1、第 2 章 - 思考題2。1混凝土立方體抗壓強(qiáng)度fcu,k、軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck和抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk是如何確定的？為什么fck低于fcu,k? ftk與fcu,k有何關(guān)系？ fck與fcu,k有何關(guān) 系？答：混凝土立方體抗壓強(qiáng)度fcu，k :以邊長為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn) 立方體試件在（2O3 c的溫度和相對濕度90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d, 按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有 95保證率的立方體抗壓強(qiáng)度作為混凝土立方體 抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck:以150mmX 150mmX 300mm的棱柱體作為混凝 土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件,棱柱體試件與立方體試件的制作條

2、件與養(yǎng)護(hù) 條件相同,按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有 95%保證率的抗壓強(qiáng)度作為混凝土軸 心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk:以150mmX150mmX 300mm的棱柱體作為混凝 土軸心抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件 ,棱柱體試件與立方體試件的制作條件與養(yǎng)護(hù)條 件相同,按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測得的具有 95保證率的抗拉強(qiáng)度作為混凝土軸心 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。（我國軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是以軸拉試驗(yàn)確定,美國和加拿大 是以劈拉實(shí)驗(yàn)確定）為什么fck低于fcu,k:我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法是不涂潤滑劑的，試件在加 載過程中橫向變形就會受到加載板的約束（即“套箍作用” ）,而這種橫向約束 對于立方體試件而言可以到達(dá)試件

3、的中部；由于棱柱體試件的高度較大，試驗(yàn) 機(jī)壓板與試件之間摩擦力對試件高度中部的橫向變形的約束影響較小，所以棱 柱體試件的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck都比立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu, k小，并且棱柱體 試件高寬比越大，強(qiáng)度越小。ftk與fcu,k的關(guān)系：ftk0.550.880.395 fc0u.,5k51.6450.45c2fck 與 fcu,k 的關(guān)系：fck0.88c1c2cu,kfck 與 fcu,k 的關(guān)系：fck0.88c1c2cu,kc2 高強(qiáng)砼的脆性折減系數(shù) ;變異系數(shù) .fck 與 fcu,k 的關(guān)系：fck0.88c1c2cu,kc1棱柱體抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度之比2.2 混凝土的

4、強(qiáng)度等級是根據(jù)什么確定的？我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定 的混凝土強(qiáng)度等級有哪些 ?什么樣的混凝土強(qiáng)度等級屬于高強(qiáng)混凝土范疇 ?答：混凝土強(qiáng)度等級是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k 確定的 .我國砼規(guī)規(guī)定的混凝土強(qiáng)度等級有 C15、C20、C25、C30、C35、C40、 C45、C50、 C55、C60、C65、C70、C75以及C80共14個等級。其中C50C80屬于高強(qiáng)砼范 疇。2.3 某方形鋼筋混凝土短柱澆筑后發(fā)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不足，根據(jù)約束混凝土原理如 何加固該柱？答：通過沿該短柱全高密排箍筋、焊接環(huán)筋或者螺旋箍筋,然后在外圍澆筑混凝土作為保護(hù)層。在柱子受軸向力產(chǎn)生側(cè)向膨脹時(shí)，通過箍筋的約

5、束作用對柱子 側(cè)向產(chǎn)生約束，以改善核心區(qū)混凝土的的受力性能。2。 4單向受力狀態(tài)下，混凝土的強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)？混凝土軸心受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線有何特點(diǎn)？常用的表示應(yīng)力 -應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型有哪幾種？ 答：單向受力狀態(tài)下，砼強(qiáng)度與試件大小、形狀、試驗(yàn)方法、加載速率、養(yǎng)護(hù) 條件以及是否涂潤滑劑有關(guān) .砼軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線特點(diǎn) :分為上升段和下降段兩個部分。上升段分 為三個階段，從加載至應(yīng)力約為（ 0。 30.4） fc0 為第一階段，由于此時(shí)應(yīng)力較 小 ,砼的變形主要是骨料和水泥結(jié)晶體的彈性變形 ;當(dāng)應(yīng)力再增大 ,則進(jìn)入裂縫穩(wěn) 定擴(kuò)展的第二階段，至臨界點(diǎn)，臨界點(diǎn)的應(yīng)力可以作為長期抗壓強(qiáng)度的依據(jù)；

6、此后,試件中所積蓄的彈性應(yīng)變能保持大于裂縫發(fā)展所需要的能量，從而進(jìn)入第 三階段 ,此階段形成裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定狀態(tài)直至峰值點(diǎn) ,峰值應(yīng)力通常作為砼 棱柱體抗壓強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)值 fc0 。下降段可分為兩個階段 ,第一階段為峰值點(diǎn)至拐點(diǎn)”，此時(shí)裂縫繼續(xù)擴(kuò)展、貫通，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體受到越來越嚴(yán)重的破壞， 賴以傳遞荷載的傳力路線不斷減少，試件的平均應(yīng)力強(qiáng)度下降；超過“拐點(diǎn)” 則進(jìn)入第二階段，曲線開始凸向應(yīng)變軸，此時(shí)只靠骨料間的咬合力以及摩擦力 與殘余承壓面來承受荷載；當(dāng)達(dá)到曲線中最大曲率點(diǎn)（即“收斂點(diǎn)” ）時(shí) ,貫通 裂縫已經(jīng)很寬 ,內(nèi)聚力幾乎耗盡，標(biāo)指著砼試件已經(jīng)破壞。常用的表示應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)模型

