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1、混凝土构造设计原理某些思考题和习题参照答案第一章钢筋混凝土力学性能思考题1、钢和硬钢应力一应变曲线有什么不同，其抗拉设计值f y 各取曲线上何处应力值作为根据？答：软钢即有明显屈服点钢筋，其应力一应变曲线上有明显屈服点，应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值f y 根据。硬钢即没有明显屈服点钢筋，其应力一应变曲线上无明显屈服点，应取残存应变为0.2%时所相应应力。o,2 作为钢筋抗拉设计值f y 根据。2、钢筋冷加工目是什么？冷加工办法有哪几种？各种办法对强度有何影响？答：冷加工目是提高钢筋强度，减少钢筋用量。冷加工办法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。这几种办法对钢筋强度均有一定提高，4,试述
2、钢筋混凝土构造对钢筋性能有哪些规定？答：钢筋混凝土构造中钢筋应具备：（1）有恰当强度；（2）与混凝土黏结良好；（3）可焊性好；（4）有足够塑性。5、国内用于钢筋混凝土构造钢筋有几种？国内热轧钢筋强度分为几种级别？用什么符号表达？答：国内用于钢筋混凝土构造钢筋有4种：热轧钢筋、钢钱丝、消除预应力钢丝、热解决钢筋。国内热轧钢筋分为HP B2 3 5、HR B3 3 5、HR B4 0 0 和 R R B4 0 0 三 个 级 别,即 I、I I、IH 三个级别，符号分别为（口）。6、除凝土立方体抗压强度外，为什么尚有轴心抗压强度？答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件实际长度普通远不不
3、大于截面尺寸，因而采用棱柱体试件轴心抗压强度能更好地反映实际状态。因此除立方体抗压强度外，尚有轴心抗压强度。7、混凝土抗拉强度是如何测试？答：混凝土抗拉强度普通是通过轴心抗拉实验、劈裂实验和弯折实验来测定。由于轴心拉伸实验和弯折实验与实际状况存在较大偏差，当前国内外多采用立方体或圆柱体劈裂实验来测定。8、什么是混凝土弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量有什么关系？答：混凝土棱柱体受压时，过应力一应变曲线原点。作一切线，其斜率称为混凝土弹性模量，以 E c 表达。连接0点与曲线上任一点应力为。c 处割线斜率称为混凝土割线模量或变形摸量，以反.表达。在混凝土应力一应变曲线上某一应力。c
4、处作一切线，其应力增量与应变增量比值称为相应于应力为。C 时混凝土切线模量E；0弹性模量与割线模量关系：E=为以=vEc（随应力增长，弹性系数1/值减小）。9、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土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徐变。当持续应力。0.5 f c 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。c 0.5 f,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。混凝土收缩是一种非受力变形，它与徐变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
5、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，配备适量构造钢筋和设立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，要特别注意其收缩。第二章混凝土构造基本计算原则思考题1.什么是构造可靠性？什么是构造可靠度？答：构造在规定设计基准有效期内和规定条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维修），完毕预定功能能力，称为构造可靠性。构造在规定期间内与规定条件下完毕预定功能概率，称为构造可靠度。2.构造构件极限状态是指什么？答：整个构造或构件超过某一特定状态时（如达极限承载能力、失稳、变形过大、裂缝过宽等）就不能满足设计规定某一功能规定，这种特定状态就称为该功能极限状态。按功
6、能规定，构造极限状态可分为：承载能力极限状态和正常使用极限状态。3.承载能力极限状态与正常使用极限状态规定有何不同？答：（1）承载能力极限状态标志构造已达到最大承载能力或达到不能继续承载变形。若超过这一极限状态后，构造或构件就不能满足预定安全功能规定。承载能力极限状态时每一种构造或构件必要进行设计和计算，必要时还应作倾覆和滑移验算。（2）正常使用极限状态标志构造或构件已达到影响正常使用和耐久性某项规定限值，若超过这一限值，就以为不能满足合用性和耐久性功能规定。构件正常使用极限状态时在构件承载能力极限状态进行设计后，再来对有使用限值规定构件进行验算，以使所设计构造和构件满足所预定功能规定。4.什
