【正文】 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。（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，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疗茐暮螅渲械拇止橇弦话銦o(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/T500812002）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。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/T500812002）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 (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C1C C2CC3CC4C50、 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σ2=σ3=σr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。3） fc sh σ≤ 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f(wàn)c sh，相應(yīng)的峰值應(yīng)變?yōu)棣?。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)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lcra。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；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)范確定所用試塊的邊長(zhǎng)是（ ）。A．；B． ；C． ；D． ；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)（ ）。A. 彈性模量 ；B. 割線模量 ；C. 切線模量 ；D. 原點(diǎn)切線模量；第二章 鋼筋和混凝土的力學(xué)性能選 擇 題 參 考 答 案1． D2． A3． B4． C5． A6． B7． D8． B9． A10． A11． C12． B第三章 軸心受力構(gòu)件承載力計(jì) 算 題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，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30（fc=），鋼筋用HRB400級(jí)（），環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)。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)（），環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)。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，截面尺寸為300mm300mm，柱內(nèi)配有416縱筋（），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30（fc=），環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)。4．某大樓底層門(mén)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，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求，柱得截面為圓形，直徑。5．已知某公共建筑門(mén)廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN。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(lèi)別為一類(lèi)。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，承受軸壓力設(shè)計(jì)值900kN，采用C20混凝土（），和R235鋼筋（），環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)。（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。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。選 ，設(shè)計(jì)面積與計(jì)算面積誤差5%，滿足要求。確定該柱截面尺寸及縱筋面積。選620，設(shè)計(jì)面積與計(jì)算面積誤差5%，滿足要求。柱承載軸心壓力設(shè)計(jì)值N=900kN，試核算該柱是否安全?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30（），縱筋采用HRB400級(jí)鋼筋（），箍筋采用HRB335級(jí)鋼筋（），環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)，試確定柱的配筋。（3）求混凝土保護(hù)層厚度為30mm，則由承載力極限公式得 （滿足要求）（4）確定螺旋箍筋直徑和間距假定螺旋箍筋直徑d=8mm，則單根螺旋箍筋截面面積，可得取s=50mm,40mm≤s≤80mm， (滿足構(gòu)造要求)（5）復(fù)核混凝土保護(hù)層是否過(guò)早脫落按 查表得 （滿足要求）5． 已知某公共建筑門(mén)廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN。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(lèi)別為一類(lèi)。[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》，則 l0===計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)值，因 l0/d=4000/350=查表61得= 取園截面直徑為350mm,圓形柱混凝土截面面積為 由承載力公式求得求配筋率配筋率太大，因l0/d＜12，若混凝土強(qiáng)度等級(jí)不再提高，則可采用螺旋箍筋以提高柱的承載能力。（2）按配有縱筋和螺旋箍筋柱計(jì)算假定縱筋配筋率按計(jì)算，則選用，相應(yīng)的=3142mm2。假定螺旋箍筋直徑為10mm，則單肢箍筋截面面積Ast1=。由承載力計(jì)算公式得：Asso= 實(shí)際縱筋配筋率，故N故該柱能承受滿足設(shè)計(jì)要求。試問(wèn)：（1） 試設(shè)計(jì)軸心受壓柱。（1）解： 已知：， 1）確定截面尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)有三個(gè)未知量。2）計(jì)算截面配筋一端固定一端鉸接柱：= =6500mm=4550mm，/b=4550mm/300mm，查表得。箍筋按構(gòu)造要求選φ8200。采用方形截面300300mm ，則故不必配置螺旋箍筋。選418 =1017mm2實(shí)際配筋率：，滿足要求。第四章 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算題參考答案1． 已知梁的截面尺寸為bh=200mm500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25,fc =，, 鋼筋采用HRB335，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 將已知數(shù)值代入公式 及 得 =300 16510=(465x/2) 兩式聯(lián)立得：x=186mm A= 驗(yàn)算 x=186mm= 所以選用325 A=1473mm22．已知一單跨簡(jiǎn)支板，計(jì)算跨度l=，承受均布荷載q k=3KN/m2（不包括板的自重），如圖所示；混凝土等級(jí)C30，；鋼筋等級(jí)采用HPB235鋼筋，即Ⅰ級(jí)鋼筋。求：板厚及受拉鋼筋截面面積As解：取板寬b=1000mm的板條作為計(jì)算單元；設(shè)板厚為80mm，則板自重gk=25=,跨中處最大彎矩設(shè)計(jì)值： 圖1由表知，環(huán)境類(lèi)別為一級(jí)，混凝土強(qiáng)度C30時(shí)，板的混凝土保護(hù)層最小厚度為15mm，故設(shè)=20mm，故h0=8020=60mm驗(yàn)算適用條件：⑴ ⑵3．某矩形截面簡(jiǎn)支梁，彎矩設(shè)計(jì)值M=，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C70，；鋼筋為HRB400，即Ⅲ級(jí)鋼筋。求：梁截面尺寸bh及所需的受拉鋼筋截面面積As解：fc=，fy=360N/mm2，查表45，得α1=，β1=。 選配3φ25，As=1473mm2，見(jiàn)圖3驗(yàn)算適用條件：⑴ 查表知ξb=，故ξb=ξ=，滿足。 圖3 4．已知梁的截面尺寸為bh=200mm500mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，截面彎矩設(shè)計(jì)值M=。求：（1）當(dāng)采用鋼筋HRB335級(jí)時(shí)，受拉鋼筋截面面積；（2）當(dāng)采用鋼筋HPB235級(jí)時(shí)，受拉鋼筋截面面積；（3）截面彎矩設(shè)計(jì)值M=，當(dāng)采用鋼筋HRB335級(jí)2時(shí)，受拉鋼筋截面面積；解：（1）由公式得 = 選用鋼筋4 （2）采用雙排配筋 = = 選用鋼筋816 A=1608mm2