混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理人民交通13章課后習(xí)題參考答案

第一配置在混凝土截面受拉區(qū)鋼筋的作用是什么？壓碎破壞。混凝土抗壓強(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《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法（GB/T50081-2002）規(guī)定以每邊邊長為150mm的立方

100×10×500m混凝土棱柱體受拉試驗(yàn)破壞時(shí)試件在沒有鋼的抗拉強(qiáng)度目前國內(nèi)外常采用立方體或圓柱體的劈裂試驗(yàn)測得的混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度值換算成抗拉強(qiáng)度，換算時(shí)應(yīng)乘以換算系數(shù) f0.9 0.9， 混凝土受壓的應(yīng)力—應(yīng)變曲線點(diǎn)？影響混凝土受壓應(yīng)力—應(yīng)變曲線有哪幾個(gè)因素？答：完整的混凝土受拉曲線由上升OC、下降段CD和收斂段DE個(gè)階段組成c0.3c上升段：當(dāng)壓應(yīng) 左右時(shí)，應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系接近直線變化（OA段），混凝土處

影響混凝土受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線的主要條件。什么叫混凝土的徐變？影響徐變有哪些主要原因？的徐變。主要影混凝土在長期荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力大?。患雍蓵r(shí)混凝土的齡期混凝土的組成成分和配合比養(yǎng)護(hù)及使用條件下的溫度與濕度為標(biāo)準(zhǔn)試件，在20℃±2℃的溫度和相對濕度95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d，依照標(biāo)準(zhǔn)制作

彈性階

0.3

混凝土的徐變和收縮變形都是隨時(shí)間而長的變形，兩者有和不同之處法和試驗(yàn)方法測得的抗壓（以MPa為單位f作為混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度，用符 示（GB/T50081-2002）規(guī)定以150mm×150mm×300mm的棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在20℃±2℃的溫度和相對濕度在95%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d，依照標(biāo)制作方法和試驗(yàn)方法測得的抗壓強(qiáng)度值（以

壓應(yīng)力的增大，應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系愈來愈偏離的應(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，并在隙等薄弱處產(chǎn)生新的個(gè)別裂縫。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到cfc （B點(diǎn)）左右后，混凝土塑性變形顯著力——應(yīng)變曲線斜率急劇減小，如果不繼續(xù)加

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。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（相對滑移階段。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到最大應(yīng)

沿鋼筋與混凝土接觸面上產(chǎn)生的剪應(yīng)cfc為單位稱為混凝土抗壓強(qiáng)度用符 示混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度：我國交通部部頒《公路工程水泥混凝土試（JTJ053-94）規(guī)定，采用150mm方體作為標(biāo)準(zhǔn)試件進(jìn)行混凝

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 應(yīng)變?nèi)匀辉黾?，曲線下降坡度較陡，混凝土表裂縫逐

粘結(jié)強(qiáng)度：實(shí)際工程中，通常以拔（劈裂的粘結(jié)強(qiáng)度；主要措施：①光圓鋼筋及變形鋼筋作，則混凝土劈裂抗拉強(qiáng)

按下式計(jì)算

收斂段：在反彎點(diǎn)D點(diǎn)之后，應(yīng)力下降率減慢，趨于殘余應(yīng)力。表面縱縫把混凝土棱

可以通過提高混凝土強(qiáng)度等級來增加粘結(jié)力水平位置鋼筋比豎位鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度低，所以f2F0.637。 。

力及小柱體的殘余強(qiáng)度所承受。

增大混凝土保護(hù)層厚度⑤采用帶肋鋼第二橋梁結(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？體有如下四個(gè)方面：橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常變形等的作用；橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好變形和局部損壞；橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用和正常條件

特定狀態(tài)成為該功能的極2-4解釋一下名詞：作用、直接作用、間接作應(yīng)變的所有原因；布力；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。況？答：持久狀況、短暫狀況和偶然狀況

