推荐-第3章钢筋混凝土受弯构件习题和思考题及答案
2023年第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案
第四版混凝土构造设计原理试题库及其参照答案一、判断题(请在你认为对旳陈说旳各题干后旳括号内打“√”,否则打“×”。
每题1分。
)第1章钢筋和混凝土旳力学性能1.混凝土立方体试块旳尺寸越大,强度越高。
()2.混凝土在三向压力作用下旳强度可以提高。
()3.一般热轧钢筋受压时旳屈服强度与受拉时基本相似。
()4.钢筋经冷拉后,强度和塑性均可提高。
()5.冷拉钢筋不适宜用作受压钢筋。
()6.C20表达f cu=20N/mm。
()7.混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展旳成果。
()8.混凝土抗拉强度伴随混凝土强度等级提高而增大。
()9.混凝土在剪应力和法向应力双向作用下,抗剪强度随拉应力旳增大而增大。
()10.混凝土受拉时旳弹性模量与受压时相似。
()11.线性徐变是指压应力较小时,徐变与应力成正比,而非线性徐变是指混凝土应力较大时,徐变增长与应力不成正比。
()12.混凝土强度等级愈高,胶结力也愈大()13.混凝土收缩、徐变与时间有关,且互相影响。
()第1章钢筋和混凝土旳力学性能判断题答案1. 错;对;对;错;对;2. 错;对;对;错;对;对;对;对;第3章 轴心受力构件承载力1. 轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。
( )2. 轴心受压构件中旳箍筋应作成封闭式旳。
( )3. 实际工程中没有真正旳轴心受压构件。
( )4. 轴心受压构件旳长细比越大,稳定系数值越高。
( )5. 轴心受压构件计算中,考虑受压时纵筋轻易压曲,因此钢筋旳抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。
( ) 6.螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件旳承载力,又能提高柱旳稳定性。
( )第3章 轴心受力构件承载力判断题答案1. 错;对;对;错;错;错;第4章 受弯构件正截面承载力1. 混凝土保护层厚度越大越好。
( )2. 对于'f h x ≤旳T 形截面梁,由于其正截面受弯承载力相称于宽度为'f b 旳矩形截面梁,因此其配筋率应按0'h b A f s=ρ来计算。
混凝土结构设计原理第三章作业及参考资料
第三章 受弯构件正截面承载力计算习题及作业一、思考题1、 试述少筋梁、适筋梁和超筋梁的破坏特征,在设计中如何控制梁的破坏形态。
2、 什么是有效截面高度、相对受压区高度、界限相对受压区高度、最小配筋率和最大配筋率?3、 梁的截面高度、截面宽度与哪些因素有关,设计中通常如何选取?4、 梁中共有几种钢筋,其作用分别是什么?5、 受弯构件计算中采用了几个基本假定,这些基本假定是什么?如何理解?6、 单筋矩形截面梁的计算方法是什么?对矩形截面受弯构件而言,为提高其受弯承载力,可采取的措施有多少种?其中最有效的是哪种?7、 何时采用双筋截面梁?双筋截面梁的计算方法是什么?双筋截面梁有少筋或超筋问题吗?如何在设计中进行控制?8、 T 形截面形成的原因?如何计算T 形截面最小配筋率,为什么? 9、 T 形截面的计算方法是什么?工程中何时采用T 形截面进行计算?10、翼缘在受拉区的T 形截面对承载力有无影响?工程中还有无应用价值?若有价值何时采用?二、作业题1、某办公楼一钢筋混凝土简支梁,梁的计算跨度m l 2.50 ,承受均布线荷载,其中可变荷载标准值为8m kN /,永久荷载标准值为9.5m kN /(不包括梁的自重),拟采用C30混凝土和HRB335级钢筋,结构安全等级为二级,环境类别为一类.钢筋混凝土容重为25m kN /3。
试设计该构件所需的纵向钢筋面积,并选配钢筋.2、某办公楼一矩形截面简支梁,截面尺寸为200X450mm 2,计算跨度4。
5m ,承受均布荷载设计值为79kN/m (含自重).结构安全等级为二级,环境类别为一类。
混凝土强度等级C30,钢筋采用HRB500级。
A 、试设计该梁?B 、若该梁已经配有HRB500级受压钢筋320,受拉钢筋需要多少?3、已知梁截面尺寸为b ×h =250×500mm,混凝土强度等级C30,纵向钢筋级别为HRB335,受压区配有216钢筋,受拉区配有625钢筋,试求该梁能够承受的极限弯矩是多少?4、一T 形截面梁,截面尺寸如图,混凝土强度等级C30,钢筋级别为HRB400,结构安全等级为二级,环境类别为一类.试按以下三种弯矩设计值M ,分别设计纵向受拉钢筋面积。
第3章-受弯构件正截面的受力性能与设计优选全文
(5)由于受压区混凝土压应力不 断增大,压区混凝土塑性特性愈 M 加显著.
