋（），縱筋為HRB235（）。求：腹筋的數(shù)量。圖2-11） 求剪力設(shè)計值圖2-1(b)為該梁的計算簡圖和內(nèi)力圖。對斜截面承載力而言，A

9、支座、B支座左邊、B支座右邊為三個危險截面。計算剪力值列于圖上。2） 驗算截面條件，,此值大于三截面中最大剪力，故截面尺寸符合要求。3） 確定腹筋數(shù)量支座A：，必須按計算配置箍筋，選配箍筋6120，實有（可以）支座：，必須按計算配置箍筋，若仍配置6120，實有， 利用已配縱筋，彎起1 22（可以）還需驗算彎起鋼筋彎起點處的受剪承載力，該處剪力設(shè)計值：可不再配置彎起鋼筋。支座：，僅需按構(gòu)造配置箍筋，選配6300。P121 5.5一簡支梁如圖2-2所示，混凝土為C30，荷載設(shè)計值為兩個集中力（不計自重），環(huán)境類別為一類，試求1） 所需縱向受拉鋼筋；2） 求受剪箍筋（無彎起鋼筋）；3） 利用受拉縱筋

10、為彎起鋼筋時，求所需箍筋。圖2-2解：內(nèi)力圖如圖2-3 圖2-31) 所需縱向受拉鋼筋；彎矩設(shè)計值 環(huán)境類別為一類，C30的混凝土，梁的混凝土保護層最小厚度為25mm，故設(shè)，故，縱向受拉鋼筋采用HRB335，查表得 ，。， ，。選配3 22，驗算適用條件：已滿足。，且，滿足要求。2) 求受剪箍筋（無彎起鋼筋）；AB段：剪力設(shè)計值： 驗算截面條件：，屬于厚腹板梁，故截面尺寸符合要求。確定腹筋數(shù)量：，必須按計算配置箍筋，箍筋采用HPB235，選配箍筋8140，實有（可以）CD段同AB段，BC段按構(gòu)造配置箍筋選用8300。3）利用受拉縱筋為彎起鋼筋時，求所需箍筋。利用已配縱筋，以45彎起中間1 22

11、僅需按構(gòu)造配置箍筋，選用8300。 該梁在AB段中剪力值均為100000kN,故在彎起點處按計算配置箍筋，選用8140。CD段同AB段，BC段按構(gòu)造配置箍筋選用8300。補充題：如圖示2-4簡支梁，承受均布荷載設(shè)計值，不包括自重），混凝土為C20，試求：1）不設(shè)彎起鋼筋時的受剪箍筋；2）利用現(xiàn)有縱筋為彎起鋼筋，求所需箍筋。圖2-4荷載設(shè)計值 剪力圖如2-5 剪力設(shè)計值驗算截面尺寸，屬于厚腹板梁，故截面尺寸符合要求。確定腹筋數(shù)量1）不設(shè)彎起鋼筋時的受剪箍筋；，必須按計算配置箍筋，選配箍筋6170，實有（可以）（可以）2）利用現(xiàn)有縱筋為彎起鋼筋時，求所需箍筋。利用已配縱筋，以45彎起中間1 25僅

12、需按構(gòu)造配置箍筋，選用6350。 還需驗算彎起鋼筋彎起點處的受剪承載力，該處剪力設(shè)計值：，所以再彎起1 25，此鋼筋的彎起點處剪力設(shè)計值：（可以）課外作業(yè)（三）1、 畫出大偏心受壓構(gòu)件和小偏心受壓構(gòu)件的截面等效矩形應(yīng)力圖形，并寫出各自的平衡方程和適用條件。大偏心受壓構(gòu)件等效矩形應(yīng)力圖形如圖3-1圖3-1平衡方程適用條件1）保證破壞時受拉鋼筋先屈服：；2）保證破壞時受壓鋼筋應(yīng)力能達到屈服：小偏心受壓構(gòu)件等效矩形應(yīng)力圖形如圖3-2圖3-2平衡方程 要求滿足適用條件 2、 什么是構(gòu)件偏心受壓正截面承載力Nu-Mu的相關(guān)曲線，曲線有哪些特點？答：構(gòu)件偏心受壓正截面承載力Nu-Mu的相關(guān)曲線是表示構(gòu)件的

13、受壓承載力設(shè)計值Nu與正截面受彎承載力設(shè)計值Mu之間的關(guān)系的曲線。整個曲線分為大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞兩個階段，其特點是：1）時，最大；時，不是最大；界限破壞時最大。2）小偏心受壓時隨增大而減??；大偏心受壓時隨增大而增大。3）對稱配筋時，如果截面和尺寸都相同，混凝土強度等級和鋼筋級別也相同，但鋼筋數(shù)量不同，在界限破壞時，它們的是相同的。3、已知：荷載作用下柱的軸向力設(shè)計值，彎矩設(shè)計值 ，截面尺寸300x500mm，混凝土強度等級為C20，鋼筋采用HRB335級，。求：對稱配筋時的。解：，屬于小偏心受壓。，=20mm=h/30=500/30=16.67mm=20mm，每邊配置4 18(實際配筋1017mm2)軸心受壓驗算垂直與彎矩作用方向的承