【正文】 答： 均勻伸 長(zhǎng)率 δgt為非頸縮斷口區(qū)域標(biāo)距的殘余應(yīng)變與恢復(fù)的彈性應(yīng)變組成。 ?? ??? 0l —— 不包含頸縮區(qū)拉伸前的測(cè)量標(biāo)距； 39。 均勻伸長(zhǎng)率 δgt比延伸率更真實(shí)反映了鋼筋在拉斷前的平均（非局部區(qū)域）伸長(zhǎng)率，客觀反映鋼筋的變形能力， 是比較科學(xué)的 指標(biāo)。 1887 年德國(guó)人包興格對(duì)鋼材進(jìn)行拉壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，所以將這種當(dāng)受拉（或受壓）超過(guò)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(yīng)。 7． 試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的性能有哪些要求。 （ 2）強(qiáng)屈比的要求 所以設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比， 對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)，鋼筋應(yīng)力在地震作用下可考慮進(jìn)入強(qiáng)化段，為了保證結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下“裂而不倒”，對(duì)鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值有一定的要求，一般不應(yīng)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(shí)間的退化，主要包括鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿 — 骨料 反應(yīng)、化學(xué)作用等的機(jī)理及物理、化學(xué)和生化過(guò)程。 （ 6） 適宜施工性 在施工時(shí)鋼筋要彎轉(zhuǎn)成型，因而應(yīng)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(shí)，要求鋼筋具備良好的焊接性能，在焊接后不應(yīng)產(chǎn)生裂紋及過(guò)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(yùn)輸、施工等一系列附加費(fèi)用。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對(duì)混凝土破壞強(qiáng)度的影響。對(duì)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(jí)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(qiáng)度遠(yuǎn)比混凝土高，硬化水泥砂漿的強(qiáng)度也比混凝土高，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案 9 由砂漿和粗骨料組成的混凝土復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度低于砂漿和粗骨料單一材料的抗壓強(qiáng)度?；炷疗茐暮?，其中的粗骨料一般無(wú)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(qiáng)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(shí)性。 答：混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度 ，我國(guó) 《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T500812020）規(guī)定：邊長(zhǎng)為 150mm 的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度 20177。 AFfck? fck—— 混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度； F—— 試件破壞荷載； A—— 試件承壓面積。 答： 我國(guó) 《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T500812020） 采用 150mm150mm300mm 棱柱體作為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件，混凝土 試件軸心抗壓強(qiáng)度 AFfcp? (28) fcp—— 混 凝土軸心抗壓強(qiáng)度； F—— 試件破壞荷載； A—— 試件承壓面積。 答：混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu， k， 我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指按上述標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的具有 95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度，根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為 C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5 C60、 C6 C70、 C7 C80 十四個(gè)等級(jí)。 答 ： 三軸受壓試驗(yàn)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(dāng)側(cè)向壓力增大時(shí)，破壞時(shí)的軸向抗壓強(qiáng)度相應(yīng)地增大。 13． 簡(jiǎn)述混凝土在單軸短期加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。軸心受壓混凝土典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖 23，各個(gè)特征階段的特點(diǎn)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(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案 11 3）應(yīng)力 fc sh ζ≤ fc sh 隨著荷載進(jìn)一步增加，當(dāng)應(yīng)力約為 (～ ) fc sh， 曲線進(jìn)一步彎曲 ， 應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)速度進(jìn)一步加快， 表明混凝土的應(yīng)力增量不大，而塑性變形卻相當(dāng)大。 曲線上的峰值應(yīng)力 C 點(diǎn)，極限強(qiáng)度 fc sh，相應(yīng)的峰值應(yīng)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(yīng)力應(yīng)變曲線在原點(diǎn) O 切線的斜率，作為混凝土的初始彈性模量，簡(jiǎn)稱彈性模量 Ec，即 : Ec = tgα0 Ec—— 初始彈性模量； a0—— 原點(diǎn)切線的斜率夾角。比較精確的方法采用切線模量 Ec′ ，即在應(yīng)力應(yīng)變曲線任一點(diǎn)處作一切線。 徐變對(duì)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(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，徐變會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)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(dǎo)致構(gòu)件承載力的降低。當(dāng)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(duì)鋼筋的徑向壓應(yīng)力、鋼筋和混凝土之間的粗糙程度等。 （ 3） 機(jī)械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力 ，即混凝土對(duì)鋼筋表面斜向壓力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課后習(xí)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(jī)械作用來(lái)維持錨固力。 17． 