7、有：美國 E.Hognestad建議的模 型：模型上升段為二次拋物線，下降段為斜直線。德國 Ru sch建議的模型： 模型上升段采用二次拋物線，下降段采用水平直線。2.5 混凝土變形模量和彈性模量是怎么確定的 ?答:彈性模量 :砼棱柱體受壓時(shí)，在應(yīng)力 -應(yīng)變曲線的原點(diǎn)作一切線，其斜率為混 凝土的彈性模量。變形模量 :連接應(yīng)力應(yīng)變曲線中原點(diǎn)至曲線上任一點(diǎn)的割線的斜率稱為變 形模量 .2.6 什么是混凝土的疲勞破壞 ?疲勞破壞時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特點(diǎn)？答:砼的疲勞破壞就是砼在重復(fù)荷載作用下發(fā)生的突然的、脆性的破壞。 疲勞破壞時(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線的特點(diǎn)：開始，砼應(yīng)力應(yīng)變曲線凸向應(yīng)力軸，在重復(fù)荷載作用過程中逐

8、漸變成直線，再經(jīng)過多次重復(fù)加載、卸載后，其 應(yīng)力應(yīng)變曲線由凸向應(yīng)力軸而逐漸凸向應(yīng)變軸 ,以致加載、卸載不能形成封閉 環(huán)，隨著重復(fù)荷載次數(shù)的增加，應(yīng)力應(yīng)變曲線傾角不斷減小，直至破壞。2。 7 什么是混凝土的徐變 ?徐變對混凝土構(gòu)件有何影響？通常認(rèn)為影響徐變的 主要因素有哪些？如何減少徐變 ?答：結(jié)構(gòu)或材料承受的應(yīng)力不變，而應(yīng)變隨時(shí)間增長的現(xiàn)象稱為徐變。徐變會使構(gòu)件變形增加 ,剛度減小；在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力重分布；在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會造成預(yù)應(yīng)力損失影響徐變的因素主要有時(shí)間、加載應(yīng)力、齡期、水泥用量、水灰比、骨料 的彈模、養(yǎng)護(hù)條件、使用環(huán)境、形狀、尺寸以及有無鋼筋的存在。減小徐變的措施：避免

9、構(gòu)件處于高應(yīng)力狀態(tài)、增長養(yǎng)護(hù)的時(shí)間、減少水泥用量、控制水灰比、使用堅(jiān)硬的骨料、保持養(yǎng)護(hù)和使用時(shí)高溫高濕條件等。2。8 混凝土收縮對鋼筋混凝土構(gòu)件有何影響 ?收縮與哪些因素有關(guān) ?如何減小收 縮？ 答:養(yǎng)護(hù)不好以及混凝土構(gòu)件的四周受約束從而阻止混凝土收縮時(shí)，會使混凝土 構(gòu)件表面或水泥地面上出現(xiàn)收縮裂縫。影響收縮的因素：水泥的品種、水泥的用量、水灰比、骨料的性質(zhì)、養(yǎng)護(hù) 條件、混凝土的制作方法、使用環(huán)境以及構(gòu)件的比表面積 .減小收縮的措施：使用低強(qiáng)度水泥、減少水泥用量、控制水灰比、使用堅(jiān) 硬的骨料、保持養(yǎng)護(hù)和使用時(shí)高溫高濕條件、澆筑混凝土?xí)r注意振搗密實(shí)、增 大構(gòu)件比表面積等。2。9 軟鋼和硬鋼的應(yīng)力

10、應(yīng)變曲線有何不同？二者的強(qiáng)度取值有何不同？我國 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中講熱軋鋼筋按強(qiáng)度分為幾級？鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變曲線由哪些數(shù)學(xué)模型？答:軟鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線由明顯的屈服點(diǎn)和流幅，斷裂時(shí)有頸縮現(xiàn)象，伸長率 較大；硬鋼沒有明顯屈服點(diǎn)和流幅 .軟鋼在計(jì)算承載力時(shí)以下屈服點(diǎn)作為鋼筋的強(qiáng)度，硬鋼一般取殘余應(yīng)變 0.2%所對應(yīng)的應(yīng)力（條件 /名義屈服點(diǎn) ）作為屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 砼規(guī)中熱軋鋼 筋分為四級（ 300Mpa、335 Mpa、400 Mpa、 500 Mpa）。描述鋼筋應(yīng)力應(yīng)變曲線的模型：描述完全彈塑性的雙直線模型、描述完 全彈塑性加硬化的三折線模型以及描述彈塑性的雙斜線模型 .2.10 國產(chǎn)普通鋼筋

11、有哪幾個強(qiáng)度等級？牌號 HRB400 鋼筋是指什么鋼筋，它的 抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是多少？答：國產(chǎn)普通鋼筋有 300Mpa、335 Mpa、400 Mpa、500 Mpa 四個強(qiáng)度等級。牌號HRB400鋼筋是指強(qiáng)度等級為400Mpa的普通熱軋帶肋鋼筋，它的抗 拉與抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均為 360Mpa.2。11 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求？ 答：足夠的強(qiáng)度、良好的塑性、良好的可焊性、良好的機(jī)械連接性能、良好的 施工適應(yīng)性以及與混凝土有足夠的粘結(jié)力 .2。12 光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用是由哪幾部分組成的，變形鋼筋的粘結(jié)機(jī) 理與光圓鋼筋的有什么不同？光圓鋼筋和變形鋼筋的t -關(guān)系曲線各是怎么

