【文章內(nèi)容簡介】 預(yù)應(yīng)力工藝相結(jié)合。 37．列舉幾種建筑工程中常用的預(yù)應(yīng)力錨具？ 答： 螺絲端桿錨具、錐形錨具、鐓 頭錨具、夾具式錨具。 6 38．預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的混凝土，需滿足哪些要求？并簡述其原因。 答： 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的混凝土，需滿足下列要求： 1）強(qiáng)度高。與普通鋼筋混凝土不同，預(yù)應(yīng)力混凝土必須采用強(qiáng)度高的混凝土。因?yàn)閺?qiáng)度高的混凝土對采用先張法的構(gòu)件可提高鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，對采用后張法的構(gòu)件，可提高錨固端的局部承壓承載力。 2）收縮、徐變小。以減少因收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。 3）快硬、早強(qiáng)?？杀M早施加預(yù)應(yīng)力，加快臺座、錨具、夾具的周轉(zhuǎn)率，以利加快施工進(jìn)度。 39．引起預(yù)應(yīng)力損失的因素主要有哪些？ 答 ： 引起預(yù)應(yīng)力損失的因素主要有錨固回縮損失、摩擦損失、溫差損失、應(yīng)力松弛損失、收縮徐變損失等。 40．公路橋涵按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪三種設(shè)計(jì)狀況？分別需做 哪種設(shè)計(jì)？ 答： 在公路橋涵的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下三種設(shè)計(jì)狀況： 1）持久狀況：橋涵建成后承受自重、車輛荷載等持續(xù)時間很長的狀況。該狀況需要作承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。 2）短暫狀況：橋涵施工過程中承受臨時作用的狀況。該狀況主要作承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，必要時才做正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。 3）偶然狀態(tài)：在橋涵使用過程中偶然出 現(xiàn)的狀況。該狀況僅作承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。 四、計(jì)算題 1．已知鋼筋混凝土矩形梁，一類環(huán)境，其截面尺寸 25 0 m m 60 0 m mbh? ? ?，承受彎矩設(shè)計(jì)值 216kN mM ??，采用 C30 混凝土和 HRB335 級鋼筋。試配置截面鋼筋。 解：查教材附 錄 得： C30混凝土 214 .3 /cf N mm? ， /tf N mm? ， HRB335級鋼筋 39。230 0 /yyf f N m m?? ，并取 b ? ? ，一類環(huán)境， 取 梁的保護(hù)層 25c? mm，鋼筋直徑 d 可按 20mm估計(jì)。當(dāng)梁內(nèi)只有一排受拉鋼筋時，0s 202 5 3 5 m m2h h a h h? ? ? ? ? ? ?，0 6 0 0 3 5 5 6 5 m mh ? ? ?。 求受壓區(qū)高度 x 及 sA 600 221 c 02 2 216 101 1 565 1 1 250 565Mx h h f bh? ? ???? ??? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ??? ?? b0119 .78 m m 5 565 310 .75 m mxh ?? ? ? ?，滿足要求。 21cy1 . 0 1 4 . 3 2 5 0 1 1 9 . 7 8 1 4 2 8 m m300s f b xA f? ? ? ?? ? ? t0y1 4 2 8 1 . 4 31 . 0 1 % 0 . 4 5 0 . 4 5 0 . 2 1 %2 5 0 5 6 5 3 0 0sAfb h f? ? ? ? ? ? ? ??查教材附 錄 ，選用 3 25 ( 2s 1473mmA ? )，單排布置，鋼筋間距和保護(hù)層等均能 滿足構(gòu)造要求。 2．已知矩形截面梁 25 0 m m 60 0 m mbh? ? ?，處于一類環(huán)境，已配縱向受拉鋼筋 4根 22mm 的 HRB400級鋼筋，按下列條件計(jì)算梁所能承受的 彎矩設(shè)計(jì)值。 ① 混凝土強(qiáng)度等級為 C25② 若由于施工原因，混凝土強(qiáng)度等級僅達(dá)到 C20級。 解： ① 查教材附 錄知 ： 對于 一類環(huán)境， 可取 梁的保護(hù)層 厚度 25c? mm， HRB400 級鋼筋 39。236 0 /yyf f N m m?? ， C25 級 混凝土211 .9 /cf N mm? ， 21520sA mm? 。13 6 0 1 5 2 0 1841 1 1 .9 2 5 0yscfAx m mfb? ?? ? ??? 