二級注冊結(jié)構(gòu)工程師復(fù)習(xí)重點(diǎn)

------------------------------------------------------------------------二級注冊結(jié)構(gòu)工程師復(fù)習(xí)重點(diǎn)緒論

1.1

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

1．了解工程結(jié)構(gòu)的過去、現(xiàn)在和未來發(fā)展趨勢，明確結(jié)構(gòu)材料、理論方法、施工技術(shù)是決定工程結(jié)構(gòu)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

2．了解現(xiàn)有常規(guī)結(jié)構(gòu)體系及在各工程領(lǐng)域的具體應(yīng)用，明確鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。

3．了解結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的關(guān)系，明確結(jié)構(gòu)設(shè)計就是從整體結(jié)構(gòu)到局部構(gòu)件，再從局部構(gòu)件到整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程。

4．了解結(jié)構(gòu)計算簡圖的工程意義，學(xué)會建立實際結(jié)構(gòu)合理的可計算的力學(xué)模型的方法。

5．熟悉結(jié)構(gòu)荷載的種類和劃分依據(jù)，掌握“永久荷載”、“可變荷載”、“偶然荷載”、“荷載代表值”、“荷載標(biāo)準(zhǔn)值”、“可變荷載準(zhǔn)永久值”及“可變荷載組合值”等基本術(shù)語的定義，為第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及后述各章的學(xué)習(xí)作好準(zhǔn)備。

1.2

思考題

1．什么叫工程結(jié)構(gòu)？何為結(jié)構(gòu)設(shè)計原理？

2．古代、近代、現(xiàn)代土木工程有哪些重要區(qū)別？

3．結(jié)構(gòu)工程的發(fā)展與哪些因素直接相關(guān)？

4．試述框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

5．橋梁結(jié)構(gòu)有哪些可選類型？其通常適宜的跨度為多少？

6．一般將哪些結(jié)構(gòu)稱為特種結(jié)構(gòu)？

7．鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

8．組成結(jié)構(gòu)的“基本元素”有哪些？

9．何為剛域？它與剛節(jié)點(diǎn)有何不同？

10．永久作用，可變作用和偶然作用各有什么特征？

11．何為荷載代表值、荷載標(biāo)準(zhǔn)值、可變荷載準(zhǔn)永久值、可變荷載頻遇值及可變荷載組合值？

12．為什么把荷載標(biāo)準(zhǔn)值作為荷載基本代表值看待第二章

結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

2.1

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

本章主要介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的共性問題，是學(xué)習(xí)本課程和進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論基礎(chǔ)。由于是宏觀地、抽象地介紹近似概率的極限狀態(tài)方法，涉及到的名詞術(shù)語較多，初次接觸，會覺得生澀和難于理解，這需要在后續(xù)各章的學(xué)習(xí)中逐漸克服。

結(jié)合后續(xù)各章的設(shè)計內(nèi)容，要求深入理解和掌握結(jié)構(gòu)的功能要求，結(jié)構(gòu)的安全等級，設(shè)計使用年限和設(shè)計基準(zhǔn)期的概念，極限狀態(tài)及其分類，荷載的分類及其取值，荷載效應(yīng)組合，結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度，實用設(shè)計表達(dá)式等內(nèi)容。對有關(guān)數(shù)理統(tǒng)計方面的內(nèi)容，要求了解。

2.2

思考題

1．建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足哪些功能要求？結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限如何確定？結(jié)構(gòu)超過其設(shè)計使用年限是否意味著不能再使用？為什么？

2．結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么？它包括哪些方面的功能要求？建筑結(jié)構(gòu)安全等級是按什么原則劃分的？

3．“作用”和“荷載”有什么區(qū)別？結(jié)構(gòu)上的作用按時間的變異、按空間的變異、以及按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)各分為哪幾類？

4．影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素有哪些？結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力與哪些因素有關(guān)？為什么說構(gòu)件的抗力是一個隨機(jī)變量？

5．什么是結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為幾類，其含義各是什么？或者說結(jié)構(gòu)超過極限狀態(tài)會產(chǎn)生什么后果？

6．什么是結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo)？《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對可靠指標(biāo)是如何定義的？

7．什么是失效概率？可靠指標(biāo)和失效概率有何定性關(guān)系？為什么說我國“規(guī)范”采用的極限狀態(tài)設(shè)計法是近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計法？分析其主要特點(diǎn)。

8．結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時采用的可靠指標(biāo)值與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞類型是否有關(guān)？

9．深入理解承載能力極限狀態(tài)實用設(shè)計表達(dá)式，能說明式中各符號的物理意義。結(jié)構(gòu)可靠性的要求在式中是如何體現(xiàn)的？

10．荷載的代表值有哪些？其基本代表值是什么？

11．什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)值？什么是活荷載的頻遇值和準(zhǔn)永久值？什么是荷載的組合值？對正常使用極限狀態(tài)驗算，為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合？如何考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載的準(zhǔn)永久組合？對于承載能力極限狀態(tài)，如何確定其荷載效應(yīng)組合？永久荷載和可變荷載的分項系數(shù)一般情況下如何取值？

12．各種材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)什么原則確定？材料性能分項系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計值是如何確定的？

13．混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計是如何考慮的？第三章

結(jié)構(gòu)材料

3.1

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

本章介紹工程結(jié)構(gòu)常用之鋼材、混凝土、磚石、砌塊等材料的力學(xué)性能和強(qiáng)度取值，是后續(xù)構(gòu)件承載能力、變形等設(shè)計計算的基礎(chǔ)。

1．材料的力學(xué)性能由強(qiáng)度指標(biāo)，變形指標(biāo)，冷彎、沖擊韌性等構(gòu)成。作為強(qiáng)度指標(biāo)的有比例極限、彈性極限、屈服極限（屈服點(diǎn)）和強(qiáng)度極限等參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計用屈服極限作為強(qiáng)度指標(biāo)。衡量變形能力除彈性模量（或變形模量）以外，還有延伸率、截面收縮率等塑性指標(biāo)。冷彎是一個綜合性指標(biāo)，沖擊韌性用沖擊功來定義。不同質(zhì)量等級的鋼材除化學(xué)成分要求不同以外，對不同溫度下的沖擊韌性指標(biāo)有要求。

2．材料強(qiáng)度有平均值fm，標(biāo)準(zhǔn)值fk和設(shè)計值f之分。平均值是若干標(biāo)準(zhǔn)試件按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行試驗，測得的材料屈服極限的平均值；而標(biāo)準(zhǔn)值則為具有95%保證率的材料強(qiáng)度取值，即低于平均值1.645倍標(biāo)準(zhǔn)差；材料強(qiáng)度設(shè)計值由標(biāo)準(zhǔn)值除以材料的分項系數(shù)（＞1）而得到。

3．了解鋼材、鋼筋的分類和規(guī)格，掌握鋼材各種強(qiáng)度設(shè)計值（抗拉、抗壓、抗剪、承壓）的確定方法，熟悉鋼材的本構(gòu)模型。

4．掌握鋼材焊接連接，螺栓連接的設(shè)計計算方法。

5．混凝土屬于人工石材，是典型的脆性材料，抗壓能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抗拉能力，其性能和配合比有關(guān)。了解混凝土受壓破壞機(jī)理、變形特點(diǎn)，掌握抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度之間的差異，熟悉砼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。

6．砌體的承載力和變形能力和塊體、砂漿，砌筑質(zhì)量密不可分。了解塊體、砂漿的種類和強(qiáng)度等級，掌握砌體種類和強(qiáng)度取值，熟悉砌體的變形特性。

3.2

思考題

1．試?yán)L出有明顯流幅的鋼材（鋼筋）的拉伸圖，說明各階段的特點(diǎn)，指出比例極限、屈服極限和強(qiáng)度極限（極限強(qiáng)度）的含義。

2．軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fy各對應(yīng)于圖中何處的應(yīng)力值？

3．鋼材的沖擊韌性如何定義？

4．鋼材質(zhì)量等級分A、B、C、D、E級的依據(jù)是什么？

5．為什么說冷彎性能是衡量鋼材力學(xué)性能的一項綜合指標(biāo)？

6．鋼材抗剪強(qiáng)度取抗拉強(qiáng)度的58%，依據(jù)何在？

7．何謂伸長率？何謂屈強(qiáng)比？

8．鋼材強(qiáng)度取值與尺寸有關(guān)，Q345鋼何時fy=345N/mm2？在其他情況下fy是小于還是大于345N/mm2？

9．角焊縫在彎矩、軸力、剪力、扭矩作用下的焊接強(qiáng)度是按哪種形式計算的？與對接焊縫有何區(qū)別？

10．高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力起什么作用？預(yù)拉力的大小與承載能力有什么關(guān)系？高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓計算有什么不同？摩擦型高強(qiáng)度螺栓與承壓型高強(qiáng)度螺栓有何區(qū)別？

11．在交變受力過程中，鋼材的疲勞計算是用最大應(yīng)力、最小應(yīng)力、平均應(yīng)力、還是用應(yīng)力幅？為什么不采用材料力學(xué)中的“疲勞極限”這一概念？

12．鋼筋進(jìn)行冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪幾種？每種加工方法對強(qiáng)度有何影響？

13．何謂冷拉時效？

14．我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的鋼筋有幾種？熱軋鋼筋的強(qiáng)度分哪幾個等級，分別用什么符號表示？