最小錨固長(zhǎng)度是如何確定的？ 答： 達(dá)到錨固極 限狀態(tài)時(shí)所需要的鋼筋最小錨固長(zhǎng)度，稱為臨界錨固長(zhǎng)度 lcr a。鋼筋屈服后強(qiáng)化，隨錨固長(zhǎng)度的延長(zhǎng)，錨固抗力還能增長(zhǎng)，到錨固抗力等于鋼筋拉斷強(qiáng)度 Fu時(shí) ，相應(yīng)的錨固長(zhǎng)度就是極限錨固長(zhǎng)度 l ua。 18． 簡(jiǎn)述 綁扎搭接連接的機(jī)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(yīng)力傳遞給混凝土，從而實(shí)現(xiàn)了鋼筋之間的應(yīng)力過(guò)渡。但是搭接鋼筋之間的縫間混凝土?xí)蚣羟卸杆倨扑?，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(shì)。 第二章 鋼筋和混凝土的力學(xué)性能 選 擇 題 1．混凝土若處于三向應(yīng)力作 用下，當(dāng)（ ）。 A. 原點(diǎn)彈性模量； 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案 13 B. 切線模量； C. 割線模量； D. 變形模量； 3．混凝土強(qiáng)度等級(jí)由 150mm 立方體抗壓試驗(yàn)，按（ ）確定。 A．隨混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高而增大； B．隨鋼筋等級(jí)提高而降低； C．隨混凝土等級(jí)提高而減少，隨鋼筋等級(jí)提高而增大； D．隨混凝土及鋼筋等級(jí)提高而減??； 5．屬于有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有（ ）。 A．屈服臺(tái)階越短，伸長(zhǎng)率也越短，塑性越差； B．屈服臺(tái)階越長(zhǎng)，伸長(zhǎng)率越大 ，塑性越好； C．強(qiáng)度越高，塑性越好； D．強(qiáng)度越低，塑性越差； 7．鋼筋的屈服強(qiáng)度是指（ ）。 A. 冷拉； B. 冷拔； 9．規(guī)范確定 kcuf , 所用試塊的邊長(zhǎng)是（ ）。 A． kcuf , ； B． ckf ； C． cmf ； D． tkf ； 11．邊長(zhǎng)為 100mm 的非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)試塊的強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)層中柱 ,軸向壓力設(shè)計(jì)值 N=2100kN,樓層高 H=，計(jì)算長(zhǎng)度 l0=，混凝土用 C30（ fc=），鋼筋用HRB335 級(jí)（ 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(shè)計(jì)值 N=900kN，試核算該柱是否安全。混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30（ 2/ mmNf c ? ），縱筋采用 HRB400 級(jí)鋼筋（ 2/360 mmNf y ?? ），箍筋采用 HRB335 級(jí)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 值 900kN，采用 C20 混凝土（ 2/ mmNfcd ? ），和 R235 鋼筋（ 239。試問(wèn)： （ 1） 試設(shè)計(jì)軸心受壓柱。 第三章 軸心受力構(gòu)件承載力 計(jì)算題參考答案 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課后習(xí)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(shè)計(jì)值 N=2650kN，計(jì)算長(zhǎng)度 mHl ?? ，混凝 土強(qiáng)度等級(jí)為 C30（ fc=），鋼筋用 HRB400級(jí)（ 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(duì)稱配筋截面每一側(cè)配筋率 也滿足 %的構(gòu)造要求。 1964mmAs ? 設(shè)計(jì)面積與計(jì)算面積誤差 % 0619 0619 64 ?? 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。 1801) 2 1 0 0 0 0 0(3001)(1 mmAfNfA cys ???????? ? 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案 18 %% 1 8 0 1 39。39。 選 6 20， 239。 3．某無(wú)側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計(jì)算長(zhǎng)度 ml ? ，截面尺寸為 300mm179。 /300 mmNfy ?），混凝土強(qiáng)度等級(jí)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）(9001265)()(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(shè)計(jì)值 N=2749kN，計(jì)算高度 ml ? ，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)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 0 04 0 6 00 ???cdl ，可設(shè)計(jì)成螺旋箍筋柱 （ 2）求 sA? 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案 19 222 1 2 5 6 8 04 4 0 01 4 mmdA c ???? ? 假定 ??? ，則 mmA s ???? 選用 ， 23142mmAs ?? 。混凝土選用 C35（ fc=），縱筋用 HRB400（ 239。按建筑設(shè)計(jì)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(jì)算 柱子計(jì)算長(zhǎng)度按《規(guī)范》規(guī)定取 ，則 l0==179。39。39。具體計(jì)算如下。 ?? 計(jì)算，則 mmAA s 28 8596 16 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。??????????? ? 2 8 6 8 0 6 43 3 7 4 1 0 32 2 4 9 4 0 ????N N 故該柱能承受 , KNN ? 滿足設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范》，采用 C20 混凝土 fc=，鋼筋 HRB335（ fy=300N/mm2），試設(shè)計(jì)軸心受壓柱，比較兩者差異。 /195 mmNf sd ? 1）確定截面尺寸 在設(shè)計(jì)時(shí)有三個(gè)未知量。? ，現(xiàn)設(shè) %?? ，暫取 1?? ，由軸心受壓構(gòu)件正截面承載力公式可得 2339。 2）計(jì)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(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案 23 22222339。039。 1519mmAs ? ）， %?? ，滿足要求。 (2) 若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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 ????????? ? %% 0 03 0 0 6 539。 ????? AA S? ，對(duì)稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足 %的構(gòu)造要求。sA =1017mm2 實(shí)際配筋率： %39。 ???? 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(shè)計(jì)原理課后習(xí)題答案 24 計(jì)算題參考答案 1． 已知梁的截面尺寸為 b179。 500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25,fc =， 2/ mmNf t ? , 鋼筋采用 HRB335， 2/300 mmNf y ?截面 彎矩設(shè)計(jì)值 M=。求：受拉鋼筋截面面積 解：采用單排布筋 mmh 4 6 5355 0 00 ??? 將已知數(shù)值代入公式 s