0s 226 0 0 2 5 6 0 0 3 6 5 6 4 m m2h h a? ? ? ? ? ? ? ? u 1 c 08()2 250 184 ( 564 )2 10xM f bx hN m m???? ? ? ? ? ??? 當(dāng) 混凝土強(qiáng)度等級為 C25， 梁所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值 為 10 N mm? 。 ② 若由于施工原因，混凝土強(qiáng)度等級僅達(dá)到 C20 級 ， C20 級 混凝土 /cf N mm? 。13 6 0 1 5 2 0 2281 9 .6 2 5 0yscfAx m mfb? ?? ? ??? u 1 c 08()22281 .0 9 .6 2 5 0 2 2 8 (56 4 )22 .4 6 1 0xM f b x hN mm???? ? ? ? ? ??? 7 若由于施工原因，混凝土強(qiáng)度等級僅達(dá)到 C20 級 ， 梁所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值 為 10 N mm? 。 3．某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，處于一類環(huán)境，其混凝土強(qiáng)度等級為 C25，縱向鋼筋采用 HRB335級鋼筋，箍筋采用 HPB235級鋼筋，梁的截面尺寸為25 0 m m 50 0 m mbh? ? ?，均布荷載在梁支座邊緣產(chǎn)生的最大剪力設(shè)計(jì)值為 220kN，正截面強(qiáng)度計(jì)算已配置 4 22的縱筋，求所需的箍筋。 解： 首先， 確定計(jì)算參數(shù)，查教材附錄知 ， /tf N mm? ， 221 0 /yvf N mm? ， 230 0 /yf N mm? ， 211 .9 /cf N mm? ，對于一類環(huán)境，混凝土保護(hù)層厚度取 25mmc? ，縱筋間凈距取 m a x( 25 , ) 25 m msd??，假設(shè)縱筋排成一排，則 2 4 3c d s? ? ? 2 2 5 4 2 2 3 2 5 2 1 3 m m 2 5 0 m mb? ? ? ? ? ? ? ?， 滿 足 要 求 。 取 35mmsa ? ，則0 w 0500 35 465 m m 。 465 m m 。 a h ?? ? ? ? ? ? ? ?。然后，進(jìn)行截面尺寸驗(yàn)算。因?yàn)?/ 465 / 250 4whb ? ? ?，屬于一般梁，故 c c 250 465 345 .8 kN 220 kNf bh? ? ? ? ? ? ? ?，截面尺寸滿足要求。最后，求所需箍筋的數(shù)量并驗(yàn)算最小配箍率。 00 .7 0 .7 1 .2 7 2 5 0 4 6 5 1 0 3 .3 5 k N 2 2 0 k NctV f b h? ? ? ? ? ? ?計(jì)算配箍筋用量 s v cy v 02 2 0 0 0 0 1 0 3 3 5 0 0 . 9 5 61 . 2 5 1 . 2 5 2 1 0 4 6 5A V Vs f h? ?? ? ??? 選用雙肢箍 18 ( m m , 2)svAn? ??，代入上式可得 ? 。 取 100s mm? ，s v ts v s v , m i nyv5 0 . 3 2 1 . 2 70 . 4 0 2 % 0 . 2 4 0 . 2 4 0 . 1 5 %2 5 0 1 0 0 2 1 0Afb s f???? ? ? ? ? ? ? ??因此，選用 雙肢 8@100? 箍筋 能夠 滿足要求。 4． 承受均布荷載設(shè)計(jì)值 q 作用下的矩形截面簡支梁，安全等級二級，處于一類環(huán)境， 截面尺寸 20 0 m m 55 0 m mbh? ? ?，混凝土為 C30級，箍筋采用 HPB235級鋼筋。梁凈跨度 ? 。梁中已配有雙肢 8@200? 箍筋，試求該梁在正 常使用期間按斜截面承載力要求所能承擔(dān)的荷載設(shè)計(jì)值 q 。 解： 首先，確定計(jì)算參數(shù)，查教材附錄知， C30 混凝土 /tf N mm? ， 由于縱筋布置方式未知，暫按單排布置，可取 35sa mm? ，則0 515h mm? 。 HPB235 級鋼筋 的 221 0 /yvf N mm? 。 然后，計(jì)算簡支梁所能承擔(dān)的剪力 2 200 515 210 515200171 .1svu t y v nAV f bh f hskN???? ? ? ? ? ? ? ?? 最后，計(jì)算 該梁在正常使用期間按斜截面承載力要求所能承擔(dān)的荷載設(shè)計(jì)值 q 。 由 12unV ql?，則 2 2 1 7 1 .1 6 8 .4 4 /5unVq kN ml ?? ? ? 5．已知某鋼筋混凝土柱，其計(jì)算長度 0l 為 ，截面尺寸為 400mm400mm，采用 C20 混凝土、 HRB335 級鋼筋，柱頂截面承受軸心壓力設(shè)計(jì)值 N=1692kN，試求該柱所需縱向鋼筋截面面積。 解： 首先 ，確定計(jì)算參數(shù)，查教材附錄知， C20 混凝土 /cf N mm? ， HRB335 級鋼筋 230 0 /yf N mm? 。