7、么是构造上作用？作用分类有哪些？答：构造作用是指构造在施工期间和有效期间要承受各种作用（虽然构造产生内利和变形所有因素）。构造作用按形式分为两类：直接作用、间接作用。构造作用按其随时间变异性和浮现也许性不同，可分为三类：永久作用、可变作用、偶尔作用。5.什么是荷载原则值、荷载准永久值、荷载设计值？是如何拟定？答：（1）荷载原则设计值是指构造在其有效期间正常状况下也许浮现最大荷载。按随机变量9 5%保证率记录特性值拟定，详 见 建筑构造荷载规范（G B 5 0 0 0 9-）。（2）荷载准永久值是指可变荷载在构造设计基准有效期内经常遇到或超过荷载值。取可变荷载原则值乘以荷载准永久系数，详 见 建
8、筑构造荷载规范（G B 5 0 0 0 9-）k（3）荷载设计值是指荷载原则值与荷载分项系数乘积。6 .构造抗力是指什么？涉及哪些因素？答：构造抗力是指整个构造或构件所能承受内力和变形能力。涉及因素有：材料强度、构件几何特性。7 .什么是材料强度原则值、材料强度设计值？如何拟定？答：材 料 强 度 原 则 值 按 不 不 大 于 9 5%保 证 率 来 拟 定 其 原 则 值。即：fcu,k=Ac -l-6 4 5 c rco材料强度原则值除以材料分项系数，即为材料强度设计值。钢筋材料强度分项系数兀取1.1 1.2,混凝土材料强度分项系数r为 1.4 o8 .什么是失效概率？什么是可靠指标？它
9、们之间关系如何？答：构造能完毕预定功能概率称为构造可靠概率凡，不能完毕预定功能概率称为失效概率P/。由于P/计算麻烦，普通采用与P/相相应B值来计算失效概率大小，B称为构造可靠指标。P/与 B 有相应关系，查表可得：B大，P r 就小。9 .什么是构造构件延性破坏？什么是脆性破坏？在可靠指标上是如何体现它们不同？答：构造构件发生破坏前有预兆，可及时采用弥补办法称为延性破坏；构造发生破坏是突然性，难以补救称为脆性破坏。延性破坏目的可靠指标可定得低些，脆性破坏目的可靠指标定得高些。第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算思考题1.在外荷载作用下，受弯构件任一截面上存在哪些内力？受弯构件有哪两种也许
10、破坏？破坏时主裂缝方向如何？答：在外荷载作用下，受弯构件截面产生弯矩和剪力。受弯构件破坏有两种也许:一是也许沿正截面破坏，即沿弯矩最大截面受拉区浮现正裂缝 图 3 1(a)；二是也许沿斜截面破坏，即沿剪力最大或弯矩和剪力都比较大截面浮现斜裂缝 图 3-l(b)_/，小工、(a)(b)图 3-1 受弯构件两种也许破坏(a)沿正截面破坏；(b)沿斜截面破坏2 .适筋梁从加载到破坏经历哪几种阶段？各阶段重要特性是什么？每个阶段是哪个极限状态计算根据？答：适筋梁破坏经历三个阶段：第 I 阶段为截面开裂前阶段，这一阶段末I a,受拉边沿混凝土达到其抗拉极限应变时，相应应力达到其抗拉强度力，相应截面应力状
11、态作为抗裂验算根据；第 H阶段为从截面开裂到受拉区纵筋开始屈服Ha阶段，也就是梁正常使用阶段，其相应应力状态作为变形和裂缝宽度验算根据；第H I 阶段为破坏阶段，这一阶段末H l a,受压区边沿混凝土达到其极限压应变.“，相应截面应力状态作为受弯构件正截面承载力计算根据。3.什么是配筋率？配筋量对梁正截面承载力有何影响？答：配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与截面有效面积比例，即P4网式 中b一一梁截面宽度；%一梁截面有效高度，取受力钢筋截面重心至受压边沿距离；A,一纵向受力钢筋截面面积；P-梁截面配筋率。当材料强度及截面形式选定后来，依照p 大小，梁正截面破坏形式可以分为下面三种类型：适筋破坏、
12、超筋破坏和少筋破坏。4.适筋梁、超筋梁和少筋梁破坏特性有何区别？答：当梁配筋率比较适中时发生适筋破坏。如前所述，这种破坏特点是受拉区纵向受钢筋一方面屈服，然后受压区混凝土被压碎。梁完全破坏之前，受拉区纵向受力钢筋要经历较大塑性变形，沿梁跨产生较多垂直裂缝，裂缝不断开展和延伸，挠度也不断增大，因此能给人以明显破坏预兆。破坏呈延性性质。破坏时钢筋和混凝土强度都得到了充分运用。发生适筋破坏梁称为适筋梁。当梁配筋率太大时发生超筋破坏。其特点是破坏时受压区混凝土被压碎而受拉区纵向受力钢筋没有达到屈服。粱破坏时由于纵向受拉钢筋尚处在弹性阶段，因此梁受拉区裂缝宽度小，形不成主裂缝，破坏没有明显预兆，呈脆性性