15．混凝土立方體抗壓強(qiáng)度能不能代表實際構(gòu)件中混凝土的強(qiáng)度？既然用立方體抗壓強(qiáng)度fcu作為混凝土的強(qiáng)度等級，為什么還要有軸心抗壓強(qiáng)度fc？

16．混凝土的基本強(qiáng)度指標(biāo)有哪些？各用什么符號表示，它們之間有什么關(guān)系？

17．混凝土在短期一次加載軸心壓力作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，和熱軋鋼筋一次加載受接時的應(yīng)力應(yīng)變曲線相比有什么不同？并指出前者曲線的某些特點(diǎn)。

18．混凝土應(yīng)力等于fc時的應(yīng)變ε0和極限壓應(yīng)變εcu有什么區(qū)別？它們各在什么受力情況下考慮，其應(yīng)變值大致為多少？

19．為什么混凝土棱柱體試件在短期軸壓作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線中有一個“下降段”。為什么會出現(xiàn)應(yīng)變不斷增加，而應(yīng)力不斷降低的現(xiàn)象？

20．什么叫約束混凝土？處于三向受壓的混凝土，其變形特點(diǎn)如何？

21．混凝土的受壓變形模量有幾種表達(dá)方式？我國現(xiàn)行規(guī)范是怎樣確定混凝土的受壓彈性模量的？

22．混凝土在重復(fù)荷載作用下，其應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特征，在實用上有何意義？

23．混凝土的收縮和徐變有什么不同？是由什么原因引起的？變形特點(diǎn)是什么？

24．混凝土的收縮和徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)各有什么影響？減少收縮和徐變的措施有哪些？

25．為什么鋼筋和混凝土能夠共同工作？它們之間的粘結(jié)力是由哪幾部分組成的？提高鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力可采取哪些措施？

26．粘結(jié)力沿鋼筋長度方向的分布圖形如何？鋼筋埋入混凝土中的長度無限增大時，粘結(jié)力圖形的長度是否也隨之無限增大？為什么？

27．為使鋼筋在混凝土中有可靠的錨固，可采取哪些措施？

28．磚砌體的抗壓強(qiáng)度為什么低于它所用磚所能達(dá)到的抗壓強(qiáng)度？

29．影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素有哪些？

30．從影響砌體抗壓強(qiáng)度的因素分析，如何提高磚墻的施工質(zhì)量？

31．在何種情況下可按砂漿強(qiáng)度為零來確定砌體強(qiáng)度？

32．為什么工程上不允許采用沿水平通縫截面軸心受拉的構(gòu)件？

33．砌體在彎曲受拉時有哪幾種破壞形態(tài)？

34．垂直壓應(yīng)力對砌體抗剪強(qiáng)度有何影響3.3

練習(xí)題

3.3.1

選擇題

1．碳素結(jié)構(gòu)鋼中含碳量增加時，對鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和可焊性的影響是目

。

（A）強(qiáng)度增加，塑性、韌性降低，可焊性提高

（B）強(qiáng)度增加，塑性、韌性、可焊性都好了

（C）強(qiáng)度增加，塑性、韌性、可焊性降低了

（D）強(qiáng)度、塑性、韌性、可焊性都降低了

2．鋼材經(jīng)冷作硬化處理后屈服點(diǎn)

，塑性降低了。

（A）降低

（B）不變

（C）提高

（D）降為零

3．低碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試件在一次拉伸試驗中，應(yīng)力由零增加到比例極限，彈性模量很大，變形很小，則此階段為

階段。

（A）彈性

（B）彈塑性

（C）塑性

（D）強(qiáng)化

4．將兩塊鋼板用普通螺栓搭接連接，螺栓桿的直徑為20mm，已知兩鋼板的厚度分別為12mm和10mm，且fbc=400N/mm2，鋼板在軸心力作用下，則一個螺栓的承壓承載力應(yīng)為

kN。

（A）96

（B）176

（C）40

（D）80

5．牌號Q235-D表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼的

。

（A）屈服點(diǎn)是235MPa，質(zhì)量最好

（B）抗拉強(qiáng)度是235MPa，質(zhì)量最好

（C）屈服點(diǎn)是235MPa，質(zhì)量最差

（D）合金含量2.35%，鎮(zhèn)靜平爐鋼

6．結(jié)構(gòu)上所用鋼材，主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼的

和低合金結(jié)構(gòu)鋼。

（A）高碳鋼

（B）低碳鋼

（C）硅錳結(jié)構(gòu)鋼

（D）沸騰鋼

7．在常溫下使鋼材產(chǎn)生塑性變形，從而提高

，這個過程稱為冷加工強(qiáng)化處理或冷作硬化。

（A）屈服強(qiáng)度

（B）抗拉強(qiáng)度

（C）塑性韌性

（D）冷彎性能

8．對于無明顯流幅的鋼筋，其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取值的依據(jù)是

。

（A）0.9倍極限強(qiáng)度

（B）0.2倍極限強(qiáng)度

（C）極限抗拉強(qiáng)度

（D）殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時的應(yīng)力

9．為減小混凝土徐變對結(jié)構(gòu)的影響，以下措施何者正確？

。

（A）提早對結(jié)構(gòu)施加荷載

（B）采用高等級水泥，增加水泥用量

（C）加大水灰比

（D）提高混凝土的密實度和養(yǎng)護(hù)濕度

10．同一強(qiáng)度等級的混凝土，各種力學(xué)指標(biāo)的關(guān)系為

。

（A）fcu＜fc＜ft

（B）fcu＞fc＞ft

（C）fcu＞ft＞fc

（D）fcu≥fc≥ft

11．只配螺旋筋的混凝土柱體，其抗壓強(qiáng)度高于fc是因為螺旋筋

。

（A）參與受壓

（B）使混凝土密實

（C）約束了混凝土的橫向變形

（D）使混凝土中不出現(xiàn)微裂縫

12．有關(guān)減少混凝土收縮裂縫的措施，下列何項所述正確？

。

（A）在澆注混凝土?xí)r增設(shè)鋼絲網(wǎng)

（B）在混凝土配比中增加水泥用量

（C）采用高標(biāo)號水泥

（D）采用彈性模量小的骨料

13．評定混凝土強(qiáng)度采用的標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸，應(yīng)為

。

（A）150mm×150mm×150mm

（B）φ150mm×300mm

（C）100mm×100mm×100mm

（D）200mm×200mm×200mm

14．除施工因素外，下列哪項是影響實心磚砌體抗壓強(qiáng)度的最主要因素？

。

（A）塊材的強(qiáng)度

（B）砂漿的強(qiáng)度

（C）塊體的尺寸

（D）砂漿的和易性和保水性

15．磚砌體的抗壓強(qiáng)度較磚的抗壓強(qiáng)度

。

（A）高

（B）低

（C）相同

（D）不可定

16．砌體的抗拉強(qiáng)度主要取決于

。

（A）砌塊抗拉強(qiáng)度

（B）砂漿的抗拉強(qiáng)度

（C）灰縫的厚度

（D）砂漿中的水泥用量

17．當(dāng)用水泥砂漿砌筑時，對各類砌體的強(qiáng)度設(shè)計值均要乘以調(diào)整系數(shù)γa，這是由于水泥砂漿

的緣故。

（A）強(qiáng)度設(shè)計值較高

（B）密實性較好

（C）耐久性較差

（D）保水性、和易性較差

18．砌體彈性模量的取值為

。

（A）原點(diǎn)初始彈性模量

（B）σ=0.43fm時的割線模量

（C）σ=0.43fm時的切線模量

（D）σ=fm時的割線模量

19．用MU10混凝土小型空心砌塊錯孔砌筑的T型截面砌體，水泥砂漿采用M5，該砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值f為

MPa。

（A）2.22

（B）1.26

（C）1.60

（D）1.70

20．施工階段砂漿尚未硬化的新砌體，砌體強(qiáng)度

。

（A）按砂漿強(qiáng)度為零確定

（B）按零計算

（C）按50%計算

（D）按75%計算

3.3.2

設(shè)計計算題

1．試計算Q235、Q275鋼的抗剪強(qiáng)度fv。

2．工地上往往需要進(jìn)行鋼筋代換，其方式之一是等面積代換：鋼筋級別不變，改變直徑；方式之二是等強(qiáng)度代換；改變鋼筋級別，鋼筋直徑可變、可不變。某鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼筋為12根直徑20mm的HPB235級鋼筋，假設(shè)工地上僅有直徑為16mm的HPB235級鋼筋，問需要幾根方能滿足要求？如果改用HRB335級鋼筋，試選擇代用鋼筋直徑和根數(shù)。

3．如果已知邊長150mm立方體抗壓強(qiáng)度的平均值fcu=35N/mm2，試估算下列混凝土強(qiáng)度的平均值：（1）棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度；（2）構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。該混凝土的彈性模量取值大致是多少？

4．經(jīng)抽測某工地磚的強(qiáng)度為10.5MPa，混合砂漿強(qiáng)度為4.8MPa，試計算其砌體的抗壓強(qiáng)度平均值。

5．毛料石砌體之石材強(qiáng)度等級為MU60，砂漿強(qiáng)度等級為M5，試計算該砌體的抗壓強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值。