es
Ⅱ阶段截面应力和应变分布
第三章 受弯构件正截面承载力
fy (6)当钢筋应力达到屈服强度时, 记为Ⅱa状态,弯矩记为My,称 为屈服弯矩。
ey
(7) 即将进入第Ⅲ阶段:挠度、 截面曲率、钢筋应变及中和轴位置 曲线均出现明显的转折。
宽度。 ▲配置量:间距及面积要求
见左图;直径≥10mm;
第三章 受弯构件正截面承载力
三、 板钢筋的强度等级及常用直径
1、 板的受力钢筋及分布钢筋 ▲级别:宜用Ⅰ ~Ⅲ级钢筋; ▲直径:6~12mm。 ▲间距:见下图。
分布钢筋作用:
1、固定受力钢筋的位置; 2、将荷载均匀地传递给 受力钢筋; 3、抵抗温度和收缩等产 生的应力。
h0
面积0.15AS及0.0015bh
分布筋 直径6mm
间距≤ 250mm
h0=h-20
70
受力筋 ≤ 200(h ≤150mm) ≤ 250及1.5h(h >150mm)
C15mm及d
第三章 受弯构件正截面承载力
四、纵向钢筋的配筋百分率
As
bh0
C
as的确定?? h0的确定 h0 h as
MM//MMuu
11..00 MMuu 00..88 MMyy
00..66
0.4
Mcr
xn=xn/h0
0
0fcr0.1 0.2 0f.3y 0.4 0.5
fu f
第三章 受弯构件正截面承载力
3、第Ⅲ阶段—破坏阶段
( 从受拉钢筋屈服到受压边缘砼
xc
达到ecu)
(1)该阶段钢筋应力保持fy : 但
西南大学《钢筋混凝土结构基本原理》复习思考题及答案
(0761)《钢筋混凝土结构基本原理》复习思考题一、填空题1.混凝土结构包括素混凝土结构、 、 和其他形式加筋混凝土结构。
2 钢筋混凝土结构由很多受力构件组合而成,主要受力构件有楼板、 、 、 墙、基础等。
3. 在测定混凝土的立方体抗压强度时,我国通常采用的立方体标准试件的尺寸为 。
4.长期荷载作用下,混凝土的应力保持不变,它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的 。
5.混凝土在凝结过程中,体积会发生变化。
在空气中结硬时,体积要 ;在水中结硬时,则体积 。
6.在钢筋混凝土结构的设计中, 和 是选择钢筋的重要指标。
7.在浇筑混凝土之前,构件中的钢筋由单根钢筋按设计位置构成空间受力骨架,构成骨架的方法主要有两种: 与 。
8.当构件上作用轴向拉力,且拉力作用于构件截面的形心时,称为 构件。
9.当混凝土开裂后,截面上混凝土与钢筋之间应力的调整,称为截面上的 。
10、轴心受拉构件的受拉承载力公式为 。
11.钢筋混凝土轴心受压柱根据箍筋配置方式和受力特点可分为 柱和 柱两种。
12.钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数为 承载力与 承载力的比值。
13.钢筋混凝土受压构件中,配置箍筋的作用是: 和保证其位置正确,形成钢筋骨架,便于施工。
14.长柱轴心受压时的承载力 具有相同材料,截面尺寸及配筋的短柱轴心受压时的承载力。
15.按柱长细比的不同,钢筋混凝土偏心受压柱可以分为 、 和细长柱三种。
16.短柱、长柱和细长柱中, 的破坏属于材料破坏。
17.钢筋混凝土轴心受压构件,稳定性系数ϕ是考虑了 。
18.梁中一般配置以下几种钢筋: 、弯起钢筋、腰筋、架立钢筋、 。
19.梁的正截面破坏形态根据配筋率的大小可分为三种破坏形态: 、超筋梁和 。
20.T 型截面梁按中和轴所在位置的不同分为两类∶第一类T 型截面为x h f /,第二类T 型截面为x h f /。
21.适筋梁从加荷到破坏经历了 , 和 三个受力阶段。
22.一般混凝土受弯构件的跨高比5/0 h l ,而5/0≤h l 的粱通称为 。
第3章 钢筋混凝土受弯计算
;
和HRB400级(Ⅲ级)钢筋,常用直径6、8、10mm。
弯弯架架
架架架架
腰架
箍架
纵纵架架
梁的钢筋构造
c d1≥1.5d c c d1≥d ≥25mm c––保护层厚 60 d2 b c
应力、应变图均为直线 说明混凝土处于弹性阶段 说明混凝土处于弹性阶段, 应力、应变图均为直线—说明混凝土处于弹性阶段,应力 与应变成正比。 σ 0 = E c ε 0 与应变成正比。
Ia——拉区混凝土出现塑性特征 ε → ε tu ,拉区应力图呈 拉区混凝土出现塑性特征
曲线, 曲线,
M → M cr 即将开裂状态。 即将开裂状态。
当 ξ < ξ b 适筋梁破坏或少筋梁破坏 (2)最小配筋率
ρ min
3.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算
3.4.1 基本公式与适用条件
∑X =0 ∑M = 0
或
α1 f cbx = As f y
x KM = α1 f cbx(h0 − ) 2
x KM = f y As (h0 − ) 2
• 受弯构件截面类型:梁、板
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
2截面尺寸
► 矩形截面梁的高宽比h/b 一般取2.0 ~ 3.5;
T 形截面梁的 h/b 一般取2.5 ~ 4.0
► 梁 肋 宽 b 一 般 取 为 100 、 120 、 150 、 ( 180 ) 、 200 、
(220)、250和300mm,300mm以下的级差为50mm;
钢结构第3章作业参考答案
l1 298 8 308mm;l2 108 8 116mm 取肢背l1 310mm, 肢尖l2 120mm
(2)
当采用二面侧焊时
N 1 a1 N 0.67 1000 670KN N 2 a 2 N 0.331000 330KN
60 h f 480 mm (满 足) N1 670103 lw1 374mm w 8 h f 64 mm 且 40 mm (满 足) 2hef f 2 0.7 8 160
《钢结构》(第三版)戴国欣 主编
钢结构第3章作业参考答案
3.1 试设计双角钢与节点板的角焊接连接。钢材为Q235B, 焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN(设计值),分别 采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解:
hf max 1.2 10 12m m hf min 1.5 12 5.2m m 假定hf 8m m
2 2 I 0.5615 ( 21.2 - 14.45 ) 0.5613.8 ( 200 - 14.45 )
2 0.56 203 2 2 0.56 20 ( 14.45 - 10 ) 1811 cm4 12
按剪力由腹板承担,弯矩由腹板和翼缘共同承担考虑 V 98103 43.75Mpa 160Mpa he lw 2 5.6 200
2 2
hf 8m m 满足要求
(注:本题也可以计算 求得hf ,然后再根据构造选取 hf)
3.4 习题3.3的连接中,如将焊缝及焊缝改为对接焊缝 (按三级质量标准检验),试求该连接的最大荷载。 解: 若为对接焊缝,则:
f cw 215Mpa, ft w 185Mpa, f vw 125Mpa,
【练习】混凝土结构设计原理作业习题及答案
第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为_软钢___________和硬钢。
2、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于残余应变为 0.2% 时的应力作为假定的屈服点,即条件屈服强度。
3、碳素钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
