【正文】 壞前主裂縫逐漸明顯，受拉鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強度，進(jìn)入流幅階段，受拉變形的發(fā)展大于受壓變形，中和軸上升，使混凝土壓區(qū)高度迅速減小，最后壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變值，出現(xiàn)縱向裂縫而混凝土被壓碎，構(gòu)件即告破壞，破壞時壓區(qū)的縱筋也能達(dá)到受壓屈服強度，這種破壞屬于延性破壞類型，其特點是受拉鋼筋先達(dá)到屈服強度，導(dǎo)致壓區(qū)混凝土壓碎。接著，由平截面假定可得曲率的計算式，將界限破壞時混凝土和鋼筋的應(yīng)變值打入此式即為界限破壞時的曲率。α1fcα1fc 小偏心受壓破壞的截面等效計算圖形如圖11所示。a． 若，則按大偏心受壓情況計算，轉(zhuǎn)至①。5） 若，屬于小偏壓，則由其基本公式(1)得：其中 （），且當(dāng)x≥h時取x＝h計算。6）重算，若與暫取的相符，則Nu即為所求；若不相符，轉(zhuǎn)到1)中，以新的再次循環(huán)。（2）對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件截面復(fù)核：步驟同不對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件的截面復(fù)核“類型三”和“類型四”，但此時取As＝，fy＝。設(shè)計時，現(xiàn)擬定構(gòu)件的截面尺寸和鋼筋布置方案，然后按下列公式復(fù)核所能承受的軸向承載力設(shè)計值Nu：式中 Nu0——構(gòu)件截面軸心受壓承載力設(shè)計值。假設(shè)按螺旋箍筋柱進(jìn)行計算（1）假定縱筋配筋率＝，則得＝A＝1924mm2。?。絼t ＝由求得：＝＝＝2－＝＝＜＜＝故由求得＝155mm2＜故取＝因此，受拉鋼筋和受壓鋼筋均?。剑?80mm2和均選配218鋼筋（＝＝509mm2）驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力：由l0/b＝6000/400＝15，查表得：＝＝＝＞N＝3170kN驗算結(jié)果安全。則 ＝3508855N＞3100000N滿足要求。 小偏心受拉構(gòu)件在臨破壞前，一般情況是截面全部裂通，拉力完全由鋼筋承擔(dān)。e＝e0－h(huán)/2+as＝900－450/2+45＝720mm先假定x＝xb＝h0＝405＝223mm來計算值。2） 對箱形截面鋼筋混凝土剪扭構(gòu)件a．對一般剪扭構(gòu)件受剪承載力：受拉承載力： （9）式中 近似按式（6）計算。在受扭計算中，為了避免少筋破壞，受扭構(gòu)件的配筋應(yīng)有最小配筋量的要求，受扭構(gòu)件的最小縱筋和箍筋配筋量，可根據(jù)鋼筋混凝土構(gòu)件所能承受的扭矩T不低于相同截面素混凝土構(gòu)件的開裂扭矩Tcr的原則確定；為了避免發(fā)生超筋破壞，構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)滿足一定的要求，即：當(dāng)(或)≤4時，；當(dāng)(或)＝6時，當(dāng)4＜(或)＜6時，按線性內(nèi)插法確定。這兩個表達(dá)式都表示了剪力V與扭矩T之間相互影響的關(guān)系，即剪扭相關(guān)性。由題目已知條件，查表知：fc＝ N/mm2，ft＝ N/mm2，fy＝360 N/mm2，fyv＝210 N/mm2，cmin＝35mm（1）驗算雨篷梁截面尺寸取as＝45mm，h0＝h－as＝240－45＝195mmWt＝mm2＝＜4則 ＝ N/mm2≤＝1＝ N/mm2故截面尺寸滿足要求又 ＝ N/mm2＞＝＝ N/mm2故需按計算配置鋼筋。（6）驗。m，V＝16kN，確定其配筋。 我國規(guī)范受扭承載力計算公式中的系數(shù)為剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)，它反映了剪力對剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力的影響程度。我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》取的限制條件為：≤≤，且當(dāng)＞，按＝。（2）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對構(gòu)件混凝土剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力計算，類似于純扭構(gòu)件的截面承載力計算，亦根據(jù)截面形式的不同，采用不同的計算公式，步驟如下：1） 對矩形截面鋼筋混凝土剪扭構(gòu)件a. 