混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理

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第一章緒論

問答題

1．什么是混凝土結(jié)構(gòu)？

2．以簡支梁為例，說明素混凝土與鋼筋混凝土受力性能的差異。3．鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)條件是什么？4．混凝土結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

5．房屋混凝土結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件的受力特點(diǎn)是什么？6．簡述混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的主要階段。7．簡述性能設(shè)計的主要步驟。

8．簡述學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程的應(yīng)當(dāng)注意的問題。

第一章緒論問答題參考答案

1．什么是混凝土結(jié)構(gòu)？

答：混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置和添加鋼筋、鋼骨、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筋和各種纖維，形成的結(jié)構(gòu)，有素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及纖維混凝土結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)充分利用了混凝土抗壓強(qiáng)度高和鋼筋抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。

2．以簡支梁為例，說明素混凝土與鋼筋混凝土受力性能的差異。

答：素混凝土簡支梁，跨中有集中荷載作用。梁跨中截面受拉，拉應(yīng)力在荷載較小的狀況下就達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度，梁被拉斷而破壞，是無明顯預(yù)兆的脆性破壞。

鋼筋混凝土梁，受拉區(qū)配置受拉鋼筋梁的受拉區(qū)還會開裂，但開裂后，出現(xiàn)裂縫，拉力由鋼筋承受，直至鋼筋屈服以后，受壓區(qū)混凝土受壓破壞而達(dá)到極限荷載，構(gòu)件破壞。

素混凝土簡支梁的受力特點(diǎn)是承受荷載較小，并且是脆性破壞。鋼筋混凝土簡支梁的極限荷載明顯提高，變形能力明顯改善，并且是延性破壞。

3．鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)條件是什么？答：混凝土和鋼筋協(xié)同工作的條件是：

（1）鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)力，使兩者結(jié)合為整體；

（2）鋼筋與混凝土兩者之間線膨脹系數(shù)幾乎一致，兩者之間不會發(fā)生相對的溫度變形使粘結(jié)力遭到破壞；

（3）設(shè)置一定厚度混凝土保護(hù)層；（4）鋼筋在混凝土中有可靠的錨固。

4．混凝土結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：（1）可模性好；（2）強(qiáng)價比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）適應(yīng)災(zāi)難環(huán)境能力強(qiáng)，整體澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，對抗?fàn)幍卣?、風(fēng)載和爆炸沖擊作用有良好性能；（6）可以就地取材。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：如自重大，不利于建造大跨結(jié)構(gòu)；抗裂性差，過早開裂雖不影響承載力，但對要求防滲漏的結(jié)構(gòu)，如容器、管道等，使用受到一定限制；現(xiàn)場澆筑施工工序多，需養(yǎng)護(hù)，工期長，并受施工環(huán)境和氣候條件限制等。

5．房屋混凝土結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件的受力特點(diǎn)是什么？

答：在房屋建筑中，永久荷載和樓面活荷載直接作用在樓板上，樓板荷載傳遞到梁，梁將荷載傳遞到柱或墻，并最終傳遞到基礎(chǔ)上，各個構(gòu)件受力特點(diǎn)如下：

樓板：是將活荷載和恒荷載通過梁或直接傳遞到豎向支承結(jié)構(gòu)（柱、墻）的主要水平構(gòu)件，樓板的主要內(nèi)力是彎矩和剪力，是受彎構(gòu)件。

梁：是將樓板上或屋面上的荷載傳遞到立柱或墻上，前者為樓蓋梁，后者為屋面梁，梁承受板傳來的荷載，主要內(nèi)力有彎矩和剪力，有時也可能是扭矩，屬于受彎構(gòu)件。

柱：柱承受梁、板體系傳來的荷載，主要內(nèi)力有軸向壓力、彎矩和剪力，可能是軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)荷載有偏心作用時，柱受壓的同時還會受彎，是壓彎構(gòu)件。

墻：承重的混凝土墻常用作基礎(chǔ)墻、樓梯間墻，或在高層建筑中用于承受水平風(fēng)載和地震作用的剪力墻，它受壓的同時也會受彎，是壓彎構(gòu)件。

基礎(chǔ)：是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到地基（土層）的承重混凝土構(gòu)件，基礎(chǔ)主要內(nèi)力是壓力和彎矩，是受壓構(gòu)件或壓彎構(gòu)件。

6．簡述混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的主要階段。答：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法大體可分為四個階段：

（1）在20世紀(jì)初以前，鋼筋混凝土本身計算理論尚未形成，設(shè)計沿用材料力學(xué)的容許應(yīng)力方法。

（2）1938年左右已開始采用按破損階段計算構(gòu)件破壞承載力，50年代，出現(xiàn)了按極限狀態(tài)設(shè)計方法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算理論。

（3）二戰(zhàn)以后，設(shè)計計算理論已過渡到以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。（4）20世紀(jì)90年代以后，開始采用或積極發(fā)展性能化設(shè)計方法和理論。7．簡述性能設(shè)計的主要步驟。答：性能化方法是確定工程結(jié)構(gòu)要達(dá)到的總體目標(biāo)或設(shè)計性能，設(shè)計師根據(jù)性能目標(biāo)的不同，設(shè)計不同的設(shè)計方案，并評估設(shè)計方案是否達(dá)到性能目標(biāo)的要求。