随着含碳量的增加,钢筋的强度提高、塑性降低。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素,变成为普通低合金钢。
4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是强度高、塑性好可焊性好、对混泥土的粘结锚固性能好。
5、钢筋和混凝土是不同的材料,两者能够共同工作是因为两者能牢固粘结在一起、线膨胀系数相近、混泥土能保护钢筋不被锈蚀6、光面钢筋的粘结力由化学胶结力、摩擦力、钢筋端部的锚固力三个部分组成。
7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度,钢筋的强度越高、直径越粗、混凝土强度越低,则钢筋的锚固长度就越长。
8、混凝土的极限压应变包括弹性应变和塑性应变两部分。
塑性应变部分越大,表明变形能力越大,延性越好。
9、混凝土的延性随强度等级的提高而降低。
同一强度等级的混凝土,随着加荷速度的减小,延性有所提高,最大压应力值随加荷速度的减小而减小。
10、钢筋混凝土轴心受压构件,混凝土收缩,则混凝土的应力减少,钢筋的应力增加。
11、混凝土轴心受拉构件,混凝土徐变,则混凝土的应力减少,钢筋的应力增加。
12、混凝土轴心受拉构件,混凝土收缩,则混凝土的应力增加,钢筋的应力减少。
二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。
N2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时,其换算系数是0.95。
Y3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。
N4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。
Y5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。
Y6、强度与应力的概念完全一样。
N7、含碳量越高的钢筋,屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。
第3章钢筋混凝土受弯构件习题和思考题及答案
第三章钢筋混凝土受弯构件问答题1. 适筋梁正截面受弯全过程可划分为几个阶段?各阶段的主要特点是什么?与计算有何联系?1。
答:适筋梁正截面受弯全过程可划分为三个阶段—混凝土开裂前的未裂阶段、混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段和钢筋开始屈服前至截面破坏的破坏阶段.第Ⅰ阶段的特点是:1)混凝土没有开裂;2)受压区混凝土的应力图形是直线,受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线,后期是曲线;3)弯矩与截面曲率基本上是直线关系.a I 阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。
第Ⅱ阶段的特点是:1)在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土推出工作,拉力主要由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有屈服;2)受压区混凝土已有塑性变形,但不充分,压应力图形为只有上升段的曲线;3)弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与挠度的增长加快了.阶段Ⅱ相当于梁使用时的受力状态,可作为使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。
第Ⅲ阶段的特点是:1)纵向受拉钢筋屈服,拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已退出工作,受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满,有上升曲线,也有下降段曲线;2)由于受压区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大,故弯矩还略有增加;3)受压区边缘混凝土压应变达到其极限压应变实验值0cu 时,混凝土被压碎,截面破坏;4)弯矩—曲率关系为接近水平的曲线。
第Ⅲ阶段末可作为正截面受弯承载力计算的依据。
2. 钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁有何区别?2.答:钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁的区别有:钢筋混凝土梁从加载到破坏的全过程分为三个阶段;从第Ⅱ阶段开始,受拉区混凝土就进入塑性阶段,梁就开始带裂缝工作,受拉区拉力都由钢筋来承担,直到第Ⅲ阶段末整个梁破坏,而匀质弹性材料梁没有这两个阶段,始终是在弹性阶段内工作的.3.钢筋混凝土梁正截面有哪几种破坏形态?各有何特点?3。
答:钢筋混凝土梁正截面有适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏三种。
结构设计原理 第三章 受弯构件 习题及答案
结构设计原理第三章受弯构件习题及答案第三章受弯构件正截面承载力一、填空题1、受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中,0 ,cu 。
2、梁截面设计时,可取截面有效高度:一排钢筋时,h0h ;两排钢筋时,h0h 。
3、梁下部钢筋的最小净距为 mm及≥d上部钢筋的最小净距为 mm及≥。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段,试选择填空:A、I;B、Ia;C、II;D、IIa;E、III;F、IIIa。
①抗裂度计算以阶段为依据;②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以阶段为依据;③承载能力计算以阶段为依据。
5、受弯构件min是为了;max是为了。
6、第一种T形截面梁的适用条件及第二种T形截面梁的适用条件中,不必验算的条件分别是及。
7、T形截面连续梁,跨中按截面,而支座边按截面计算。
8、界限相对受压区高度b需要根据等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为,否则应。
10、在理论上,T形截面梁,在M作用下,bf越大则受压区高度。
内力臂,因而可受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有、、3种。
12、板内分布筋的作用是:(1) ;(2) ;(3) 。
13、防止少筋破坏的条件是,防止超筋破坏的条件是。
14、受弯构件的最小配筋率是构件与构件的界限配筋率,是根据确定的。
15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是:(1) 保证时,;(2) 保证。
当bh0时,说明,此时Mu= ,如M外Mu,则此构件。
二、判断题1、在梁的设计中,避免出现超筋破坏是通过构造措施来实现的。
2、在梁的设计中,避免出现少筋破坏是通过构造措施来实现的。
3、梁的曲率延性随配筋率的减少而提高,延性最好的是少筋梁。