對一般剪扭構(gòu)件受剪承載力： （4）受扭承載力： （5）式中 為剪扭構(gòu)件混凝土受拉承載力降低系數(shù)，一般剪扭構(gòu)件的值按下式計算：＝ （6）b. 對集中荷載作用下獨立的鋼筋混凝土剪扭構(gòu)件(包括作用有多種荷載，且其中集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75％以上的情況)受剪承載力： （7）受扭承載力：同式（5）。而軸向壓力的存在則能推遲垂直裂縫的出現(xiàn)，并使裂縫寬度減小，從而使得偏心受壓構(gòu)件的斜截面受剪承載力比無軸向壓力時要高一些，但有一定限度，當(dāng)軸壓比N/fcbh＝～，再增加軸向壓力就將轉(zhuǎn)變?yōu)閹в行绷芽p的小偏心受壓的破壞情況，斜截面受剪承載力達(dá)到最大值，因此，在計算偏心受壓構(gòu)件的斜截面受剪承載力時，注意當(dāng)軸向壓力N，取N＝，A為構(gòu)件的截面面積。＝506＋700／2－45＝841mm則 ＝1312mm2＞＝80700＝112mm2受拉鋼筋和受壓鋼筋均選配220＋222鋼筋（＝＝1388mm2）第7章 受拉構(gòu)件的截面承載力思 考 題 當(dāng)軸心受拉桿件的受拉鋼筋強度不同時，其正截面的受拉承載力Nu等于各根鋼筋的抗拉強度設(shè)計值與其截面面積的乘積之和?？赏ㄟ^加寬截面尺寸、提高混凝土強度等級或加大鋼筋截面來解決。＝897＋600／2－45＝1152mm ＝225mm2＜mm2因此，取＝mm2，選用412（＝452mm2）由得： 即 mmmm＞x＞＝90mm故 ＝2515mm2＞mm2選用428鋼筋（As＝2463mm2，％）驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力：由l0/b＝7200/300＝24，查表得：＝＝＝＞N＝550kN驗算結(jié)果安全。若符合下列公式的要求時則可不進(jìn)行斜截面受剪承載力計算，而僅需根據(jù)構(gòu)造要求配置箍筋。 從理論上分析，雙向偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力計算公式如下：由于利用上述公式進(jìn)行雙向偏心受壓計算的過程非常繁瑣，各國規(guī)范都采用近似方法來計算。 （1）對稱配筋矩形截面偏心受壓構(gòu)件截面設(shè)計：類型五 已知：bh， fc，fy＝，l0/h，N，M，求As()。驗算反向破壞時的承載力： 驗算垂直于彎矩作用平面的承載力，求得Nu。(以上所有計算求得的As和均應(yīng)滿足最小配筋率的要求)類型二 已知：bh， fc，fy，l0/h，N，M，求As。按軸心受壓構(gòu)件公式驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力，即驗算：，若，則需要對構(gòu)件重新設(shè)計(重新選擇截面尺寸或材料強度)。適用條件為：1）x≤xb；2）x≥2。軸心受壓長柱所承受的軸向壓力N與其縱向彎曲后產(chǎn)生的側(cè)向最大撓度值f的乘積就是偏心受壓長柱由縱向彎曲引起的最大的二階彎矩，簡稱二階彎矩。 鋼筋混凝土偏心受壓短柱的破壞形態(tài)有受拉破壞和受壓破壞兩種情況。AC段：配置箍筋8150（可以） 屬厚腹梁＝250515＝460281N＝154936N故 Vu＝min｛154936，460281｝＝154936N＝154936，得：P1＝CD段：配置箍筋6200（不滿足），取故 ＝80549N＝80549，得：P2＝由以上計算結(jié)果可知，該梁所能承受的極限荷載設(shè)計值P＝min｛P1，P2｝＝第6章 受壓構(gòu)件的截面承載力思 考 題 軸心受壓普通箍筋短柱的破壞形態(tài)是隨著荷載的增加，柱中開始出現(xiàn)微細(xì)裂縫，在臨近破壞荷載時，柱四周出現(xiàn)明顯的縱向裂縫，箍筋間的縱筋發(fā)生壓屈，向外凸出，混凝土被壓碎，柱子即告破壞。AC段：＝250565＝141391N＜VA＝207000N必須按計算配置箍筋。在AC段：N＜Vmax＝100000N需要進(jìn)行配箍計算則 選配箍筋8150，實有（可以）＝％＞＝％（可以）在CD段：只受彎矩不受剪力，可以不配置箍筋。 （1）求剪力設(shè)計值支座邊緣處截面的剪力值最大＝144kN（2）驗算截面條件hw＝h0＝600－35＝565mm，屬厚腹梁 ＝1=504969N＞Vmax＝144000N截面符合要求。箍筋的間距在綁扎骨架中不應(yīng)大于15d，同時不應(yīng)大于400mm。