13、质。破坏时混凝土强度得到了充分运用而钢筋强度没有得到充分运用。发生超筋破坏梁称为超筋梁。当梁配筋率太小时发生少筋破坏。其特点是一裂即坏。梁受拉区混凝土一开裂，裂缝截面本来由混凝土承担拉力转由钢筋承担。因梁配筋率太小，故钢筋应力及时达到屈服强度,有时可迅速经历整个流幅而进入强化阶段，有时钢筋甚至也许被拉断。裂缝往往只有一条,裂缝宽度很大且沿梁高延伸较高。破坏时钢筋和混凝土强度虽然得到了充分运用，但破坏前无明显预兆，呈脆性性质。发生少筋破坏梁称为少筋梁。由于超筋受弯构件和少筋受弯构件破坏均呈脆性性质，破坏前无明显预兆，一旦发生破坏将产生严重后果。因而，在实际工程中不容许设计成超筋构件和少筋构件，只
14、容许设计成适筋构件，详细设计时是通过限制相对受压区高度和最小配筋率办法来避免。5.什么是最小配筋率，最小配筋率是依照什么原则拟定？答：为了防止将构件设计成少筋构件，规定构件配筋面积A。不得不大于按最小配筋率所拟定钢筋面积A.min。即规定：A 2 Amin 规范规定，受 零 构 件 受 拉 钢 筋 最 小 配 筋 率。按构件全截面面积扣除位于受压边翼缘面积后截面面积计算。对于惯用矩形截面、T 形截面和I 形截面，其最小配筋率规定计算如图32。规范规定：对受弯构件，“in取 0,2%和 04 5 ft/fy 中较大值。最小配筋率pm in数值是依照钢筋混凝土受弯构件破坏弯矩等于同样截面素混凝土受
15、弯构件破坏弯矩拟定。7.单筋矩形截面梁正截面承载力计算应力图形如何拟定?受压区混凝土等效应力图形等效原则是什么？答:单筋矩形截面梁正截面承载力计算应力图形以n ia应力状态为根据，基本假定拟定。受压区混凝土等效应力图形等效原则是：等效后受压区合力大小相等、合力作用点位置不变。1 0.在什么状况下可采用双筋截面？其计算应力图形如何拟定？其基本计算公式与单筋截面有和不同？在双筋截面中受压钢筋起什么作用？其适应条件除了满足4 2a；?答：（1）双筋截面重要应用于下面几种状况：截面承受弯矩设计值很大，超过了单筋矩形截面适筋梁所能承担最大弯矩，而构件截面尺寸及混凝土强度级别大都受到限制而不能增大和提高；
16、构造或构件承受某种交变作用，使构件同一截面上弯矩也许变号；因某种因素在构件截面受压区已经布置了一定数量受力钢筋。(2)其计算应力图形与单筋截面相比，只是在受压区多了受压钢筋项。(3)双筋矩形截面基本计算公式：合力公式 f As=axf b x+r/x力矩公式 M 2 a：条件，构件破坏时受压钢筋普通均能达到其抗压强度设计值1 3.在进行T型截面截面设计和承载力校核时，如何分别鉴别T型截面类型？其鉴别式是根据什么原理拟定？答：(1)在进行截面设计时，h,当M 5 巾；取-胃,为第一类T型截面;1 ,当-才)，为第二类T型截面。在进行承载力校核时，当4 为第二类T型截面。(2)其根据是：当中和轴在
17、翼缘内，即x h.,为第一类T型截面。而当x=时，则为分界状况。由平衡条件得：=d b；h；=f As；=0 Mu=吟)由此推出上面各鉴别公式。习题33、一钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸为b=250mm,h=500mm,混凝土强度级别C20,钢 筋 为 H RB335,弯矩设计值M=120kN.m,环境类别为一类。试计算受拉钢筋截面面积As。解：对于 C 2 0：fc=9.6N/mn ft=1.W Imh%=1.(由于环境类别为一类，对C 2 0梁：c=3 0 m m as=40 mm对 H R B 3 3 5：fy=30 0 N/mrrr 刍=0 5 5则：=-4=5 0 0-4 0 =4
18、6 0 m m 向A s取矩求x：=1-(1-2 M函)L-(1-2*1 2 0*1 0 6 4-)1*9.6*2 5 0*4 6()2=0.2 7 4 刍=0.5 5满足规定。x=0.2 7 4*4 6 0 =1 2 6/%加 由 合力公式求A s：4=3=3*竺!=1 0 0 8 病4 3 0 0A S m i n =m a x(0.0 0 2,0.4 5 *或)*仍=m a x(0.0 0 2,0.4 5 *)*2 5 0 *5 0 0 =2 50 mm2 7 0 k N m =M：.正截面承载力足够。3 8、某钢筋混凝土简支梁截面尺寸b*h =2 5 0 m m x 5 0 0 m m
19、,跨中最大弯矩设计值M =2 1 0 kN-m,混凝土强度级别C 2 0,采用HRB3 3 5钢筋配筋。受压区已配好2 1 8受压钢筋。环境类别为一类。求截面所需配备受拉钢筋面积As。解：C 2 0：f=9.6 N/m m2 a,=1.0HRB3 3 5 ：f=3 0 0 N/mm2=3 0 0 N/?m2=0.5 5A；：2 1 8,A=5 0 9mm21 Q由于环境类别为一类，对C 2 0梁：c=3 0 m m,4=3 0 +=3 9 2机2受拉钢筋按一排考虑：4 =40 mm%=力4=5 0 0 4 0 =4 6 0/2 7/77(1)由双筋向A取矩公式求不：e,.M -&力 他 一4)