12、樣的?答：光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)作用主要由一下三部分組成 :鋼筋與混凝土接觸面上的膠結(jié)力；混凝土收縮握裹鋼筋產(chǎn)生的摩阻力； 鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合力 .光圓鋼筋的粘結(jié)力主要來自膠結(jié)力和摩阻力 ;變形鋼筋粘結(jié)力主要來自機(jī)械 咬合力。光圓鋼筋的t -關(guān)系曲線大致分為三個階段：第一階段是無滑移階段，此時(shí) 鋼筋與混凝土之間是靠膠結(jié)力作用，當(dāng)鋼筋與混凝土接觸面發(fā)生相對滑移即消 失;然后進(jìn)入第二階段，此時(shí)主要依靠鋼筋與混凝土之間的摩阻力作用，隨著作 用在鋼筋上拉力的增大，鋼筋滑移量逐漸增大，剛度也隨之減小，與之對應(yīng)的 是s曲線斜率逐漸減小，鋼筋表面的小晶粒在滑移過程中也發(fā)生剝落，粘結(jié)

13、應(yīng)力達(dá)到最大值；第三階段是 t -曲線的下降段，此時(shí)接觸面上的混凝土細(xì)顆 粒已磨平 ,摩阻力減小，滑移急劇增大，鋼筋徐徐被拔出，標(biāo)志著粘結(jié)已經(jīng)失變形鋼筋的 s關(guān)系曲線大致分為五個階段：第一階段仍然是無滑移階 段，產(chǎn)生滑移進(jìn)入第二階段，此時(shí)摩阻力與機(jī)械咬合力共同作用，鋼筋的橫肋 會對肋間砼產(chǎn)生斜向擠壓作用，至產(chǎn)生撕裂裂縫（后藤裂縫）即進(jìn)入第三階段 此時(shí)橫肋的前鋒面局部的一個區(qū)域砼被壓碎成粉末，使得鋼筋對砼的壓應(yīng)力方 向更向外傾斜，該壓力的環(huán)向分量會將未配置箍筋或保護(hù)層厚度不大的砼拉裂 產(chǎn)生環(huán)向裂縫，發(fā)生粘結(jié)劈裂而失效；若配筋以及保護(hù)層厚度足夠，則進(jìn)入第 四階段，此時(shí)橫肋間的砼會被繼續(xù)壓碎，還可能

14、形成次生裂縫，粘結(jié)應(yīng)力達(dá)到最 大值；繼續(xù)前拉鋼筋，橫肋間的砼已經(jīng)被完全壓碎，僅靠砼與鋼筋之間滑動摩 擦力提供粘結(jié)力，隨著拔出量增加，截面上砼已經(jīng)被磨光滑，摩擦力逐漸減小， 最后因滑移過大而失效。（s曲線略）2。13受拉鋼筋的基本錨固長度是指什么？它是怎樣確定的？受拉鋼筋的錨固長度是怎樣計(jì)算的？答：受拉鋼筋的基本錨固長度是保證受拉鋼筋在達(dá)到屈服前不被拔出或者產(chǎn)生過大滑移而買入砼中的長度。基本錨固長度:lab訂錨固鋼筋的外形系數(shù)； fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； ft混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; d受拉鋼筋直徑。錨固長度：laa lab廠錨固長度修正系數(shù)第三章-思考題3.1 混凝土彎曲受壓時(shí)的極限壓應(yīng)變 cu

15、 取為多少？答：混凝土彎曲受壓時(shí)的極限壓應(yīng)變cu 取為：因混凝土為彎曲受壓，正截面處于非均勻受壓 ,即存在應(yīng)力梯度， cu 的取值隨混凝土的強(qiáng)度等級不同而不同, 取為cu =0.0033(f cu,k550) 10 50.0033。3。2什么叫“界限破壞” ？ “界限破壞時(shí)的s和cu各等于多少?答：“界限破壞”就是正截面上鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服的同時(shí)，受壓區(qū)邊緣纖維應(yīng)變也恰好達(dá)到混凝土受彎時(shí)的極限壓應(yīng)變值；界限破壞”時(shí)受拉鋼筋拉應(yīng)變?yōu)閟=fy / Es ，受壓區(qū)混凝土邊緣纖維極限壓應(yīng)變?yōu)閏u =0.0033( f cu,k50) 10 50.0033。3.3 適筋梁的受彎全過程經(jīng)歷了哪幾個階段?各階

16、段的主要特點(diǎn)是什么? 與計(jì)算或驗(yàn)算有何聯(lián)系?答: 適筋梁的受彎全過程經(jīng)歷了未裂階段、裂縫階段以及破壞階段；未裂階段：混凝土沒有開裂；受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形是直線，受拉區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形在第I階段前期是直線，后期是曲線；彎矩與截面曲 率基本上是直線關(guān)系；裂縫階段：在裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土退出工作，拉力主要由 縱向受拉鋼筋承擔(dān)，但鋼筋沒有屈服；受壓區(qū)混凝土已有塑性變形，但不充 分，壓應(yīng)力圖形為只有上升段的曲線；彎矩與截面曲率是曲線關(guān)系，截面曲 率與撓度的增長加快；破壞階段：縱向受拉鋼筋屈服，拉力保持為常值 ；裂縫截面處，受拉區(qū)大 部分混凝土已經(jīng)退出工作，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力曲線圖形比較豐滿，

