第一章

1-1配置在混凝土截面受拉區(qū)鋼筋的作用是什么？

答：當(dāng)荷載超過了素混凝土的梁的破壞荷載時(shí)，受拉區(qū)混凝土開裂，止匕時(shí)，

受拉區(qū)混凝土雖退出工作，但配置在受拉區(qū)的鋼筋將承擔(dān)兒乎全部的拉力，能繼

續(xù)承擔(dān)荷載，直到受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，繼而截面受壓區(qū)的混凝土也被

壓碎破壞。

1-2試解釋一下名詞：混凝土立方體抗壓強(qiáng)度；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度；混凝土

抗拉強(qiáng)度；混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度。

答：混凝土立方體抗壓強(qiáng)度：我國國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2002)規(guī)定以每邊邊長(zhǎng)為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在

20℃±2℃的溫度和相對(duì)濕度在95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,依照標(biāo)準(zhǔn)制作方

法和試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值(以MPa為單位)作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度,

用符號(hào)幾表示。

混凝土軸心抗壓強(qiáng)度：我國國家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》

（GB/T50081-2002）規(guī)定以150mmX150mmX300mm的棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在20℃

±2℃的溫度和相對(duì)濕度在95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,依照標(biāo)準(zhǔn)制作方法和

試驗(yàn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值（以MPa為單位）稱為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度，用符號(hào)

力表示。

混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度:我國交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》

（JTJ053-94）規(guī)定，采用1501nm立方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度

測(cè)定，按照規(guī)定的試驗(yàn)方法操作，則混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度。按下式計(jì)算：

4=—=0.637—

“AA。

混凝土抗拉強(qiáng)度：采用100X100X500mm混凝土棱柱體軸心受拉試驗(yàn)，破壞

時(shí)試件在沒有鋼筋的中部截面被拉斷，其平均拉應(yīng)力即為混凝土的軸心抗拉強(qiáng)

度，目前國內(nèi)外常采用立方體或圓柱體的劈裂試驗(yàn)測(cè)得的混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度值

換算成軸心抗拉強(qiáng)度，換算時(shí)應(yīng)乘以換算系數(shù)0.9,即力=。9/。

1-3混凝土軸心受壓的應(yīng)力一應(yīng)變曲線有何特點(diǎn)？影響混凝土軸心受壓應(yīng)力一

應(yīng)變曲線有哪幾個(gè)因素？

答：完整的混凝土軸心受拉曲線由上升段0C、下降段CD和收斂段DE三個(gè)

階段組成。

上升段：當(dāng)壓應(yīng)力力左右時(shí)，應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系接近直線變化（0A段），

混凝土處于彈性階段工作。在壓應(yīng)力力后，隨著壓應(yīng)力的增大，應(yīng)力一

應(yīng)變關(guān)系愈來愈偏離直線，任一點(diǎn)的應(yīng)變￡可分為彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變兩部分，

原有的混凝土內(nèi)部微裂縫發(fā)展，并在孔隙等薄弱處產(chǎn)生新的個(gè)別裂縫。當(dāng)應(yīng)力達(dá)

到0.8力（B點(diǎn)）左右后，混凝土塑性變形顯著增大，內(nèi)部裂縫不斷延伸拓展，

并有幾條貫通，應(yīng)力——應(yīng)變曲線斜率急劇減小，如果不繼續(xù)加載，裂縫也會(huì)發(fā)

展，即內(nèi)部裂縫處于非穩(wěn)定發(fā)展階段。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到最大應(yīng)力0=力時(shí)（C點(diǎn)），應(yīng)

力應(yīng)變曲線的斜率已接近于水平，試件表面出現(xiàn)不連續(xù)的可見裂縫。

下降段：到達(dá)峰值應(yīng)力點(diǎn)C后，混凝土的強(qiáng)度并不完全消失，隨著應(yīng)力。的

減小（卸載），應(yīng)變?nèi)匀辉黾樱€下降坡度較陡，混凝土表面裂縫逐漸貫通。

收斂段：在反彎點(diǎn)D點(diǎn)之后，應(yīng)力下降的速率減慢，趨于殘余應(yīng)力。表面縱

縫把混凝土棱柱體分為若干個(gè)小柱，外載力由裂縫處的摩擦咬合力及小柱體的殘

余強(qiáng)度所承受。

影響混凝土軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的主要因素：混凝土強(qiáng)度、應(yīng)變速率、測(cè)