4、要求梁的配筋率min是出于对混凝土随温度变化的变形和收缩变形的考虑。
5、在受弯构件的正截面中,混凝土受压变形最大处即是受压应力的最大处。
6、受弯构件正截面强度计算公式MufyAs(h0-x/2)表明:①Mu与fy成正比,因此在一般梁内所配的钢筋应尽可能使用高强度钢筋;②Mu与As成正比,因此配筋越多,梁正截面承载力越大。
第3章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算(精)
第3章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算1.对梁、板的截面尺寸有何构造规定?答:梁的高度h 常根据刚度要求取为跨度l 0的1/8~1/12;矩形截面梁的宽度b 按高宽比h /b =2~3,T 形截面梁的肋宽b 按高宽比h /b =2.5~4选择。
然后结合下列要求初步确定。
(1)矩形截面的宽度或T 形截面的肋宽b 常取120、150、180、200、220、……、250mm ,250mm 以上则以50mm 为模数递增。
(2)梁高h 常取250、300、350、400、……、800mm ,以50mm 递增;800mm 以上则以100mm 递增。
一般的受力板,其厚度h 可取为板跨度l 0的1/12~1/35。
考虑施工方便和使用要求,板厚不宜小于50mm ;水工建筑物中板的厚度不宜小于100mm 。
板厚在250mm 以下时,板厚以10mm 递增;板厚在250mm 以上时,以50mm 递增;板厚超过800mm 时,则以100mm 递增。
板的宽度一般由使用要求和布置条件确定。
对预制构件,常要求构件轻薄,便于吊装和运输,因此在考虑截面尺寸时,级差尺寸可根据具体情况适当加以调整,不受上述规定限制。
2.梁内钢筋直径、根数、间距及布置有何构造规定?答:钢筋直径:为了保证钢筋骨架的刚度,梁内纵向受力钢筋的直径不能太细。
同时为了防止混凝土裂缝过大和钢筋在混凝土中可能滑动,也不宜采用很粗的钢筋。
梁内常用的纵向受力钢筋直径为10~28mm 。
在同一根构件中,受力钢筋直径最好相同。
为了选配钢筋方便和节约钢材起见,有时也可选用两种不同直径的钢筋,此时应使两种钢筋直径相差2mm 以上,以便施工时容易识别,但也不宜超过4~6mm ,以使截面受力均匀。
钢筋根数:梁中受力钢筋的根数太多时,会增加浇筑混凝土的难度,根数太少时又不足以选择弯起钢筋来满足斜截 面抗剪要求。
同时,如果钢筋根数少而直径粗,受力不均匀,加工也不方便。
在梁中,钢筋根数至少为两根,以形成钢筋骨架的需要,钢筋总数根据承载力计算确定。
混凝土结构原理思考题及习题集
混凝土结构原理思考题及习题集1第1章混凝土结构用材料的性能思考题1-1混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的?1-2钢筋冷拉和冷轧的抗拉、抗压强度都能提高吗?为什么?1-3立方体抗压强度是怎样确定的?为什么试块在承压面上抹涂润滑剂后测出的抗压强度比不涂润滑剂的低?1-4影响混凝土抗压强度的因素有哪些?1-5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种?我国热轧钢筋的强度分为几个等级?用什么符号表示?1-6、混凝土立方体抗压强度能不能代表实际构件中的混凝土强度?除立方体强度外,用什么符号表示?1-7、混凝土抗拉强度是如何测试的?1-8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量?弹性模量与割线模量什么关系?第2章 钢筋混凝土轴心受力构件正载面承载力计算 思考题2-1轴心受压构件中纵筋的作用是什么?2-2柱在使用过程中的应力重分布是如何产生的?2-3螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些?2-4公路桥涵规范在计算轴心受拉和抽心受压构件正截面承载力时与建筑工程规范有哪些相同和不同之处?习题2-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向力设计值410140⨯=N ,楼层高m .H 45=,混凝土强度等级为C20,HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
2-2由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ,柱高4.0m ,计算高度m .H ,.l 82700==,配盘为)mm A (s2804164='φ。
C30混凝土,HRB400级钢筋,承受轴向力设计值N=950kN 。
试问柱截面是否安全?2-3已知一桥下螺旋箍筋柱,直径为d=500mm ,柱高5.0m ,计算高度700.l =,H=3.5m ,配HRB400钢筋)mm A (s 220101610='φ,C30混凝土,螺旋箍筋采用R235,直径为12mm ,螺距为s=50mm ,试确定此承载力。
2-4编写轴心受拉和轴心受压构件正截面承载力计算程序。
混凝土结构(第五版)课后习题答案精华版
《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)重庆大学第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。
缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。
1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。
3第三章(14):钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算3.6
混凝土结构设计原理
第 3章
板的截面尺寸确定
板的宽度一般较大,计算时取单位宽度(b=1000mm)进行计算;
厚度应满足①单跨简支板的最小厚度不小于l0/35; ②多跨连续板的最小厚度不小于l0 /40 ; ③悬臂板的最小厚度(指的是悬臂板的根部 厚度)不小于l0 /12。同时 ,应满足表3-3的规定,并以10mm为模数。
混凝土结构设计原理
第4章
c
d 8 ~ 12mm
板: ≤ C20时,c=20mm ≥ C25时,c=15mm
as =c+d/2 as=20mm。 h0=h-20
h0 h
梁正截面的三种破坏形态
(a)少筋梁;(ρ<ρmin)
承载力很小,一裂即断,没 有预兆,脆性,应避免。
(b)适筋梁;(ρmin≤ρ≤ρb )
混凝土结构设计原理
3.3.2计算简图
第3章
x=β1x0
C ——受压区合力;T ——受拉区合力
等效:指两个图形不但压应力合力的大小相等,而且 合力的作用位置完全相同。
混凝土结构设计原理
第 3章
X 0 α1ƒcbx=ƒyAs
(3-2)
Ms 0 M≤Mu=α1ƒcbx(h0-x/2) (3-3a)
但混凝土用量和模板费用增加,并影响使用净空高度;
● 反之,b、h(h0)越小,所需的As就越大,r 增大。
衡量截面尺寸是否合理的标准是:实际配筋率是否处 于常用配筋率范围内。
经济配筋率 梁:(0.6~1.5)% 板:(0.4~0.8)%
第三章钢筋混凝土受弯构件复习思考
课堂小结:
本节通过分析思考题与作业题,以巩固大家对知识的掌握程度,要求能熟悉构件的构造要求,达到熟练应用公式进行解题的目的,并能够结合建筑力学的知识解综合题。
作业:
练习卷
课后分析:
3.1梁、板的截面尺寸应满足哪些要求?从利于模板定型化的角度出发,梁、板截面高度应按什么要求取值?
