【正文】 5 ，2/280 mmNfsd ? ，截面彎矩設(shè)計(jì)值 Md=。（附界限相對受壓區(qū)高度和最小配筋率：） 第 5 章 受彎構(gòu)件斜截面承載力 1．一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，截面尺寸 250mm179。（附相關(guān)計(jì)算公式及最小配筋率） 2．一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，截面尺寸 250mm179。 3．鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，如圖所示，截面尺寸 250mm179。求：箍筋和彎起鋼筋。0 ??? ，混凝土強(qiáng)度等級為 C35， fc = ,用 HRB400 級鋼筋配筋， fy=f’ y=360N/mm2,軸心壓力設(shè)計(jì)值 N = 400 KN,彎矩設(shè)計(jì)值 M = 178。（附相關(guān)計(jì)算公式及最小配筋率） 2．已知某柱子截面尺寸 mmmmhb 4 0 02 0 0 ??? ， mmaa ss 3539。sA ?sA 226mm2,柱子計(jì)算長度 l0=,偏心距 e0=100mm, 求構(gòu)件截面的承載力設(shè)計(jì)值 N。 h=250mm179。m ，求：所需鋼筋面積。h =200mm179。試驗(yàn)算梁的跨中最大撓度是否符合撓度限值 l0/200。 200mm，混凝土強(qiáng)度等級為C30，鋼筋為 HRB400 級， 4 18，環(huán)境類別為一類。試對其進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。（附部分計(jì)算公式：） 3．簡支矩形截面普通鋼筋混凝土梁，截面尺寸 b179。500 mm，混凝土強(qiáng)度等級為 C30，鋼筋為 HRB335 級， 4 16，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的跨中彎矩 Mk=95kN?m；環(huán)境類別為一類。（附部分計(jì)算公式：） 判斷題參考答案 第 1 章 鋼筋和混凝土的力學(xué)性能 1. 錯；對；對；錯；對； 2. 錯；對；對；錯；對；對 ?；炷两Y(jié)構(gòu)充分利用了混凝土抗壓強(qiáng)度高和鋼筋抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。 ？ 答：優(yōu)點(diǎn)：（ 1）可模性好；（ 2）強(qiáng)價比合理；（ 3）耐火性能好；（ 4）耐久性能好；（ 5）適應(yīng)災(zāi)害環(huán)境能力強(qiáng)，整體澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，對抵抗地震、風(fēng)載和爆炸沖擊作用有良好性能；（ 6）可以就地取材。 。 （ 2） 1938 年左右已開始采用按破損階段計(jì)算構(gòu)件破壞承載力， 50 年代，出現(xiàn)了按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論。 （ 4） 20 世紀(jì) 90 年代以后， 開始采用或積極發(fā)展性能化設(shè)計(jì)方法和理論。 軟鋼 有兩個強(qiáng)度指標(biāo)：一是屈服強(qiáng)度，這是鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)時鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)，因?yàn)殇摻钋螽a(chǎn)生了較大的塑性變形，這將使構(gòu)件變形和裂縫寬度大大增加以致無法使用，所以在設(shè)計(jì)中采用屈服強(qiáng)度 yf 作為鋼筋的強(qiáng)度極限。 設(shè)計(jì)中硬鋼極限抗拉強(qiáng)度不能作為鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)，一般取殘余應(yīng)變?yōu)?%所對應(yīng)的應(yīng)力 σ 作為無明顯流幅鋼筋的強(qiáng)度限值，通常稱為條件屈服強(qiáng)度。對于熱處理鋼筋，則為 倍。 2．我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有幾種？我國熱軋鋼筋的強(qiáng)度分為幾個等級？ 答：目前我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋主要品種有鋼筋、鋼絲和鋼絞線。 熱軋鋼筋分為熱軋光面鋼筋 HPB23熱軋帶肋鋼筋 HRB33 HRB400、余熱處理鋼筋RRB400（ K 20MnSi，符號 ，Ⅲ級）。 3．在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？ 答： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按下列規(guī)定采用：（ 1）普通鋼筋宜采用 HRB400 級和 HRB335 級鋼筋 ,也可采用 HPB235 級和 RRB400 級鋼 筋；（ 2）預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。 答：混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度，我國《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T5008120xx）規(guī)定：邊長為 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《普 通混 凝土力 學(xué)性 能試驗(yàn) 方法 標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T5008120xx ）采用150mm179。 