試技術(shù)和試驗(yàn)條件。

1-4什么叫混凝土的徐變？影響徐變有哪些主栗原因？

答：在荷載的長(zhǎng)期作用下，混凝土的變形將隨時(shí)間而增加，亦即在應(yīng)力不變

的情況下，混凝土的應(yīng)變隨時(shí)間繼續(xù)增長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。

主要影響因素：

（1）混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力大小；

（2）加荷時(shí)混凝土的齡期；

（3）混凝土的組成成分和配合比；

（4）養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫度與濕度。

1-5混凝土的徐變和收縮變形都是隨時(shí)間而增長(zhǎng)的變形，兩者有和不同之處？

答：徐變變形是在持久作用下混凝土結(jié)構(gòu)隨時(shí)間推移而增加的應(yīng)變；收縮變

形是混凝土在凝結(jié)和硬化的物理化學(xué)過程中體積隨時(shí)間推移而減小的現(xiàn)象，是一

種不受力情況下的自由變形。

1-7什么是鋼筋和混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力和粘結(jié)強(qiáng)度？為保證鋼筋和混凝土之間

有足夠的粘結(jié)力要采取哪些措施？

答：（1）粘結(jié)應(yīng)力：變形差（相對(duì)滑移）沿鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的剪

應(yīng)力；

（2）粘結(jié)強(qiáng)度：實(shí)際工程中，通常以拔出試驗(yàn)中粘結(jié)失效（鋼筋被拔出，

或者混凝土被劈裂）時(shí)的最大平均粘結(jié)應(yīng)力作為鋼筋和混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度；

（3）主要措施：①光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度均隨混凝土等級(jí)的提高

而提高，所以可以通過提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)來增加粘結(jié)力；②水平位置鋼筋比豎

位鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度低，所以可通過調(diào)整鋼筋布置來增強(qiáng)粘結(jié)力；③多根鋼筋并排

時(shí)，可調(diào)整鋼筋之間的凈距來增強(qiáng)粘結(jié)力；④增大混凝土保護(hù)層厚度⑤采用帶肋

鋼筋。

第二章

2-1橋梁結(jié)構(gòu)的功能包括哪幾方面的內(nèi)容？何謂結(jié)構(gòu)的可靠性？

答：①橋梁結(jié)構(gòu)的功能由其使用要求決定的，具體有如下四個(gè)方面：

（1）橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各種荷載、

外加變形、約束變形等的作用；

（2）橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好的工作性能，例如，不發(fā)生影響

正常使用的過大變形和局部損壞；

（3）橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，具有足夠

的耐久性，例如，不出現(xiàn)過大的裂縫寬度，不發(fā)生由于混凝土保護(hù)層碳化導(dǎo)致鋼

筋的修飾；

（4）在偶然荷載（如地震、強(qiáng)風(fēng)）作用下或偶然事件（如爆炸）發(fā)生時(shí)和

發(fā)生后，橋梁結(jié)構(gòu)仍能保持整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌。

②結(jié)構(gòu)的可靠性：指結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。

2-2結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和使用壽命有何區(qū)別？

答：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是指對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠度分析時(shí)，結(jié)合結(jié)構(gòu)使用期，考慮各種

基本變量與時(shí)間的關(guān)系所取用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期可參考結(jié)構(gòu)使用壽命

的要求適當(dāng)選定，但二者不完全等同。當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限超過設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，表面

它的失效概率可能會(huì)增大，不能保證其目標(biāo)可靠指標(biāo)，但不等于結(jié)構(gòu)喪失了所要

求的基本功能甚至報(bào)廢。一般來說，使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期也可以長(zhǎng)一些，使

用壽命短，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)短一?些。通常設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)該小于壽命期。

2-3什么叫極限狀態(tài)？我國《公路橋規(guī)》規(guī)定了哪兩類結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？

答：①極限狀態(tài)

當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某?特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一

功能要求時(shí)，此特定狀態(tài)成為該功能的極限狀態(tài)。

②承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。

2-4試解釋一下名詞：作用、直接作用、間接作用、抗力。

作用：是指使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的所有原因；

直接作用：是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力和分布力；

間接作用：是指引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因；

抗力：是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。

2-5我國《公路橋規(guī)》規(guī)定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)哪三種狀況？