20、I 2 1 0 xlO6-5 0 9x3 0 0(4 6 0-3 9)%.嫄 -V 1 x9.6 x2 5 0 x4 6()2=0.3 4 72当=0.5 5满足规定。x=匕 =0.3 4 72 x 4 6 0 =160 mm(2)由于24=2 x3 9=78%?%v xv刍4,故由双筋合力公式求4：a Jcb x+AJ;1 x9.6 x2 5 0 x1 6 0 +5 0 9x3 0 0 “、，4=-=-=1 789加 fy3 0 0受拉钢筋选用4 2 5,A s=1 96 4 mm23 1 0、某 钢 筋 混 凝 土 梁 截 面 尺 寸bxh =2 5()mmx5()()mm,承 受 弯 矩
21、 设 计 值M=1 75 kN -m,混凝土强度级别C 2 0,采用HRB3 3 5钢筋，受压区已配好2 2 5受压钢筋。环境类别为一类。求截面所需受拉钢筋面积。解：C 2 0：f=9.6 N/m m2 a,=1.0HRB3 3 5 ：f=3 0 0 N /mm2 f：=3 0 0 N /mm2 4=0.5 5由于环境类别为一类，对C 2 0梁：c=3 0,用n,2 5 c4=3 0 +=4 2.5 ，A =982 mm2受拉钢筋按一排考虑：as=40 mm 4)=as=5 0 0 -4 0 =460 mm(i)由双筋向A取矩公式求X：(匕 =1 .L1 2木-一-%-以-瓜-一-)-=1 -
22、.1 2n-1 7-5-x-1-0-6-9-8-2-x-3-0-0-(-4-6-0-4 2-.-5-)%工力片 V 1 x9.6 x2 5 0 x4 6()2=0.1 0 83 4=0.5 5满足规定。x=级=0.1 0 83 x 4 6 0 =49.8mm(2)由于xv 2 =2 x 4 2.5 =85 mm,故由下列两种 计 算 选小:取x=2 a=S 5 m m，由 向&取 矩 求As：AM%（%_）1 75 xlQ63 0 0（4 6 0-4 2.5）=1 3 97mm2 按单筋计算A：满足规定。ZKZ=1a.b 片 V 1X9.6X250X4602=0.4 4 2 5 刍=0.5 5
23、A,=a必0 纨=1-x-9.-6-x-2 5-0-x-0.-4 4-2 5-x-4-6 0 =16 2 8.。4，?fy3 0 0选两种计算A较小者，即选1 3 97n lm2受拉钢筋选用3 2 5,A”1 4 73 mm23-1 1,某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，截面尺寸bxh=2 5 0 mm x5 0 0 mm,混凝土强度级别C 2 0 ,采用HRB3 3 5钢筋配筋。受拉钢筋为4 20,受压钢筋为2 18。承受弯矩设计值 =2 0 0 kN m,环境类别为一类，求验算梁正截面承载力与否足够。解：=2 5 H-=3 5 mm a =2 5 H-=3 4 mm2s21=h -，=5 0 0
24、 -3 5 =4 6 5 mmA=1 2 5 6 mm2 A =5 0 9mm2ssf=1 4.3 N /mm2 a.=1.0c 1fy=f/=300N/2二=0.5 5x=（f；A、A，）/aKb=6 2.7mm bh0=2 5 6 mm但 x 2 as =2 3 4 =6 8mm则 Mu =f As（h -a J）=3 0 0 -1 2 5 6 （4 6 5 -3 4）=1 6 2.4 kN -m M因此正截面承载力不够。3-1 2,某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，截面尺寸bxh =2 5 0 mmx5 0 0 mm,混凝土强度级别C 3 0,采用HRB3 3 5钢筋配筋。受拉钢筋为4 2 5
25、,受压钢筋为2 1 6,环境类别为二(a)类，试计算该梁所能承担极限弯矩此。解：a=3 0 +=4 2.5 mm a =3 0 +3=3 8mms2$2h0n =h a=5 0 0 42.5 =4 5 7.5 mmsA=1 96 4 mm2 A =4 0 2 mm2 f=f =3 0 0 N /mm2s s y yf=1 4.3 N /mm2 a,=1.0 =0.5 5x=(fy A、一 fy A)/a工b=1 3 1 mm 2 a =2 3 8=76 mmsM u=f A(h -a)+a.f bx|hn-|y s s/l c10 g I(1 Q I A=3 0 0 4 0 2 (4 5 7.