6．對10.9級M16摩擦型高強(qiáng)度螺栓，其預(yù)拉力P=100kN，在受拉連接中，連接所承受的靜載拉力N=1200kN，且連接板件具有足夠的剛度，試計算連接所需的螺栓根數(shù)。

7．圖示螺栓連接采用Q235鋼，精制螺栓（B級）直徑d=20mm，鋼板也是Q235鋼，求此連接能承受的Fmax。

設(shè)計計算題7圖

8．兩塊Q235鋼板厚度和寬度相同：厚10mm，寬500mm。今用E43焊條手工焊接連接，使其承受軸向拉力1000kN，試設(shè)計焊縫。

9．驗算圖示桁架節(jié)點(diǎn)焊縫“A”是否滿足要求，并確定焊縫“B”的長度。鋼材為Q235，焊條E43型，手工焊，Ⅱ級檢驗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其中N1=150kN，N2=489.4kN，N3=230kN，N4=14.1kN，N5=250kN。

設(shè)計計算題9圖本篇文章共2頁,當(dāng)前在第2頁

1

2

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

本章討論受彎構(gòu)件（許多場合，受彎構(gòu)件又稱為梁）的承載能力計算，是全書的重點(diǎn)之一，應(yīng)足夠重視。在彎矩M作用下，構(gòu)件的變形引進(jìn)“平截面”假定，以中和軸為界，一側(cè)受拉、另一側(cè)受壓，線應(yīng)變呈線性分布。彈性應(yīng)力在截面上亦呈線性分布，彈塑性應(yīng)力分布比較復(fù)雜。正截面承載力計算，在極限狀態(tài)（塑性階段）截面應(yīng)力圖式按矩形考慮。剪力V的參與，導(dǎo)致主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力的作用面為斜截面，故破壞沿斜截面發(fā)生。構(gòu)件彎曲抗剪的問題，即是斜截面承載力計算的問題。構(gòu)件承載能力除滿足相應(yīng)的公式以外，還需要滿足構(gòu)造要求。

1．鋼筋混凝土梁正截面從加載到破壞，可分為三個階段。每個受力階段截面上應(yīng)力、應(yīng)變圖形都有自己的特點(diǎn)和變化規(guī)律，分別作為抗裂、變形、承載力計算的依據(jù)。根據(jù)鋼筋數(shù)量的不同，受彎構(gòu)件正截面破壞時有三種破壞形態(tài)，注意它們之間質(zhì)的區(qū)別以及相互之間的界限。規(guī)范以適筋破壞作為設(shè)計計算的依據(jù)。

2．適筋梁正截面承載力極限狀態(tài)可簡單表述為：鋼筋屈服的同時，壓區(qū)混凝土達(dá)到極限應(yīng)變。即鋼筋達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計值，壓區(qū)混凝土應(yīng)力取矩形圖式。要求了解計算簡圖，掌握單筋矩形截面、雙筋矩形截面和T形截面這三種最常用的受彎構(gòu)件正截面承載力計算問題，熟悉構(gòu)造規(guī)定。

3．鋼筋混凝土梁斜截面必須進(jìn)行計算。了解斜截面的破壞形態(tài)，影響抗剪承載力的主要因素：掌握斜截面抗剪承載力計算理論依據(jù)和方法；熟悉斜截面抗彎承載力的構(gòu)造措施——縱筋截斷、彎起和錨固；了解材料圖的概念和繪制方法；熟悉抗剪構(gòu)造要求。

4．砌體結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件之抗彎、抗剪承載力均可按材料力學(xué)理論計算最大應(yīng)力，使其不超過設(shè)計值，并用內(nèi)力表示。受剪構(gòu)件需考慮法向應(yīng)力對抗剪承載力的有利影響。

5．鋼材是典型的各向同性材料，應(yīng)力分布與初等力學(xué)理論符合良好。彈性應(yīng)力在構(gòu)件的上、下邊緣最大，考慮全截面屈服時，應(yīng)力呈矩形分布。設(shè)計計算時用截面的彈性抵抗矩，同時引進(jìn)塑性發(fā)展系數(shù)。強(qiáng)度計算包括正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部承壓應(yīng)力和腹翼交界處的折算應(yīng)力計算。鋼梁一般是薄壁截面，穩(wěn)定至關(guān)重要，整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定均需要考慮。整體失穩(wěn)，又稱彎扭失穩(wěn)；整體穩(wěn)定驗算，由穩(wěn)定系數(shù)來考慮。局部穩(wěn)定，如果不滿足驗算要求，可設(shè)加勁肋來保證。組合鋼梁還需驗算焊縫或連接螺栓。

6．了解鋼梁的類型和梁格布置，熟悉鋼梁的設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計步驟，掌握梁的強(qiáng)度計算、穩(wěn)定驗算方法。

4.2

思考題

1．什么叫配筋率？適筋梁，超筋梁和少筋梁的破壞特征有什么不同？

2．適筋梁從開始加載到破壞，經(jīng)歷了哪幾個階段，各階段截面上應(yīng)力應(yīng)變分布，裂縫展開，中和軸位置，梁跨中撓度等變化的規(guī)律如何？每個階段是哪種極限狀態(tài)設(shè)計的依據(jù)？

3．矩形截面應(yīng)力圖中的高度x的含義是什么？它是否是截面實際的受壓區(qū)高度？

4．什么叫“界限”破壞？“界限”破壞時εcu及εs各等于多少？何謂相對界限受壓區(qū)高度ξb？它在受彎承載力計算中起什么作用？

5．適筋梁的適用條件是什么？其限制目的何在？

6．在適筋梁承載力計算公式M=αsbh20α1fc或M=fyAsγsh0中，αs、γs的物理意義是什么？它與什么因素有關(guān)？

7．當(dāng)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力不足時，可采取哪幾種措施來提高截面的抗彎承載力，其中哪個措施最為有效？

8．梁、板中應(yīng)配置哪幾種鋼筋，各種鋼筋起何作用？在構(gòu)造上有什么要求？

9．混凝土保護(hù)層起什么作用？梁內(nèi)縱向受拉鋼筋的根數(shù)、直徑及間距有何規(guī)定，與梁寬b之間的關(guān)系如何？

10．什么情況下可采用雙筋截面？受壓鋼筋起什么作用，為什么說在一般情況下采用受壓鋼筋是不經(jīng)濟(jì)的？

11．雙筋矩形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)受壓區(qū)混凝土壓碎時，受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值如何確定？

12．雙筋矩形截面受彎構(gòu)件不滿足適用條件x≥2a′時，應(yīng)按什么公式計算正截面受彎承載力？并解釋理由。

13．設(shè)計雙筋梁時，當(dāng)As和A′s均未知時，則有三個未知數(shù)As，A′s和x，這個問題應(yīng)如何解決？若A′s已知時，如何求As？

14．為什么需要確定T形截面梁的翼緣計算寬度？如何確定？

15．兩類T形梁如何鑒別？

16．T形梁受彎承載力計算公式與單筋及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計算公式有何異同？

17．鋼筋混凝土梁在荷載作用下，為什么會出現(xiàn)斜裂縫？

18．無腹筋梁和有腹筋梁沿斜裂縫破壞的主要形態(tài)有哪幾種？它們的破壞特征是怎樣的？滿足什么條件才能避免這些破壞發(fā)生？

19．影響有腹筋梁斜截面承載力的主要因素有哪些？剪跨比的定義是什么？

20．配箍率ρsv的表達(dá)式是怎樣的？它與斜截面受剪承載力有何關(guān)系？

21．有腹筋簡支梁在斜裂縫出現(xiàn)后，其傳力過程怎樣？可以比擬成一個什么結(jié)構(gòu)？

22．斜截面受剪承載力計算時，應(yīng)考慮哪些截面位置？

23．斜截面受剪承載力計算時，為什么要對梁的最小截面尺寸加以限制？所有梁都一樣嗎？

24．均勻分布荷載作用下的鋼筋混凝土簡支梁，沿梁長配置直徑相同的等間距箍筋，單從受力角度來考慮，是否合理？如果綜合地從受力、施工，構(gòu)造等要求來考慮，則又怎樣？如果按計算不需要配置箍筋和彎起鋼筋，此時梁中是否還要配置腹筋？

25．在一般情況下，限制箍筋及彎起鋼筋的最大間距的目的是什么？滿足最大間距時，是不是必須滿足最小配箍率ρsvmin的規(guī)定？如果有矛盾，該怎樣處理？

26．設(shè)計板時為何一般不進(jìn)行斜截面承載力計算，不配置箍筋？

27．何謂抵抗彎矩圖，它與設(shè)計彎矩圖應(yīng)有怎樣的關(guān)系？

28．為什么會發(fā)生斜截面受彎破壞？應(yīng)采取哪些措施來保證不發(fā)生這些破壞？

29．縱向受拉鋼筋一般不宜在受拉區(qū)截斷，如必需截斷時，應(yīng)從理論切斷點(diǎn)外延伸一段長度，試解釋其理由。

30．在抵抗彎矩圖中何謂鋼筋充分利用點(diǎn)，不需要點(diǎn)和理論切斷點(diǎn)？它們與斜截面受彎承載力有什么關(guān)系？為什么彎起鋼筋的彎起點(diǎn)要距充分利用點(diǎn)≥h0/2？