17、有上升段曲線，也有下降段曲線；由于受壓區(qū)混凝土合壓力作用點(diǎn)外移使內(nèi)力臂增 大，故彎矩還略有增加 ; 受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變實(shí)驗(yàn)值 0cu時(shí)，混凝土被壓碎，截面破壞；彎矩和截面曲率關(guān)系為接近水平的曲線; 未裂階段可作為受彎構(gòu)件抗裂度的計(jì)算依據(jù)；裂縫階段可作為正常使 用階段驗(yàn)算變形和裂縫開展寬度的依據(jù)；破壞階段可作為正截面受彎承載力計(jì) 算的依據(jù)。3.4 正截面承載力計(jì)算的基本假定有哪些?單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算簡圖是怎樣的 ?它是怎樣得到的？答：正截面承載力計(jì)算的基本假定： 截面應(yīng)變保持平面，即平均應(yīng)變平截面假定； 不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度； 混凝土受壓的應(yīng)力與應(yīng)變

18、關(guān)系曲線按下列規(guī)定取用：當(dāng) c 0 時(shí)(上升段 )ncfc 11c /0當(dāng) 0 ccu 時(shí)( 水平段 )c fc式中，參數(shù) n 、 0和 cu 的取值如下， fcu,k 為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn) 值。n2( fcu,k50) /602.000.0020.5( fcu,k50)1050.002cu0.0033( fcu,k50)1050.0033 縱向受拉鋼筋的極限拉應(yīng)變?nèi)?0.01 ； 縱向鋼筋的應(yīng)力取鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但其值應(yīng)符合下列要 求：fysi f yysi y單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力計(jì)算簡圖如下圖所示：其中受壓區(qū)應(yīng)力分布取等效矩形應(yīng)力圖來代換受壓區(qū)混凝土理

19、論應(yīng)力圖 形，兩個圖形的等效條件是： 混凝土壓應(yīng)力的合力C大小相等； 兩圖形中受壓區(qū)合力C的作用點(diǎn)不變3.5什么叫少筋梁、適筋梁和超筋梁？在建筑工程中為什么應(yīng)避免采用少筋 梁和超筋梁？答：少筋梁是minh/h。的梁，此時(shí)發(fā)生的是受拉區(qū)一裂就壞的脆性破壞；適筋梁是 min h/h0b的梁，此時(shí)梁的破壞始于受拉區(qū)鋼筋的屈服，終于受壓區(qū)邊緣混凝土的壓碎；超筋梁是b的梁，此時(shí)發(fā)生梁的受壓區(qū)邊緣混凝土的壓碎，縱向受拉鋼筋不屈服的脆性破壞；少筋梁的特點(diǎn)是受拉區(qū)混凝土一裂就壞，即梁一旦開裂，受拉鋼筋就立即 達(dá)到屈服，有時(shí)可迅速經(jīng)歷整個流幅而進(jìn)入強(qiáng)化階段，在個別情況下，鋼筋甚 至可能被拉斷，沒有明顯的預(yù)兆，屬

20、于脆性破壞；超筋梁受壓區(qū)邊緣混凝土被 壓碎，但受拉鋼筋不屈服，也沒有明顯的預(yù)兆，屬于脆性破壞，而且由于鋼筋 不屈服，造成了鋼筋的浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)性差，而且在受力過程中，容易造成結(jié)構(gòu)薄弱 部位的轉(zhuǎn)移，造成其他部位的破壞，而且鋼筋的用量增多使得結(jié)構(gòu)延性和變形能 力變差，使得結(jié)構(gòu)抗震性能變差，故工程中不允許采用少筋梁和超筋梁。3。6什么是縱向受拉鋼筋的配筋率？它對梁的正截面受彎的破壞形態(tài)和承載力有何影響？ 的物理意義是什么，b是怎樣求得的？答:縱向受拉鋼筋的配筋率是縱向受拉鋼筋的總面積As與正截面的有效面積bh。的比值,即:bho(%)當(dāng)minh/h。時(shí)，梁發(fā)生少筋破壞；當(dāng) 口/帕b時(shí)，梁發(fā)生適筋破壞；當(dāng)

21、b時(shí)，梁發(fā)生超筋破壞；對于適筋梁，配筋率越高，梁的受彎承載力越大稱為相對受壓區(qū)高度，由J lfc）知，與縱向受拉鋼筋配筋率相比，不僅考慮了縱向受拉鋼筋截面面積 As與混凝土有效面積bho的比值, 也考慮了兩種材料力學(xué)性能指標(biāo)的比值，能更全面地反映縱向受拉鋼筋與混凝土 有效面積的匹配關(guān)系，因此又稱為配筋系數(shù)；Es cu3。7單筋矩形截面梁的正截面受彎承載力的計(jì)算分為哪兩類問題，計(jì)算步 驟各是怎樣的，其最大值Mu,max與哪些因素有關(guān)？答：單筋矩形截面梁的正截面受彎承載力的計(jì)算分為截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核；截面設(shè)計(jì)：已知fy、bfch、以及,求所需的受拉鋼筋面積As : 查表得保護(hù)層最小厚度c,假定as

22、，得ho ； 按混凝土強(qiáng)度等級確定 1，求解 s ，并計(jì)算 ，并驗(yàn)算適用條件b，若不滿足，則需加大截面尺寸，或提高混凝土強(qiáng)度等級，或改用雙筋 截面；若滿足，則繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算； 計(jì)算內(nèi)力臂系數(shù)S，并按乓M /(fy sho)求解得受拉鋼筋面積A，選 取鋼筋并確定實(shí)際配筋面積，確保計(jì)算配筋與實(shí)際配筋相差不超過 5% ; 計(jì)算配筋率 ,并滿足min h / h0 ，如果不滿足 ,則縱向鋼筋應(yīng)按O.O02h/h0 與 O.45fth/(fyh0)較大值配置。已知fy、fc、唄及 ，求梁截面尺寸以及所需的受拉鋼筋面積 As :假定配筋率 以及截面寬度 b ，并求得ft /( 1fc) ，并滿足b；? 由M