8．簡述學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程的應(yīng)當(dāng)注意的問題。

答：（1）鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種材料組成的復(fù)合材料，是非均勻、非連續(xù)、非彈性的材料。力學(xué)關(guān)系是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過幾何、物理和平衡關(guān)系建立的。

（2）鋼筋混凝土構(gòu)件中的兩種材料在強(qiáng)度和數(shù)量上存在一個合理的配比范圍。假使鋼筋和混凝土在面積上的比例及材料強(qiáng)度的搭配超過了這個范圍，就會引起構(gòu)件受力性能的改變，從而引起構(gòu)件截面設(shè)計方法的改變，這是學(xué)習(xí)時必需注意的一個方面。

（3）由于混凝土材料的繁雜性、離散性，混凝土材料的理論體系是建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上的。大量假定依靠與試驗(yàn)結(jié)果，大量公式來源于試驗(yàn)驗(yàn)證，大量因素?zé)o法控制，仍需通過構(gòu)造措施加以解決，大量理論尚需不斷發(fā)展與完善，具有不同功能的混凝土材料性能尚需不斷挖掘。

（4）本課程主要講解鋼筋混凝土基本構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)了解每一種構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系的作用、受力狀況。例如梁、柱是受彎構(gòu)件，主要受彎、受剪；柱、墻、受壓弦桿是受壓構(gòu)件，主要受壓、彎，受壓、剪，雙向受壓彎；雨蓬梁、柱是受扭構(gòu)件，主要受扭，受彎、剪、扭，受

壓、彎、剪、扭；受拉弦桿是受拉構(gòu)件，主要受拉、彎。

（5）本課程所要解決的不僅是構(gòu)件的承載力和變形計算等問題，還包括構(gòu)件的截面形式、材料選用及配筋構(gòu)造等。結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計是一個綜合性的問題，需要考慮各方面的因素。因此，學(xué)習(xí)本課程時要注意學(xué)會對多種因素進(jìn)行綜合分析，培養(yǎng)綜合分析判斷能力。

（6）混凝土設(shè)計與施工工作必需依照規(guī)范進(jìn)行，各種規(guī)范是長期理論研究成果和工程實(shí)踐的總結(jié)。不但要熟練把握基本要求、使用范圍，還要深入了解每一條文的理論依據(jù)，做到深入理論，靈活運(yùn)用。同時，隨著科學(xué)的發(fā)展和實(shí)踐的要求，大量新成果會不斷的涌現(xiàn)，規(guī)范會及時修訂，一般我國混凝土規(guī)范10年左右修訂一次，但隨著社會的發(fā)展，規(guī)范的修訂速度會加快，因此，具體工作時應(yīng)當(dāng)及時把握最新的規(guī)范。

（7）混凝土設(shè)計與施工是一種社會實(shí)踐行為，不能離開社會的制約因素進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量。

（8）混凝土設(shè)計與施工是一種法律責(zé)任行為，工程技術(shù)人員一定要遵守國家相關(guān)的法律、法規(guī)的要求，否則，就要承受相應(yīng)的法律責(zé)任。

其次章緒論

單選題

1．與素混凝土梁相比，鋼筋混凝上梁承載能力（）。

A．一致；B．提高大量；C．有所提高；

2．與素混凝土梁相比，鋼筋混凝土梁抗?fàn)庨_裂的能力（）。

A.提高不多；B.提高大量；C.完全一致；

3．與素混凝土梁相比，適量配筋的鋼混凝土梁的承載力和抗?fàn)庨_裂的能力（）。

A.均提高好多；

B.承載力提高好多，抗裂提高不多；C.抗裂提高好多，承載力提高不多；D.均提高不多；

4．鋼筋混凝土梁在正常使用荷載下（）。A．尋常是帶裂縫工作的；

B．一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫貫穿全截面；

C．一旦出現(xiàn)裂縫，沿全長混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力喪盡；5．鋼筋與混凝土能共同工作的主要原因是（）。

A.防火、防銹；

B.混凝土對鋼筋的握裹及保護(hù)；

C.混凝土對鋼筋的握裹，兩者線膨脹系數(shù)接近；

其次章緒論單項(xiàng)選擇題參考答案

1．B2．A3．B4．A5．C

其次章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

問答題

1．軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么不同？設(shè)計時分別采用什么值作為依據(jù)？

2．我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有種？我國熱軋鋼筋的強(qiáng)度分為幾個等級？3．鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？4．什么是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什么性質(zhì)？5．什么是鋼筋的包興格效應(yīng)？

6．在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？

7．試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。

8．簡述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并表達(dá)混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強(qiáng)度的影響。9．簡述混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。10．簡述混凝土軸心抗壓強(qiáng)度。

11．混凝土的強(qiáng)度等級是如何確定的。12．簡述混凝土三軸受壓強(qiáng)度的概念。

13．簡述混凝土在單軸短期加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。14．什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？15．什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？16．鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？17．最小錨固長度是如何確定的？18．簡述綁扎搭接連接的機(jī)理。