該彎起縱筋與梁截面高度中心線的交點及其彎起點分別垂直對應(yīng)于MR圖中的兩點，用斜直線連接這兩點，這樣繪制而成的MR圖，能完全包住M圖，這樣既能保證梁的正截面和斜截面的受彎承載力不致于破壞，又能將部分縱筋彎起，利用其受剪，達(dá)到經(jīng)濟的效果。另外，由于梁頂?shù)木己奢d對混凝土保護層起著側(cè)向約束作用，因而，負(fù)彎矩區(qū)段內(nèi)不會有嚴(yán)重的粘結(jié)裂縫，即使在正彎矩區(qū)段內(nèi)存在有粘結(jié)破壞，但也不嚴(yán)重。為避免發(fā)生斜拉破壞，設(shè)計時，對有腹筋梁，箍筋的用量不能太少，即箍筋的配箍率必須不小于規(guī)定的最小配箍率；對無腹筋板，則必須用專門公式加以驗算。 簡支梁斜截面受剪機理的力學(xué)模型主要有三種。在剪彎區(qū)段內(nèi)，由于截面上同時作用有彎矩M和剪力V，在梁的下部剪拉區(qū)，因彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力和因剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成了斜向的主拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強度不足時，則開裂，并逐漸形成與主拉應(yīng)力相垂直的斜向裂縫。mM2＝M－M1＝250－＝（2）選用混凝土強度等級為C60時fc＝，ft＝，＝＝360N/mm2，＝，＝鑒別類型：假設(shè)受拉鋼筋排成兩排，故取as＝60mm，則h0＝h－as＝750－60＝690mm＝假設(shè)受拉鋼筋放兩排，故as＝60mm，則h0＝h－as＝500－60＝440mm?。剑瑒t＝＝＝628mm2＝＝圖3＝2548mm2受拉鋼筋選用322＋325的鋼筋，As＝2613mm2；受壓鋼筋選用220mm的鋼筋，＝628mm2。選用6120，As＝236mm2。mMGk＝+＝ kNm M2＝＝＝[]＝ kNx≥2的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時達(dá)到屈服強度的情況下，此時正截面受彎承載力按公式：計算；x＜2的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時不能達(dá)到其屈服強度的情況下，此時正截面受彎承載力按公式：計算。由于超筋梁破壞時受拉鋼筋應(yīng)力低于屈服強度，使得配置過多的受拉鋼筋不能充分發(fā)揮作用，造成鋼材的浪費，且它是在沒有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞，屬于脆性破壞類型，故在實際工程中不允許采用。 所謂“界限破壞”，是指正截面上的受拉鋼筋的應(yīng)變達(dá)到屈服的同時，受壓區(qū)混凝土邊緣纖維的應(yīng)變也正好達(dá)到混凝土極限壓應(yīng)變時所發(fā)生的破壞。按荷載的準(zhǔn)永久組合時，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S取為永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與可變荷載的準(zhǔn)永久值之和。不等式右側(cè)為結(jié)構(gòu)承載力，用承載力函數(shù)R(…)表示，表明其為混凝土和鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值(fCk、fSk)、分項系數(shù)(、)、幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)值(ak)以及其他參數(shù)的函數(shù)。 設(shè)R表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，S表示荷載效應(yīng)，Z＝R－S就是結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)。μ越大，表示曲線離縱軸越遠(yuǎn)；σ越大，表示數(shù)據(jù)越分散，曲線扁而平；反之，則數(shù)據(jù)越集中，曲線高而窄。由于材料強度的離散性、構(gòu)件截面尺寸的施工誤差及簡化計算時由于近似處理某些系數(shù)的誤差，使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力具有不確定的性質(zhì)，所以抗力是一個隨機變量。此外，對高度較大的混凝土構(gòu)件應(yīng)分層澆注或二次澆搗，另外，對于銹蝕鋼筋，一般除重銹鋼筋外，可不必除銹。 