23、ifcb h(1 0.5 )計(jì)算得到h。，并查表得保護(hù)層最小厚度c，假定 as ，反算出 h ; 計(jì)算內(nèi)力臂系數(shù)s，并按代M /(fy sho)求解得受拉鋼筋面積As，選 取鋼筋并確定實(shí)際配筋面積 ,確保計(jì)算配筋與實(shí)際配筋相差不超過 5% ；驗(yàn)算適用條件，應(yīng)滿足b;并計(jì)算配筋率，并滿足minh / hO如果不滿足，則縱向鋼筋應(yīng)按O.OO2h/ho與0.45 fth/(fyho)較大值配置。截面復(fù)核：已知fy、bfch 、As以及，求受彎承載力Mu :先由 =As /(bhO) 計(jì)算fy /(1 fc) ;如果滿足適用條件b以及 min h/hO，則按式M u 1 fcb hO (1 0.5 )

24、或 Mufy AshO(1 O.5 )計(jì)算承載力.可知 M u,max 1 fcb bhO(1O.5 b) ，故可知與混凝土強(qiáng)度等級、截面尺 寸、以及鋼筋強(qiáng)度等級有關(guān) .3。8 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件中 , 受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是如何確定 的？答：當(dāng)受壓區(qū)高度滿足 x 2 s 時(shí), 則受壓鋼筋能屈服，這是受壓鋼筋的抗 壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取其屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ,然后求解 Mu 或者 As ;當(dāng)不滿足上述條件 時(shí)，可以利用平截面假定計(jì)算受壓鋼筋所在位置的應(yīng)變大小，然后根據(jù)s Es s計(jì)算得到受壓鋼筋的應(yīng)力大小，然后求解 Mu或者As ；也可以不計(jì)II算鋼筋的應(yīng)力值，直接利用M u fyAs(ho as)

25、或者A M/fy(h0 as)求解 Mu 或者 As 。3.9 在什么情況下可采用雙筋截面，雙筋梁的基本計(jì)算公式為什么要有適用條件X 2 s ？ X 2 s的雙筋梁出現(xiàn)在什么情況下？這時(shí)應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算？答：雙筋截面的使用條件 : 彎矩很大，按單筋截面計(jì)算所得的大于b，而梁截面尺寸受到限制，混凝土強(qiáng)度等級又不能提高時(shí)； 在不同荷載組合情況下 , 梁截面承受異號彎矩 ;雙筋梁的基本計(jì)算公式中適用條件 X 2 s是為了保證受壓鋼筋能夠達(dá)到屈服；當(dāng)截面中受壓鋼筋配置較多時(shí)，容易出現(xiàn)X 2 s的情況，此時(shí)可以通過 M u f y As (h0 as ) 或者 As M / fy (h0 as) 求解 M

26、u 或者 As .3.10 T 形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式與單筋矩形截面及雙筋矩形截面梁 的受彎承載力計(jì)算公式有何異同？bf h的單答：T形截面梁有兩種類型，第一種類型為中和軸在梁的翼緣內(nèi)，此時(shí)x hf ,這種類型的T形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式與截面尺寸為筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式完全相同；第二種類型為中和軸在梁肋內(nèi)，即x hf，這種類型的T形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式與截面尺寸為b hashf / 2As丿1 1A511 fc(bfb)hf / fy的雙筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式完全相同3。11在正截面受彎承載力計(jì)算中，對于混凝土強(qiáng)度等級小于以及等于C50的構(gòu)件和混凝土強(qiáng)度等

27、級大于 C50的構(gòu)件，其計(jì)算有什么區(qū)別？答:在正截面受彎承載力計(jì)算中，對于混凝土強(qiáng)度等級等于以及小于C50的構(gòu)件,1值取為1.0，1值取為0。8， cu值取為0.0033;對于混凝土強(qiáng)度等級為C80的構(gòu)件，1值取為0.94,1值取為0。74， cu值取為0。0030;而對于混凝土強(qiáng)度等級在C50C80之間的構(gòu)件，1、1以及cu值由直線內(nèi)插法確定.3。12已知單筋矩形截面梁，b h 250mm 600mm，承受彎矩設(shè)計(jì)值M 360 kN -m，仁 14.3N/mm2， fy WON/mm?，環(huán)境類別為一類，你能很快估算出縱向受拉鋼筋截面面積 As嗎？解：查表得c 20mm,根據(jù)彎矩大小估計(jì)受拉鋼

28、筋得配置雙排，故取% 65mm，則h。 h丟535mm，對于單筋截面梁可取其內(nèi)力臂系數(shù)為 s 0.87,則：A M/(fysh0) 360 106 /(360 0.87 535) 2148mm2故可估計(jì)縱向受拉鋼筋截面面積 A為2148mm習(xí)題3.1已知單筋矩形截面梁的b h 250mm 500mm ,承受的彎矩設(shè)計(jì)值M 260kN訶，采用混凝土強(qiáng)度等級C30, HRB40C鋼筋，環(huán)境類別為一類。求所需縱向受拉鋼筋的截面面積和配筋？解：由題知：2 2fc 14.3N / mm , fy 360N / mm , 11.0, c 20mm由題可知,彎矩較大，可考慮鋼筋布置兩排,則可取as 65mm