其次章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

問答題參考答案

1．軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么不同？設(shè)計時分別采用什么值作為依據(jù)？

答：有物理屈服點(diǎn)的鋼筋，稱為軟鋼，如熱軋鋼筋和冷拉鋼筋；無物理屈服點(diǎn)的鋼筋，稱為硬鋼，如鋼絲、鋼絞線及熱處理鋼筋。

軟鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2-1所示，曲線可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、加強(qiáng)階段和破壞階段。

有明顯流幅的鋼筋有兩個強(qiáng)度指標(biāo)：一是屈服強(qiáng)度，這是鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計時鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)，由于鋼筋屈服后產(chǎn)生了較大的塑性變形，這將使構(gòu)件變形和裂縫寬度大大增加以致無法使用，所以在設(shè)計中采用屈服強(qiáng)度fy作為鋼筋的強(qiáng)度極限。另一個強(qiáng)度指標(biāo)是鋼筋極限強(qiáng)度fu，一般用作鋼筋的實(shí)際破壞強(qiáng)度。

圖2-1軟鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線

硬鋼拉伸時的典型應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2-2。鋼筋應(yīng)力達(dá)到比例極限點(diǎn)之前，應(yīng)力應(yīng)變按直線變化，鋼筋具有明顯的彈性性質(zhì)，超過比例極限點(diǎn)以后，鋼筋表現(xiàn)出越來越明顯的塑性性質(zhì)，但應(yīng)力應(yīng)變均持續(xù)增長，應(yīng)力應(yīng)變曲線上沒有明顯的屈服點(diǎn)。到達(dá)極限抗拉強(qiáng)度b點(diǎn)后，同樣由于鋼筋的頸縮現(xiàn)象出現(xiàn)下降段，至鋼筋被拉斷。

設(shè)計中極限抗拉強(qiáng)度不能作為鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)，一般取剩余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力ζ0.2作為無明顯流幅鋼筋的強(qiáng)度限值，尋常稱為條件屈服強(qiáng)度。對于高強(qiáng)鋼絲，條件屈服強(qiáng)度相當(dāng)于極限抗拉強(qiáng)度0.85倍。對于熱處理鋼筋，則為0.9倍。為了簡化運(yùn)算，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》統(tǒng)一取ζ0.2=0.85ζb，其中ζb為無明顯流幅鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度。

圖2-2硬鋼拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線

2．我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有幾種？我國熱軋鋼筋的強(qiáng)度分為幾個等級？

答：目前我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋主要品種有鋼筋、鋼絲和鋼絞線。根據(jù)軋制和加工工藝，鋼筋可分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋。

熱軋鋼筋分為熱軋光面鋼筋HPB235（Q235，符號Φ，Ⅰ級）、熱軋帶肋鋼筋HRB335（20MnSi，符

號

，Ⅱ級）、熱軋帶肋鋼筋HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi，符號余熱處理鋼筋RRB400（K20MnSi，符號

，Ⅲ級）、

，Ⅲ級）。熱軋鋼筋主要用于鋼筋混凝土結(jié)

構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力普通鋼筋。

3．鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？

答：鋼筋冷加工目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，以儉約鋼材。除冷拉鋼筋仍具有明顯的屈服點(diǎn)外，其余冷加工鋼筋無屈服點(diǎn)或屈服臺階，冷加工鋼筋的設(shè)計強(qiáng)度提高，而延性大幅度下降。

冷加工方法有冷撥、冷拉、冷軋、冷扭。

冷拉鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經(jīng)機(jī)械拉伸而成，冷拉應(yīng)力值應(yīng)超過鋼筋的屈服強(qiáng)度。鋼筋經(jīng)冷拉后，屈服強(qiáng)度提高，但塑性降低，這種現(xiàn)象稱為冷拉加強(qiáng)。冷拉后，經(jīng)過一段時間鋼筋的屈服點(diǎn)比原來的屈服點(diǎn)有所提高，這種現(xiàn)象稱為時效硬化。時效硬化和溫度有很大關(guān)系，溫度過高（450℃以上）強(qiáng)度反而有所降低而塑性性能卻有所增加，溫度超過700℃，鋼材會恢復(fù)到冷拉前的力學(xué)性能，不會發(fā)生時效硬化。為了避免冷拉鋼筋在焊接時高溫軟化，要先焊好后再進(jìn)行冷拉。鋼筋經(jīng)過冷拉和時效硬化以后，能提高屈服強(qiáng)度、儉約鋼材，但冷拉后鋼筋的塑性（伸長率）有所降低。為了保證鋼筋在強(qiáng)度提高的同時又具有一定的塑性，冷拉時應(yīng)同時控制應(yīng)力和控制應(yīng)變。4．什么是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什么性質(zhì)？