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，可變答：作用分為永久作用（恒載、可變作用和偶然作用三類；采用的各種作用的基本代表值。可變作用的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的作用值。用的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或次數(shù)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)層碳化導(dǎo)致鋼筋的修飾在偶然荷載（如、強(qiáng)風(fēng)）作用

結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀設(shè)計(jì)計(jì)算原則是什

的剪力標(biāo)準(zhǔn)值

187.01kN或偶然事（如發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，橋梁構(gòu)仍能保持整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌。和耐久性。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和使用有何區(qū)別

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)

產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值VQ1k261.76kN；沖擊系(1)1.19；人群荷載產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值VQ2k57.2kN；溫度梯度產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值VQ3k41.5kN，參答：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是指對結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠度時(shí)，結(jié)合結(jié)構(gòu)使用期，考慮各種基本變量與時(shí)

值，即

0

R

例題2-3，試進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的考結(jié)構(gòu)使用的要求適當(dāng)選定但二者不完指標(biāo)，但不等于結(jié)構(gòu)喪失了所要求的基本功能

②正常使用狀態(tài)是以結(jié)構(gòu)彈性理論或彈塑（或荷載的短期效應(yīng)

用效應(yīng)組合計(jì)算解：①作用短期效應(yīng)組汽車荷載不計(jì)沖擊系數(shù)的汽車荷載剪力標(biāo)準(zhǔn)值為：VS

'

Q1k261.76/1.19至報(bào)廢。一般來說，使用長，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 可以長一些，使用短，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)短一些

規(guī)定的各相應(yīng)限值。設(shè)計(jì)表達(dá)式 1什么叫材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值

1通常設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)該小于期

①材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：是由標(biāo)準(zhǔn)試件按標(biāo)準(zhǔn)

SsdSGik1jSQjk187.01哪兩類結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？

驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布0.05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

j當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定

有不小于95%的保證率。

①作用長期效應(yīng)組 SldSGik2jSQjk187.01狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的 能要求時(shí)，

②材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：是材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

j第三3.1、試比3-43-5，說明鋼筋混凝土板和答板的受拉區(qū)鋼筋數(shù)量由計(jì)算決定受鋼筋的直徑不宜小于10m（行車道板或8m（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（1/4～16）計(jì)算跨徑處按（0°～45°）米板寬內(nèi)不應(yīng)少于31/4。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)置的橫向而是按照設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定選擇的。為綁扎鋼筋骨架和焊接鋼筋骨架兩種形式。（12～32mm常不得超過40mm了便于施工識(shí)別，直徑間應(yīng)相差2mm以上。什么叫受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋的配筋率？0h0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)0h0達(dá) 是指截面的有效高度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、鋼布置、參照圖3-7，試說明規(guī)定各主鋼筋橫向凈距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。為幾個(gè)階段？各階段受要特點(diǎn)是什么？的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力基本上都呈三角形分布。形這時(shí)，受拉邊緣混凝土的拉應(yīng)變極限拉將出現(xiàn)，梁截面上作用的彎矩用Mcr表示M第Ⅱ階段：荷載作用彎矩到 后，梁混凝土抗拉強(qiáng)度最弱截面上出現(xiàn)了第一批裂形成微曲的曲線形，中和軸位置向上移動(dòng)。結(jié)束。

應(yīng)力圖成為明顯的豐滿曲線形服強(qiáng)度。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被拉斷。水平裂縫，隨之因混凝土壓碎而破壞。的裂縫開展不寬，破壞突然，沒有明顯預(yù)兆。明顯預(yù)兆，故稱為脆性破壞。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，此構(gòu)件已不再承受荷載，若繼續(xù)增加荷載，迅速

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

壞，此時(shí)受壓區(qū)高度為xbbh0，b被稱②作用：在正截面承載能力計(jì)算中通常用歷整個(gè)流幅而進(jìn)入強(qiáng)化階段，梁僅出現(xiàn)一條集

