混凝土结构设计原理离线作业Word下载.docx

混凝土结构设计原理离线作业Word下载.docx

《混凝土结构设计原理离线作业Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土结构设计原理离线作业Word下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

14. 

为什么在计算由于混凝土收缩徐变引起的预应力损失σl6时，要控制σpc/fcu≤0.5?

当初应力超过0.5fc时。

徐变与初应力为非线性关系，徐变将明显增大。

《规范》的内计算公式是建立在线性徐变基础上的，因此要求控制σpc/f’cu≤0.5。

否则徐变过大，也难以计算。

15. 

梁下部和上部预应力数值大小，对梁正截面受弯承载力有何影响？

对梁传力锚固阶段和使用阶段抗裂性有何影响？

适当增大

，对梁正截面抗弯承载力影响不大，能改善梁使用阶段抗裂性，但梁传力锚固阶段（就是施工阶段）容易开裂；

适当增大

，能改善梁传力锚固阶段（就是施工阶段）抗裂性，但是会减小梁正截面受弯承载力，对使用阶段抗裂性也不利。

16. 

17. 

已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁截面尺寸为b×

h=250mm×

450mm，安全等级为二级，混凝土强度等级为C40，配置4B16的HRB335级纵向受拉钢筋，as=35mm.

【要求】：

该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu。

18. 

已知某钢筋混凝土单筋矩形截面梁承受弯矩设计值M=150kN.m,环境类别为一类，截面尺寸为b×

500mm，安全等级为二级，混凝土强度等级为C20，配置HPB335级纵向受拉钢筋。

设计纵向受拉钢筋As。

提示：

可假设asa=65mm

混凝土结构设计原理第4次作业

一、主观题

1. 

如何减小梁弯曲裂缝宽度？

减小钢筋应力，增加纵筋配筋率，合理布置钢筋，适当减小钢筋间距，采用变形钢筋替代光圆钢筋，采用预应力构件

2. 

最大裂缝宽度Wmax是指钢筋表面处的裂缝宽度，还是构件外表面处的裂缝宽度？

指构件外表面处的裂缝宽度

3. 

由缝宽度计算公式可知，混凝土保护层越大，裂缝宽度就越大，这是否说明小的混凝土厚度对结构的耐久性更好？

足够的混凝土保护层的质和量对耐久性有好处。

4. 

试从Wmax<

Wlim说明，普通钢筋混凝土受弯构件不适宜使用高强度钢筋？

裂缝宽度与钢筋应力大致成正比，所以限制裂缝宽度就等于限制了钢筋应力值，因此无法采用高强度钢筋。

5. 

影响梁斜截面受剪承载力的因素有哪些？

（1）剪跨比对梁顶直接施加集中荷载的梁，剪跨比之足影响受剪承载力的最主要因素，随着剪跨比的增大，破坏形态发生显著变化，梁的受剪承载力明显降低。

小剪跨比时，大多发生斜压破坏，受剪承载力很高;

中等剪跨比时，大多发生剪压破坏，受剪承载力次之;

大剪跨比时，大多发生斜拉破坏，受剪承载力很低。

当剪跨比X>

3以后.剪跨比对受剪承载力无显著的影响。

（2）混凝土强度混凝土强度反映了混凝土的抗压张度和抗拉强度，因此，直接影响余留截面抵抗主拉应力和主压应力的能力，试验表明，受剪承载力随混凝土抗拉张度r的提高而提高，两者基本呈线性关系。

梁斜截面破坏的形态不同，混凝土张度影响程度也不同.）1=1.0时为斜压破坏，直线的斜率较大;

）,>

3时为斜拉破坏，直线的斜率较小;

1.O<

3,<

3.0时为剪压破坏，其直线的斜率介于上述之间。

（3）纵筋配筋率p增加纵筋配筋率P可抑制斜裂缝向受压区的伸展，从而提高骨料咬合力，并加大了剪压区高度，使混凝上的抗剪能力提高，同时也提高了纵筋的销栓作用。

总之，随着P的增大，梁的受剪承载力有所提高，但增幅不大。

6. 