答：均勻伸長率δgt為非頸縮斷口區(qū)域標(biāo)距的剩余應(yīng)變與恢復(fù)的彈性應(yīng)變組成。

l'l0b

gt

l0Es

l0——不包含頸縮區(qū)拉伸前的測量標(biāo)距；l'——拉伸斷裂后不包含頸縮區(qū)的測量標(biāo)距；

b0——實(shí)測鋼筋拉斷強(qiáng)度；Es——鋼筋彈性模量。

均勻伸長率δgt比延伸率更真實(shí)反映了鋼筋在拉斷前的平均（非局部區(qū)域）伸長率，客觀

反映鋼筋的變形能力，是比較科學(xué)的指標(biāo)。

5．什么是鋼筋的包興格效應(yīng)？答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在反復(fù)荷載作用下，鋼筋的力學(xué)性能與單向受拉或受壓時的力學(xué)性能不同。1887年德國人包興格對鋼材進(jìn)行拉壓試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)的，所以將這種當(dāng)受拉（或受壓）超過彈性極限而產(chǎn)生塑性變形后，其反向受壓（或受拉）的彈性極限將顯著降低的軟化現(xiàn)象，稱為包興格效應(yīng)。

6．在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？

答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按以下規(guī)定采用：（1）普通鋼筋宜采用HRB400級和HRB335級鋼筋,也可采用HPB235級和RRB400級鋼筋；（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。

7．試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。答：（1）對鋼筋強(qiáng)度方面的要求

普通鋼筋是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，主要是HPB235、HRB335、HRB400、RRB400等熱軋鋼筋。

（2）強(qiáng)屈比的要求

所以設(shè)計中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比，對于抗震結(jié)構(gòu)，鋼筋應(yīng)力在地震作用下可考慮進(jìn)入加強(qiáng)段，為了保證結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下“裂而不倒〞，對鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值有一定的要求，一般不應(yīng)小于1.25。

（3）延性在工程設(shè)計中，要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)為具有明顯預(yù)兆，避免脆性破壞，抗震結(jié)構(gòu)則要求具有足夠的延性，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線上屈服點(diǎn)至極限應(yīng)變點(diǎn)之間的應(yīng)變值反映了鋼筋延性的大小。

（4）粘結(jié)性

粘結(jié)性是指鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。粘結(jié)力是鋼筋與混凝土得以共同工作的基礎(chǔ)，其中鋼筋凹凸不平的表面與混凝土間的機(jī)械咬合力是粘結(jié)力的主要部分，所以變形鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能最好，設(shè)計中宜優(yōu)先選用變形鋼筋。

（5）耐久性

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指，在外部環(huán)境下材料性、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)隨時間的退化，主要包括鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿—骨料反應(yīng)、化學(xué)作用等的機(jī)理及物理、化學(xué)和生化過程?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的降低可引起承載力的降低，影響結(jié)構(gòu)安全。（6）適合施工性

在施工時鋼筋要彎轉(zhuǎn)成型，因而應(yīng)具有一定的冷彎性能。鋼筋彎鉤、彎折加工時應(yīng)避免裂縫和折斷。熱軋鋼筋的冷彎性能很好，而性脆的冷加工鋼筋較差。預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線不能彎折，只能以直條形式應(yīng)用。

同時，要求鋼筋具備良好的焊接性能，在焊接后不應(yīng)產(chǎn)生裂紋及過大的變形，以保證焊接接頭性能良好。

（7）經(jīng)濟(jì)性

衡量鋼筋經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是強(qiáng)度價格比，即每元錢可購得的單位鋼筋的強(qiáng)度，強(qiáng)度價格比高的鋼筋比較經(jīng)濟(jì)。不僅可以減少配筋率，便利了施工，還減少了加工、運(yùn)輸、施工等一系列附加費(fèi)用。

8．簡述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并表達(dá)混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強(qiáng)度的影響。

答：混凝土材料結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：①微觀結(jié)構(gòu)，即水泥石結(jié)構(gòu)，水泥石結(jié)構(gòu)由水泥凝膠、晶體骨架、未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學(xué)性能取決于水泥的礦物成份、粉磨細(xì)度、水灰比和硬化條件；②亞微觀結(jié)構(gòu)，即混凝土的水泥砂漿結(jié)構(gòu)，水泥砂漿結(jié)構(gòu)可看作以水泥石為基相、砂子為分散相的二組混凝土體系，砂子和水泥石的結(jié)合面是薄弱面。對于水泥砂漿結(jié)構(gòu)，除上述決定水泥石結(jié)構(gòu)的因素外，砂漿協(xié)同比、砂的顆粒級配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質(zhì)含量是重要控制因素；③宏觀結(jié)構(gòu)，即砂漿和粗骨料兩組分體系。

混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)中，水泥作為基相，粗骨料隨機(jī)分布在連續(xù)的水泥砂漿中。粗骨料的強(qiáng)度遠(yuǎn)比混凝土高，硬化水泥砂漿的強(qiáng)度也比混凝土高，由砂漿和粗骨料組成的混凝土復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度低于砂漿和粗骨料單一材料的抗壓強(qiáng)度?；炷羶?nèi)砂漿與骨料界面的粘結(jié)強(qiáng)度只有砂漿抗拉強(qiáng)度的35％－65％，這說明砂漿與骨料界面是混凝土內(nèi)的最薄弱環(huán)節(jié)?；炷疗茐暮?，其中的粗骨料一般無破損的跡象，裂縫和破碎都發(fā)生在粗骨料表面和水泥砂漿內(nèi)部，所以混凝土的強(qiáng)度和變形性能在很大程度上取決于水泥砂漿的質(zhì)量和密實(shí)性。