31．何謂“鴨筋”及“浮筋”？浮筋為什么不能作為受剪鋼筋？

32．如何計算砌體受彎構(gòu)件的受剪承載力和砌體受剪構(gòu)件的受剪承載力？

33．鋼梁的種類和截面形式有哪些？

34．鋼梁的強(qiáng)度計算包括哪些內(nèi)容？整體穩(wěn)定如何考慮？

35．在組合梁腹板計算高度邊緣處，折算應(yīng)力計算的依據(jù)是什么？

36．鋼結(jié)構(gòu)薄壁受彎構(gòu)件，提高局部穩(wěn)定性的措施有哪些？4.3

練習(xí)題

4.3.1

選擇題

1．梁的混凝土保護(hù)層厚度是指

。

（A）箍筋外表面至梁表面的距離

（B）主筋外表面至梁表面的距離

（C）箍筋外表面至梁中心的距離

（D）主筋截面形心至梁表面的距離

2．鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)邊緣達(dá)到下述哪一種情況時，受拉區(qū)開始出現(xiàn)裂縫？

。

（A）混凝土實際的抗拉強(qiáng)度

（B）混凝土的抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度

（C）混凝土的抗拉設(shè)計強(qiáng)度

（D）混凝土彎曲時的極限拉應(yīng)變

3．某矩形截面簡支梁b×h=200mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，受拉區(qū)配置鋼筋4φ20，該梁沿正截面破壞時為

。

（A）界限破壞

（B）適筋破壞

（C）少筋破壞

（D）超筋破壞

4．驗算T形截面梁的ρmin時，梁寬為

。

（A）梁腹寬b

（B）梁翼緣寬bf

（C）2倍梁腹寬

（D）1.2倍梁翼緣寬

5．雙筋梁中受壓鋼筋A(yù)′s的抗壓設(shè)計強(qiáng)度f′y得到充分利用的條件是

。

（A）ξ≤ξb

（B）x≥2a′

（C）ξ=ξb

（D）x≤ξbh0

6．條件相同的無腹筋梁，發(fā)生斜壓、剪壓、斜拉三種破壞形態(tài)時，梁的斜截面抗剪承載能力的大致關(guān)系是

。

（A）斜壓破壞的承載力＞剪壓破壞的承載力＞斜拉破壞的承載力

（B）剪壓破壞的承載力＞斜壓破壞的承載力＞斜拉破壞的承載力

（C）剪壓破壞的承載力＞斜壓破壞的承載力＜斜拉破壞的承載力

（D）剪壓破壞的承載力＞斜壓破壞的承載力=斜拉破壞的承載力

7．砌體結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受剪承載力計算公式為V≤fvbz，其中z稱為內(nèi)力臂。當(dāng)截面為矩形時，z取值為

。

（A）h

（B）h/3

（C）2h

（D）2h/3

8．引起鋼梁受壓翼緣板局部失穩(wěn)的原因是

。

（A）彎曲壓應(yīng)力

（B）剪應(yīng)力

（C）局部壓應(yīng)力

（D）折算應(yīng)力

9．鋼材的疲勞是因為連續(xù)反復(fù)荷載作用的結(jié)果。某吊車梁應(yīng)力循環(huán)中最大（拉）應(yīng)力為252N/mm2，最?。▔海?yīng)力為134N/mm2，則應(yīng)力幅為

N/mm2。

（A）386

（B）-118

（C）118

（D）-386

4.3.2

設(shè)計計算題

1．已知一鋼筋混凝土簡支梁，計算跨度l=5.2m，承受均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值15kN/m（不含梁自重），試確定梁的截面尺寸和配筋。（用C20混凝土，HRB335級鋼筋）。

2．已知一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁b×h=200mm×450mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，HPB235級鋼筋，承受彎矩設(shè)計值M=51.3kN.m，試用基本公式求As。

3．已知矩形截面梁b×h=200mm×500mm，荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值為M=168.9kN.m，混凝土強(qiáng)度等級C25，HRB335級鋼筋，求受拉鋼筋面積As。

4．已知單向單跨簡支板，計算跨度2.24m，板厚100mm，混凝土強(qiáng)度等級C15，HPB235級鋼筋，板上承受均布活荷載qk=2kN/m及20mm厚水泥砂漿面層，求1m板寬的配筋量As。（鋼筋混凝土重度按25kN/m3計，水泥砂漿面層重度按20kN/m3計）

5．鋼筋混凝土梁b×h=250mm×450mm，C20混凝土，HPB235級鋼筋，受拉區(qū)配3φ18鋼筋（As=763mm2），試求該梁能承受的彎矩設(shè)計值Mu。

6．一矩形梁b×h=200mm×400mm，取a=60mm，C20混凝土，HRB335級鋼筋，受拉區(qū)配有6φ20（As=1884mm2），外荷載作用下的彎矩設(shè)計值M=110kN.m，試驗算該梁是否安全。7．一鋼筋混凝土矩形截面梁b×h=200mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級為C25，HRB335級鋼筋，若梁承受的彎矩設(shè)計值M=200kN.m，試求As及A′s。

8．已知某梁截面b×h=200mm×500mm，C20混凝土，HRB335級鋼筋，彎矩設(shè)計值M=210kN.m，試求As及A′s。（取a=60mm）

9．b×h=200mm×500mm矩形截面梁，混凝土強(qiáng)度等級為C25，HRB335級鋼筋，彎矩設(shè)計值M=200kN.m，受壓區(qū)已配置3φ16（A′s=603mm2），試求受拉鋼筋面積As。

10．某矩形梁b×h=200mm×500mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，HRB335級鋼筋，彎矩設(shè)計值M=250kN.m，受壓區(qū)已配置3φ20（A′s=941mm2），取a=60mm，a′=40mm，試求截面所需的受拉鋼筋面積As。11．鋼筋混凝土梁b×h=200mm×400mm，h0=365mm，C15級混凝土，HPB235級鋼筋，受拉鋼筋3φ25，受壓鋼筋2φ16，彎矩設(shè)計值M=93.5kN.m，驗算該截面是否安全。

12．矩形梁b×h=200mm×400mm，h0=365mm，C20級混凝土，HPB235級鋼筋，受拉鋼筋3φ25（As=1473mm2），受壓鋼筋2φ16（A′s=402mm2），彎矩設(shè)計值M=94kN.m，驗算該梁截面是否安全。

13．T形截面梁，b=300mm，b′f=600mm，h=700mm，h′f=120mm，C25級混凝土，HRB335級鋼筋，a=60mm，彎矩設(shè)計值M=520kN.m，試求受拉鋼筋A(yù)s。

14．T形截面梁，b=300mm，b′f=600mm，h=800mm，h′f=100mm，C20級混凝土，HRB335級鋼筋，a=60mm，彎矩設(shè)計值M=691kN.m，試求受拉鋼筋A(yù)s。

15．某T形截面梁，b=200mm，b′f=400mm，h=500mm，h′f=100mm，C20級混凝土，HRB335級鋼筋，彎矩設(shè)計值M=240kN.m，取a=60mm，求縱向受力鋼筋A(yù)s。

16．T形截面梁，b=200mm，b′f=400mm，h=600mm，h′f=100mm，C20級混凝土，a=35mm，受拉鋼筋3φ28（As=1847mm2），承受彎矩設(shè)計值M=252kN.m，試驗算截面是否安全。

17．矩形截面簡支梁b×h=250mm×550mm，凈跨ln=6000mm，承受設(shè)計荷載（包括梁自重）g+q=50kN/m，混凝土強(qiáng)度等級為C25，箍筋采用HPB235。試確定箍筋數(shù)量。

18．矩形截面簡支梁b×h=250mm×550mm，凈跨ln=5400mm，承受設(shè)計荷載（包括梁自重）g+q=55kN/m，混凝土強(qiáng)度等級為C20。根據(jù)正截面強(qiáng)度計算已配置2φ25+2φ22的受拉縱筋，箍筋擬采用HPB235，試分別按下述兩種腹筋配置方式對梁進(jìn)行斜截面受剪承載力計算：（1）只配置箍筋；（2）按最小配箍率和構(gòu)造要求沿梁長配置箍筋，試計算所需彎起鋼筋。

19．某T形截面簡支梁，b=250mm，b′f=600mm，h=850mm，h′f=200mm，a=60mm，計算截面承受剪力設(shè)計值V=296.8kN（其中集中荷載產(chǎn)生的剪力值占80%），剪跨比λ=3，C30混凝土，HPB235級鋼筋，若設(shè)雙肢φ8箍筋，求箍筋間距s。

20．矩形截面外伸梁，截面尺寸為b×h=250mm×700mm，取a=a′=35mm，其余尺寸和設(shè)計荷載（已含梁自重）如圖所示。C25混凝土，縱筋HRB335級，箍筋HPB235級。試設(shè)計此梁，并繪制梁的配筋詳圖和抵抗彎矩圖。

設(shè)計計算題20圖

21．有一磚砌圍墻，用MU10粘土磚，M5混合砂漿砌筑。一個標(biāo)準(zhǔn)間距的截面如圖所示，墻底截面彎矩設(shè)計值為13.9kN.m、剪力設(shè)計值為5.82kN。驗算該圍墻的承載力。