答：持久狀況、短暫狀況和偶然狀況。

2-6結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算原則是什么？

我國《公路橋規(guī)》采用的是近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。

①承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算以塑性理論為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)的原則是作用效應(yīng)最不

利組合（基本組合）的設(shè)計(jì)值必須小于或等于結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值，即

②正常使用狀態(tài)是以結(jié)構(gòu)彈性理論或彈塑性理論為基礎(chǔ)，采用作用（或荷載）

的短期效應(yīng)組合、長(zhǎng)期效應(yīng)組合或短期效應(yīng)組合并考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合的影響，對(duì)

構(gòu)建的抗裂、裂縫寬度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算，并使各項(xiàng)計(jì)算值不超過《公路橋規(guī)》規(guī)

定的各相應(yīng)限值。設(shè)計(jì)表達(dá)式為s4G.

2-7什么叫材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值？

①材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：是由標(biāo)準(zhǔn)試件按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布的

0.05分位值確定強(qiáng)度值，即取值原則是在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的總

體中，材料的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95%的保證率。

②材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：是材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料性能分項(xiàng)系數(shù)后的值。

2-8作用分為幾類？什么叫作用的標(biāo)準(zhǔn)值，可變作用的準(zhǔn)永久值可變作用的頻遇

值？

答：作用分為永久作用（恒載）、可變作用和偶然作用三類；

作用的標(biāo)準(zhǔn)值：是結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，采用的各種作用的基本代表值。

可變作用的準(zhǔn)永久值：指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間，可變作用超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)

基準(zhǔn)期一半的作用值。

可變作用頻遇值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間，可變作用超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比

率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的作用。它是指結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的荷載

作用取值。

2-9鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)截面處，結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值％4=187.0blN;

汽車荷載產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值％M=261.76枚；沖擊系數(shù)（1+〃）=1.19；人群荷載

產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值V”k=572kN;溫度梯度作用產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值

Ve3Jt.=41.5AW,參照例題2-3,試進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合

計(jì)算。

解：①作用短期效應(yīng)組合

汽車荷載不計(jì)沖擊系數(shù)的汽車荷載剪力標(biāo)準(zhǔn)值為：

V

V,'=-^=261.76/1.19=219.97^

0141+〃

Ssd=ZSG*+Z樂,S5k=187.01+0.7x219.97+1.0x57.2+0.8x41.5=431.39kN

i=Ij=\

①作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合

"】〃

Sld=2S（湫+Z°2,?-187.01+0.4x219.97+0.4x57.2+0.8x41.5=331.08kN

/=1,/=1

第三章

3.1、試比較圖3-4和3-5,說明鋼筋混凝土板和鋼筋混凝土梁鋼筋布置的特點(diǎn)。

答：

板：?jiǎn)蜗虬鍍?nèi)主鋼筋沿板的跨度方向布置在板的受拉區(qū)，鋼筋數(shù)量由計(jì)算決

定。受力主鋼筋的直徑不宜小于10mm（行車道板）或8mm（人行道板）。近梁肋

處的板內(nèi)主鋼筋，可沿板高中心縱軸線的（1/4?1/6）計(jì)算跨徑處按（30°?45°）

彎起，但通過支承而不彎起的主鋼筋，每米板寬內(nèi)不應(yīng)少于3根，并不少于主鋼

筋截面積的1/4。

在簡(jiǎn)支板的跨中和連續(xù)梁的支點(diǎn)處，板內(nèi)主鋼筋間距不大于200mm。

行車道板受力鋼筋的最小混凝土保護(hù)層厚度C應(yīng)不小于鋼筋的公稱直徑且

同時(shí)滿足附表1-8的要求。

在板內(nèi)應(yīng)設(shè)置垂直于板受力鋼筋的分布鋼筋，分布鋼筋是在主筋上按一定間

距設(shè)置的橫向鋼筋，屬于構(gòu)造配置鋼筋，即其數(shù)量不通過計(jì)算，而是按照設(shè)計(jì)規(guī)

范規(guī)定選擇的。

梁：梁內(nèi)的鋼筋常常采用骨架形式，?般分為綁扎鋼筋骨架和焊接鋼筋骨架

兩種形式。

梁內(nèi)縱向受拉鋼筋的數(shù)量由數(shù)量決定。可選擇的鋼筋數(shù)量直徑一般為

（12-32）mm,通常不得超過40mm。在同一根梁內(nèi)主鋼筋宜用相同直徑的鋼筋，

當(dāng)采用兩種以上直徑的鋼筋時(shí)，為了便于施工識(shí)別，直徑間應(yīng)相差2mm以上。

3-2什么叫受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋的配筋率？配筋率的表達(dá)式中，/含義是什

