混凝土結(jié)構(gòu)15071509批次考查課程答案

1、學(xué) 號:裝=訂=姓 名：血多支述乂爭現(xiàn)代遠程教育成績考查課答題紙試卷滿分100分；所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上的答案一律無效。一、問答題1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求？ 答：為提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中選用的鋼筋應(yīng)滿足： 鋼筋的強度、 鋼筋的塑性、 鋼筋的可焊性、 鋼筋與混凝土的粘結(jié)力等性能方面的要求。 在寒冷地區(qū)，對鋼筋的低溫性能也有一定的要求。2、試簡述并分析普通箍筋鋼筋混凝土柱和約束箍筋鋼筋混凝土柱的箍筋各有什么作用？答：普通箍筋鋼筋混凝土柱內(nèi)箍筋主要作用是固定縱向鋼筋的位置，對混凝土的約束很小。與素混凝 土柱相比，普通箍筋鋼筋混凝土柱的縱筋和箍筋，

2、對峰值應(yīng)變和下降段曲線的影響很小?；炷寥S試驗研究表明，側(cè)向壓力的存在，可有效地阻止混凝土在軸向壓力作用下產(chǎn)生的側(cè)向變形 以及內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，從而使混凝土的軸向抗壓強度和變形能力提高。若在混凝土柱中配置足 夠的螺旋箍筋或焊接環(huán)向箍筋，箍筋所包圍混凝土的側(cè)向變形受到箍筋約束， 混凝土受到箍筋的側(cè)向 壓力，箍筋所包圍的核芯混凝土處于三軸受壓狀態(tài)， 其軸向抗壓強度與側(cè)向壓力有關(guān)。側(cè)向壓力越大, 軸向抗壓強度越高，構(gòu)件的承載力也越高。而混凝土受到的側(cè)向壓力取決于箍筋的應(yīng)力和數(shù)量。箍筋 的應(yīng)力越高、面積越大，核芯混凝土受到的側(cè)向壓力越大。配置足夠的螺旋箍筋或焊接圓環(huán)箍筋不僅 可以提高柱的承載力，

3、還能很大程度地改善柱的變形性能。3、分析影響受彎構(gòu)件正截面抗彎能力的主要因素， 如欲提高截面抗彎能力Mu，宜優(yōu)先采用哪些措施？ 為什么？答：影響受彎構(gòu)件正截面抗彎能力的主要因素有混凝土的強度、鋼筋的強度及面積、混凝土截面尺寸。截面抗彎能力Mu與混凝土的強度成正比，而與截面的有效高度的平方成正比，因此，欲提高截面抗 彎能力Mu，優(yōu)先采用措施是增大截面的有效高度。4、什么是受彎構(gòu)件雙筋截面？在什么情況下才將受彎構(gòu)件設(shè)計成雙筋截面？其正截面承載力計算公 式的適用條件是什么？答：（1）如果在受壓區(qū)配置數(shù)量較多的縱向受壓鋼筋，不僅起架立鋼筋的作用，而且對正截面抗彎承 載力也有較大作用。在正截面受彎承載力

4、計算時，受拉區(qū)鋼筋和受壓區(qū)鋼筋對截面抗彎承載力的作用 同時都要考慮，這種配筋的截面稱為雙筋截面。雙筋截面只在下面幾種情況使用：（a）彎矩很大，超過了單筋截面所能承擔(dān)的最大彎矩，而截面尺寸又受到限制，混凝土強度等級也 不能提高，按單筋截面設(shè)計必然成為超筋截面。（b）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受某種交變作用（如地震），截面上的彎矩正負交替變化。（c）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件截面的受壓區(qū)已預(yù)先布置了一定數(shù)量的受力鋼筋。h's aA'ssfyAs由力的平衡條件，得：1 fcbxfyAs 二 fy As由力矩平衡條件，得（ x、'Mu =5cbx hr- hh t（A h ） a計算公式的適用條件（a）X&