29、ho h as435 mm 貝y.sM /( /cbh；)2601 06/(1.01 4.3 250 4352 )0.38431、廠2：11 2 0.3843 0.4810 b 0.518s0.5(1+., 1-2 s)0.5(1、120.3843)0.7405則可得鋼筋面積：A M/(fysh0) 260 106 /(360 0.7405 435) 2242mm2選取71120,第一層放 4120,第二層放3120, A22199mm4X20+3X25+2X (20+8) =211m250mm能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在土 5%以內(nèi)驗(yàn)算適用條件： =0.4810 b 0.518，滿

30、足條件； 驗(yàn)算最小配筋率：2199 /(250 435)2.0221% min h / h00.45 fth/( fyh0)0.451.43 500 / (360435)0.2055%同時(shí)0.002 h / h0 0.002 500 / 435 0.2299%滿足條件。3。2已知單筋矩形截面簡支梁，梁的截面尺寸 b h 250mm 450mm彎矩設(shè)計(jì)值M 145kN *m ,采用混凝土強(qiáng)度等級C40, HRB400鋼筋，環(huán)境類別 為二類a.試求所需縱向受拉鋼筋的截面面積。2 2解：由題知:可取 as 45mmhh as405 mm則:fc 19.1N /mm , fy 360 N / mm ,

31、 11.0, c 25mmM /( 1fcbho) 145 106 / (1.0 19.1 200 4052) 0.23141、1 2 s 1.1 2 0.23140.2671 b 0.518s 0.5(1 +、. 1-2一s)0.5 (1,1 2 0.2314)0.8665則可得鋼筋面積：A M /(fy sho)145 106 /(360 0.8665 405)1148mm22選取 31122， As 1140mm ,3X22+2X25+2X （22+8） =176m200mm能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在土 5%以內(nèi)驗(yàn)算適用條件： =0.2671b 0.518，滿足條件； 驗(yàn)算最

32、小配筋率：1140 /(200 405) 1.4074%min h/ h00.45 fth/(fyh0)0.451.71450 / (360405)0.2375%同時(shí)0.002 h / h00.002450 / 4050.222% 滿足條件3。3圖為鋼筋混凝土雨篷的懸臂板，已知雨篷板根部截面（100mX1000mm承受負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值（陽洋老師班：M 3km ），板采用C30的混凝 土，HRB335鋼筋，環(huán)境類別為二類b,求縱向受拉鋼筋。解：葉老師班：根據(jù)圖示和查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50002012有：防水砂漿和水泥砂漿的自重標(biāo)準(zhǔn)值為20kN/mi，鋼筋混凝土的自重標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m!，不上人

33、屋 面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0。5kN/mi。則恒載.gk 0.04200.08252.8kN /m活載：qk 0.5kN /m,則恒載和活載分別在板根部產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為：Mgk 0.5gkl2 0.5 2.8 1.22 2.016kNmM qk 0.5gkl2 0.5 0.5 1.22 0.36kNm由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合為：SGi SGik Q1 L1SQ1kQj cj Lj SQjki 1j 21.2 2.016 1.4 1.0 0.362.9232 km由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合為:SGi SGiki 1Qj cj Lj SQjk j 11.35 2.016 1.4 0.7 1.00

34、.363.0744 km取上述結(jié)果的較大值有：M3.0744 kN*m2由題知：fc 14.3N/mm ,fy300N / mm2, 11.0, c 25mm可取 as 30mm , hhas70mm，則：s M/(1fRh0)3.0744106 /(1.0 14.3 1000 702)0.0439(s M /( 1fcbh()3106/(1.0 14.3 1000702)0.0428)1 、1 2 s 1120.04390.0449b 0.550(1.12 s1120.04280.0438b 0.550)s 0.5(1+,1-2 s)0.5(11 2 0.0439)0.9775(s0.5(1

35、+J-2 s)0.5(11 2 0.0428)0.9781)則可得受拉鋼筋面積:A M/(fysh0) 3.0744 106/(300 0.9775 70) 150mm2(A M /(fy she) 3 106 /(300 0.9781 70) 146mm2)2選取 I8200, A5251mm2并配置分布鋼筋，分布鋼筋選取丄6 180, A5157mm，且有：2 2As 157 mm 0.15% b h 0.15%1000100150 mm20.15 251 38 mm滿足要求驗(yàn)算適用條件： =0.0449(0.0438)b 0.550 ,滿足條件； 驗(yàn)算最小配筋率：251/ (100070

36、)0.359% min h / h00.45 fth /(fyh0)0.451.43 100 /(30070)0.306%同時(shí)0.002 h / h00.002 100 /70 0.286%滿足條件注:板筋應(yīng)配置在板的上部；受力鋼筋配置在外面，分布鋼筋配置在受拉鋼 筋里面且與其垂直布置。3。4已知梁的截面尺寸b h 200mm 450mm，混凝土強(qiáng)度等級為2C30,配有4根直徑16mm的HRB40C鋼筋(A 804mm)，環(huán)境類別為一類。若承受彎矩設(shè)計(jì)值M100kN*m，試驗(yàn)算此梁正截面受彎承載力是否安全。解.由題知.fc 14.3N/mm2,fy 360N/mm2, 11.0, c 20mm

37、可取箍筋直徑為8mm則as 36mm , h0 h as 414mm，則：求得受壓區(qū)高度x為：x fyA,/( 1fcb) 360 804/(1.0 14.3 200) 101.203mmbh。0.518 414214.452mm滿足要求2 2As 804 mm min bh 0.002200450180 mm20.45 1.43 200 450 /360 161 mm滿足最小配筋率要求則此梁受彎承載力為：MufyAs(h。 0.5x) 360 804 (414 0.5 101.203)105.182 kN m M100 kN *m安全3.5已知一雙筋矩形截面梁b h 200mm 500mm