然后， 確定穩(wěn)定系數(shù) ? 。 由 于0 5000 ??，查 教材附錄， 并經(jīng)插值得 ?? 。 由公式 39。39。 ( )c y sN f A f A???得 8 c 2s y1692021() ( 400 400) 1547300N fAA m mf? ? ? ? ??? ? ? ?? 該 柱 所 需 縱 向 鋼 筋 截面面積 為 21547mm 。 驗(yàn) 算 配 筋 率 ，s 1547 0 . 9 7 % 0 . 6 % 3 %4 0 0 4 0 0AA? ?? ? ? ? ? ?? 且，滿足要求。 6．已知某鋼筋混凝土屋架下弦，截面尺寸 mmmmhb 150200 ??? ，承受的軸心拉力設(shè)計(jì)值 ?N kN234 ，混凝土強(qiáng)度等級 C30，鋼筋為 HRB335。求截面配筋。 解： 首先，確定計(jì)算參數(shù)，查教材附錄知 ， HRB335 鋼筋 230 0 /yf N mm? 。2234000 780300syNA m mf? ? ?選用 4 16（ 2804sA mm? ）能夠滿足要求。 7．已知一矩形截面簡支梁，截面尺寸 bh=200mm550mm，混凝土強(qiáng)度等級為 C25，縱向鋼筋采用 HRB335 級，安全等級為二級，梁跨中截面承受的最大彎矩設(shè)計(jì)值為 M=160kNm。 ① 若上述設(shè)計(jì)條件不能改變，試進(jìn)行配筋計(jì)算。 ② 若由于施工質(zhì)量原因，實(shí)測混凝土強(qiáng)度僅達(dá)到 C20，試問按 ① 問所得鋼筋面積的梁是否安全？ 解： 第 ① 問：（ 1）根據(jù)已給材料確定計(jì)算參數(shù)，由文字教材的表 111 和表 112 查得， C25 混凝土 ? ， HRB335 鋼筋 280MPasdf ? 。由文字教材表 114 查得 ? ? ，并取 40a mm? ，則截面有效高度 0 5 5 0 4 0 5 1 0 m mh ? ? ?，取 ?? 。 （ 2）求受壓區(qū)高度。將各已知值帶入00()2d cd xM f bx h? ??，得 61 . 0 1 6 0 1 0 1 1 . 5 2 0 0 5 1 02xx ??? ? ? ? ????? 解得1208 5 8 m m ( )1 6 2 m m 0 . 5 6 5 1 0 m m 2 8 5 . 6 m mbxxh ???? ? ? ? ? ?? 大 于 梁 高 ， 舍 去 （ 3）求所需鋼筋面積 sA 將各已知值及 162mmx? 代入 cd sd sf bx f A? ，得到21 1 .5 2 0 0 1 6 2 1 3 3 0 .7 m m280cdssdf b xA f ??? ? ? 查教材附錄的鋼筋截面面積表，可選用 2 25 + 1 22（ ? ）， 將鋼 筋 布置成一層， 1 22 鋼筋布置在中央， 2 25 鋼筋布置在兩邊。 4）配筋驗(yàn)算鋼筋間凈距 2 0 0 2 2 5 2 2 5 2 2 3 9 m m2nS ? ? ? ? ???， 30mmnS ? 且大于鋼筋直徑 25mm，滿足構(gòu)造規(guī)定。 實(shí)際配筋率m i n0 1 3 6 2 . 1 1 . 3 4 % 0 . 1 5 %2 0 0 5 1 0sAbh??? ? ? ? ??，故配筋合理。 第 ② 問： C20 混凝土 ? ，由 cd sd sf bx f A? ，得 2 8 0 1 3 6 2 .1 2 0 7 .39 .2 2 0 0s d scdfAx m mfb ?? ? ?? 0 2 0 7 . 3( ) 9 . 2 2 0 0 2 0 7 . 3 ( 5 1 0 ) 1 5 4 . 9 922cd xf b x h M P a? ? ? ? ? ? ?而 0 160 160dM M Pa? ? ? ?，可見00()2d cd xM f bx h? ??，所以 若由于施工質(zhì)量原因，實(shí)測混凝土強(qiáng)度僅達(dá)到 C20，那么 按 ① 問所得鋼筋面積的梁是 不 安全 的。 試卷代號： 1195中央廣播電視大學(xué) 20212021 學(xué)年度第二學(xué)期 “ 開放本科 ” 期末考試土木工程專業(yè) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 (本 ) 試題 2021年 7月 一、選擇題 (30 分，每題 3分 ) 1．在《公橋規(guī)》中，所提到的混凝土標(biāo)號是指 ( B．混凝土的立方體強(qiáng)度 )。 2．采用兩端張拉可減小 ( C．預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁摩擦引起的應(yīng)力損失 )應(yīng)力損失。 3．部分預(yù)應(yīng)力混凝土與全預(yù)應(yīng)力混凝土相比，具有 (A．節(jié)省鋼材 )優(yōu)點(diǎn)。 4．臨時結(jié)構(gòu)廣泛采用的鋼結(jié)構(gòu)連接方式為 (C．螺栓連接 )。 5．鋼筋混凝土梁的斜拉破壞一般發(fā)生在 (B．剪跨比較大且箍筋數(shù)量較少時 )。 6．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求不包括 ( D．耐火性