5、#39; bhr。這個限制條件是為了保證受壓區(qū)混凝土破壞前，受拉區(qū)縱向鋼筋屈服。I（b）x-as。這個限制條件是為了保證受壓區(qū)縱向鋼筋在構(gòu)件破壞前達到屈服。（c）As bnbh。這個限制是為了防止構(gòu)件少筋破壞，在雙筋截面中一般均能滿足。5、在計算斜截面承載力時，計算截面的位置應(yīng)如何確定？答：要保證梁不發(fā)生斜截面抗剪破壞，就需保證梁各截面均不發(fā)生斜截面破壞。計算梁斜截面抗剪承 載力時，計算截面位置應(yīng)按下列規(guī)定確定，即可保證梁不發(fā)生斜截面抗剪破壞： 支座邊緣處截面。 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處截面。 箍筋截面面積或間距改變處截面。 腹板寬度改變處截面。6鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件受扭破壞形態(tài)有哪幾種？并說

6、明各自的破壞特點。答：鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件受扭破壞形態(tài)有適筋破壞、少筋破壞、超筋破壞和部分超筋破壞四種。 配有腹筋的適筋受扭構(gòu)件，扭矩很小時，構(gòu)件扭轉(zhuǎn)變形很小，以近似認為扭轉(zhuǎn)角與扭矩成比例增大。 當(dāng)截面長邊（側(cè)面）中點混凝土的主拉應(yīng)力達到其抗拉強度后，出現(xiàn)45力向斜裂縫，裂縫處混凝土退出工作，與裂縫相交的箍筋和縱筋的拉應(yīng)力突然增大，扭轉(zhuǎn)角迅速增加，在扭矩-扭轉(zhuǎn)角曲線上出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，甚至形成一個平臺。繼續(xù)加大扭矩，斜裂縫數(shù)量增多，形成間距大約相等的平行裂縫，并逐 漸加寬，廷伸至構(gòu)件的各個側(cè)面，形成多重螺旋狀表面裂縫。同時，裂縫從表面深入混凝土內(nèi)部，外 層混凝土退出工作，箍筋和縱筋承擔(dān)更大比例的扭矩

7、，應(yīng)力增長快，扭轉(zhuǎn)角的增大加快，構(gòu)件抗扭剛 度逐漸下降。當(dāng)與斜裂縫相交的一些箍筋和縱筋達到屈服強度時，裂縫增寬加快，相鄰的箍筋和縱筋 也隨之屈服，截面上更多的外層混凝土退出工作，構(gòu)件剛度進一步降低，扭轉(zhuǎn)角加快發(fā)展。斜裂縫中 的一條會成為臨界斜裂縫，其寬度超過其他裂縫，與之相交的箍筋和縱筋相繼屈服，扭矩不再增大， 扭轉(zhuǎn)角繼續(xù)增大，達到構(gòu)件的極限扭矩 Tu。鋼筋混凝土純扭構(gòu)件最終形成三面螺旋形受拉裂縫和一 面（截面長邊）受壓的斜扭破壞面。受扭構(gòu)件中由扭矩產(chǎn)生的拉力由縱筋和箍筋共同承擔(dān)，若受扭構(gòu) 件內(nèi)配置的箍筋和縱筋的數(shù)量適當(dāng)，破壞時，腹筋（包括縱筋和箍筋）均屈服后，受壓混凝土破壞。7、減小鋼筋混凝

8、土構(gòu)件裂縫寬度的主要措施有哪些？ （d 、WmaxcW 1.% + 0.08亍答：由最大裂縫寬度計算公式Es I也*可知，可以通過降低鋼筋的應(yīng)力、減小保護層厚度、減小鋼筋直徑及增加構(gòu)件的有效配筋率來減小混凝土構(gòu)件的裂縫寬度。8、分別說明施加預(yù)應(yīng)力對軸心受拉構(gòu)件的開裂荷載和極限承載力有什么影響？為什么？答：預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的開裂荷載Nc CpcH ' ftk A0 = N° *和人和普通鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件的開裂荷載Nc二ftkA0可知，預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件比相同條件的普通混凝土軸心受拉構(gòu) 件的開裂荷載提高了 N° = ScIiA0。故預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件出