鋼筋主要有熱軋鋼筋、高強鋼絲和鋼絞線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋等多種形式。減少徐變的方法有：1）減小混凝土的水泥用量和水灰比；2）采用較堅硬的骨料；3）養(yǎng)護時盡量保持高溫高濕，使水泥水化作用充分；4）受到荷載作用后所處的環(huán)境盡量溫度低、濕度高。 連接混凝土受壓應(yīng)力—應(yīng)變曲線的原點至曲線任一點處割線的斜率，即為混凝土的變形模量。我國新《規(guī)范》規(guī)定的混凝土強度等級有C1CC2CC3CC4C50、C5C60、C6C70、C75和C80，共14個等級。第2章 混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能思 考 題 ①混凝土的立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k是根據(jù)以邊長為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件，在(20177?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理》思考題及習(xí)題（參考答案）蘇州科技學(xué)院土木工程系2003年8月第1章 緒論思 考 題 鋼筋混凝土梁破壞時的特點是：受拉鋼筋屈服，受壓區(qū)混凝土被壓碎，破壞前變形較大，有明顯預(yù)兆，屬于延性破壞類型。學(xué)習(xí)本課程要注意以下問題：1）加強實驗、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注意擴大知識面；2）突出重點，并注意難點的學(xué)習(xí)；3）深刻理解重要的概念，熟練掌握設(shè)計計算的基本功，切忌死記硬背。 混凝土的強度等級是根據(jù)立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值確定的。常用的表示混凝土單軸向受壓應(yīng)力—應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型有兩種，：上升段為二次拋物線，下降段為斜直線；第二種為德國Rusch建議的模型：上升段采用二次拋物線，下降段采用水平直線。影響混凝土徐變的主要因素有：1）時間參數(shù)；2）混凝土的應(yīng)力大?。?）加載時混凝土的齡期；4）混凝土的組成成分；5）混凝土的制作方法及養(yǎng)護條件；6）構(gòu)件的形狀及尺寸；7）鋼筋的存在等。常用的鋼筋應(yīng)力—應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型有以下三種：1）描述完全彈塑性的雙直線模型；2）描述完全彈塑性加硬化的三折線模型；3）描述彈塑性的雙斜線模型。保證鋼筋和混凝土之間有足夠的粘結(jié)力的構(gòu)造措施有：1）對不同等級的混凝土和鋼筋，要保證最小搭接長度和錨固長度；2）為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié)，必須滿足鋼筋最小間距和混凝土保護層最小厚度的要求；3）在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋；4）為了保證足夠的粘結(jié)在鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力與構(gòu)件的幾何尺寸、配筋情況、混凝土和鋼筋的強度等級等因素有關(guān)。 正態(tài)分布概率密度曲線主要有平均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ兩個數(shù)字特征。我國《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》定義結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)在設(shè)計工作壽命內(nèi)，在正常條件下，完成預(yù)定功能的概率。 我國“規(guī)范”承載力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式如下：1) 對由可變荷載效應(yīng)控制的組合，其表達(dá)式一般形式為：2) 對由永久荷載效應(yīng)控制的組合，其表達(dá)式一般形式為：式中，——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，與安全等級對應(yīng)，；