(4)纵向钢筋配筋率
3.13钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力计算时,有哪些截面需计算?这些截面为什么需计算?
答:斜截面受剪承载力的计算位置,一般按下列规定采用:
(1)支座边缘处的斜截面,(2)弯起钢筋弯起点处的斜截面
(3)受拉区箍筋截面面积或间距改变处的斜截面(4)腹板宽度改变处的截面,
习题中的问题:
3.斜压破坏这种破坏是因梁的剪弯段腹部混凝土被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压柱体,在正应力和剪应力共同作用下混凝土被压碎而导致的,破坏时箍筋应力尚未达到屈服强度。斜压破坏属脆性破坏。
上述三种破坏形态,剪压破坏通过计算避免,斜压破坏和斜拉破坏分别通过采用截面限制条件与按构造要求配置箍筋来防止。剪压破坏形态是建立斜截面受剪承载力计算公式的依据。
按构造要求,现浇板的厚度不应小于表3.1.2的数值。现浇板的厚度一般取为10mm的倍数,工程中现浇板的常用厚度为60、70、80、100、120mm。
3.2钢筋混凝土梁和板中通常配置哪几种钢筋?各起何作用?
答:梁中通常配置纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋、架立钢筋等,构成钢筋骨架,有时还配置纵向构造钢筋及相应的拉筋等。
1、对于基本公式的应用问题不大,而对于适用公式的应用经常要忽略。各种截面的计算公式会混淆
2、综合解题:如习题3.8,关于荷载组合的问题比较生疏,需要加强复习
结构设计原理-第三章-受弯构件-习题及答案
第三章 受弯构件正截面承载力一、填空题1、受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中,0ε= ,cu ε= 。
2、梁截面设计时,可取截面有效高度:一排钢筋时,0h h =- ;两排钢筋时,0h h =- 。
3、梁下部钢筋的最小净距为 mm 及≥d 上部钢筋的最小净距为 mm 及≥1.5d 。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段,试选择填空:A 、I ;B 、I a ;C 、II ;D 、II a ;E 、III ;F 、III a 。
①抗裂度计算以 阶段为依据;②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以 阶段为依据;③承载能力计算以 阶段为依据。
5、受弯构件min ρρ≥是为了 ;max ρρ≤是为了 。
6、第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的适用条件中,不必验算的条件分别是 及 。
7、T 形截面连续梁,跨中按 截面,而支座边按 截面计算。
8、界限相对受压区高度b ζ需要根据 等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为 ,否则应 。
10、在理论上,T 形截面梁,在M 作用下,f b '越大则受压区高度χ 。
内力臂 ,因而可 受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有 、 、 3种。
12、板内分布筋的作用是:(1) ;(2) ;(3) 。
13、防止少筋破坏的条件是 ,防止超筋破坏的条件是 。
14、受弯构件的最小配筋率是 构件与 构件的界限配筋率,是根据 确定的。
15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是:(1) 保证;(2) 保证 。
当<2s a χ'时,求s A 的公式为 ,还应与不考虑s A '而按单筋梁计算的s A 相比,取 (大、小)值。
16、双筋梁截面设计时,s A 、s A '均未知,应假设一个条件为 ,原因是 ;承载力校核时如出现0>b h χξ时,说明 ,此时u M = ,如u M M ≤外,则此构件 。
混凝土习题及答案(3)知识讲解
混凝土习题及答案(3)第7章受拉构件的截面承载力7.1选择题1 •钢筋混凝土偏心受拉构件,判别大、小偏心受拉的根据是( D )A. 截面破坏时,受拉钢筋是否屈服;B. 截面破坏时,受压钢筋是否屈服;C. 受压一侧混凝土是否压碎;D. 纵向拉力N的作用点的位置;2 •对于钢筋混凝土偏心受拉构件,下面说法错误的是( A )。
A. 如果b,说明是小偏心受拉破坏;B. 小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担;C. 大偏心构件存在混凝土受压区;D. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N的作用点的位置;7.2判断题1. 如果b,说明是小偏心受拉破坏。
(x )2•小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担。
(V )3. 大偏心构件存在混凝土受压区。
(V )4. 大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N的作用点的位置。
(V )7.3问答题1. 偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么?大、小偏心破坏的受力特点 和破坏特征各有何不同?答:(1)当N 作用在纵向钢筋A s 合力点和A s 合力点范围以外时,为大偏 心受拉;当N 作用在纵向钢筋A s 合力点和A s 合力点范围之间时,为小偏心 受拉;(2)大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压 破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外 力。
2. 大偏心受拉构件的正截面承载力计算中, X b 为什么取与受弯构件相同?答:大偏心受拉构件的正截面破坏特征和受弯构件相同,钢筋先达到屈服强 度,然后混凝土受压破坏;又都符合平均应变的平截面假定,所以 X b 取与受弯构件相同。
