【正文】 什么是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什么性質(zhì)？ 答： 均勻伸 長率 δgt為非頸縮斷口區(qū)域標距的殘余應變與恢復的彈性應變組成。 ?? ??? 0l —— 不包含頸縮區(qū)拉伸前的測量標距； 39。 均勻伸長率 δgt比延伸率更真實反映了鋼筋在拉斷前的平均（非局部區(qū)域）伸長率，客觀反映鋼筋的變形能力， 是比較科學的 指標。 1887 年德國人包興格對鋼材進行拉壓試驗時發(fā)現(xiàn)的，所以將這種當受拉（或受壓）超過彈性極限而產(chǎn)生塑性變形后，其反向受壓（或受拉）的彈性極限將顯著降低的軟化現(xiàn)象，稱為包興格效應。 7． 試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。 （ 2）強屈比的要求 所以設計中應選擇適當?shù)那鼜姳龋?對于抗震結(jié)構(gòu)，鋼筋應力在地震作用下可考慮進入強化段，為了保證結(jié)構(gòu)在強震下“裂而不倒”，對鋼筋的極限抗拉強度與屈服強度的比值有一定的要求，一般不應小于 。 （ 4）粘結(jié)性 粘結(jié)性是指鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。 （ 5）耐久性 混凝土結(jié)構(gòu) 耐久性是指，在外部環(huán)境下材料性、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)隨時間的退化，主要包括鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿 — 骨料 反應、化學作用等的機理及物理、化學和生化過程。 （ 6） 適宜施工性 在施工時鋼筋要彎轉(zhuǎn)成型，因而應具有一定的冷彎性能。熱軋鋼筋的冷彎性能很好，而性脆的冷加工鋼筋較差。 同時，要求鋼筋具備良好的焊接性能，在焊接后不應產(chǎn)生裂紋及過大的變形，以保證焊接接頭性能良好。不僅可以減少配筋率，方便了施工，還減少了加工、運輸、施工等一系列附加費用。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強度的影響。對于水泥砂漿結(jié)構(gòu)，除上述決定水泥 石結(jié)構(gòu)的因素外，砂漿配合比、砂的顆粒級配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質(zhì)含量是重要控制因素； ③ 宏觀結(jié)構(gòu)，即砂漿和粗骨料兩組分體系。粗骨料的強度遠比混凝土高，硬化水泥砂漿的強度也比混凝土高，混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 9 由砂漿和粗骨料組成的混凝土復合材料的抗壓強度低于砂漿和粗骨料單一材料的抗壓強度。混凝土破壞后，其中的粗骨料一般無破損的跡象，裂縫和 破碎都發(fā)生在粗骨料表面和水泥砂漿內(nèi)部，所以混凝土的強度和變形性能在很大程度上取決于水泥砂漿的質(zhì)量和密實性。 答：混凝土標準立方體的抗壓強度 ，我國 《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（ GB/T500812020）規(guī)定：邊長為 150mm 的標準立方體試件在標準條件（溫度 20177。 AFfck? fck—— 混凝土立方體試件抗壓強度； F—— 試件破壞荷載； A—— 試件承壓面積。 答： 我國 《普通混凝土力學性能試驗方法標準》（ GB/T500812020） 采用 150mm150mm300mm 棱柱體作為混凝土軸心抗壓強度試驗的標準試件，混凝土 試件軸心抗壓強度 AFfcp? (28) fcp—— 混 凝土軸心抗壓強度； F—— 試件破壞荷載； A—— 試件承壓面積。 答：混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定，混凝土立方體抗壓強度標準值 fcu， k， 我國《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》規(guī)定，立方體抗壓強度標準值系指按上述標準方法測得的具有 95%保證率的立方體抗壓強度，根據(jù)立方體抗壓強度標準值劃分為 C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5 C60、 C6 C70、 C7 C80 十四個等級。 答 ： 三軸受壓試驗是側(cè)向等壓 ζ2=ζ3=ζr 的三軸受壓，即所謂常規(guī)三軸。在這種受力狀態(tài)下，試件由于側(cè)壓限制，其內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，因此當側(cè)向壓力增大時，破壞時的軸向抗壓強度相應地增大。 13． 簡述混凝土在單軸短期加載下的應力應變關系。軸心受壓混凝土典型的應力應變曲線如圖 23，各個特征階段的特點如下。此階段中混凝土的變形主要取決于骨料和水泥石的彈性變形。 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 11 3）應力 fc sh ζ≤ fc sh 隨著荷載進一步增加，當應力約為 (～ ) fc sh， 曲線進一步彎曲 ， 應變增長速度進一步加快， 表明混凝土的應力增量不大，而塑性變形卻相當大。 