如何避免梁发生斜拉破坏、斜压破坏？

参见教材关于斜截面抗剪承载力公式的上限和下限。

截面限制条件防止斜压破坏，合格的配箍率和箍筋间距防止斜拉破坏。

7. 

某矩形截面简支梁，承受匀布荷载。

C25混凝土，fc=11.9MPa，ft=1.27MPa，b=250mm，h=700mm，h0=640mm。

只设置双肢Ф8-HRB335箍筋，fyv=300MPa，S=200mm。

该梁承受剪力设计值V=500KN。

问：

（1）此构件斜截面受剪承载力是否合格？

（2）此构件斜截面破坏特征属于斜压破坏、剪压破坏还是斜拉破坏？

hw/b=640/250=2.56<

4，一般梁，Vu,max=0.25fcbh0=476KN，

Vu=0.7ft 

bh0+1.25fyvAsvh0/S=262.84KN<

Vu,max不会发生斜压破坏。

Vc=0.7ft 

bh0=142.24KN＜Vu

ρsv=Asv/（bs）=0.20%＞ρsv,min=0.24ft 

/fyv=0.10%，S≤Smax，不会发生斜拉破坏。

Vu＜V=500KN，斜截面承载力不合格，发生剪压破坏（适筋破坏）。

注意，构件实际承受的剪力值V不影响破坏性质。

8. 

轴心受压构件中的纵向钢筋和箍筋分别起什么作用？

纵筋的作用：

（1）与混凝土加气砌块共同承受压力，提高构件与截面受压承载力；

（2）提高构件的变形能力，改善受压破坏的脆性；

（3）承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力；

（4）减少混凝土的徐变变形。

横向箍筋的作用：

（1）防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置；

（2）改善构件破坏的脆性；

（3）当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土，提高其极限变形值。

9. 

配置螺旋箍筋的轴心受压柱与普通箍筋柱有哪些不同？

旋筋柱延性和承载力都高于普通箍筋柱。

10. 

轴心受压构件破坏时，纵向钢筋应力是否总是可以达到

？

采用很高强度的纵筋是否合适？

破坏时高强度钢筋（强度高于400MPa）不能达到屈服强度，所以不适宜采用高强度钢筋。

参见教材第51页（新教材）或104页（老教材）。

11. 

偏心受压构件正截面破坏形态有几种？

大小偏心受压破坏形态有哪些不同？

受压构件截面分为受压区和受拉区，所以其破坏分为：

受压区破坏（受压区的砼抗压承载力不足）;

受拉区砼被拉裂。

偏心受压构件的分类划分是跟据其偏心矩e来划分的;