26、5 -3 8)+1.0 .1 4.3 -2 5 0 -1 3 1 4 5 7.5 -=2 3 4.2 kN -m3-1 4、某 T 形截面梁，耳=6 5 0 mm,b=2 5 0 mm,hf(=1 0 0 mm,h =70 0 mm。混凝土强度级别C 2 0,采用HRB3 3 5钢筋配筋。承受弯矩设计值M=5 0 0 kN m,环境类别为一类。求受拉钢筋所需截面面积。解：C 2 0：f=9.6 N/mm2 a,=1.0c1HRB3 3 5 ：f=3 0 0 N/mm?y考虑布置两排：as=6 5 mm,h0=h -a,=70 0 -6 5 =6 3 5 mm，/aifebf hr ho-厂k
27、乙)1.0 9.6 6 5 0 -1 0 0 6 3 5=3 6 5.0 4 kN -m M=5 0 0 kN m属第二类T 形截面/x=h0 1 -1-2 M-a,f(bf b)hf h0=2 1 8.2 mm 某 T 形截面梁，br =6 0 0 mm,b=3 0 0 mm,h -1 2 0 mm,h =70 0 mm,混凝土强度级别C 7 0,配有6 2 5 H R B 3 3 5 纵向受拉钢筋。环境类别为二(a)类，试计算该梁所能承担极限弯矩儿.解：C 70,f=3 1.8,a,=0.96 二=-5 1 2HRB3 3 5 :f=3 0 0 N /mm2y95A=2 94 5 mm2
28、a=3 0 +2 5 +=6 7.5 mms s 2h0n =h -a=70 0 -6 7.5 =6 3 2.5 mmsf A=3 0 0 -2 94 5 =883 5 0 0 N b,hj =2 1 980 1 6 Ny s 1 c f f自=A/a 工 br h 0 =883 5 0 0/1 1 5 85 3 76 =0.0 76 3 =0-5 1 2j =&(1 -0.5 4)=0.0 73 4Mu=asbf，h g f=5 3 8kN -m即该梁所能承受极限弯矩为5 3 8kN .m。第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算思考题1 .无腹筋简支梁浮现斜裂缝后，为什么说梁受力状态发生了
29、质变？答：斜裂缝浮现前，混凝土可视为匀质弹性材料梁，剪弯段应力可用材料力学办法分析，斜裂缝浮现将引起截面应力重新分布，材料力学办法将不再合用。2 .无腹筋和有腹筋简支梁沿斜截面破坏重要形态有哪几种?它破坏特性是如何？答：随着梁剪跨比和配箍率变化，梁沿斜截面可发生斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏等重要破坏形态，这几种破坏都是脆性破坏。3 .影响有腹筋梁斜截面承载力重要因素有哪些？答：影响斜截面承载力重要因素有剪跨比、混凝土强度级别、配箍率及箍筋强度、纵筋配筋率等。6 .在斜截面受剪承载力计算时，梁上哪些位置应分别进行计算？答:控制梁斜截面受剪承载力应当是那些剪力设计值较大而受剪承载力又较小或截面抗力
30、有变化处斜截面。设计中普通取下列斜截面作为梁受剪承载力计算截面：(1)支座边沿处截面 图 4 1(a)截 面 1 1 ；(2)受拉区弯起钢筋弯起点截面 图 4-1 (a)截面2 2、3 3 ；(3)箍筋截面面积或间距变化处截面 图 4 一 1 (b)；(4)腹板宽度变化处截面 图 4-1 (c)。计算截面处剪力设计值按下述办法采用：计算支座边沿处截面时，取该处剪力值；计算箍筋数量变化处截面时，取箍筋数量开始变化处剪力值；计算第一排(从支座算起)弯起钢筋时，取支座边沿处剪力值，计算后来每一排弯起钢筋时，取前一排弯起钢筋弯起点处剪力值。(a)(b)I-I II-I1(c)图 4-1 斜截面受剪承载
31、力计算截面习题41、已知承受均布荷载矩形截面梁截面尺寸b x h =2 5 0 mm x 6 0 0 mm(as=4 0 mm),采用C 2 0 混凝土，箍筋为H P B 2 3 5 级钢筋。若已知剪力设计值V =1 5 0 k N,环境类别为一类。试求：采用於双肢箍箍筋间距S?解：C 2 0 =1.I N /mm2 h0=h as=6 0 0 -4 0 =5 6 0 mmH P B 2 3 5 fy v=2 1 0 N /mm2由 4-3 4 得:S As v(1.2 5 .fy vh0)/(V -0.7 ftb h0)=2 0 7.1 mmM X S =2 0 0 mmK =5 7b S