9、現(xiàn)裂縫比鋼筋混凝土構(gòu)件遲得多，構(gòu)件抗裂度大為提高。在肌二fpyAp fyAs勺計算公弍屮與pcII無關(guān)，先張法或后張法預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受 拉構(gòu)件的極限承載力相同，它們也與相同條件的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的極限承載力相同，而與預(yù)應(yīng)力的存在與否及大小無關(guān)，即施加預(yù)應(yīng)力不能提高軸心受拉構(gòu)件的極限承載力。、計算題1、已知矩形梁截面尺寸b>h=250mm< 500mm,保護層厚度c=25mm;彎矩設(shè)計值M=200X10 N mm； 混凝土強度等級為C40,鋼筋采用HRB400級鋼筋。要求：（1）畫出單筋矩形截面受彎構(gòu)件極限承載力計算的計算簡圖，并列出相應(yīng)的計算公式。 解：（1）雙筋矩形正截面抗彎

10、承載力計算簡圖由力的平衡條件，得>1 fcbX fyAs 二 fyA由力矩平衡條件，得2fyAs ho - as（2）求所需的縱向受拉鋼筋截面面積。（計算所需參數(shù)：C40 混凝土的 fc=19.1N/mm2, ft=1.71N/mm2，HRB400 鋼筋的 fy=360N/mm2。對 于 C40 的混凝土 ： 1=1.0, 1=0.8;對于 C40 的混凝土和 HRB400 鋼筋 尸0.518。：:min 取 0.002 和 0.45ft/fy 中的較大者。）解 ：（ 2）在求解過程中，令截面的抗彎承載力Mu等于該截面的彎矩設(shè)計值 M。M - fy A lh） - as«1fc

11、bhbI400"06 -360742匯（440-35 ）.=1-.1-22=0.3429 ： b 7518Y1.0汽19.仆250><4402同時，x二hg -0.3429 440 =150.9 2aS -2 35 =70mm。則受壓區(qū)計算高度滿足公式的適用條件。AfyAs+W fcbh。-Asfy360 942 1.0 19.1 250 440 0.34292=2943mm360受拉鋼筋選用6根直徑25mm的HRB400鋼筋，As=2945mm2,雙排布置（與初始假設(shè)相符）。= 0.214%f1 71因為0.45；"45端巾214%，所以2 2As =2943

12、 mm訂山bh =0.214% 250 500=268mm受拉縱筋量滿足大于最小配筋量的要求。2、軸向力和彎矩作用下柱的軸向力設(shè)計值 N=300X103N，彎矩設(shè)計值M = 180X106N-mm，截面尺 寸b*=300mrH 400mm, as =a's=40mm；混凝土強度等級為C30,縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋； l0/h=6。要求：（1）分別畫出矩形截面大、小偏心受壓構(gòu)件極限承載力計算的計算簡圖，并列出相應(yīng)的 計算公式。解:（ 1） a.矩形截面大偏心（< b）受壓構(gòu)件正截面承載力計算公式s：-1fcNu計算公式由軸向力的平衡條件，得Nu f fcbx fyA -

13、 fyA由對受拉鋼筋合力中心取矩的平衡條件，得fyAs ho - as口he ="e + asi 2 s矩形截面小偏心（> b）受壓構(gòu)件正截面承載力計算公式s由軸向力的平衡條件，得Nujfcbx HjA由對離軸向力較遠鋼筋合力中心取矩的平衡條件，得Nuefcbx ho -2fyAs hoe = e h -as2（2）采用對稱配筋，求截面的配筋。（計算所需參數(shù)與公式：C30混凝土的fc=14.3N/mm2 , ft=1.43N/mm2 , HRB335鋼筋的fy=f 'y=300N/mm2。對于 C30 的混凝土 ： 1=1.0 , 1=0.8 ;對于 C30 的混凝土和

14、 HRB335 鋼筋 1=0.550。:：min=min=0.002, ea取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的較大者。=1 1101400? <h.2 , 取 1 ,）h° 二 h - a$ 二 400 - 40 二 360 mmho 二 h - as 二 400 - 40 二 360 mm6ea = 20 mmM 18010“ e03 = 600 mm,N 300 103則 e = e0ea：60020 = 6r2r00.5fcAN=2.86 1，取=10.5 14.3 300 4003300 106 ： 15，取 2=1h=11400亙 h=1140062062 1 1= 1.015360因ei =1.015 620 =629mm 0.3怙=0.3 360 =108mm，可先按大偏心受壓情況計算?？?h400e= ea； =1.015 62040 = 789mm2 2當(dāng)偏心受壓構(gòu)件對稱配筋時，As= A's, fy= f 'y, as= a's。N：1仙3= 0.1943300 101 14.3 300 3