受壓區(qū)高度和相對界限受壓bb

b

來作為界限條件，來判斷h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。

正截面承載力計(jì)算中起什么作用b取值與哪答：①相對受壓區(qū)高度：相對受壓區(qū)高度xix為受壓區(qū)高度h為

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fsd；受拉區(qū)鋼筋的彈性Es；混凝土極壓應(yīng)變 以及無量綱參數(shù)有關(guān)ih答：基本假定有：1）平截面假 2） ih0考慮混凝土的抗拉強(qiáng) 3）材料應(yīng)力與物理系

面有效高度區(qū)鋼筋達(dá)到屈服應(yīng)變y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)cu變而破3-解：基本公式法

fcd11.5MPa,ftd

M0Md1.0145145kNm采用綁扎鋼筋骨架，按一層鋼筋布置，假設(shè)as40mm，則有效高度h0has50040460mm求受壓區(qū)高度有公式3-14

11.5200x(460x21152 00x14500000x1167.6mmbh0求所需鋼筋數(shù)

Afcdbx11.5200f f鋼筋布置可選4φ22（

1520mm2）2φ22+2φ20（

1388mm2s混凝土保護(hù)層厚度c30mmd22mm，且滿足附表要sas30

2

42.6mm

0最小配筋率計(jì)算45ftd/fsd45(1.23280)0.2，所以配筋率不應(yīng)小于0.2%，實(shí)際配筋率0

200查表法查附表fcd11.5MPa,ftdas40mm，則有效高度h0has50040460mm

1.0

fbh

11.5200

0.298,查附表1-5

b,

A

f 0.8152800sd3-解查附表可得fcd9.2MPa,ftd1.06MPa,fsd 最小配筋率計(jì)算45ftd/fsd45(1.062800.17，故取min由配筋圖計(jì)算得混凝土保護(hù)層厚度casd/24018.4/2mm20030.82鋼筋凈距Sn

41.6mm，滿實(shí)際配筋率： 0.74%，滿200求受壓區(qū)高度：x

fcd

2806039.2抗彎承載能Mfbx(hx)9.2200 1500859Nmm61.5kN不滿足承載能力要3-解查附表可得fcd11.5MPa,ftd 彎矩計(jì)M0Md1.012.912.9kNm，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，按一層鋼筋布置，假設(shè)as25mm，則有效高度h0has14025115mm求受壓區(qū)高度有公式3-14

11.51000x(115x211.5x22645x25800x110.2mmbh00.5610056x2219.8mm(舍求所需鋼筋數(shù)

Afcdbx11.5100010.2f f鋼筋布置可選4φ12（

471mm2），鋼筋布置在受拉一側(cè)，即上緣s混凝土保護(hù)層厚度c30mmd12mm，且滿足附表要sas25 32mm最小配筋率計(jì)算45(

td/

45(1.232800.2，所以配筋率不應(yīng)小于0.2%，實(shí)際配筋率

0.45%第三3-解查附表可

fcd9.2MPa,ftd1.06MPa,fsdfsd'280MPa,b0.56,0

，則彎矩計(jì)算M0Md1.1190209kNmas35mm，受拉鋼筋按兩層鋼筋布置，假設(shè)as65mm，則有效高度h0has50065435mm。取b0.56Mfbh2(10.5 2091069.220043520.56(10.5sA' sfsd'(h0as 280(435fAfcdbxfsd'As'9.2200(4350.56)280612.6f f3-解：內(nèi)1.簡支梁計(jì)算跨徑的1/3，即l0/32420038067mm2.取相鄰兩梁平均間距3.h60mm,b1100mm,hh1/ b6hh12hf160660 ，滿bf取三個(gè)中的最小值不滿足承載能力要邊

226hf'

，又外側(cè)懸臂板實(shí)際寬度為2200mm，所以邊梁有效寬度為 3-受壓區(qū)高度在翼板厚度內(nèi)，即xhf'，為第一類T受壓區(qū)已進(jìn)入梁肋，即xhf，為第二類T第一類T在受壓翼板內(nèi)，受