9．簡述混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

答：混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度，我國《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2023）規(guī)定：邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度203℃，相對溫度≥90%）下養(yǎng)護(hù)28天后，以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(中心加載，加載速度為0.3～1.0N/mm2/s)，試件上、下表面不涂潤滑劑，連續(xù)加載直至試件破壞，測得混凝土抗壓強(qiáng)度為混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度fck，單位N/mm2。

fck

FA

fck——混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度；F——試件破壞荷載；A——試件承壓面積。

10．簡述混凝土軸心抗壓強(qiáng)度。

答：我國《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2023）采用150mm150mm300mm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，混凝土試件軸心抗壓強(qiáng)度

fcp

F

(2-8)A

fcp——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度；F——試件破壞荷載；A——試件承壓面積。

11．混凝土的強(qiáng)度等級是如何確定的。

答：混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu，k，我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指按上述標(biāo)準(zhǔn)方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度，根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C15、C20、C25、

C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80十四個等級。

12．簡述混凝土三軸受壓強(qiáng)度的概念。

答：三軸受壓試驗(yàn)是側(cè)向等壓ζ2=ζ3=ζr的三軸受壓，即所謂常規(guī)三軸。試驗(yàn)時先通過液體靜壓力對混凝土圓柱體施加徑向等壓應(yīng)力，然后對試件施加縱向壓應(yīng)力直到破壞。在這種受力狀態(tài)下，試件由于側(cè)壓限制，其內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，因此當(dāng)側(cè)向壓力增大時，破壞時的軸向抗壓強(qiáng)度相應(yīng)地增大。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，三軸受力時混凝土縱向抗壓強(qiáng)度為

fcc′=fc′+βσr(2-18)

式中：fcc′——混凝土三軸受壓時沿圓柱體縱軸的軸心抗壓強(qiáng)度；

fc′——混凝土的單軸圓柱體軸心抗壓強(qiáng)度；β——系數(shù)，一般普通混凝土取4；σr——側(cè)向壓應(yīng)力。

13．簡述混凝土在單軸短期加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。

答：一般用標(biāo)準(zhǔn)棱柱體或圓柱體試件測定混凝土受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線。軸心受壓混凝土典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2-3，各個特征階段的特點(diǎn)如下。

圖2-3混凝土軸心受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線

1）應(yīng)力σ≤0.3fcsh

當(dāng)荷載較小時，即ζ≤0.3fcsh，曲線近似是直線（圖2-3中OA段），A點(diǎn)相當(dāng)于混凝土的彈性極限。此階段中混凝土的變形主要取決于骨料和水泥石的彈性變形。

2）應(yīng)力0.3fcshζ≤0.8fcsh

隨著荷載的增加，當(dāng)應(yīng)力約為(0.3～0.8)fcsh，曲線明顯偏離直線，應(yīng)變增長比應(yīng)力快，混凝土表現(xiàn)出越來越明顯的彈塑性。

3）應(yīng)力0.8fcshζ≤1.0fcsh

隨著荷載進(jìn)一步增加，當(dāng)應(yīng)力約為(0.8～1.0)fcsh，曲線進(jìn)一步彎曲，應(yīng)變增長速度進(jìn)一步加快，說明混凝土的應(yīng)力增量不大，而塑性變形卻相當(dāng)大。此階段中混凝土內(nèi)部微裂縫雖有所發(fā)展，但處于穩(wěn)定狀態(tài)，故b點(diǎn)稱為臨界應(yīng)力點(diǎn)，相應(yīng)的應(yīng)力相當(dāng)于混凝土的條件屈服強(qiáng)度。曲線上的峰值應(yīng)力C點(diǎn)，極限強(qiáng)度fcsh，相應(yīng)的峰值應(yīng)變?yōu)棣?。4）超過峰值應(yīng)力后

超過C點(diǎn)以后，曲線進(jìn)入下降段，試件的承載力隨應(yīng)變增長逐漸減小，這種現(xiàn)象為應(yīng)變軟化。

14．什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？

答：取混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線在原點(diǎn)O切線的斜率，作為混凝土的初始彈性模量，簡稱彈性模量Ec，即:

Ec=tgα0

Ec——初始彈性模量；

a0——原點(diǎn)切線的斜率夾角。當(dāng)應(yīng)力較大時，混凝土已進(jìn)入彈塑性階段，彈性模量已不能正確反映此時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。比較確切的方法采用切線模量Ec′，即在應(yīng)力應(yīng)變曲線任一點(diǎn)處作一切線。此切線的斜率即為該點(diǎn)的切線模量，其表達(dá)式為

Ec′=tgα=dσ/dε

切線模量是原點(diǎn)與某點(diǎn)連線即割線的斜率作為混凝土的割線模量，稱為變形模量Ec″，它的表達(dá)式為Ec″=tgα1=ζc/εc

15．什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？答：在不變的應(yīng)力長期持續(xù)作用下，混凝土的變形隨時間而緩慢增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。

徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響既有有利方面又有不利方面。有利影響，在某種狀況下，徐變有利于防止結(jié)構(gòu)物裂縫形成；有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象及減少溫度應(yīng)力等。不利影響，由于混凝土的徐變使構(gòu)件變形增大；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，徐變會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失；徐變使受彎和偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)變形加大，故而使受彎構(gòu)件撓度增加，使偏壓構(gòu)件的附加偏心距增大而導(dǎo)致構(gòu)件承載力的降低。

16．鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？

答：試驗(yàn)說明，鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或者抗滑移力，由四部分組成：

（1）化學(xué)膠結(jié)力：混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘著力或吸附力，來源于澆注時水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程中水泥晶體的生長和硬化，取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。當(dāng)鋼筋受力后變形，發(fā)生局部滑移后，粘著力就喪失了。

（2）摩擦力：混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對滑移時，在鋼筋和混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。它取決于混凝土發(fā)生收縮、荷載和反力等對鋼筋的徑向壓應(yīng)力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。鋼筋和混凝土之間的擠壓力越大、接觸面越粗糙，則摩擦力越大。

（3）機(jī)械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力，即混凝土對鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強(qiáng)度。變形鋼筋的橫肋會產(chǎn)生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來源，是錨固作用的主要成份。

（4）鋼筋端部的錨固力：一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨固區(qū)焊接鋼筋、短角鋼等機(jī)械作用來維持錨固力。

各種粘結(jié)力中，化學(xué)膠結(jié)力較小；光面鋼筋以摩擦力為主；變形鋼筋以機(jī)械咬合力為主。17．最小錨固長度是如何確定的？

答：達(dá)到錨固極限狀態(tài)時所需要的鋼筋最小錨固長度，稱為臨界錨固長度lcra。錨固抗力等于鋼筋屈服強(qiáng)度Fy時，相應(yīng)的錨固長度就是臨界錨固長度lcra，這是保證受力鋼筋真到屈服也不會發(fā)生錨固破壞的最小長度。鋼筋屈服后加強(qiáng)，隨錨固長度的延長，錨固抗力還能增長，到錨固抗力等于鋼筋拉斷強(qiáng)度Fu時，相應(yīng)的錨固長度就是極限錨固長度lua。設(shè)計錨固長度la應(yīng)當(dāng)在臨界錨固長度和極限錨固長度之間，前者是為了保證鋼筋承載受力的基本性

能，后者是由于過長的錨固實(shí)際已經(jīng)不起作用。

18．簡述綁扎搭接連接的機(jī)理。答：綁扎搭接鋼筋之間能夠傳力是由于鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固作用。兩根相背受力的鋼筋分別錨固在搭接連接區(qū)段的混凝土中，都將應(yīng)力傳遞給混凝土，從而實(shí)現(xiàn)了鋼筋之間的應(yīng)力過渡。因此，綁扎搭接傳力的基礎(chǔ)是錨固。但是搭接鋼筋之間的縫間混凝土?xí)蚣羟卸杆倨扑?，握裹力受到減弱。因此，搭接鋼筋的錨固強(qiáng)度減小，與錨固長度相比，搭接長度應(yīng)予加長。此外，由于錐楔作用造成的徑向力引起了兩根鋼筋之間的分開趨勢。因此，搭接鋼筋之間簡單發(fā)生縱向劈裂裂縫，必需有較強(qiáng)的圍箍約束以維持錨固。

其次章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

選擇題

1．混凝土若處于三向應(yīng)力作用下，當(dāng)（）。

A.橫向受拉，縱向受壓，可提高抗壓強(qiáng)度；B.橫向受壓，縱向受拉，可提高抗壓強(qiáng)度；C.三向受壓會降低抗壓強(qiáng)度；D.三向受壓能提高抗壓強(qiáng)度；2．混凝土的彈性模量是指（）。

A.原點(diǎn)彈性模量；B.切線模量；C.割線模量；D.變形模量；

3．混凝土強(qiáng)度等級由150mm立方體抗壓試驗(yàn)，按（）確定。

A.平均值fcu；B.C.D.

fcu1.645；fcu2；

fcu；

4．規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長度la為（）。

A．隨混凝土強(qiáng)度等級的提高而增大；B．隨鋼筋等級提高而降低；

C．隨混凝土等級提高而減少，隨鋼筋等級提高而增大；D．隨混凝土及鋼筋等級提高而減??；5．屬于有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有（）。

A．冷拉鋼筋；B．鋼絲；

C．熱處理鋼筋；D．鋼絞線；

6．鋼材的含碳量越低，則（）。

A．屈服臺階越短，伸長率也越短，塑性越差；B．屈服臺階越長，伸長率越大，塑性越好；C．強(qiáng)度越高，塑性越好；D．強(qiáng)度越低，塑性越差；7．鋼筋的屈服強(qiáng)度是指（）。