曲線上的峰值應力 C 點，極限強度 fc sh，相應的峰值應變?yōu)?ε 0。 14． 什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？ 答： 取混凝土應力應變曲線在原點 O 切線的斜率，作為混凝土的初始彈性模量，簡稱彈性模量 Ec，即 : Ec = tgα0 Ec—— 初始彈性模量； a0—— 原點切線的斜率夾角。比較精確的方法采用切線模量 Ec′ ，即在應力應變曲線任一點處作一切線。 徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響既有有利方面又有不利方面。不利影響，由于混凝土的徐變使構(gòu)件變形增大；在預應力混凝土構(gòu)件中，徐變會導致預應力損失；徐變使受彎和偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)變形加大，故而使受彎構(gòu)件撓度增加，使偏壓構(gòu)件的附加偏心距增大而導致構(gòu)件承載力的降低。當鋼筋受力后變形，發(fā)生局部滑移后，粘著力就喪失了。它 取決于混凝土發(fā)生收縮、荷載和反力等對鋼筋的徑向壓應力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。 （ 3） 機械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機械咬合作用而產(chǎn)生的力 ，即混凝土對鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 12 度。 （ 4）鋼筋端部的錨固力：一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨固區(qū)焊接鋼筋、短角鋼等機械作用來維持錨固力。 17． 最小錨固長度是如何確定的？ 答： 達到錨固極 限狀態(tài)時所需要的鋼筋最小錨固長度，稱為臨界錨固長度 lcr a。鋼筋屈服后強化，隨錨固長度的延長，錨固抗力還能增長，到錨固抗力等于鋼筋拉斷強度 Fu時 ，相應的錨固長度就是極限錨固長度 l ua。 18． 簡述 綁扎搭接連接的機理。兩根相背受力的鋼筋分別錨固在搭接連接區(qū)段的混凝土中，都將應力傳遞給混凝土，從而實現(xiàn)了鋼筋之間的應力過渡。但是搭接鋼筋之間的縫間混凝土會因剪切而迅速破碎，握裹力受到削弱。此外，由于錐楔作用造成的徑向力引起了兩根鋼筋之間的分離趨勢。 第二章 鋼筋和混凝土的力學性能 選 擇 題 1．混凝土若處于三向應力作 用下，當（ ）。 A. 原點彈性模量； 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 13 B. 切線模量； C. 割線模量； D. 變形模量； 3．混凝土強度等級由 150mm 立方體抗壓試驗，按（ ）確定。 A．隨混凝土強度等級的提高而增大； B．隨鋼筋等級提高而降低； C．隨混凝土等級提高而減少，隨鋼筋等級提高而增大； D．隨混凝土及鋼筋等級提高而減??； 5．屬于有明顯屈服點的鋼筋有（ ）。 A．屈服臺階越短，伸長率也越短，塑性越差； B．屈服臺階越長，伸長率越大 ，塑性越好； C．強度越高，塑性越好； D．強度越低，塑性越差； 7．鋼筋的屈服強度是指（ ）。 A. 冷拉； B. 冷拔； 9．規(guī)范確定 kcuf, 所用試塊的邊長是（ ）。 A． kcuf, ； B． ckf ； C． cmf ； D． tkf ； 11．邊長為 100mm 的非標準立方體試塊的強度換算成標準試塊的強度，則需乘以換算系數(shù)（ ）。 指的是混凝土的（ ）。 /360 mmNf y ? ），環(huán)境類別為一類。 2．某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標準層中柱 ,軸向壓力設計值 N=2100kN,樓層高 H=，計算長度 l0=，混凝土用 C30（ fc=），鋼筋用HRB335 級（ 239。確定該柱截面尺寸及縱筋面積。 300mm，柱內(nèi)配有 4 16 縱筋（ 239。柱承載軸心壓力設計值 N=900kN，試核算該柱是否安全?；炷翉姸鹊燃墳?C30（ 2/ mmNf c ? ），縱筋采用 HRB400 級鋼筋（ 2/360 mmNf y ?? ），箍筋采用 HRB335 級鋼筋（ 2/300 mmNf y ? ），環(huán)境類別為一類， 試確定柱的配筋?；炷吝x用 C35（ fc=），縱筋用 HRB400（ 239。按建筑設計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm，環(huán)境類別為一類。 6．某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端鉸支，柱高 ，支承條件系數(shù) ，承受軸壓力設計 值 900kN，采用 C20 混凝土（ 2/ mmNf cd ? ），和 R235 鋼筋（ 239。試問： （ 1） 試設計軸心受壓柱。 第三章 軸心受力構(gòu)件承載力 計算題參考答案 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 17 1． 