当e大于等于1/6长边的一半时为大偏心受压构件，当e小于1/6长边的一半是为小偏心受压构件。

偏心受压构件正截面破坏特征与哪些因素有关？

如何判断属于受压还是受拉破坏？

偏心距较大时为什么也会发生受压破坏？

偏心受压构件正截面破坏特征与偏心距、截面尺寸、配筋率、材料强度、构件计算长度等因素有关。

受拉破坏是指，破坏始于受拉钢筋先屈服，最后混凝土被压坏。

受压破坏是指，受压区混凝土破坏而受拉钢筋还未屈服。

大偏心受压构件混凝土截面部分受拉（混凝土受拉区大部分已开裂），部分受压，如果压应力大于混凝土抗压强度而对面的受拉钢筋还未屈服，也会发生受压破

短柱、长柱、细长柱的破坏特征有何不同？

短柱、长柱为材料破坏，但是长柱需要考虑偏心距增大系数或考虑二次弯矩的影响。

细长柱为失稳破坏。

大、小偏心受压构件截面设计和截面复核，是否都应该验算垂直弯矩作用平面的承载力？

不必进行垂直受弯截面的承载力校核，计算时已经考虑了弯矩的作用,就是看受拉钢筋是否屈服。

绘制偏心受压构件正截面承载力计算简图（包括大偏心受压和小偏心受压构件）。

对于给定的一个偏心受压构件正截面，它的受压承载力设计值 

Nu与正截面的受弯承载力设计值Mu之间的关系（Nuηei=M）如图所示。

小偏心受压情况下，随着轴向压力的增加，正截面受弯承载力随之减小，但在大偏心受压情况下，轴向压力的增加反而使构件正截面的受弯承载力提高。

在界限破坏时，正截面受弯承载力达到最大值。

已知两组内力（N1,M1）和（N2,M2），采用对称配筋，判断以下情况哪组内力的配筋大？

（1）N1=N2,M2>

M1

（2）N1<

N2<

Nb,M2=M1

（3）Nb<

N1<

N2,M2=M1

（1）N1=N2,M2>

M1（按第2组荷载配筋）

Nb,M2=M1（按第1组荷载配筋）

N2,M2=M1（按第2组荷载配筋）

已知某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，承受荷载弯矩设计值M=125kN-m，混凝土截

面尺寸为b=200mm，h=400mm 

，安全等级为二级，混凝土强度等级为C35，配置

HRB335级纵向受拉钢筋3B25，HPB235级纵向受压钢筋2φ16，as=38mm,as'

=33mm.

该梁所能承受的极限弯矩设计值Mu并判断正截面受弯承载力是否合格。

已知某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，承受荷载弯矩设计值M=420kN.m，混凝土截面尺寸为b=3000mm，h=600mm，环境类别为一类，安全等级为二级，混凝土强度等级为C20，采用HRB335级纵向钢筋。

（1）设计纵向钢筋AS和AS'

（提示：

可估计as=65mm,as'

=40mm）

（2）若已知设计纵向受拉钢筋为3φ25，as'

=42.5mm,求AS（取as=65mm）

混凝土结构设计原理第5次作业

大偏心受拉构件混凝土截面是否存在受压区？

存在

2.

3

4.

钢筋混凝土受扭构件有那几种破坏形态？

少筋、适筋、超筋、部分超筋。

钢筋混凝土梁正截面受弯破坏有哪几种破坏形式？

各自的破坏特点是什么?

（1）当混凝土受扭构件配筋数量较少时（少筋构件），结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂并退出工作，混凝土承担的拉力转移给钢筋，由于结构配置纵筋及箍筋数量很少，钢筋应力立即达到或超过屈服点，结构立即破坏。

破坏过程急速而突然，破坏扭矩基本上等于抗裂扭矩。

破坏类似于受弯构件的少筋梁，被称为“少筋破坏”，为了避免脆性破坏的发生，规范对受扭构件提出了抗扭箍筋及抗扭纵筋的下限（最小配筋率）及箍筋最大间距等严格规定。

（2）当混凝土受扭构件按正常数量配筋时（适筋构件），结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点。

随着扭矩荷载不断增加，结构纵筋及箍筋相继达到屈服点，进而混凝土裂缝不断开展，最后由于受压区混凝土达到抗压强度而破坏。

结构破坏时其变形及混凝土裂缝宽度均较大，破坏过程表现出一定的塑性特征。

破坏类似于受弯构件的适筋梁，属于延性破坏即“适筋破坏”，下面列出的受扭承载力公式所计算的也就是这一类破坏形态。

（3）当混凝土受扭构件配筋数量过大或混凝土强度等级过低时（超筋构件），结构破坏时纵筋和箍筋均未达到屈服点，受压区混凝土首先达到抗压强度而破坏。

结构破坏时其变形及混凝土裂缝宽度均较小，其破坏类似于受弯构件的超筋梁，属于无预兆的脆性破坏即“超筋破坏”，在工程设计中应予避免，因此规范中规定了配筋上限，也就是规定了最小的截面尺寸条件。

（4）当混凝土受扭构件的纵筋与箍筋比率相差较大时（部分超筋构件），即一种钢筋配置数量较多，另一种钢筋配置数量较少，随着扭矩荷载的不断增加，配置数量较少的钢筋达到屈服点，最后受压区混凝土达到抗压强度而破坏。