么？

答：配筋率是指所配置的鋼筋截面面積與規(guī)定的混凝土截面面積的比值

（化為百分?jǐn)?shù)表達(dá)）。%是指截面的有效高度。

3-3為什么鋼筋要有足夠的混凝土保護(hù)層厚度？鋼筋的最小混凝土保護(hù)層厚度

的選擇應(yīng)考慮哪些因素？

答：設(shè)置保護(hù)層是為了保護(hù)鋼筋不直接受到大氣的侵蝕和其他環(huán)境因素的

作用，也是為了保證鋼筋和混凝土有良好的粘結(jié)。

影響因素：環(huán)境類別、構(gòu)件形式、鋼筋布置。

3-4、參照?qǐng)D3-7,試說明規(guī)定各主鋼筋橫向凈距和層與層之間的豎向凈距的原

因。

答：1）為了保證鋼筋與混凝土之間的握裹力，增強(qiáng)兩者的粘結(jié)力；2）保

證鋼筋之間有一定間隙澆注混凝土；3）方便鋼筋的布置。

3-5鋼筋混凝土適筋梁正截面受力全過程可劃分為幾個(gè)階段？各階段受力主要

特點(diǎn)是什么？

答：第I階段：混凝土全截面工作，混凝土的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力基本上都呈三

角形分布。

第I階段末：混凝土受壓區(qū)的應(yīng)力基本上仍是三角形分布。但由于受拉區(qū)混

凝土塑性變形的發(fā)展，拉應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)較快，根據(jù)混凝土受拉時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變圖曲線，

拉區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形為曲線形。這時(shí)，受拉邊緣混凝土的拉應(yīng)變臨近極限拉應(yīng)

變，拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度，表示裂縫即將出現(xiàn)，梁截面上作用的彎矩用〃,,

表示。

第II階段：荷載作用彎矩到達(dá)"cr后，在梁混凝土抗拉強(qiáng)度最弱截面上出現(xiàn)

了第一批裂縫。這時(shí)，在有裂縫的截面上，拉區(qū)混凝土退出工作，把它原承擔(dān)的

拉力傳遞給鋼筋，發(fā)生了明顯的應(yīng)力重分布，鋼筋的拉應(yīng)力隨荷載的增加而增加；

混凝土的壓應(yīng)力不再是三角形分布，而是形成微曲的曲線形，中和軸位置向上移

動(dòng)。

第n階段末：鋼筋拉應(yīng)變達(dá)到屈服值時(shí)的應(yīng)變值，表示鋼筋應(yīng)力達(dá)到其屈服

強(qiáng)度，第n階段結(jié)束。

第m階段：在這個(gè)階段里，鋼筋的拉應(yīng)變?cè)黾拥暮芸欤摻畹睦瓚?yīng)力一般

仍維持在屈服強(qiáng)度不變。這時(shí)，裂縫急劇開展，中和軸繼續(xù)上升，混凝土受壓區(qū)

不斷縮小，壓應(yīng)力也不斷增大，壓應(yīng)力圖成為明顯的豐滿曲線形。

第in階段末：這時(shí)，截面受壓上邊緣的混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變值，壓應(yīng)

力圖呈明顯曲線形，并且最大壓應(yīng)力已不在上邊緣而是在距上邊緣稍下處，這都

是混凝土受壓時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變圖所決定的在第in階段末，壓區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度

耗盡，在臨界裂縫兩側(cè)的一定區(qū)段內(nèi)，壓區(qū)混凝土出現(xiàn)縱向水平裂縫，隨即混凝

上被壓碎，梁破壞，在這個(gè)階段，縱向鋼筋的拉應(yīng)力仍維持在屈服強(qiáng)度。

3-6什么叫鋼筋混凝土少筋梁、適筋梁和超筋梁？各自有什么樣的破壞形態(tài)？

為什么吧少筋梁和超筋梁都成為脆性破壞？

答：實(shí)際配筋率小于最小配筋率的梁稱為少筋梁；大于最小配筋率且小于

最大配筋率的梁稱為適筋梁；大于最大配筋率的梁稱為超筋梁。

少筋梁的受拉區(qū)混凝土開裂后，受拉鋼筋達(dá)到屈服點(diǎn)，并迅速經(jīng)歷整個(gè)