設(shè)計計算題21圖

22．磚砌弧拱，拱支座產(chǎn)生水平推力設(shè)計值V=32kN，支座上部傳來墻體自重壓力設(shè)計值為54kN（γG=1.35），支座砌體截面為900mm×240mm，采用MU10粘土磚、M5混合砂漿砌筑，試計算拱支座處砌體抗剪的承載力。

23．某簡支鋼梁跨度4.5m，梁上非動力均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為15kN/m、永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為10kN/m（未包括自重），選用Q235鋼，普通熱軋工字鋼。試選擇型鋼型號。

24．焊接工字形等截面簡支梁，跨度為9m，非動力均布荷載設(shè)計值g+q=110kN/m（含梁的自重），gk+qk=88KN/m，荷載作用于上翼緣，截面如圖所示，材料為Q345鋼，E50焊條，手工焊。試作下列驗算：

（1）強(qiáng)度

（2）穩(wěn)定性

（3）撓度（容許值為跨度的1/4000，

）

（4）焊縫（采用二級對接焊縫）

設(shè)計計算題24圖第五章

軸向受力構(gòu)件的承載力計算

5.1

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

本章主要介紹鋼筋混凝土、砌體及鋼結(jié)構(gòu)軸向受力構(gòu)件的承載力計算，包括截面強(qiáng)度、構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定等計算內(nèi)容和構(gòu)造要求。

要求掌握構(gòu)件長細(xì)比的大小對軸向受壓構(gòu)件承載力的影響情況，以及在構(gòu)件設(shè)計時如何考慮其影響。

（1）鋼筋混凝土軸向受力構(gòu)件

掌握偏心受壓構(gòu)件正截面的兩種破壞形態(tài)及它們發(fā)生的條件，大小偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計算公式的建立方法，以及公式應(yīng)滿足的適用條件。正確使用相應(yīng)的計算公式進(jìn)行截面設(shè)計和承載力復(fù)核。

深入理解大小偏心分類的關(guān)鍵，及按對稱配筋和非對稱配筋設(shè)計時判別大小偏心的方法的區(qū)別。

掌握偏心受拉構(gòu)件大小偏心判別的方法。能根據(jù)大小偏心受拉構(gòu)件截面的受力情況建立它們的承載力計算公式，并用之進(jìn)行截面設(shè)計。

掌握偏心受力構(gòu)件斜截面承載力計算與受彎構(gòu)件的區(qū)別。

正確理解構(gòu)件的Mu-Nu相關(guān)曲線的含義。了解偏心距增大系數(shù)計算公式的建立過程。

（2）砌體軸向受力構(gòu)件

掌握無筋砌體受壓構(gòu)件高厚比的計算，及其承載力計算方法。掌握無筋砌體局部均勻受壓、梁端支承處砌體局部受壓、梁端下設(shè)墊塊的砌體局部受壓及柔性墊梁下砌體局部受壓承載力計算方法。掌握無筋砌體軸心受拉構(gòu)件的承載力計算。

掌握網(wǎng)狀配筋、組合磚砌體構(gòu)件的承載力計算方法及構(gòu)造要求。

（3）鋼結(jié)構(gòu)軸向受力構(gòu)件

掌握軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計算、剛度要求、以及實腹式軸心構(gòu)件整體穩(wěn)定性計算和局部穩(wěn)定性的保證。并根據(jù)上述各項要求，且考慮相關(guān)的構(gòu)造規(guī)定，能進(jìn)行軸心受力構(gòu)件的截面設(shè)計。

能根據(jù)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的構(gòu)造規(guī)定，整體穩(wěn)定性要求，分肢的穩(wěn)定性要求，以及綴材的強(qiáng)度、剛度要求設(shè)計格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件。

掌握拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計算方法。正確理解實腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算和彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定計算的區(qū)別，并能驗算實腹式雙向壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性。能根據(jù)實腹式壓彎構(gòu)件的各項設(shè)計要求（強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定），進(jìn)行截面設(shè)計。

深入理解格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計在強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定等方面的計算和實腹式壓彎構(gòu)件的不同之處。并熟練掌握格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計方法。

5.2

思考題

5.2.1

鋼筋混凝土受壓構(gòu)件

1．在實際工程中，哪些構(gòu)件可按軸心受壓構(gòu)件或軸心受拉構(gòu)件計算？哪些應(yīng)按偏心受力構(gòu)件進(jìn)行計算？

2．混凝土的抗壓性能較好，為什么在軸心受壓柱中還要配置一定數(shù)量的鋼筋？

3．軸心受壓普通箍筋短柱和長柱的破壞形態(tài)有何不同？構(gòu)件的長細(xì)比對其破壞形態(tài)有何影響？軸心受壓長柱的穩(wěn)定系數(shù)φ如何確定？

4．軸心受壓普通箍筋柱與螺旋箍筋柱的正截面受壓承載力計算有何不同？

5．如何計算軸心受壓構(gòu)件和偏心受壓構(gòu)件的長細(xì)比？受壓構(gòu)件的計算長度如何確定？為何不直接采用其實際長度？

6．試分析軸心受壓柱在長期受力過程

，縱向受壓鋼筋和混凝土的應(yīng)力由于混凝土徐變而導(dǎo)致變化規(guī)律，即截面上鋼筋和混凝土間應(yīng)力重分布的現(xiàn)象。

7．受壓柱采用高強(qiáng)度鋼筋是否合適？為什么？

8．按螺旋配箍柱計算時，規(guī)范規(guī)定了哪些限制條件？為什么？

9．偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)有哪些？根據(jù)其破壞特點(diǎn)偏心受壓構(gòu)件如何分類？大小偏受壓構(gòu)件的根本區(qū)別是什么？

10．偏心受壓長柱正截面受壓破壞與短柱的破壞有何不同？什么是偏心受壓長柱的二階彎矩？

11．偏心距增大系數(shù)η的含義是什么，其計算公式如何建立？與軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ有何不同？

12．附加偏心距的物理意義是什么？如何取值？

13．如何計算矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面的受壓承載力？不滿足適用條件時該如何進(jìn)行？

14．如何計算矩形截面小偏心受壓構(gòu)件斜截面的受壓承載力？

15．偏心受壓構(gòu)件按對稱配筋或不對稱配筋分別如何進(jìn)行設(shè)計？大小偏心受壓的判別式分別是什么？

16．在外力M、N作用下，采用對稱配筋，計算結(jié)果As=A′s＜0，試從公式中分析出現(xiàn)負(fù)值的物理意義，此時應(yīng)如何配筋？

17．試分析偏心受壓截面承載力Mu―Nu關(guān)系曲線，對于大小偏心受壓構(gòu)件，隨著截面所受彎矩的增加，其抗壓承載力分別發(fā)生怎樣的變化？

18．如何設(shè)計I形截面大小偏心受壓構(gòu)件？

19．在鋼筋混凝土柱中，規(guī)范對縱向受力鋼筋的直徑、根數(shù)、面積、間距以及搭接長度有何規(guī)定？為什么？為什么要規(guī)定縱向受力鋼筋的最小配筋率？對于軸心受壓構(gòu)件為何還要規(guī)定其最大配筋率？

20．如何進(jìn)行偏心受壓構(gòu)件的斜截面抗剪承載力計算？與受彎構(gòu)件抗剪承載力計算有何異同？

21．鋼筋混凝土柱中設(shè)置箍筋的目的是什么？對箍筋的直徑、間距有何規(guī)定？在什么情況下應(yīng)設(shè)置附加箍筋？為什么不能采用內(nèi)折角箍筋？

22．大小偏心受拉構(gòu)件截面上的應(yīng)力狀態(tài)有何不同？如何劃分大小偏心受拉構(gòu)件？

23．怎樣建立大小偏心受拉構(gòu)件的計算公式？大偏心受拉構(gòu)件的計算公式與大偏心受壓構(gòu)件的計算公式有何異同之處？

24．綜合鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，哪些構(gòu)件的計算公式須滿足適用條件2a′≤x≤xb？

5.2.2

砌體受壓構(gòu)件

1．砌體軸心受壓破壞過程和偏心受壓破壞過程分別是怎樣的？

2．何謂砌體的偏心影響系數(shù)？

3．何謂受壓構(gòu)件的承載力影響系數(shù)？如何確定？

4．確定影響系數(shù)φ時，如何確定軸向力的偏心距和構(gòu)件的高厚比？如何確定受壓構(gòu)件的計算高度？

5．砌體規(guī)范為何規(guī)定按荷載設(shè)計值計算的軸向力的偏心距不應(yīng)超過0.6y？當(dāng)偏心距超過上述限值時，應(yīng)采用何種措施和方法？

6．如何計算無筋砌體雙向偏心受壓構(gòu)件的承載力？

7．對于矩形截面的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)軸向力所在偏心方向的邊長大于另一方向的邊長時，除按偏心受壓構(gòu)件計算外，對于較小邊長方向還應(yīng)按什么受力狀態(tài)驗算其強(qiáng)度？

8．砌體局部抗壓強(qiáng)度提高的原因是什么？如何確定影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積A0？對于不同的局部受壓情況，按計算得到的砌體局壓強(qiáng)度提高系數(shù)分別應(yīng)滿足哪些要求？