3. 大偏心受拉构件为非对称配筋,如果计算中出现 x 2a s 或出现负值,怎么处理?答:取x 2a s ,对混凝土受压区合力点(即受压钢筋合力点)取矩,Ne A'J ^sf y (h o a s )4. 为什么小偏心受拉设计计算公式中,只采用弯矩受力状态,没有采用力受力状态,而在大偏心受拉设计计算公式中,既采用了力受力状态又采用弯 矩受力状态建立?答:因为,大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土 受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力minbh7.4计算题1. 某矩形水池,壁厚200mm ,a s =a s '=25mm ,池壁跨中水平向每米宽度上最大弯矩 M=390KN.m ,相应的轴向拉力 N=300KN ,混凝土 C20,f y =f y =300 N/mm 1 2,求池壁水平向所需钢筋。
混凝土计算题与答案解析
四、计算题(要求写出主要解题过程及相关公式,必要时应作图加以说明。
每题15分。
)第3章 轴心受力构件承载力1.某多层现浇框架结构的底层内柱,轴向力设计值N=2650kN ,计算长度,混凝土强度等级为C30(f c =14.3N/mm 2),钢筋用HRB400级(m H l 6.30==),环境类别为一类。
确定柱截面积尺寸及纵筋面积。
(附稳定系数表)2'/360mm N f y=2.某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高l 0=H =5.60m ,混凝土用C30(f c =14.3N/mm 2),钢筋用HRB335级(),环2'/300mm N f y =境类别为一类。
确定该柱截面尺寸及纵筋面积。
(附稳定系数表)3.某无侧移现浇框架结构底层中柱,计算长度,截面尺寸为m l 2.40=300mm×300mm),混凝土强度等级为2'/300mm N f y =C30(f c =14.3N/mm 2),环境类别为一类。
柱承载轴心压力设计值N=900kN ,试核算该柱是否安全。
(附稳定系数表)第4章 受弯构件正截面承载力1.已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm ,混凝土强度等级为C25,f c=11.9N/mm 2,, 钢筋采用HRB335,截面弯矩设计值2/27.1mm N f t =2/300mm N f y =M=165KN.m 。
环境类别为一类。
求:受拉钢筋截面面积。
2.已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm ,混凝土强度等级为C25,,截面弯矩设计值M=125KN.m 。
环境类别为一类。
22/9.11,/27.1mm N f mm N f c t ==3.已知梁的截面尺寸为b×h=250mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm 的HRB335钢筋,即Ⅱ级钢筋,,A s =804mm 2;混凝土强度等级为C40,2/300mm N f y =;承受的弯矩M=89KN.m 。
混凝土结构设计原理思考题答案
混凝土结构设计原理部分思考题答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、钢筋冷加工的目的是什么冷加工的方法有哪几种各种方法对强度有何影响答:冷加工的目的是提高钢筋的强度,减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高,2、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求答:钢筋混凝土结构中钢筋应具备:(1)有适当的强度;(2)与混凝土粘结良好;(3)可焊性好;(4)有足够的塑性。
4、除凝土立方体抗压强度外,为什么还有轴心抗压强度答:立方体抗压强度采用立方体受压试件,而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸,因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外,还有轴心抗压强度。
5、混凝土的抗拉强度是如何测试的答:混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差,目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
6、什么叫混凝土徐变线形徐变和非线形徐变混凝土的收缩和徐变有什么本质区别答:混凝土在长期荷载作用下,应力不变,变形也会随时间增长,这种现象称为混凝土的徐变。
当持续应力σC ≤时,徐变大小与持续应力大小呈线性关系,这种徐变称为线性徐变。
当持续应力σC >时,徐变与持续应力不再呈线性关系,这种徐变称为非线性徐变。
混凝土的收缩是一种非受力变形,它与徐变的本质区别是收缩时混凝土不受力,而徐变是受力变形。
10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝答:可以通过限制水灰比和水泥浆用量,加强捣振和养护,配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。
对于细长构件和薄壁构件,要尤其注意其收缩。
第二章混凝土结构基本计算原则思考题1.什么是结构可靠性什么是结构可靠度答:结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),完成预定功能的能力,称为结构可靠性。
第3章受弯构件的正截面承载力计算
1)承载力计算基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y 、钢筋面积A s ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb 。
计算步骤:(1)验算bh A min s ρ≥,满足要求则进入下一步。
此处,%)/4520.0max(y t min f f ,=ρ (2)求受压区高度x ,由s y c 1A f bx f =α得到bf αA f x c 1s y =(3)验算受压区高度x ,此时x 可能出现如下两种情况: 若0b h ξx ≤,则转入(4)—①) 若0b h ξx >,则转入(4)—②) (4)确定受弯承载力M u①由)2(0c 1xh bx f M -≤α,求出受弯受弯承载力M u 。
②求受弯承载力M u 。
取0b h ξx =。
得到)5.01(b b 20c 1u ξξα-=bh f M2) 配筋计算基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb ; 荷载效应M 。