流幅而進(jìn)入強(qiáng)化階段，梁僅出現(xiàn)一條集中裂縫，不僅寬度較大，而且沿梁高延伸

很高，此時(shí)受壓區(qū)混凝土還未壓壞，而裂縫寬度已經(jīng)很寬，撓度過大，鋼筋甚至

被拉斷。

適筋梁受拉區(qū)鋼筋首先達(dá)到屈服，其應(yīng)力保持不變而應(yīng)變顯著增大，直

到受壓區(qū)邊緣混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)，受壓區(qū)出現(xiàn)縱向水平裂縫，隨之

因混凝土壓碎而破壞。

超筋梁的破壞是受壓區(qū)混凝土被壓壞，而受拉區(qū)鋼筋應(yīng)力尚未達(dá)到屈服

強(qiáng)度。破壞前的撓度及截面曲率曲線沒有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，受拉區(qū)的裂縫開展不寬，

破壞突然，沒有明顯預(yù)兆。

少筋梁和超筋梁的破壞都很突然，沒有明顯預(yù)兆，故稱為脆性破壞。

3-7鋼筋混凝土適筋梁當(dāng)受拉鋼筋屈服后能否再增加荷載？為什么？少筋梁能

否這樣？

答：適筋梁可以再增加荷載，因?yàn)楫?dāng)受拉區(qū)鋼筋屈服后，鋼筋退出工作，

受壓區(qū)混凝土開始受壓，直到受壓區(qū)邊緣混凝土的應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)，受壓

區(qū)出現(xiàn)縱向水平裂縫，隨之因混凝土壓碎而破壞，這時(shí)不能再增加荷載。

少筋梁裂縫出現(xiàn)在鋼筋屈服前，此時(shí)構(gòu)件已不再承受荷載，若繼續(xù)增加

荷載，迅速經(jīng)歷整個(gè)流幅而進(jìn)入強(qiáng)化階段，梁僅出現(xiàn)一條集中裂縫，不僅寬度較

大，而且沿梁高延伸很高，此時(shí)受拉區(qū)混凝土還未壓壞，而裂縫寬度已經(jīng)很寬，

撓度過大，鋼筋甚至被拉斷。

3-8

答：基本假定有：1）平截面假定2）不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度3）材

料應(yīng)力與物理關(guān)系

對(duì)于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，從開始加荷到破壞的各個(gè)階段，截面的平均

應(yīng)變都能較好地符合平截而假定。對(duì)于混凝土的受壓區(qū)來講，平截面假定是正確

的。而對(duì)于混凝土受壓區(qū)，裂縫產(chǎn)生后，裂縫截面處鋼筋和相鄰的混凝土之間發(fā)

生了某些相對(duì)滑移，因此，在裂縫附近區(qū)段，截面變形已不能完全符合平截面假

定。

3-9什么叫做鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的截面相對(duì)受壓區(qū)高度和相對(duì)界限受壓區(qū)高

度短？5在正截面承載力計(jì)算中起什么作用？獲取值與哪些因素有關(guān)？

答：①相對(duì)受壓區(qū)高度：相對(duì)受壓區(qū)高度白=三，其中占為受壓區(qū)高度，%）

%

為截面有效高度。

相對(duì)界限受壓區(qū)高度：當(dāng)鋼筋混凝土梁受拉區(qū)鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)變媒而開始

屈服時(shí)，受壓區(qū)混凝土邊緣也同時(shí)達(dá)到其極限壓應(yīng)北變而破壞，此時(shí)受壓區(qū)高

度為乙=5％,荔被稱為相對(duì)界限混凝土受壓區(qū)高度。

②作用：在正截面承載能力計(jì)算中通常用當(dāng)=4?來作為界限條件，來判斷

h

截面的破壞類型，是始筋破壞還是少筋破壞。

③相關(guān)因素：受拉區(qū)鋼筋的抗拉強(qiáng)度值兒受拉區(qū)鋼筋的彈性模量均；混

凝土極限壓應(yīng)變鼠以及無量綱參數(shù)夕有關(guān)。

3-16

解：基本公式法：

查附表可得fcd=ll.5MPa,fld=1.23MPa,fsd=280MPa,￡=0.56,/o=l.O,則

彎矩計(jì)算值M=%〃d=10x145=145kN?〃z。

采用綁扎鋼筋骨架，按一層鋼筋布置，假設(shè)%=40〃〃〃，則有效高度

h0=h-as=500-40=460mm。

(1)求受壓區(qū)高度x

有公式3-14得：1x145x1()6=u5x200x(460—])