9．如何確定梁端有效支承長度a0？

10．梁端支承處砌體的局部受壓承載力計算公式中為何要考慮上部荷載折減系數(shù)？

11．梁端荷載傳至下部砌體的偏心距一般如何取值？

12．梁端下設(shè)預(yù)制剛性墊塊和現(xiàn)澆剛性墊塊的砌體局部受壓承載力計算有何不同？上述兩種情況的梁端有效支承長度與不設(shè)墊塊時有何區(qū)別？

13．如何驗算柔性墊梁下砌體的局部受壓承載力？

14．什么情況下采用網(wǎng)狀配筋砌體？網(wǎng)狀配筋砌體提高砌體受壓承載力的基本原理是什么？規(guī)范規(guī)定哪些情況下不宜采用網(wǎng)狀配筋砌體？

15．網(wǎng)狀配筋砌體內(nèi)的鋼筋應(yīng)滿足哪些規(guī)定？對砂漿有何要求？

16．哪些情況可采用組合磚砌體構(gòu)件？怎樣計算組合磚砌體構(gòu)件的承載力？

17．組合磚砌體構(gòu)件應(yīng)滿足哪些構(gòu)造規(guī)定？

18．如何計算磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻的受壓承載力？組合磚墻的材料和構(gòu)造應(yīng)滿足哪些規(guī)定？

5.2.3

鋼結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件

1．實際工程中的軸心受力構(gòu)件通常有哪些？壓彎和拉彎構(gòu)件呢？

2．鋼結(jié)構(gòu)軸心受拉構(gòu)件應(yīng)滿足哪些設(shè)計要求？軸心受壓構(gòu)件呢？

3．對于單面連接的單角鋼軸心受力構(gòu)件，按軸心受力計算強(qiáng)度時，鋼材的設(shè)計強(qiáng)度值為何應(yīng)乘以折減系數(shù)0.84？

4．摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)件應(yīng)怎樣驗算其截面強(qiáng)度？

5．如何保證軸心受力構(gòu)件的剛度？

6．如何理解軸心受壓構(gòu)件的截面分類？怎樣驗算實腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定？

7．驗算實腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時，如何確定構(gòu)件的長細(xì)比？

8．何謂實腹式軸心受壓構(gòu)件的局部失穩(wěn)？怎樣防止受壓構(gòu)件中板件的局部失穩(wěn)先于構(gòu)件的整體屈曲？板件的寬厚比不滿足要求時可采取哪些構(gòu)造措施？

9．如何驗算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定？分肢的穩(wěn)定計算如何進(jìn)行？

10．怎樣設(shè)計格構(gòu)式構(gòu)件的綴板和綴條？

11．鋼結(jié)構(gòu)壓彎構(gòu)件應(yīng)滿足哪些設(shè)計要求？拉彎構(gòu)件呢？

12．結(jié)構(gòu)設(shè)計時可根據(jù)構(gòu)件所受荷載的性質(zhì)，截面形狀和受力特點(diǎn)分別采用何種截面應(yīng)力狀態(tài)作為強(qiáng)度計算的極限狀態(tài)？

13．實腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算包括哪些內(nèi)容？分別如何進(jìn)行？

14．如何保證實腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定性？

15．格構(gòu)式的計算內(nèi)容包括哪些？怎樣驗算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定？習(xí)題

5.3.1

鋼筋混凝土軸向受力構(gòu)件

1．已知某多層四跨現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的第二層內(nèi)柱，軸心壓力設(shè)計值N=1000kN，樓層高H=6m，l0=1.25H，混凝土強(qiáng)度等級為C20，采用HRB335鋼筋。柱截面尺寸為350mm×350mm，求所需縱筋面積。

2．已知圓形截面現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱，直徑不小于350mm，承受軸心壓力設(shè)計值N=1900kN，計算長度l0=4m，混凝土強(qiáng)度等級為C25，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋。試設(shè)計柱截面。

3．某展覽館門廳內(nèi)現(xiàn)澆圓形螺旋箍筋柱，承受軸向壓力設(shè)計值N=1800kN，從基礎(chǔ)頂面至二層樓面高度H=5.0m，l0=H，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱向鋼筋和箍筋分別采用HRB335和HPB235鋼筋。求柱中配筋。

4．某大廳的鋼筋混凝土圓形截面柱，直徑d=400mm，承受軸向壓力設(shè)計值N=2775kN。C30砼，柱內(nèi)鋼筋均采用HPB235鋼筋，柱混凝土保護(hù)層厚度取30mm，已知l0/d=11.5，求所需鋼筋用量。

5．一鋼筋混凝土屋架的下弦桿，截面尺寸為b×h=200×140mm，下弦桿的端節(jié)間承受的最大拉力設(shè)計值N=245kN，混凝土強(qiáng)度等級為C20，縱筋采用HRB335鋼筋，求受拉鋼筋的數(shù)量。

6．已知軸向壓力設(shè)計值N=230kN，彎矩設(shè)計值M=132kN.m，柱截面尺寸b×h=250×350mm，a=a′=40mm，柱計算高度l0=4m，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，求鋼筋面積As和A′s。

7．已知其它數(shù)據(jù)同題6，并已知A′s=941mm2（3φ20），求As。

8．矩形截面受壓柱，柱截面尺寸b×h=300×400mm，a=a′=40mm，軸向壓力設(shè)計值N=300kN，彎矩設(shè)計值M=159kN.m，柱計算高度l0=4.2m，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，求鋼筋面積As和A′s。

9．已知條件同題8，并已知A′s=628mm2（2φ20），求As。

10．某柱截面尺寸b×h=300×600mm，a=a′=40mm，軸向壓力設(shè)計值N=400kN，彎矩設(shè)計值M=140kN.m，柱計算高度l0=4.2m，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，求鋼筋面積As和A′s。

11．某柱截面尺寸b×h=400×600mm，a=a′=40mm，軸向壓力設(shè)計值N=2200kN，彎矩設(shè)計值M=330kN.m，柱計算設(shè)計l0=4m，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，求鋼筋面積As和A′s。

12．已知偏心受壓柱截面尺寸b×h=200×500mm，a=a′=40mm，軸向壓力設(shè)計值N=2000kN彎矩設(shè)計值M=200kN.m，l0/b＜8，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，求鋼筋面積As和A′s。

13．已知軸向壓力設(shè)計值N=3090kN，彎矩設(shè)計值M=154.5kN.m，柱截面尺寸b×h=500×600mm，a=a′=40mm，柱計算高度，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB400鋼筋，求鋼筋面積As和A′s。

14．已知一鋼筋混凝土柱，b×h=300×500mm，a=a′=40mm，軸向壓力設(shè)計值N=1700kN，彎矩設(shè)計值M=36.5kN.m，l0=4.2m，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，求鋼筋面積As和A′s。

15．已知一鋼筋混凝土柱，b×h=400×500mm，a=a′=40mm，已知受拉鋼筋為4φ20（As=1256mm2），受壓鋼筋為2φ18（A′s=509mm2），設(shè)兩個方向的計算長度l0=5m，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，軸力在長邊方向的偏心距e0=270mm，試求此柱所能承受的軸向壓力設(shè)計值N和彎矩設(shè)計值M。

16．已知數(shù)據(jù)同題15，設(shè)e0=72mm，求柱能承受的軸向力N。

17．已知柱截面尺寸b×h=300×400mm，a=a′=40mm，截面配筋為4φ18（As=1018mm2），受壓鋼筋為2φ16（A′s=402mm2），混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，軸向力設(shè)計值偏心距e0=200mm，柱計算高度l0=5m，求該柱所能承受的軸向力設(shè)計值。

18．某柱截面尺寸b×h=200×400mm，a=a′=40mm，截面配筋為As=A′s=226mm2（2φ12），混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，柱計算高度l0=4.8m，軸向力設(shè)計值在長邊方向的偏心距e0=110mm，求該柱所能承受的軸向力設(shè)計值。

19．已知某柱承受軸向壓力設(shè)計值N=600kN，彎矩設(shè)計值M=420kN.m，柱截面尺寸b×h=400×600mm，a=a′=40mm，柱計算高度l0=4.5m，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，采用對稱配筋。求鋼筋面積As和A′s。

20．已知某柱承受軸向壓力設(shè)計值N=860kN，彎矩設(shè)計值M=172kN.m，柱截面尺寸b×h=300×500mm，a=a′=40mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，柱中縱筋采用HRB335鋼筋，l0/b＜8，采用對稱配筋，求鋼筋面積As和A′s。

21．已知條件同題6，試設(shè)計成對稱配筋。

22．已知條件同題13，試設(shè)計成對稱配筋。

23．已知鋼筋混凝土I字形截面偏心受壓構(gòu)件，截面尺寸b×h=100×600mm，bf=b′f

=400mm，hf=h′f=100mm，a=a′=40mm，承受軸向壓力設(shè)計值N=480kN，彎矩設(shè)計值M=360kN.m，C20混凝土，縱筋采用HRB335鋼筋，構(gòu)件的計算高度l0=5.8m。求對稱配筋的鋼筋數(shù)量。（已知：截面幾何特征A=12×104mm2，I=56×108mm4）

24．某I字形截面柱，b×h=100×1000mm，bf=b′f=500mm，hf=h′f=120mm，a=a′=40mm，l0=12m，荷載設(shè)計值N=1700kN，彎矩設(shè)計值M=700kN.m，C30混凝土，HRB335鋼筋，η=1.22，求對稱配筋的鋼筋面積。