38、,混凝土強(qiáng)度等級為C25, HRB33密岡筋,截面彎矩設(shè)計(jì)值M250 kN,環(huán)境類別為一類。試求縱向受拉鋼筋和縱向受壓鋼筋截面面積。解：由題知:11.9N /mm2, fy由于彎矩較大，受拉鋼筋可布置雙排2300N / mm , 11.0, c 20mmI 則 as 65mm as 40mmh0 h as 435 mmh0 h as 460mm對于強(qiáng)度等級為335Mpa的鋼筋,有b 0.55 ,為節(jié)省鋼筋,可取b 0.55x得h00.550435239.25 mm2as130 mm滿足要求則A1 fcbh。b / fy1.0 11.9200435 0.550 /3001898 mm2As2As

39、M1 fcbh b(1 0.5b) /fy(h。 as)260 1 061.0 11.9 200 4352 0.55 (1 0.5 0.55) / 300 (43540)2679 mmA As1 乓21898+679=2577 mm22綜上，受壓鋼筋取為2118+114，A5 663mm，受拉鋼筋選取為3125+32122，As 2613mm，第一層配置 3125,第二層配置 322。受壓鋼筋：2X 18+14+2X 30+2X( 25+8) =176mmM=500kNm屬于第一類T形截面，則以 代替b,可得：s M /( 1 fcbfho) 500 106 /(0.98 27.5 550 6

40、802) 0.0731 J 2 s1.120.0730.0759 b 0.518s 0.5(1+. 1-2s)0.5(1. 120.073)0.9621則可得鋼筋面積：6 2AM/(fysh0) 500 10 /(360 0.9621 680) 2123mm2為C60時(shí)，鋼筋計(jì)算面積A 2123mm ,只能少37mm說明提高混凝土強(qiáng)度等 級對提高T形截面梁的正截面受彎承載力貢獻(xiàn)極小，是不經(jīng)濟(jì)的。I3。7已知T形截面梁的尺寸為bf 400mm，b 200mm，h 500mm，Ihf 80mm，混凝土強(qiáng)度等級為C30,鋼筋為HRB400陽洋老師班：HRB335)，環(huán)境類別為一類，承受彎矩設(shè)計(jì)值 M

41、 300 kN,求該截面所需的縱向 受拉鋼筋。2 2解：由題知:fc 14.3N / mm , fy 360N / mm , 11.0, c 20mm由于彎矩較大，受拉鋼筋布置兩層,可取as 65mm , h h丟435 mm 則：,fcbf hf (h00.5hf )=1.014.3400 80 (4350.5 80)180.752 kN m M 300 kN *m屬于第二類T形截面，貝U:Mu11fc(bf b)hf (h0 0.5hf)1.0 14.3 (400200) 80 (435 0.5 80)90.376 kN mAs11 fc (bf b)hf / fy 1.0 14.3 (4

42、00 200) 80/360 636mm2M u2 M M u1 30090.376209.624 kms Mu2 /( 1fcbh2) 209.624 106 /(1.0 14.3 200 4352) 0.38731 J 2 s 1.1 2 0.3873 0.525b 0.518III不滿足要求，此時(shí)采用雙筋截面,取as 40mm，h0 h as 460mmb 0.518此時(shí) h0 0.518 435 225.33mm 2as 80mm，滿足要求則 人21 fcbh0 b/fy 1.0 14.3 200 435 0.518/360 1790mm2As3AsMu21 fcbh0 b(1 0.5

43、 b) / fy(h。 a$)209.624 1 061.0 1 4.3 200 4352 0.518 (1 0.5 0.518) / 360 (43514 mm2AAs1 As2 As3 636+1790+14=2440 mm22綜上，受壓鋼筋取為2112, As 226mm ,受拉鋼筋選取為3125+3120,2As 2415mm，第一層配置31125,第二層配置3120.5X 25+2X(25+8) =191m200mm能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相 差在土 5%以內(nèi)。驗(yàn)算適用條件： =b 0.550，滿足條件；x ho 0.518 435 225.33mm 2a$ 80mm，滿足要

44、求； 驗(yàn)算最小配筋率：2415 /(200 435) 2.776% min h / h0 0.45 fth/( fyh0)0.451.43 500 / (360435)0.205%同時(shí)0.002 h / h00.002 500 / 435 0.230%滿足條件。3。8已知一 T形截面梁的截面尺寸bf 600mm , b 300mm，h 700mm，hf 120mm，梁底縱向受拉鋼筋為8122 ( A5 3041mm )，混凝土強(qiáng)度等級為C30,環(huán)境類別為一類，承受彎矩設(shè)計(jì)值 M 600km，試復(fù) 核此截面是否安全？解:由題知：c14.3N / mm2, fy 360N / mm2, 11.0,

45、 c 20mm可取箍筋直徑為8mm則as 65mm，h h as 635mm，貝y：fyA.360 30411094.76 kN1fcbfhf 1.0 14.3 600 1201029.6kN屬于第二類T形截面，則Mui 代 b)hf(ho 0.5hf)1.0 14.3 (600300) 120 (6350.5120)296.01kN mAs11 fc (bfb)hf/fy1.014.3(600300)120/3601430mm：As2AsAs13041 143021611mmxfyAs2/( 1fcb) 3601611/ (1.014.3300)135.2 mmbh0.518635328.9

46、 mm滿足要求M u2f y As2 (h00.5x)3601611(6350.5135.2)329.07 kN mM u M u1 M u2 296.01329.07625.08 kNm M 600kNm安全最小配筋率：3041/(300635)1.596% min h / h00.45 fth/(fyh0)0.451.43 700 / (360635)0.197%同時(shí)0.002 h / h00.002 700 / 635 0.220% 滿足條件。skr S0Sk雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值；r屋面積雪分布系數(shù)；S。基本雪壓，以一般空曠平坦地面上統(tǒng)計(jì)的 50年一遇重現(xiàn)期的最大積雪自重給出。第4章-思考題4.