115x2-105800x+14500000=0

為=167.6mm<^bh0=0.56x460=258,x2=752.4wi/n(舍)

(2)求所需鋼筋數(shù)A,

11.5x200xl67,6^377fflffl2

280

鋼筋布置可選2432(A.=1608m/??2)

混凝土保護(hù)層厚度c=30mm>d=22mm，月.滿足附表要求

25.1

a=30H-----=42.6mm,取45mm

sv2

=200-2x30-2x35.8=6SAmm>3amm及d

最小配筋率計(jì)算：45"/0=45(1.23/280)=0.2,所以配筋率不應(yīng)小于0.2%,實(shí)

A1388

際配筋率夕說==1.5%

200x455

查表法:

查附表可得九=115MPa,f“=1.23MPa,fsl,=280MPa&=0.56,/o=l.O

假設(shè)4=40mm,則有效高度h0=h-as=500-40=460mm。

M1.0x145x1()6

=0.298,查附表1-5得1=0.37<$4=0.815

A)11.5x200x46()2

M145000000

=1381//?/??2

A0.815x280x460

3-17

解:

查附表可得fcd=92MPa,九二L06MPa,九=280MPa。

最小配筋率計(jì)算：45(4,'fsd)=45(1.06/280)=0.17,故取Pmin=02%

由配筋圖計(jì)算得混凝土保護(hù)層厚度:

c=%—d/2=40-18.4/2/mn=30.8>d=16mm

。。-加，滿足

鋼筋凈距S.230.8x2-3X18.4=4]6

2

實(shí)際配筋率：p一6。3—=074%,滿足

200x410

求受壓區(qū)高度：x==28°"03=91&相加<百丸0.56x410=230mm

b

fcdb9.2x200°

抗彎承載能力

rgio

M“=fcdbx{hn——)=9.2x200x91.8x(410——-)

=61500859N?mm=6l.5kN<A7

不滿足承載能力要求。

3-18

解：

查附表可得加=11.5MP%〃=\.23MPa,fsd=280MP”,芻=0.56,%=1.0。

彎矩計(jì)算值M=為知”=L0x—12.9=—12.9AN?〃z,上側(cè)受拉。

取1m寬來進(jìn)行截面配筋，即b=1000mm

采用綁扎鋼筋骨架，按-層鋼筋布置，假設(shè)外=25mm,則有效高度

=h-as=140-25=115mm。

(1)求受壓區(qū)高度尤

有公式3-14得：1x12.9x1()6=115x1000x(115—二)

11.5x2-2645x+25800=0

X]=10.2/W71<荔%=0.56x100=56,x2=219.8〃?機(jī)(舍)

(2)求所需鋼筋數(shù)A

f.bx11.5x1000x10.22

A=位rl一=----------------=4l9mm-

fsd280

鋼筋布置可選44>12(4=452mm2),或者6610(A,=471mm2),鋼筋布置在受

拉一側(cè)，即上緣。

混凝土保護(hù)層厚度c=3Qmm>d=12mm,且滿足附表要求

13.9

a,=25H----=32mm,取35mm

2

最小配筋率計(jì)算：45(工4/￡1)=45(1.23/280)=0.2,所以配筋率不應(yīng)小于0.2%,實(shí)

際配筋率0=&=———=0.45%,

bh01000x100

3-19

解：

查附表可得九=9.2MPa,fld=1.06MPa,fsd=fsd'=280MPa&=0.56,/0=1.0,則

彎矩計(jì)算值M=9%=1.1x190=209kN?m。

設(shè)%'=35，〃〃？，受拉鋼筋按兩層鋼筋布置，假設(shè)=65〃”〃，則有效高度

h0=h-as=500-65=435mm。

取g=芻=0.56

一M-fbh^(l-0.5￡)209x106-9.2x200x4352x0.56(1-0.5x0.56),小，

A=----r—l—--------=----------------------------------------=612.6mm

fsd\h0-as,)280x(435-35)