A.比例極限；B.彈性極限；C.屈服上限；D.屈服下限；

8．能同時提高鋼筋的抗拉和抗壓強(qiáng)度的冷加工方法是（）。

A.冷拉；B.冷拔；9．規(guī)范確定fcu,k所用試塊的邊長是（）。A．150mm；

B．200mm；C．100mm；D．250mm；

10．混凝土強(qiáng)度等級是由（）確定的。

A．fcu,k；B．fck；C．fcm；D．ftk；

11．邊長為100mm的非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)試塊的強(qiáng)度，則需乘以換算系數(shù)（）。

A．1.05；B．1.0；C．0.95；D．0.90；12．Ec

'

c

指的是混凝土的（）。c

A.彈性模量；B.割線模量；C.切線模量；

D.原點(diǎn)切線模量；

其次章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

選擇題參考答案

1．D2．A3．B4．C5．A6．B7．D8．B9．A10．A11．C12．B

第三章軸心受力構(gòu)件承載力

計算題

1．某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計值N=2650kN，計算長度l0H3.6m，混凝土強(qiáng)度等級為C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB400級（f'y360N/mm2），環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。

2．某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層中柱,軸向壓力設(shè)計值N=2100kN,樓層高H=5.60m，計算長度l0=1.25H，混凝土用C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB335級（fy'3，00N/mm2）環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋面積。

3．某無側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度l04.2m，截面尺寸為300mm300mm，柱內(nèi)

配

有

16縱筋（fy'300N/mm2），混凝土強(qiáng)度等級為C30（fc=14.3N/mm2），環(huán)境類別為一類。

柱承載軸心壓力設(shè)計值N=900kN，試核算該柱是否安全。

4．某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設(shè)計值N=2749kN，計算高度

l04.06m，根據(jù)建筑設(shè)計要求，柱得截面為圓形，直徑dc

400mm。混凝土強(qiáng)度等級為

2

C30（fc14.3N/mm2），縱筋采用HRB400級鋼筋（fy360N/mm），箍筋采用HRB335級鋼筋（fy300N/mm），環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。

5．已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN，從基礎(chǔ)頂面到二屋樓面的高度為4.0m，支承條件系數(shù)1.0?；炷吝x用C35（fc=16.7N/mm2），縱筋用HRB400（fy'360N/mm2），箍筋用HRB335（fy=300N/mm2）。按建筑設(shè)計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm，環(huán)境類別為一類。試進(jìn)行該柱配筋計算。

6．某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端鉸支，柱高6.5m，支承條件系數(shù)0.7，承受軸壓力設(shè)計值900kN，采用C20混凝土（fcd9.2N/mm2），和R235鋼筋

'（fsd，環(huán)境類別為一類。試問：195N/mm2）

2

（1）試設(shè)計軸心受壓柱。

（2）若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝土fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335

（fy=300N/mm2），試設(shè)計軸心受壓柱，比較兩者差異。

第三章軸心受力構(gòu)件承載力

計算題參考答案

1．某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計值N=2650kN，計算長度l0H3.6m，混凝土強(qiáng)度等級為C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB400級（f'y360N/mm2），環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。

解：根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為400mm400mm由l0/b3600/4009，查表得0.99根據(jù)軸心受壓承載力公式確定As'

1N12650103

A'(fcA)(14.3400400)1906mm2

3600.90.99fy0.9

'

s

As'1906'

1.2%min0.6%，對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的

A400400

'

構(gòu)造要求。

選，As'1964mm2設(shè)計面積與計算面積誤差

19641906

3.0%5%，滿足要求。

1906

2．某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層中柱,軸向壓力設(shè)計值N=2100kN,樓層高H=5.60m，計算長度l0=1.25H，混凝土用C30（fc=14.3N/mm2），鋼筋用HRB335級（fy'3，00N/mm2）環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋面積。

[解]根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為400mm400mm

長細(xì)比

l01.25560017.5，查表0.825b400

根據(jù)軸心受壓承載力公式確定As'

'

As

1N12100000

(fA)(14.3400400)1801mm2c'

3000.90.825fy0.9

'

'

As1801'

1.1%min0.6%，對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。A400400

選

20，As'1884mm2設(shè)計面積與計算面積誤差

18841801

4.6%5%，滿足要求。

1801

3．某無側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度l04.2m，截面尺寸為300mm300mm，柱內(nèi)

配

有

16縱筋（fy'300N/mm2），混凝土強(qiáng)度等級為C30（fc=14.3N/mm2），環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設(shè)計值N=900kN，試核算該柱是否安全。解：（1）求則

l0420014.0，由表得0.92b300

（2）求Nu

)0.90.92(14.3300300300804)Nu0.9(fcAfyAs

1265kN900kN(滿足要求）

l04.06m，根據(jù)建筑設(shè)計要求，柱得截面為圓形，直徑dc

4．某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設(shè)計值N=2749kN，計算高度

400mm?；炷翉?qiáng)度等級為

C30（fc14.3N/mm2），縱筋采用HRB400級鋼筋（fy360N/mm），箍筋采用HRB335級鋼筋（fy300N/mm），環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。解（1）判別是否可采用螺旋箍筋柱

