混凝土结构设计原理作业参考答案

《混凝土结构设计原理》作业参考答案

作业一

一、填空题：

1. 1.05 0.95 接触摩阻力

2.化学胶着力 摩擦力 机械咬合力

3.最小配筋率

4.斜拉破坏 剪压破坏 斜压破坏 脆性破坏

5.少筋破坏 适筋破坏 超筋破坏 适筋破坏 脆性破坏

二、名词解释：

1.剪跨比：是一个无量纲常数，用 m ＝M /(Qh 0)来表示，此处M 和Q 分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h 0为截面有效高度。

2.《规范》规定的混凝土立方体抗压强度是：边长为150mm 立方体试件、在20°C ±3°C 的温度、相对湿度在95%以上的潮湿空气中、养护28天、按标准制作方法和试验方法测得的具有95%保证率的混凝土抗压强度。

3.预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，预应力筋中预应力会从控制应力开始逐步减少，并经过相当长时间最终稳定下来，这种应力的降低称为预应力损失。

4.当偏心受压构件的相对偏心距00/e h 较小，或受拉侧纵向钢筋配置较多时，受拉侧的钢筋应力较小，没有达到屈服或承受压力，截面是由于受压区混凝土首先压碎而达到破坏。

5.混凝土在长期不变的荷载作用下，混凝土的应变随时间的增加二持续增长的现象。

三、简答题：

1.钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土两种不同的材料为什么能共同工作？

钢筋与混凝土之所以能共同工作，主要是由于：两者间有良好的粘结力、相近的温度线膨胀系数和混凝土对钢筋的保护作用。

2.什么是结构的承载能力极限状态？它的表现特征包括哪些方面？

承载能力极限状态：是指结构或结构构件达到最大承载力或不适于极限承载的变形或变位的状态。四个表现特征：

（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡，如滑动、倾覆等；

（2）结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载；

（3）结构转变成机动体系；（4）结构或结构构件丧失稳定，如柱的压屈失稳等。

3.预应力混凝土结构中传递和保持预应力的主要方式有哪些？

预应力混凝土结构，后张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的；先张法则是靠粘结力来传递并保持预加应力的。

4.偏心受压构件的破坏特征如何？主要取决于什么因素？

破坏特征：大偏心受压构件的破坏从受拉钢筋开始，受拉钢筋先达到屈服强 度，然后受压区混凝土被压坏；小偏心受压构件的破坏从受压区开始，受压 区边缘混凝土先达到极限压应变而破坏，受拉钢筋一般达不到屈服强度。 主要影响因素：相对偏心距大小和配筋率。

四、计算题：

1.解：385.0,/27.1,/360,/9.11222====sb t y c mm N f mm N f mm N f α

假设纵向钢筋按一排布置，则梁的有效高度 mm h 515355500=-=

385.02218.05153009.110.11021026

201=<=⨯⨯⨯⨯==sb c s bh f M ααα

873.022218.02112211=⨯--=-+=s

s αγ

2

601297515873.036010210mm h f M

A s y s =⨯⨯⨯==γ 选428.1519,22mm A s =φ 验算最小配筋率

{}%2.0%159.0360/27.145.0%,2.0max 45.0%,2.0max min ==⨯=⎭⎬⎫

⎩

⎨⎧=y t f f ρ

s s A mm bh A <=⨯⨯==2min min 330550300%2.0ρ 钢筋面积满足要求。

2.解：（1）计算,i e η判断截面类型 567.6600

40000>==h l ，所以要考虑二阶弯矩的影响 mm N M e 8002502000000=== mm h e a 2030600,2030,20max max =⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⎭⎬⎫⎩⎨⎧=

mm e e e a i 820208000=+=+=

0.1,128.4102506003009.115.05.0131=>=⨯±⨯⨯⨯==ζζ取N bh f c 因0.1,1567.6600400020=<==ζ故取h l

032.10.10.18560820140011h e 1400112212

00i =⨯⨯⨯⨯+=⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=ζζηh l mm h mm e i 1685603.03.024.846820032.10=⨯=>=⨯=η

（2）计算受压区高度 mm mm b f N x s c 80a 22.70300

9.110.1250000'

1=<=⨯⨯==α

518.0125.0560

2.700=<===b h x ξξ 构件属于大偏心受压 （3）计算钢筋面积',s s A A mm a h e e s i 24.586402/60024.8462'

'=+-=+-=η 则2'0''

9.782)40560(36024.586250000)(mm a h f Ne A A s y s

s =-⨯⨯=-== 全部钢筋22'6005003002002.08.15659.7822mm mm A A s s =⨯⨯⨯>=⨯=+

建议选2'942,203mm A A s s ==φ，钢筋面积满足要求。

作业二

一、填空题：

1.养护环境 加载速率 试件尺寸

2.少筋破坏 适筋破坏 超筋破坏 适筋破坏

3.'2s a x ≥ 0h x b ξ≤

4.正截面抗弯承载力 斜截面抗剪承载力 斜截面抗弯承载力

5.箍筋 纵向钢筋 周边 抗扭

二、名词解释：

1.将钢筋和混凝土两种性能不同的材料组成的非匀质截面，换算成由一种拉压性能相同的假想材料组成的与原截面功能相等的匀质截面称为换算面积。

2.当偏心受压构件的相对偏心距00/h e 较大，且纵向钢筋配置合适时，先受拉侧混凝土较早出现裂缝，随后受拉侧钢筋首先达到屈服强度，裂缝迅速开展，受压区高度减小，最后受压侧钢筋达到受压屈服，受压区混凝土压碎而达到破坏。

3.受拉的钢筋面积与混凝土截面的有效面积之比称为配筋率，矩形截面的配筋率为%1000⨯=

bh A s μ。

4.对于没有明显屈服点的钢筋，取对应的残留塑性应变为0.2%所对应的应力为强度指标，称为条件流限。

三、简答题：

1.什么是结构的可靠度与可靠性？

结构的可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。

2.简述预应力混凝土结构的优缺点。

预应力混凝土结构的优点：提高了构件的抗裂度和刚度；可以节省材料，减少自重，可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力；结构质量安全可靠；预应力可做为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。

缺点：工艺较复杂，对施工质量要求甚高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍；需要有一定的专门设备；预应力反拱度不易控制；预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。