结构破坏时配置数量较多的钢筋并没有达到屈服点，结构具有一定的延性性质。

这种破坏的延性比完全超筋要大一些，但又小于适筋构件，这种破坏叫“部分超筋破坏”。

为防止出现这种破坏，规范用抗扭纵筋和抗扭箍筋的比值的合适范围来控制。

适筋梁从加载到破坏经历了哪几个应力阶段？

正截面受弯承载力是根据哪个应力阶段计算的？

3个阶段，根据第3a阶段

受弯构件正截面承载力计算的基本假定有哪些？

1.As>

=ρmin·

b·

h防止设计成少筋构件

2.ξ=<

ξb防止设计成超筋构件

什么是界限破坏，梁正截面受弯破坏属于界限破坏时，是否具有延性？

受拉纵筋应力达到屈服强度时，混凝土最大受压边缘达到极限拉应变。

界限破坏无延性。

在什么情况采用双筋梁？

双筋梁有什么优点

截面尺寸受限制而承载力不够，承受正负弯矩；

优点：

①在不增加截面尺寸的前提下，提高了梁的正截面抗弯承载力；

②可以降低受压区混凝土相对高度ξ，这既可以使超筋梁转变成适筋梁，又因为ξ的降低，导致还可以在受拉区增加纵向受拉钢筋，提高受弯承载力；

③受压纵筋阻碍混凝土的收缩徐变，从而减小了持续荷载作用下由于混凝土收缩徐变产生的长期挠度（附加变形）；

④增加了构件破坏时的延性。

⑤承受变号弯矩。

已知某钢筋混凝土T形截面梁，承受荷载弯矩设计值M=280kN.m，混凝土截面尺寸b'

f=500mm,b=250mm,h'

f=80mm,h=600mm,。

安全等级为二级，混凝土强度

等级为C30，配置HRB400级纵向受拉钢筋（AS=1571mm2）,as=35mm.

【问】：

该梁正截面受弯承载力是否合格。

混凝土的变形模量是指：

①应力与塑性应变的比值（×

）

②应力应变曲线切线的斜率（×

③应力应变曲线原点切线的斜率（×

）

④应力与总瞬时应变的比值（√）

线性徐变是指：

①徐变与荷载持续时间成正比（×

②徐变系数与初应力成正比（×

③徐变变形与初应力为线性关系（√）

④徐变变形和瞬时变形之和与初应力为线性关系（×

为什么混凝土立方体强度大于棱柱体强度？

立方体强度为三向受压，其强度高度单向受压（棱柱体强度）。

混凝土徐变与哪些因素有关？

影响混凝土徐变变形的因素主要有：

①水泥用量越大（水灰比一定时），徐变越大。

②W/C越小，徐变越小。

③龄期长、结构。

简述钢筋混凝土和预应力混凝土结构的优缺点.

钢筋混凝土结构的优点很多，除了能合理地利用钢筋和混凝土两种材料的特性外还有如下优点：

（1）可模性好：

（2）整体性好：

（3）耐久性好：

（4）耐火性好：

（5）易于就地取材：

钢筋混凝土结构具有下述主要缺点：

（1）自重大。

（2）抗裂性差（3）性质脆。

预应力混凝土优点：

1、预应力钢筋混凝土梁的受拉区因提前预压，在加荷载时会抵消拉应力使构件的抗拉强度得以提高。

2、施加预应力时构件会出现反拱，这样在施加荷载的时候会减小挠度。

这样就能适用于更大的跨度。

预应力混凝土缺点：

技术难度要大，需要施工单位用更高的施工能力。

工艺要求也会比钢筋混凝土的梁要高。

为什么普通钢筋混凝土构件不适宜采用高强度钢筋和高强度混凝土？

第一，不经济，第二，高强度混凝土强度高，脆性大，产生裂缝的几率加大，必须配置高强度钢筋来承受拉应力，造成施工困难。

结构的功能主要有哪几项？

结构的极限状态有几类？

安全性、适用性、耐久性。

承载能力极限状态和正常使用极限状态。

19. 

结构的可靠度是否愈大愈好？

：

可靠度“过大”，经济性差。