2

2

l04060

10.1512，可設(shè)計成螺旋箍筋柱dc400（2）求As

3.1424002A125680mm2

44

dc2

0.0251256803142假定0.025，則Asmm2

選用

3142，Asmm2。

（3）求Ass0

混凝土保護(hù)層厚度為30mm，則

dcor40060340mm

Acor

3.142340290803mm2

4

由承載力極限公式得

Ass0

N2749103

)(fcAcorfyAs(14.3908033603142)

0.90.91041mm2

2fy21.0300

0.253142786mm2（滿足要求）Ass00.25As

（4）確定螺旋箍筋直徑和間距

假定螺旋箍筋直徑d=8mm，則單根螺旋箍筋截面面積Ass150.3mm2，可得

s

dcorAss1

Ass0

3.14234050.3

51.6mm

1041

取s=50mm,40mm≤s≤80mm，s0.2dcor0.234068mm(滿足構(gòu)造要求)（5）復(fù)核混凝土保護(hù)層是否過早脫落按

l0

10.15查表得0.955d

)1.50.90.955(14.312568036031421.50.9(fcAfyAs)3775368N3775kNN

（滿足要求）

5．已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN，從基礎(chǔ)頂面到二屋樓面的高度為4.0m，支承條件系數(shù)1.0?；炷吝x用C35（fc=16.7N/mm2），縱筋用HRB400（fy'360N/mm2），箍筋用HRB335（fy=300N/mm2）。按建筑設(shè)計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm，環(huán)境類別為一類。試進(jìn)行該柱配筋計算。

[解]（1）先按配有縱筋和箍筋柱計算

柱子計算長度按《規(guī)范》規(guī)定取1.0H，則l0=1.0H=1.04.0=4.0m計算穩(wěn)定系數(shù)值，因

l0/d=4000/350=11.43查表6-1得=0.931

取園截面直徑為350mm,圓形柱混凝土截面面積為

3m2A44

由承載力公式求得

d2

N2850000fcA16.796163

0.9'2As4987mm'

360fy

求配筋率

'

AS49870.0520.05

A96163'

配筋率太大，因l0/d＜12，若混凝土強(qiáng)度等級不再提高，則可采用螺旋箍筋以提高柱的承載能力。具體計算如下。

（2）按配有縱筋和螺旋箍筋柱計算

假定縱筋配筋率按'0.03計算，則

As'0.03A0.03961632885mm

選用

，相應(yīng)的As'=3142mm2。

取混凝土保護(hù)層厚度為30mm,混凝土的核芯截面面積為

dcor=350-60=290mm

N

(fcAcorfy'As')

Asso2fy

3166666.67(16.766019360314)2

155mm52

2300

因Asso＞0.25As'（=0.253142=786mm2），滿足構(gòu)造要求。

假定螺旋箍筋直徑為10mm，則單肢箍筋截面面積Ast1=78.5mm2。螺旋箍筋間距

s

dcorAst1

Asso

3.1429078.5

46mm

1555

取用s=45mm，滿足大于40mm及小于80mm，同時小于及等于0.2dcor=0.2290=58mm的要求。

由承載力計算公式得：Asso=

'

dcorAst1

s

3.1429078.5

1588.5mm2

45

N0.9(fcAcorfyA's2fyAsso)

0.9(16.766019360314223001588.5)2868064N

實(shí)際縱筋配筋率

'

A's3142

3.3%3%，故As96163

'

N0.9[fc(AAs')fyAs']

0.90.931[16.7(961633142)3603142]2249402N

1.5N1.5224940233741032868064N

故該柱能承受N2868.1KN,滿足設(shè)計要求。

6．某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端鉸支，柱高6.5m，支承條件系數(shù)0.7，承受軸壓力設(shè)計值900kN，采用C20混凝土（fcd9.2N/mm2），和R235鋼筋

'

（fsd，環(huán)境類別為一類。試問：195N/mm2）

（1）試設(shè)計軸心受壓柱。

（2）若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝土fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335

（fy=300N/mm2），試設(shè)計軸心受壓柱，比較兩者差異。

'

（1）解：已知：01，Nd900kN，fcd9.2N/mm2，fsd195N/mm2

1）確定截面尺寸

在設(shè)計時有三個未知量。即：,As',A，現(xiàn)設(shè)1.0%，暫取1，由軸心受壓構(gòu)件正截面承載力公式可得

A

0Nd

'

fsd

0.9fcd(1

fcd

1900103

82511mm2

195

0.919.2(10.01))

9.2

2

選方形截面，其邊長為bmm299mm，取b=300mm，A=90000mm2。

2）計算截面配筋

一端固定一端鉸接柱：l0=0.7l=0.76500mm=4550mm，l0/b=4550mm/300mm15.2，查表得0.89。則截面所需配筋為

0Ndfcd1900103N9.2N/mm2

A'A90000mm21516mm2'22

0.9fsdfsd0.90.89195N/mm195N/mm

's

'

配4φ22（As，1.7%，滿足要求。1519mm2）

箍筋按構(gòu)造要求選φ8@200。

(2)若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝土fc=9.6N/mm2，鋼筋HRB335（fy=300N/mm2）。

采用方形截面300300mm，則查表得：0.89由軸心受壓承載力