32、2 5 0 -2 0 0=0-O O I ps v,mi n=0.0 0 1 2 6因此配箍率满足规定，最后选用双肢箍筋。6 1 80。43、某 T 形截面简支梁尺寸如下：bxh=200mmx5()0mm(取 as=35mm),bf=400mm,h,100mm；采 用 C25混凝土，箍筋为HPB235级钢筋；由集中荷载产生支座边剪力设计值 V=120kN(涉及自重)，剪跨比入=3。环境类别为一类。试选取该梁箍筋？解：1=%=h -a h =5 0 0 -3 5 -1 0 0 =3 6 5mmh j b =3 6 52 0 0=1.8 2 5 1 2 0 0 0 0 N因此截面尺寸满足规定1 7
33、5 1 75：f b hn=-1.2 7 .2 0 0 -4 6 5 =5 1 6 7 3 N 1 2 0 0 0 0 NX+1.0 1 3 +1.0应按计算配备腹筋，采用只配箍筋方案A,、，1 2 0 0 0 0 -5 1 6 7 3 AS 2 1 0-4 6 5选用双肢箍筋帽S Psv,lnin1 2 7=0.2 4 =0.0 0 1 4 52 1 0配箍率满足规定，即选用双肢箍筋。8 1 4 0。4 6、已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁，计算跨度1。=6 0 0 0 m m,净跨1 0 =5 7 4 0 m m,截面尺寸b x h =2 5 0 m m x 5 5 0 m m ,采用C 3
34、 0 混凝土，H R B 3 3 5 级纵向钢筋和H P B2 3 5 级箍筋。若以已知梁纵向受力钢筋为4 2 2,环境类别为一类。试求：当采用（|）6 1 3 0双肢箍和8 2 0 0 双肢箍时。梁所能承受荷载设计值g +q分别是多少？解:C 3 0：f =1 4.3 N /i nn2cft=1.4 3 N /m m2%=1.0A 0-5 5H R B3 3 5：fy=3 0 0 N/mm2 H P B2 3 5 ：f.=2 1 0 N /反=2 5 +=3 6 m m2耳=h =5 5 0 3 6 =5 1 4 m m正截面承载力：X=f,A J a b =3 0 0 -1 5 2 0/（
35、1.0 1 4.3 .2 5 0）=1 2 7.6 m m p .=0.2 4 士 里=0.0 0 1 6 3SV 2 5 0 -1 3 0 sv，min 2 1 0AV%=0.7 ftb h0+1.2 5 fyv 寸 h0=0.7 -1.4 3 .2 5 0 .5 1 4 +1.2 5 -2 1 0 .5 1 4 =1 8 7 7 8 8 N1 3 0g +q =|I =28 7 7 8%7 4 0 =6 5.4 3 1 叱ni ni i 4 3双肢於 2 0 0：p =0.0 0 2 0 2 p .=0.2 4 上 二=0.0 0 1 6 3s v 2 5 0 2 0 0 s v,r a
36、i n 2 1 0y0-7 flb h。+1.2 5 fyv*h0=0.7 -1.4 3 .2 5 0 -5 1 4 +1.2 5 -2 1 0 .5 1 4 =1 96 7 6 6 N2 0 0g +q =9 =2 T 9 6 7 6%7 4 0 =6 8.5 6 0n因此：双肢。6 1 3 0：g +q =m i n（g +q正,g +q斜）=4 5.6 4 k%双肢（|）8 2 0 0 ：g +q =m i n（g +q正，g +q斜）=4 5.6 4均由正截面承载力决定。第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算思考题1.混凝土抗压性能好，为什么在轴心受压柱中，还要配备一定数量钢筋?轴心受压构
37、件中钢筋，对轴心受压构件起什么作用？答：轴心受压构件，纵筋沿截面四周对称布置。纵筋作用是：与混凝土一块共同参加承担外部压力，以减少构件截面尺寸；承受也许产生较小弯矩；防止构件突然脆性破坏，以增强构件延性；以及减少混凝土徐变变形。箍筋作用是：与纵筋构成骨架，防止纵筋受力后屈曲，向外凸出。当采用螺旋箍筋时(或焊接环式)还能有效约束核心内混凝土横向变形，明显提高构件承载力和延性。2 .轴心受压短柱破坏与长柱有何区别?其因素是什么？影响(p重要因素有哪些？答：对于轴心受压短柱，无论受压钢筋在构件破坏时与否屈服，构件最后承载力都是由混凝土被压碎来控制。临近破坏时，短柱四周浮现明显纵向裂缝。箍筋间纵向钢筋