A=f/x+fJAJ=9.2x200x(435x0.56)+280x612.6=22J3而加

1兀280

3-21

解：內(nèi)梁

1.簡(jiǎn)支梁計(jì)算跨徑的1/3,即/(,/3=24200/3=8067〃〃〃。

2.取相鄰兩梁平均間距2200mm

3.hh-60mm,bh-\\00mm,/<1/3

b+6hlt+12/?/=160+6x60+12x150=2320mm,滿足

b/取三個(gè)中的最小值，即2200mm

不滿足承載能力要求。

邊梁

bfh—2200160/150+60+150宜，》“口晦

—+—+6h--------1------b6x-------------------=2260mm,又外側(cè)懸臂板頭際寬度

22'f222

為2200mm,所以邊梁有效寬度為2200mm

3-22

受壓區(qū)高度在翼板厚度內(nèi)，即xW/zJ,為第一類T形截面，受壓區(qū)已進(jìn)入梁

肋，即為第二類T形截面

第一類T形截面，中和軸在受壓翼板內(nèi)，受壓區(qū)高度x4〃/。此時(shí)，截面雖

為T形，但受壓區(qū)形狀為寬々’的矩形，而受拉截面形

狀與截面抗彎承載能力無關(guān)，故以寬度為%'的矩形來進(jìn)行抗彎承載力計(jì)算。

3-23

解：

查附表可得fcd=U.5MPa,ful=\.23MPa,fsll=280MPa芻=0.56,%=1.0。

彎矩計(jì)算值M=1.0x1187=1187AN

227

保護(hù)層厚度c=42——-=30.7mm>30mm,且大于鋼筋直徑d

2

—

EA/C□匚c35030.7x2—6x22.7口4十士r

鋼筋凈距5..=----------------------------=30.5mm>30m?i,且大于直徑d

〃5

42+95

as=---=68.5/wn,則%=1350-68.5=1281.5/nm

T形截面有效寬度：

1.計(jì)算跨徑的1/3:心=12600/3=4200〃〃”

3

2.相鄰兩梁的平均間距為2100mm

3.Z?+6/z/(+12/2/=350+6x40+12x100=1790機(jī)〃z

所以T梁截面有效寬度〃'=1790加〃，厚度后=I*⑷=120mm

ff2

（1）判斷T形截面類型:

九bf'hj=11.5x1790x120=2.47kN?m。

fsdAs=280x1884x2=1.06kN?m

為第一類T形截面

（2）求受壓區(qū)高度x

x=S=280xl884x2=5i.3〃〃〃</，

fcdbf'11.5x1790/

（3）正截面抗彎能力

Mu=^/x(/i0-1)=11.5x1790x51.3x(1281.5-手)=1326.2AN?m>M

滿足承載能力要求。

3-24

先將空心板的圓孔換算成％X4的矩形孔

jrjr

面積相等：bh.=-d2+ab=-x3802+380x80=143754

kk44

=/,+2/2=1952226249

慣性矩相等：/,=—x380x803=16213333

12

7rd4-的《+吐令丁=968006458

12

128

h.=404mm

解得：

瓦356mm

h

故上翼板厚度力J=300=98〃?〃?

J2

h

下翼板厚度%=300--^=9Smm

J2

腹板厚度b=bf-2bk=990-2x356=278〃〃〃

第四章

4-1鋼筋混凝土受彎構(gòu)件沿斜截面破壞的形態(tài)有幾種？各在什么情況下發(fā)生?

答：斜拉破壞，發(fā)生在剪跨比比較大（加〉3）時(shí);

剪壓破壞，發(fā)生在剪跨比在14，“43時(shí);

斜壓破壞，發(fā)生在剪跨比，〃<1時(shí)。

4-2影響鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗彎能力的主要因素有哪些？

答：主要因素有剪跨比、混凝土強(qiáng)度、縱向受拉鋼筋配筋率和箍筋數(shù)量及強(qiáng)度等。

4-3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗彎承載力基本公式的適用范圍是什么？公式

的上下限物理意義是什么？

答：適用范圍：1）截面尺寸需滿足為匕"@5"I。一3店沏。

2）按構(gòu)造要求配置箍筋九匕"051x10“卜2力她,

物理意義：1）上限值：截面最小尺寸；2）下限值：按構(gòu)造要求配置鋼筋

4-5解釋以下術(shù)語

M

m=----

答：剪跨比：剪跨比是一個(gè)無量綱常數(shù)，用血。來表示，此處M和V分

別為剪彎區(qū)段中某個(gè)豎直截面的彎矩和剪力，〃。為截面有效高度。

4.