计算步骤:(1) 求受压区高度x ,由)2(0c 1xh bx f M -≤α得到bf Mh h x c 12002--α= (2) 验算受压区高度0b h ξx <,如满足要求则进入下一步. (3) 求受拉钢筋面积A s ,由s y c 1A f bx f =α,得到yc 1s f bxf A α=(4) 验算bh A min s ρ≥,当bh A min s ρ<时取bh A min s ρ=此处%)/4520.0max(y t min f f ,=ρ1)承载力计算基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y 、f ’y 、钢筋面积A ’s 、A s ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb 。
计算步骤:(1)求受压区高度x , 由'y s y c 1-s A f A f bx f ‘=α得b f αA f xc 1s y =(2)验算受压区高度x ,此时x 可能出现如下三种情况:若'2s a x <,则转入①; 若0'≤≤2h x a b s ξ,则转入②若0>h x b ξ,则转入③ (3)确定受弯承载力M u①'2s a x <,由)-('0s s y u a h A f M =求得受弯承载力M u②0'≤≤2h x a b s ξ,由)-()2-('0''01s s y c u a h A f x h bx f M +=α求得受弯承载力M u ③0>h x b ξ,求得受弯承载力M u ,取0h x b ξ=得)-()0.5-1('0''b 201s s y b c u a h A f bh f M +=ξξα2)配筋计算(1)已知M ,求A ’s 、A s基本资料:已知截面尺寸b 、h 、材料强度f c 、f t 、f y ,确定需用的计算参数α1、h 0、ξb ;荷载效应M 。
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第三章钢筋混凝土受弯构件问答题1.适筋梁正截面受弯全过程可划分为几个阶段?各阶段的主要特点是什么?与计算有何联系?1.答:适筋梁正截面受弯全过程可划分为三个阶段—混凝土开裂前的未裂阶段、混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段和钢筋开始屈服前至截面破坏的破坏阶段。
第Ⅰ阶段的特点是:1)混凝土没有开裂;2)受压区混凝土的应力图形是直线,受拉区混凝土的应力图形在第Ⅰ阶段前期是直线,后期是曲线;3)弯矩与截面曲率基本上是直线关系。
I阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据。
a第Ⅱ阶段的特点是:1)在裂缝截面处,受拉区大部分混凝土推出工作,拉力主要由纵向受拉钢筋承担,但钢筋没有屈服;2)受压区混凝土已有塑性变形,但不充分,压应力图形为只有上升段的曲线;3)弯矩与截面曲率是曲线关系,截面曲率与挠度的增长加快了。
阶段Ⅱ相当于梁使用时的受力状态,可作为使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据。
第Ⅲ阶段的特点是:1)纵向受拉钢筋屈服,拉力保持为常值;裂缝截面处,受拉区大部分混凝土已退出工作,受压区混凝土压应力曲线图形比较丰满,有上升曲线,也有下降段曲线;2)由于受压区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大,故弯矩还略有增加;3)受压区边缘时,混凝土被压碎,截面破坏;4)弯矩—曲率关混凝土压应变达到其极限压应变实验值0cu系为接近水平的曲线。
第Ⅲ阶段末可作为正截面受弯承载力计算的依据。
2.钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁有何区别?2.答:钢筋混凝土梁正截面受力全过程与匀质弹性材料梁的区别有:钢筋混凝土梁从加载到破坏的全过程分为三个阶段;从第Ⅱ阶段开始,受拉区混凝土就进入塑性阶段,梁就开始带裂缝工作,受拉区拉力都由钢筋来承担,直到第Ⅲ阶段末整个梁破坏,而匀质弹性材料梁没有这两个阶段,始终是在弹性阶段内工作的。
3.钢筋混凝土梁正截面有哪几种破坏形态?各有何特点?3. 答:钢筋混凝土梁正截面有适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏三种。
其各自特点为:1)适筋破坏:从屈服弯矩M y到极限弯矩M u有一个较长的变形过程,钢筋屈服处的临界裂缝急剧开展和挠度急速增长,将给人以明显的破坏预兆,具有延性破坏的特征。
2)超筋破坏:钢筋在梁破坏前仍处于弹性阶段尚未屈服,所以钢筋伸长不多,没有形成一条集中的临界裂缝,裂缝分布比较细密,挠度不大,没有明显的预兆,具有脆性破坏的特征。
3)少筋破坏:受拉混凝土“一裂即坏”,构件由于钢筋应力突增且迅速屈服导致裂缝过宽或挠度过大而失效,破坏时仅出现一条很宽的集中裂缝,沿梁高延伸很高,受压区混凝土虽未压碎但已经失效,破坏十分突然,属于脆性破坏。
4.梁内纵向受拉钢筋的根数、直径及间距有何规定?纵向受拉钢筋什么情况下才按两排设置?4 .答:梁内纵向受拉钢筋宜采用HRB400级或HRB335级,常用直径为12~25mm,根数最好不少于3(或4)根。
纵向受拉钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和d (d为钢筋的最大直径);为了保证钢筋与混凝土之间的粘结和混凝土浇筑的密实性,梁的下部纵向钢筋配置多于两层时,两层以上钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大一倍;各层钢筋之间的净间距不应小于25mm和d。
5.受弯构件正截面承载力计算时作了哪些基本假定?5.答:根据受弯构件正截面的破坏特征,其正截面受弯承载力计算可采用以下基本假定:⑴截面仍然保持平面。
⑵不考虑混凝土的抗拉强度。
⑶钢筋应力-应变关系曲线为图3-13所示:当0<εs<εy时σs=εs E s(3-2)当εy≤εs≤0.01时σs=ƒy(3-3)当εc ≤ε0时(上升段) σc =ƒc [1-(1-o c εε)n ] (3-4)当εo <εc ≤εcu 时(水平段) σc =ƒc(3-5)其中 n =2-(ƒcu.k -50)/60≤2.0 (3-6)εo =0.002+0.5(ƒcu.k -50)×10-5≥0.002 (3-7)εcu =0.0033-(ƒcu.k -50)×10-5≤0.0033 (3-8)6. 何谓等效矩形应力图形?确定等效矩形应力图形的原则是什么?6. 答:为了简化计算,用来代替受压区混凝土理论应力图形的矩形应力图形为等效矩形应力图形。