25．已知雙向偏心受壓構(gòu)件，截面尺寸b×h=500×700mm，a=a′=40mm，混凝土強(qiáng)度等級為C20，HRB335鋼筋，軸向力設(shè)計值N=3000kN，彎矩設(shè)計值Mx=300kN.m，My=200kN.m，構(gòu)件的計算高度l0=5.2m。求對稱配筋的鋼筋用量。

26．已知雙向偏心受壓柱截面尺寸b×h=400×600mm，軸向力設(shè)計值N=356kN，考慮增大系數(shù)后的荷載計算偏心距ηxeix=550mm，ηyeiy=280mm，C20混凝土，HRB335鋼筋，對稱配筋，求鋼筋用量。

27．已知某構(gòu)件承受軸向拉力設(shè)計值N=600kN，彎矩設(shè)計值M=540kN.m，C30混凝土，HRB335鋼筋，柱截面尺寸為b×h=300×450mm，a=a′=45mm，求所需縱筋面積。

28．某鋼筋混凝土框架柱，b×h=300×400mm，C30混凝土，縱筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋，柱凈高H=3m，柱端作用彎矩設(shè)計值M=116kN.m，軸力設(shè)計值N=712kN，剪力設(shè)計值V=170kN，求箍筋的數(shù)量。10．某混凝土面層的組合磚柱，計算高度6.7m，截面尺寸如圖5-8所示。承受軸向壓力N=300kN和沿截面長邊方向作用的彎矩M=140kN.m。砌體采用磚MU10、砂漿M10，面層采用混凝土C20。按對稱配筋計算柱截面配筋。

圖5-8

習(xí)題10

11．采用MU10磚、M5混合砂漿砌筑的如圖5-9所示環(huán)形截面砌體，厚240mm，砌體截面內(nèi)徑D=5m。求環(huán)形截面允許承受的均布內(nèi)壓力q（假定應(yīng)力沿墻厚均勻分布）。

圖5-9

習(xí)題11

5.3.3

鋼結(jié)構(gòu)軸向受力構(gòu)件

1．有一實腹式軸心受壓柱，高（l）為7m，兩端鉸接，在繞y軸方向跨中設(shè)有一個側(cè)向支撐點(diǎn)。軸心壓力的設(shè)計值N=3600kN，鋼材為Q235。試選擇一由三塊鋼板焊成的工形柱截面，翼緣邊為焰切，截面無孔洞削弱。

2．設(shè)計一工作平臺柱的截面。柱高6m，兩端鉸接，截面為焊接工形，翼緣為軋制邊，柱的軸心壓力設(shè)計值為5000kN，鋼材為Q235，焊條為E43型，采用自動焊。

3．兩端鉸接的焊接工形截面軸心受壓柱，高為10m，采用圖5-10示兩種截面（截面面積相等），翼緣為軋制邊，鋼材為Q235。試計算這兩種截面柱所能承受的軸心壓力設(shè)計值，并驗算局部穩(wěn)定和作比較說明。

圖5-10

習(xí)題3

圖5-11

習(xí)題6

4．設(shè)計一工作平臺的格構(gòu)式軸心受壓柱，柱身由兩個工字鋼組成（實軸、虛軸均按b類截面），綴件采用綴條（設(shè)橫、斜綴條，按構(gòu)造初選單角鋼∟50×5）。鋼材為Q235，焊條用E43型，柱高9.5m，上下端鉸接。由平臺傳給柱身的壓力設(shè)計值為靜力荷載2400kN，柱重設(shè)計值初估為25kN×1.2。試設(shè)計其截面，布置和設(shè)計其綴條和連接，并畫構(gòu)造圖。

5．如題4，但綴件采用綴板。

6．用綴條（設(shè)橫、斜綴條）聯(lián)系的Q235鋼格構(gòu)式軸心受壓柱的截面如圖5-11。柱高12m，兩端兩方向均為鉸接。并在繞實軸y軸方向跨中設(shè)置側(cè)向支撐點(diǎn)對兩個槽鋼均作可靠支撐。試求該柱的軸心受壓承載力設(shè)計值（不要求驗算綴條）。

7．試驗算某單層廠房階形柱的上段柱截面是否滿足要求。柱的計算簡圖、截面尺寸和上下段控制內(nèi)力設(shè)計值（間接動力荷載設(shè)計值，N以壓力為正，M以柱內(nèi)側(cè)受拉為正）如圖5-12所示。柱的上端與屋架鉸接，下端固定。經(jīng)框架穩(wěn)定計算得柱在框架平面內(nèi)的計算長度系數(shù)為：上段柱μ1x=2.09，μ2x=2.42，框架平面外設(shè)柱間支撐，柱頂、柱底和吊車梁承臺處可看作是側(cè)向鉸接支承。鋼材為Q235，翼緣鋼板為焰切邊。

8．試驗算上題中廠房階形柱的下段柱截面是否滿足設(shè)計要求。

9．如圖5-13所示工形截面壓彎構(gòu)件兩端鉸接，跨度15m，在支座處和跨度1/3、2/3處對兩個翼緣都有側(cè)向支承。構(gòu)件承受靜力荷載，其設(shè)計值（標(biāo)準(zhǔn)值）為：軸心壓力設(shè)計值N=1000kN（Nk=800kN），跨度中點(diǎn)集中荷載設(shè)計值F=160kN（Fk=115kN）。已知鋼材為Q345鋼，翼緣為焰切邊，構(gòu)件容許撓度為l/250。試選擇其截面尺寸（提示：可初估截面約為h=500mm，b=350mm）。

圖5-13

習(xí)題9

10．屋架上弦由2∟100×80×8組成（短肢相連，節(jié)點(diǎn)板厚8mm），軸向壓力設(shè)計值N=180kN，由檁條引起的跨中彎矩設(shè)計值M=4kN.m，l0x=2400mm，l0y=4850mm，采用Q235鋼，截面無孔洞削弱，試進(jìn)行驗算。6.1

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

1．了解受扭構(gòu)件的工程背景，明確扭轉(zhuǎn)是構(gòu)件的基本受力形式之一，構(gòu)件處于純扭矩作用的情況是極少的，絕大多數(shù)都是處于彎矩，剪力和扭矩共同作用的復(fù)合受扭情況。

2．由于目前只有混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范涉及受扭構(gòu)件承載力問題，所以本章主要針對混凝土受扭構(gòu)件（在實際工程中，對于砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)盡量避免受扭并采取相應(yīng)的工程措施來克服可能受扭的不利影響，對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件可用應(yīng)力分析的方法核算強(qiáng)度）。

3．熟悉理想彈性材料和理想塑性材料受扭構(gòu)件截面剪應(yīng)力分布圖形，針對混凝土既不是理想的彈性材料又不是理想的塑性材料這一基本事實，明確目前計算開裂扭矩的辦法是按塑性應(yīng)力分布計算并根據(jù)試驗結(jié)果乘以一個降低系數(shù)確定（截面受扭塑性抵抗矩Wt，可由計算得出，T形、I形、倒L形截面的受扭塑性抵抗矩Wt，為各矩形分塊的受扭塑性抵抗矩之和）。

4．實際的受扭構(gòu)件由橫向封閉箍筋、縱向受力鋼筋組成的空間骨架與砼共同抵抗扭矩。為此，應(yīng)了解配筋率及兩種鋼筋比例所形成的不同破壞類型和極限扭矩變角度空間桁架模型的理論推導(dǎo)，從而為理解規(guī)范半理論半經(jīng)驗的受扭構(gòu)件承載力公式打下基礎(chǔ)（Tu由混凝土承擔(dān)的扭矩Tc和抗扭鋼筋承擔(dān)的扭矩Ts兩部分組成?？古や摻畛０古たv筋和抗扭箍筋兩部分，ξ稱為抗扭縱筋和抗扭箍筋的配筋強(qiáng)度比。受扭承載力計算公式的截面限制條件是為了防止超筋破壞，規(guī)定抗扭縱筋和箍筋的最小配筋率是為了防止少筋破壞）。

5．了解構(gòu)件受扭、受彎與受剪承載力之間的相關(guān)性及解決方案（目前用統(tǒng)一的相關(guān)方程來計算比較困難，為了簡化計算，對彎剪扭構(gòu)件的計算采用了對混凝土提供的抗力部分考慮相關(guān)性，而對鋼筋提供的抗力部分采用疊加的方法，βt稱為剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)。在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的T形和I形截面構(gòu)件的承載力許算方法是先將截面劃分為幾個矩形分塊，將扭矩T按各矩形分塊的截面受扭塑性抵抗矩分配給各個矩形分塊，分別進(jìn)行計算?？箯澘v筋應(yīng)按整個T形或I形截面計算；腹板應(yīng)承擔(dān)全部的剪力和相應(yīng)分配的扭矩；受壓和受拉翼緣不考慮其承受剪力，按其所分配的扭矩按純扭構(gòu)件計算），掌握矩形、T形和I形截面彎、剪、扭共同作用構(gòu)件承載力計算方法。

6.2

思考題

1．什么是平衡扭轉(zhuǎn)？什么是協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)？各有什么特點(diǎn)？

2．簡述鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件從裂縫出現(xiàn)至破壞的過程及裂縫的方向。