38、发生压曲外鼓，呈灯笼状图5 1 (a),以混凝土压碎而告破坏。对于轴心受压长柱，破坏时受压一侧产生纵向裂缝，箍筋之间纵向钢筋向外凸出，构件高度中部混凝土被压碎。另一侧混凝土则被拉裂，在构件高度中部产生一水平裂缝图51 (b)(b)轴心受压长柱图5-1轴心受压柱破坏形态因素是由于各种因素导致初始偏心影响，使构件产生侧向挠度，因而在构件各个截面上将产生附加弯矩M=N y,此弯矩对短柱影响不大，而对细长柱，附加弯矩产生侧向挠度,将加大本来初始偏心矩，随着荷载增长，侧向挠度和附加弯矩将不断增大，这样互相影响成果，使长柱在轴力和弯矩共同作用下发生破坏。影响S重要因素是构件长细比人，4为柱计算长度，i为截
39、面最小回转半径.i3 .配备螺旋箍筋柱承载力提高因素是什么？答：由于螺旋箍筋箍住了核心混凝土，相称于套箍作用，制止了核心混凝土横向变形,使核心混凝土处在三向受压状态，从材料强度理论可知，因而提高了柱受压承载力。4 .偏心受压短柱和长柱有何本质区别？偏心距增大系数,物理意义是什么？答：实际工程中，必要避免失稳破坏。由于其破坏具备突然性，且材料强度尚未充分发挥。对于短柱，则可忽视纵向弯曲影响。因而，需考虑纵向弯曲影响是中长柱。这种构件破坏虽仍属于材料破坏，但其承载力却有不同限度减少。规范采用把偏心距值乘以一种不不大于1偏心距增大系数来考虑纵向弯曲影响。称为偏心受压构件考虑纵向弯曲影响，轴 力 偏
40、心 矩 增 大 系 数，它是总弯矩M=N（e。+）和初始弯矩M）=Nq之比。6.附 加 偏 心 距 是 什 么？其值为多少？答：在实际构造中，由于混凝土质量不均匀，配筋不对称，施工和安装时误差等因素,均存在着或多或少初始偏心。其值取偏心方向截面尺寸1/3 0和2 0 mm中较大值。习题51已知正方形截面轴心受压柱计算长度lo=lO.5 m,承受轴向力设计值N=1 450 kN,采用混凝土强度级别为C 3 0.钢筋为HRB335级，试拟定截面尺寸和纵向钢筋截面面积。解：对 C 3 0：f=1 4.3 N /mm2对 H RB 3 3 5：f=f=3 0 0 N /mm2假设 p=0.0 1 5,
41、（p=1由 N W0.9（A A+p 4/；：）则：A N1 4 5 0 *1 030.9(p(f+p，f)0.9 *1.0 *(1 4.3 +0.0 1 5 *3 0 0)8 5 6 9 8 mm2b VA=/8 5 6 9 8 =2 9 3 mm选截面尺寸为4 0 0 mm x 4 0 0 mm。lob查表可知:9 =0.5 7A s =f A0.9(p f；14501 4.3 *400 x 4 0 0S 9*588-=1 7 9 5 mm23 0 0As.min0.0 0 6 A =0.0 0 6 *1 5 5 2 1 3 =9 3 1 mm2 A；=1 7 9 5 mm2选 用 8 1
42、 8,实配 A：=2 0 3 6 mm2 o5 4、某偏心受拉柱，计算高度4 =6 m,b x h =4 Q 0 m mx6 0 Q m m,ax=a：=4 0 相机,承受设计轴向压力N=8 0 0 Z N,设计弯矩M=6 0 0 ZN 利，已知A：=1 6 5 0 2/,混凝土强度级别为 C 3 0，钢筋为H R B 3 3 5级钢，求 A s。解：对 C 3 O：fc=1 4.3 A /m n r=1.0对 H RB 3 3 5：4=/：=3 O O N/根m 2 5=0.5 5%=%4=5 6 0 m m（1）鉴别大小偏心？eQ=O.7 5 z=1 5 0 m m N 8 0 0z6 0
43、 0 ”、”ea=ma x(-,2 0)=2 0 m mei=e0+ea=750+2 0 =7 7 0 m m1)ii囚=1 0 pnb h=0.0 0 2 *4 0 0*6 0 0 =4 8 0 mm2成过急选用6 2 8 (A s =3 6 9 5 mm2)A总=A +4=16 5 0 +3 6 9 5 =5 3 4 5/nm2(3)垂直弯矩作用平面验算:%=6 0 0 0 二1 5b 4 0 0则：(p=0.9 2 -09 2 0-8 7=0.8 9 52N uQ.9 4(fcA+f；As&)=0.9*0.8 9 5 *(1 4.3 *4 0 0 *6(X)+3 0 0*5 3 4 5)
44、=4()5 6.1 ZN N =8()()ZN1 4 0 0 至 hA)=1.0 5 2*7 7 0 =8 1 0吠加 0.3%=168m m属于大偏心受压(2)大偏心受压设计：e -rie.+-a.=8 1 0 +竺-4 0 =1 0 7 0/初 一 2 s 2已知A求A5,先由向&取矩公式求x：2(N e-4)金1=5 6 0 1-(1-2 *(8 0 0 *K T*1 (pt)-3 0 0 *6 5 0 *(5 6 0 -4 0)1.0*1 4.3*4 0 0*5 6()2)2 =2 3 7.0 5,初 2 a-8 0/加%2 3 7.0 5/n/n bh(尸 0.5 5 *5 6 0