确定等效矩形应力图形的原则是:①混凝土压应力的合力大小相等;②两图形中受压区合力的作用点位置不变。
7. 影响受弯构件正截面承载力的因素有哪些?如欲提高正截面承载力Mu ,宜优先采用哪些措施?7.答:影响受弯构件正截面承载力的因素有:截面尺寸、钢筋和混凝土的材料强度、受拉钢筋面积;若要提高正截面承载力Mu ,可以提高混凝土强度等级、加大截面尺寸,提高钢筋强度等级和增大配筋量A s;宜优先选用提高混凝土强度等级、加大截面尺寸的措施。
山西建筑职业技术学院8.在钢筋与混凝土的强度和截面尺寸给定的情况下,矩形截面的受弯承载力随相对受压区高度ξ的增加而如何变化?随钢筋面积的增加其变化情况如何?8.答:在钢筋与混凝土的强度和截面尺寸给定的情况下,矩形截面的受弯承载力随相对受压区高度ξ的增加而增大;随钢筋面积的增加而增大。
9.影响的因素有哪些?最大配筋率与是什么关系?9.答:影响的因有等效矩形应力图形系数,纵向受拉钢筋抗拉强度设计值,和非均匀受压时混凝土极限压应变值。
最大配筋率.10.截面尺寸如图3-51所示,根据配筋量的不同,回答下列问题:⑴各截面破坏原因和破坏性质;⑵破坏时各截面钢筋应力各如何?⑶破坏时钢筋和混凝土强度是否充分利用?⑷开裂弯矩大致相等吗?为什么?⑸若混凝土为C20,钢筋为HPB235级,各截面的破坏弯矩怎样?b b bhρ<ρminρmin<ρ≤ρmaxρ=ρmaxρ>ρmax图3-51 题3-10图11.答:⑴各截面破坏原因分别为:图①梁受拉区配筋不足,属少筋破坏:图②纵向受拉钢筋达到极限承载力而破坏,属适筋破坏;图③纵向受拉钢筋达到极限承载力的同时受压区边缘混凝土压碎而破坏,属界限破坏;图④混凝土受压区先边缘压碎,而受拉区钢筋还没有屈服,属超筋破坏。
(2)图①破坏时梁梁受拉区混凝土一旦开裂,受拉钢筋立即达到屈服强度,有时迅速经历整个流幅而进入强化阶段,在个别情况下,钢筋甚至可能被拉断;图②受拉钢筋应力达到屈服强度后,混凝土才被压碎;图③受拉钢筋应力达到屈服强度的同时,受压区混凝土被压碎;图④受拉钢筋应力没有达到屈服强度,混凝土就已经被压碎。
(3)图①在破坏时,钢筋强度充分利用,混凝土强度没有充分利用;图②在破坏时,钢筋强度充分利用,混凝土强度没有充分利用;图③在破坏时,钢筋和混凝土强度都充分利用;图④在破坏时,混凝土强度充分利用,钢筋强度没有充分利用。
(4)各截面开裂弯距大致相同,因为各截面尺寸相同,受拉去边缘的混凝土的极限拉应变是相同的。
(5)在混凝土为C20,钢筋为HPB235级的情况下,图③的破坏弯矩最大,图②次之,图①和图④属脆性破坏,破坏弯矩最小。
11、说明界限破坏和界限配筋的概念?为何界限配筋率又称为梁的最大配筋率?答:⑴适筋破坏与超筋破坏的区别在于:前者破坏始于受拉钢筋屈服,后者破坏则始于受压区混凝土压碎。
两者之间的界限为:受拉钢筋应力达屈服强度ƒy与受压区混凝土达极限压应变εcu同时发生,此破坏形式称为“界限破坏”。
受压区高度x随ρ的增大而增大,即相对受压区高度ξ也在增大,当ξ达到适筋梁的界限ξb值时,相应地ρ也达到界限配筋率ρb⑵这是由适筋破坏与超筋破坏的区别决定的。
适筋破坏与超筋破坏的区别在于:前者破坏始于受拉钢筋屈服,后者破坏则始于受压区混凝土压碎。
界限配筋率正是两者之间的分界点。
12、什么是双筋截面?在什么情况下才采用双筋截面?双筋截面中的受压钢筋和单筋截面中的架立钢筋有何不同?答:⑴在梁的受拉区和受压区同时按计算配置纵向受力钢筋的截面称为双筋截面。
⑵在下述情况下可采用双筋截面:①当M >αsmax α1ƒc bh o 2,而截面尺寸及材料强度又由于种种原因不能再增大和提高时; ②由于荷载有多种组合,截面可能承受变号弯矩时;③在抗震结构中为提高截面的延性,要求框架梁必须配置一定比例的受压钢筋时。
⑶双筋截面中的受压钢筋为受力钢筋不仅起架立的作用,而且在正截面承载力计算中必须考虑它的作用。
而单筋截面中的架立钢筋对正截面受弯承载力的贡献很小,所以在计算在是不考虑的。
13、为什么双筋截面的箍筋必须采用封闭式?双筋截面对箍筋的直径、间距有何规定? 答:⑴为防止纵向受压钢筋在纵向压力作用下发生压屈而侧向凸出,保证受压钢筋充分发挥其作用,《规范》要求,必须配置封闭箍筋。
⑵箍筋间距不应大于15倍受压钢筋中的最小直径或400mm ;箍筋直径不应小于受压钢筋最大直径的1/4。
当受压钢筋多于3根时,应设复合箍筋。
14、在设计双筋截面时,受压钢筋的抗压强度设计值应如何确定?答:《规范》规定,受压钢筋的抗压强度设计值f y '按下列原则确定:①当钢筋抗拉强度设计值ƒy ≤400N/mm 2时,取钢筋的抗压强度设计值f y '=ƒy ;②当钢筋抗拉强度设计值ƒy >400N/mm 2时,取钢筋的抗压强度设计值f y '=400N/mm 2。
15、双筋矩形截面受弯构件的适用条件是什么?引入适用条件的目的是什么?答:⑴适用条件①为了防止超筋梁破坏,应满足: x ≤ξb h 0或ξ≤ξb或 01bh A s =ρ≤yc b f f 1αξ (3-32) 由于“纯钢截面”部分不影响破坏形态,因此仅需控制单筋截面部分不要形成超筋即可。
②为保证受压钢筋的强度充分利用,应满足:x ≥2a s '双筋截面一般不会出现少筋破坏情况,故一般可不必验算最小配筋率。
⑵目的是为了防止超筋梁破坏和保证受压钢筋的强度充分利用。
16、两类T 形截面梁如何判别?为何第一类T 形梁可按b f ’×h 的矩形截面计算?答:⑴根据教材P 31页根据式(3-34)和式(3-35),可按下述方法进行T 形截面类型的判别。
x ≤h f ' A s ≤A s *=y f f c f h b f ''1αM u ≤M u *=)2'(0''1f f f c h h h b f -α当满足下列条件之一时,属于第二类T 形截面:x >h f 'A s >A s *=yf f c f h b f ''1α M u >M u *=)2'(0''1f f f c h h h b f -α⑵由于受弯构件承载力主要取决于受压区的混凝土,而与受拉区混凝土的形状无关(不考虑混凝土的受拉作用),故受压区面积为矩形(b f '×x )的第一类T 形截面,当仅配置受拉钢筋时,其承载力可按宽度为b f '的单筋矩形截面进行计算。