47、1試述剪跨比的概念及其對無腹筋梁斜截面受剪破壞形態(tài)的影響?答：剪跨比包括計(jì)算剪跨比和廣義剪跨比； 計(jì)算剪跨比是承受集中荷載的簡支梁中，最外側(cè)的集中力到臨近支座的距離與截面有效高低的比值 ，表示為 a/h ； 廣義剪跨比是截面上彎矩與剪力和有效高度乘積的比值， 表示為 M / (Vh0) ；對于無腹筋梁，當(dāng)剪跨比 1時(shí)，將發(fā)生斜壓破壞； 當(dāng)剪跨比 13時(shí),將發(fā)生剪壓破壞；當(dāng)剪跨比 3 時(shí)，將發(fā)生斜拉破壞。4.2 梁的斜裂縫是怎樣形成的？它發(fā)生在梁的什么區(qū)段？ 答：鋼筋混凝土梁在剪力和彎矩共同作用下的剪彎區(qū)段 ,將產(chǎn)生斜裂縫； 在剪彎區(qū) 段內(nèi)，由于截面上同時(shí)作用有彎矩和剪力， 在梁的下部剪拉區(qū)，

48、因彎矩產(chǎn)生的拉 應(yīng)力和因剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成了斜向的主拉應(yīng)力， 當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足時(shí) 則開裂，并逐漸形成與主拉應(yīng)力相垂直的斜向裂縫 .4.3 斜裂縫有幾種類型 ?有何特點(diǎn) ?答 :梁的斜裂縫主要包括腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫 ; 腹剪斜裂縫主要發(fā)生在梁腹 部，也即中和軸附近，此處正應(yīng)力小，剪應(yīng)力大 , 主拉應(yīng)力方向大致與軸線成 45 夾角，當(dāng)荷載增大， 拉應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變值時(shí) ,混凝土開裂， 沿主壓應(yīng) 力跡線產(chǎn)生腹部的斜裂縫， 稱為腹剪斜裂縫， 腹剪斜裂縫中間寬 ,兩頭細(xì)，呈棗核 形 ,常見于 I 形截面薄腹梁中； 彎剪斜裂縫主要出現(xiàn)在梁的剪彎區(qū)段， 在梁剪彎區(qū) 段截面下邊緣， 主拉

49、應(yīng)力還是水平向的， 在這些區(qū)段可能首先出現(xiàn)一些較短的豎 向裂縫,然后發(fā)展成向集中荷載作用點(diǎn)延伸的彎剪斜裂縫， 這種裂縫下寬上細(xì)， 是 最常見的 .4。4 試述梁斜截面受剪破壞的三種形態(tài)及其破壞特征。答：梁斜截面破壞的三種形態(tài)：斜壓破壞、剪壓破壞以及斜拉破壞；斜壓破壞 :破壞時(shí)，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而壓壞，受剪承 載力取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度，屬于脆性破壞；剪壓破壞： 在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些豎向裂縫， 他們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向延伸形成一些裂縫， 而后產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫 （臨 界斜裂縫） ,斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸 ,使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導(dǎo)致剪

50、壓 區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力，也屬于脆性破壞； 斜拉破壞： 當(dāng)豎向裂縫一出現(xiàn)， 就迅速向受壓區(qū)斜向延伸， 斜截面承載力隨之喪 失，破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時(shí)的荷載很接近 ,破壞過程急驟， 破壞前變形很小， 具 有明顯的脆性。4。5 試述簡支梁斜截面受剪機(jī)理的力學(xué)模型。答：簡支梁斜截面受剪機(jī)理的力學(xué)模型有帶拉桿的梳形拱模型、 拱形桁架模型以 及桁架模型；帶拉桿的梳形拱模型適用于無腹筋梁， 該模型把梁的下部看成是被斜裂縫和豎向 裂縫分割成一個個具有自由端的梳形狀齒， 梁的上部與縱向受拉鋼筋則形成帶有 拉桿的變截面兩鉸拱；拱形桁架模型適用于有腹筋梁 ,該模型把開裂后的有腹筋梁看作是拱形桁架，其 中拱體是上弦桿， 裂縫間的混凝土齒塊是受壓的斜腹桿， 箍筋則是受拉腹桿 ,受拉 縱筋是下弦桿；桁架模型適用于有腹筋梁， 該模型把有斜裂縫的鋼筋混凝土梁比擬為一個鉸接桁 架，壓區(qū)混凝土為上弦桿，受拉縱筋為下弦桿，腹筋為豎向拉桿，斜裂縫間的混 凝土則為斜壓桿。4。6 影響斜截面受剪性能的主要因素有哪些？答：影響斜截面受剪性能的主要因素有剪跨比、混凝土強(qiáng)度、箍筋的配筋率、縱 筋配筋率、斜截面上的骨料咬合力以及截面尺寸和形狀 .4.7寫出矩形、