3．受扭構(gòu)件的開裂扭矩是按什么方法計算的？矩形截面受扭塑性抵抗矩

是如何得來的？對較復(fù)雜的截面如何計算Wt？

4．鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)有哪幾類？各有什么特點(diǎn)？哪幾類破壞形態(tài)在設(shè)計中應(yīng)予避免？

5．ξ代表什么意義？取值范圍是什么？

6．T形和I字形截面純扭構(gòu)件，截面上的扭矩T是怎樣分配給腹板翼緣來承受的？

7．鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件承載力計算的原則是什么？βt表示什么？如何計算T形和I形截面的彎剪扭構(gòu)件？

8．鋼筋混凝土受扭構(gòu)件設(shè)計時，怎樣避免出現(xiàn)少筋構(gòu)件和超筋構(gòu)件？什么情況可忽略扭矩或剪力的作用？什么情況下可不進(jìn)行剪扭承載力計算而僅按構(gòu)造配抗扭鋼筋？

9．簡述鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件設(shè)計時箍筋和縱筋是怎樣分別確定的？

10．鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的箍筋和縱筋有哪些構(gòu)造要求？6.3

習(xí)題

1．某鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件，b×h=250mm×400mm，承受扭矩設(shè)計值T=18kN.m，采用C20混凝土，縱筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋，試計算其配筋。

2．已知鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件，b×h=250mm×400mm，承受扭矩設(shè)計值T=8kN.m，彎矩設(shè)計值M=45kN.m，均布荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計值V=46kN，采用C20混凝土，縱筋和箍筋均采用HPB235鋼筋，試計算其配筋。

3．有一簡支鋼筋混凝土矩形梁b×h=250mm×500mm，其跨中截面受彎矩、剪力和扭矩的共同作用。采用的截面配筋圖形見題3圖。已知按受彎承載力求得所需的縱向鋼筋面積As=571mm2，按受剪承載力求得所需的箍筋面積Asv/s=0.644mm2/mm（雙肢）；按受扭承載力求得所需的箍筋面積Ast1/s=0.261mm2/mm（單肢）；按受扭承載力求得所需的縱筋面積Ast1=670mm2，受扭縱筋按三排配置。試問選擇題3圖中的各截面配筋圖形何項正確？

題3圖

4．已知一均布荷載作用下鋼筋混凝土T形截面彎剪扭構(gòu)件，bf′=400mm，hf′=80mm，b×h=200×450mm，某截面內(nèi)力設(shè)計值：M=54kN.m，V=64kN，T=6kN.m，采用C20混凝土，HPB235鋼筋，求縱筋和箍筋的數(shù)量，并畫出斷面配筋圖。

5．某雨篷如題5圖所示，雨篷板上承受均布荷載（包括自重）設(shè)計值q=3.55kN/m2，在雨篷自由端沿板寬方向每米承受活荷載設(shè)計值p=1.4kN/m，雨篷梁截面尺寸200mm×600mm，其計算跨度l0=5.0m，且已知梁承受的彎矩設(shè)計值M=125kN.m，剪力設(shè)計值V=100kN，混凝土強(qiáng)度等級為C30，采用HPB235及HRB335鋼筋，試設(shè)計雨篷梁的配筋。

題5圖第七章

正常使用極限狀態(tài)驗算

7.1

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

1．了解鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載裂縫和非荷載裂縫形成的原因及相應(yīng)的措施。

2．理解鋼筋混凝土構(gòu)件荷載裂縫寬度（簡稱裂縫寬度）和變形驗算的目的和條件。

3．掌握構(gòu)件裂縫出現(xiàn)和開展的過程，裂縫出現(xiàn)前后沿構(gòu)件長度方向各截面的應(yīng)力狀態(tài)，裂縫寬度和截面抗彎剛度隨荷載大小及其持續(xù)作用時間變化的特性。

4．掌握鋼筋混凝土構(gòu)件荷載裂縫寬度和受彎構(gòu)件撓度的計算方法。

5．掌握鋼受彎構(gòu)件的撓度計算方法。

7.2

思考題

1．結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)使用要求選用不同的裂縫控制等級，裂縫控制等級分為幾級，每一級的要求怎樣？鋼筋混凝土構(gòu)件屬于哪一級？

2．驗算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件變形和裂縫寬度的目的是什么？驗算時，為什么要用荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算的內(nèi)力值，同時還要考慮荷載準(zhǔn)永久組合的影響？

3．引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂的主要原因有哪些？應(yīng)采用哪些相應(yīng)的措施？

4．影響裂縫寬度的因素主要有哪些？改進(jìn)措施有哪些？

5．鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的剛度與哪些因素有關(guān)？如何提高構(gòu)件截面的抗彎剛度？

6．為什么鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的截面抗彎剛度隨著荷載增加以及荷載持續(xù)作用時間的增加而減小呢？

7．平均裂縫間距1m的基本公式可由什么平衡條件導(dǎo)出？在確定平均裂縫間距時，為什么又要考慮保護(hù)層厚度的影響？

8．鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫寬度的計算方法有哪兩大類？《規(guī)范》采用了哪種方法？基本思路是什么？

9．平均裂縫寬度Wm的計算公式是根據(jù)什么原則確定的？ψ的物理意義是什么？

10．最大裂縫寬度Wmax是在平均裂縫寬度基礎(chǔ)上考慮哪些因素而得出的？

11．如Wmax＞W(wǎng)lim時，可采取哪些措施？

12．鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的變形計算與勻質(zhì)彈性材料受彎構(gòu)件的變形計算有何異同？

13．什么叫“最小剛度”原則？合理性如何？

14．為什么在長期荷載作用下受彎構(gòu)件的撓度會增長？長期撓度的計算方法怎樣？

15．如果受彎構(gòu)件的撓度值fmax＞[f]，可采取什么措施？其中最有效的辦法是什么？

16．何謂砼構(gòu)件截面的延性？其主要的表達(dá)方式及影響因素是什么？7.3

習(xí)題

1．某圖書館樓蓋的一根鋼筋混凝土簡支梁，計算跨度l0=6m，b×h=250×650mm，C25級混凝土，HRB335鋼筋，鋼筋配置為4φ20（As=1256mm2），梁上承受標(biāo)準(zhǔn)均布恒載值（含自重）gk=18.6kN/m，標(biāo)準(zhǔn)均布活載值qk=14kN/m，可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)ψq=0.8，[f]=l0/250，試驗算構(gòu)件撓度是否滿足要求。（取a=35mm）

2．已知某矩形截面受彎構(gòu)件，b×h=250×500mm，C25級混凝土，混凝土保護(hù)層厚度C=30mm，受拉鋼筋HRB335級4φ20（As=1520mm2），恒載和長期活載值gk=16kN/m，短期活載值qk=8kN/m，計算跨度l0=6m，[f]=l0/200，驗算構(gòu)件的撓度。

3．已知某I字形截面受彎構(gòu)件（均布荷載作用）bf=b′f=200mm，hf=h′f=150mm，h=1200mm，混凝土為C35，受拉鋼筋為HRB335級6φ20（As=1884mm2），受壓鋼筋為HRB335級6φ12（A′s=678mm2），保護(hù)層C=25mm，Mq=400kN.m，Mk=479kN.m，l0=9m，[f]=l0/300，驗算構(gòu)件撓度是否滿足要求？

4．某預(yù)制T形截面簡支梁（均布荷載作用），安全等級為二級，l0=6m，b′f=600mm，b=200mm，h′f=60mm，h=500mm，混凝土等級C20，HPB235鋼筋，梁跨中截面外荷載引起的彎矩分別為：永久荷載：43kN.m；可變荷載：35kN.m；準(zhǔn)永久值系數(shù)ψq1=0.4；雪荷載：8kN.m；準(zhǔn)永久值系數(shù)ψq2=0.2。組合系數(shù)ψc=0.7，撓度限值flim=l0/250，裂縫寬度限值Wlim=0.3mm，試計算正截面受彎承載力的鋼筋用量As（鋼筋直徑在16～22mm之間選擇），并驗算裂縫寬度和變形值是否滿足要求。

5．已知矩形截面軸心受拉構(gòu)件，截面尺寸b×h=300×300mm，C30混凝土，保護(hù)層C=25mm，配置HRB400級鋼筋4

22（As=1520mm2），隨受軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值Nk=350KN，Wlim=0.3mm，試驗算Wmax是否滿足要求。（一類環(huán)境）

6．某鋼筋混凝土偏心受拉構(gòu)件，b×h=250×400mm，C35混凝土，HRB335鋼筋，As=1473mm2（3φ25），A′s=308mm2（2φ14），保護(hù)層厚度C=25mm，截面承受的縱向拉力值Nk=530kN，彎矩值Mk=62kN.m，Wlim=0.2mm,試驗算Wmax是否滿足要求。（二類環(huán)境）

7．某矩形截面偏心受壓柱，計算長度l0=5m，b×h=400×600mm，C30混凝土，混凝土保護(hù)層厚度C=25mm，HRB335鋼筋，對稱配筋A(yù)s=A′s=1520mm2（各為4φ22），承受軸向壓力標(biāo)準(zhǔn)值Nk=350kN，e0=514mm，Wlim=0.3mm，試驗算Wmax是否滿足要求。（一類環(huán)境）第八章

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件

8.1

學(xué)習(xí)要點(diǎn)

1．預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件是不同于鋼筋混凝土構(gòu)件的另一種類型的構(gòu)件，