45、=3 0 8 mm由合力公式求4：A _ a b x+f；As-NS=fy1.0*1 4.3*4 0 0*2 3 7.0 5 +3 0 0*1 6 5 0-8 0 0*1 0 3即选用击=3 6 9 5?加2 6 2 8钢筋是适当。5 7、某对称配筋偏心受压柱，b xh=30 0 mm x 40 0 m m,/0=3 m,as=a-4 0 m m,承受设计轴向压力N=2 5()M,设计弯矩阳=1 3()ZN机，混凝土强度级别为C 3 0,钢筋用HRB 335级钢筋，求&(=A；)。解：对 C 3 0：力=1 4.3 7 7/加/q=1.0对 H RB 3 3 5 ：/v=/；=3 0 0 N
46、/m m2 刍=0.5 5%=h as=4 0 0 4 0 =360 mm(1)鉴别大小偏心？M 1 3 0*1()3 4 0 0 “、”%=TV=-2-5-0-=52 0 m m en 0=ma x(-3-0-,2 0)=2 0 mmei=e0+ea 5 2 0+2 0 =5 4 0/w/z4=3 0 0 0=7 5.0 则取 g =i .o1 N 2 5 0*1 0 3 5 =1 +*后2=L 0 2 71 4 0 0 至 h%rjei=1.0 2 7*5 4 0 =5 5 4.5 8 mm 0.3。)=1 0 8 mmN 2 5 0*1 03x a jcb 1.0*1 4.3*3 0 0
47、=5 8.2 8 w 0.00%=0.002*300*400=240/m2选用 3 22(Av=As，=1140mm2)As=Av+Avr=1140+1140=2280 仍/(3)垂直弯矩作用平面验算：1.3000=10b 300则：0=0.98Nu=Q.9(p(fcA+f；As&)=0.9*0.98*(14.3*300*400+300*2280)=2116.8ZV25(W即选用As=Av=1140,初/3 22钢筋是适当。第六章钢筋混凝土受拉钢筋承载力计算思考题1.如何鉴别钢筋混凝土受拉构件大、小偏心?它们破坏特性各有什么不同？答：钢筋混凝土偏心受拉构件，依照偏心拉力作用位置不同，可分为两种
48、：一种是偏h心拉力作用在3和 久 之间，即 2,称为小偏心受拉；另一种是偏心拉力作用在3h和A之外，即 2:称为大偏心受拉。小偏心受拉构件破坏特性与轴心受拉构件相似，破坏时拉力所有由钢筋承担。大偏心受拉构件破坏特性与受弯构件相似。按受拉钢筋配筋率多少，也将浮现少筋、适筋、超筋三种破坏状态。5.轴心拉力N对有横向集中力作用偏拉(或拉弯)构件斜截面抗剪承载力有何影响？重要体当前何处?答：由于轴心拉力N存在削弱了偏心受拉构件斜截面抗剪承载力，故在偏拉（或拉弯）构件斜截面抗剪承载力计算式中有减去0.2N项。习题6 1 某悬臂桁架上弦截面为矩形bXh=200mmX 300mm,轴向拉力设计值N=225k
49、N,弯矩设计值M=22.5kN m,混凝土为C 3 0,钢筋为HRB335级，as=a s=35mm,试计算截面纵向受力钢筋As和A s。解：对 C30：fe=1 4./=1.4%=1.(对 HRB335：fy=fy=300rtIM 22.5 _,1八 八贝！J：=-=OAm=1 OOmm N 225h 300”一 e0 为小偏心受拉。hrh re=-as-eQ=i 5mm e=-as+%=215m/n%=h-ax=300-35=265mm-h-a =300-35=265mmANe 225*215*103-4)=300*(265-35)=701mm2ANe 225*15*1(/(a：)=300
50、*(265 35)=48.9 加验算最小配筋率:pn m.=max(0.002,0.45-)=max(0.002,0.002145)=0.002145fyA=701mm2 p nhh 2S.lmm2选 3 18 A=763mm2A =48.9mm2 a.=1 15m m0 N 1 8 0 2 se =e0-+as=451.7 m m e =e0+-a：=6 8 1J m m=h-as=2 65mm h；=h-2 65mm、求 为 和A s：人，N e-奴1 -0.5幻 加 卬;f；d)1 8 0 *4 5 1.7 *1。3 _ o.5 5 *(1 0.5 *0.5 5)*1 0 0 0 *3