某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設計值 N=2650kN，計算長度 mHl ?? ，混凝 土強度等級為 C30（ fc=），鋼筋用 HRB400級（ 239。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。 400mm 由 9400/3600/0 ??bl ，查表得 ?? 根據(jù)軸心受壓承載力公式確定 39。39。m i n39。 ?????? ?? AA s ，對稱配筋截面每一側(cè)配筋率 也滿足 %的構(gòu)造要求。 1964mmAs ? 設計面積與計算面積誤差 % 9 0 61 9 0 61 9 6 4 ?? 5%，滿足要求。 /300 mmNfy ?），環(huán)境類別為一類。 [解 ] 根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為 400mm179。sA 239。 1 8 0 1) 2 1 0 0 0 0 0(3001)(1 mmAfNfA cys ???????? ? 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 18 %% 1801 39。39。 選 6 20， 239。 3．某無側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度 ml ? ，截面尺寸為 300mm179。 /300 mmNfy ?），混凝土強度等級為 C30（ fc=），環(huán)境類別為一類。 解： （ 1）求 ? 則 ??bl ， 由表得 ?? （ 2）求 uN 滿足要求）(9 0 01 2 6 5)8 0 43 0 03 0 03 0 ()(kNkNAfAfN sycu???????????? ? 4．某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設計值 N=2749kN，計算高度 ml ? ，根據(jù)建筑設計要求，柱得截面為圓形，直徑mmdc 400? 。 解 （ 1）判別是否可采用螺旋箍筋柱 ???cdl ，可設計成螺旋箍筋柱 （ 2）求 sA? 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 19 222 1 2 5 6 8 04 mmdA c ???? ? 假定 ??? ，則 231421 2 5 6 8 mmA s ???? 選用 ， 23142mmAs ?? 。混凝土選用 C35（ fc=），縱筋用 HRB400（ 239。按建筑設計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm，環(huán)境類別為一類。 [解 ]（ 1）先按配有縱筋和箍筋柱計算 柱子計算長度按《規(guī)范》規(guī)定取 ，則 l0==179。39。39。具體計算如下。 ?? 計算，則 mmAA s 2 8 8 59 6 1 6 39。sA =3142mm2。39。sA （ =179。 假定螺旋箍筋直徑為 10mm，則單肢箍筋截面面積 Ast1=。 290=58mm 的要求。39。39。)39。??????????? ? ????N N 故該柱能承受 , KNN ? 滿足設計要求。 /195 mmNf sd ? ），環(huán)境類別為一類。 （ 2） 若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，采用 C20 混凝土 fc=，鋼筋 HRB335（ fy=300N/mm2），試設計軸心受壓柱，比較兩者差異。 /195 mmNf sd ? 1）確定截面尺寸 在設計時有三個未知量。? ，現(xiàn)設 %?? ，暫取 1?? ，由軸心受壓構(gòu)件正截面承載力公式可得 2339。 2）計算截面配筋 一端固定一端鉸接柱： 0l = =179。則截面所需配筋為 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 23 22222339。039。 1519mmAs ? ）， %?? ，滿足要求。 (2) 若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》，采用 C20 混凝土 fc=，鋼筋 HRB335（ fy=300N/mm2）。 查表得： ?? 由軸心受壓承載力公式： 2339。 300 mmfAfNAycs ????????? ? %% 39。 ????? AA S? ，對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足 %的構(gòu)造要求。sA =1017mm2 實際配筋率： % 101739。 ???? AA S? ，滿足要求。 第四章 受彎構(gòu)件正截面承載力 混凝土結(jié)構(gòu)設計原理課后習題答案 24 計算題參考答案 1． 已知梁的截面尺寸為 b179。 500mm，混凝土強度等級為 C25,fc =， 2/ mmNft ? , 鋼筋采用 HRB335， 2/300 mmNf y ?截面 彎矩設計值 M=。求：受拉鋼筋截面面積 解：采用單排布筋 mmh 465355000 ??? 將已知數(shù)