配筋率:bSv

剪壓破壞：隨著荷載的增大，梁的剪彎區(qū)段內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫，其中一

條發(fā)展成臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現(xiàn)后，梁承受的荷載還能繼續(xù)增加，而斜裂

縫伸展至荷載墊板下，直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力、剪應(yīng)力及荷載引起的

豎向局部壓應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞。這種破壞為剪壓破壞。

斜截面投影長(zhǎng)度：是縱向鋼筋與斜裂縫底端相交點(diǎn)至斜裂縫頂端距離的水平

投影長(zhǎng)度，其大小與有效高度和剪跨比有關(guān)。

充分利用點(diǎn)：所有鋼筋的強(qiáng)度被充分利用的點(diǎn)

不需要點(diǎn)：不需要設(shè)置鋼筋的點(diǎn)

彎矩包絡(luò)圖：沿梁長(zhǎng)度各截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值的分布圖

抵抗彎矩圖：又稱材料圖，是沿梁長(zhǎng)度各個(gè)正截面按實(shí)際配置的總受拉鋼筋

面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖，即表示各正截面所具有的抗彎承載力。

4-6鋼筋混凝土抗剪承載力復(fù)核時(shí)，如何選擇復(fù)核截面？

答：《公路橋規(guī)》規(guī)定，在進(jìn)行鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁斜截面抗剪承載力復(fù)核時(shí),

其復(fù)核位置應(yīng)按照下列規(guī)定選取：

1）距支座中心h/2處的截面

2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起處的截面以及錨于受拉區(qū)的縱向受拉鋼筋開始不

受力處的截面

3）箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面

4）梁的肋板寬度改變處的截面

4-7試述縱向鋼筋在支座處錨固有哪些規(guī)定？

答：《公路橋規(guī)》有以下規(guī)定：

1）在鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)處，應(yīng)至少有兩根且不少于總數(shù)1/5的下層受

拉主鋼筋通過；

2）底層兩外側(cè)之間不向上彎曲的受拉主鋼筋，伸出支點(diǎn)截面以外的長(zhǎng)度

應(yīng)不小于lOd；對(duì)環(huán)氧樹脂涂層鋼筋應(yīng)不小于12.5d,d為受拉鋼筋直徑。

4-9

解：縱向受拉鋼筋：

查附表可得fcd=9.2MPa,fld=1.06MPa，Ad=280Mpa,.=0.56,%=1.0,則

彎矩計(jì)算值M/2==L0x147=147AN?機(jī)。

采用綁扎鋼筋骨架，按兩層層鋼筋布置，假設(shè)a,=65機(jī)機(jī)，則有效高度

h0=h-as=500-65=435機(jī)機(jī)。

單筋截面最大承載能力為：

MH=啟協(xié)J芻(1—05芻)=9.2X200X4352義°$6x(l-0.5x0.56)=140.4AN<Ml/2

所以采用雙面配筋。

取J==0.56,as'=35mm

一M-f.bh,^(i-Q.5￡)147x106-9.2x200x4352x0.56(1-0.5x0.56)“，

A=----------------=-----------------------------------------=59.1mm

fsd'(h0-as')280x(435-35)

A/3+九'A>92x200x(435x0-56)+280x591_1675

1兀280

受壓鋼筋選擇2612(4'=226mm),受拉鋼筋選擇3622+3巾16(A,=1743mm)。

取受拉鋼筋層距為55mm,凈距為55-18.4/2—25.1/2=33.3mm,滿足要求；則

1140x45+603x1000

a。=-------------------=64〃?〃？

,1743

An科武-1、4□匚c200-30x2—25.1x3.e口而

鋼筋間凈距Sn=------------------=32.4〃?〃?，酒足要求

h0=500-64=436mm,取as'=40mm

1743

配筋率P==0.02

200x436

箍筋

:

用，則

筋作

起鋼

慮彎

=不考

0.6V

匕，=

能力

抗剪

同的

筋共

和箍

凝土

取混

,解得

注工

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四。

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