300mm 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? 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《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 C2C C3 C C4 C50、 C5 C60、 C6 C70、 C7 C80 十四個等級。 答： 三軸受壓試驗(yàn)是側(cè)向等壓 σ 2=σ 3=σ r 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，破壞時的軸向抗壓強(qiáng)度相應(yīng)地增大。 ~應(yīng)變關(guān)系特點(diǎn)。 軸心受壓混凝土典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖 ,各個特征階段的特點(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）應(yīng)力 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)變增長速度進(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)棣?0。 9．什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？ 答： 在不變的應(yīng)力長期持續(xù)作用下，混凝土的變形隨時間而緩慢增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。有利影響，在某種情況下，徐變有利于防止結(jié)構(gòu)物裂縫形成；有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象及減少溫度應(yīng)力等。 10．鋼筋與混凝土之間的 粘結(jié) 力是如何組成的？ 答： 試驗(yàn)表 明， 鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或者抗滑移力，由四部分組成： （ 1） 化學(xué)膠結(jié)力： 混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘著力或吸附力，來源于澆注時水泥漿體向鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程中水泥晶體的生長和硬化，取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。 （ 2） 摩擦力：混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對滑移時，在鋼筋和混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。 鋼筋和 混凝土之間的擠壓力越大、接觸面越粗糙，則摩擦力越大。 變形鋼筋的橫肋會產(chǎn)生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼筋粘結(jié)力的主要來源，是錨固作用的主要成份。 各種粘結(jié)力中，化學(xué)膠結(jié)力較小；光面鋼筋以摩擦力為主；變形鋼筋以機(jī)械咬合力為主。混凝土破壞時的壓應(yīng)變 ，此時相應(yīng)的縱筋應(yīng)力值 б s’ =Esε s’ =200179。 =400 N/mm2；對于 HRB400 級、 HRB335級、 HPB235 級和 RRB400 級熱扎鋼筋已達(dá)到屈服強(qiáng)度，對于Ⅳ級和熱處理鋼筋在計(jì)算 fy’ 值時只能取 400 N/mm2。橫向箍筋的作用：①防止縱向鋼筋受力后壓屈和固定縱向鋼筋位置；②改善構(gòu)件破壞的脆性；③當(dāng)采用密排箍筋時還能約束核芯內(nèi)混凝土，提高其極限變形值。此時，如果構(gòu)件在持續(xù)荷載過程中突然卸載，則混凝土只能恢復(fù)其全部壓縮變形中的彈性變形部分，其徐變變形大部分不能恢復(fù)，而鋼筋將能恢復(fù)其全部壓縮變形，這就引起二者之間變形的差異。此時由于鋼筋的彈性恢復(fù)，有可能使混凝土內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度而立即斷裂，產(chǎn)生脆性破壞。矩形截面的鋼筋根數(shù)不應(yīng)小于 4 根，圓形截面的鋼筋根數(shù)不宜少于 8 根，不應(yīng)小于 6 根。其對水平澆筑的預(yù)制柱，其縱向鋼筋的最小凈距為上部縱向受力鋼筋水平方向不應(yīng)小于 30mm 和 （ d 為鋼筋的最大直徑），下部縱向鋼筋水平方向不應(yīng)小于 25mm 和 d。 ？ 答：第Ⅰ階段 —— 加載到開裂前 此階段鋼筋和混凝土共同工作，應(yīng)力與應(yīng)變大致成正比。 第Ⅱ階段 —— 混凝土開裂后至鋼筋屈服前 裂縫產(chǎn)生后，混凝土不再承受拉力，所有的拉力均由鋼筋來承擔(dān)，這種應(yīng)力間的調(diào)整稱為截面上的應(yīng)力重分布。 第Ⅲ階段 —— 鋼筋屈服到構(gòu)件破壞 當(dāng)加載達(dá)到某點(diǎn)時，某一截面處的個別鋼筋首先達(dá)到屈服，裂縫迅速發(fā)展，這時荷載稍稍增加，甚至不增加都會導(dǎo)致截面上的鋼筋全部達(dá)到屈服（即荷載達(dá)到屈服 荷載 Ny時）。正截面強(qiáng)度計(jì)算是以此階段為依據(jù)的。 第Ⅰ階段荷載較小，梁基本上處于彈性工作階段，隨著荷載增加，彎矩加大，拉區(qū)邊緣纖維混凝土表現(xiàn)出一定塑性性質(zhì)。 第Ⅲ階段鋼筋屈服后，梁的剛度迅速下降，撓度急劇增大，中和軸不斷上升，受壓區(qū)高度不斷減小。 第Ⅰ階段末的極限狀態(tài)可作為其抗裂度計(jì)算的依據(jù)。 第Ⅲ階段末的極限狀態(tài)可作為受彎構(gòu)件正截面承載能力計(jì)算的依據(jù)。 梁配筋適中會發(fā)生適筋破壞。梁破壞前，撓度較大，產(chǎn)生較大的塑性變形，有明顯的破壞預(yù)兆，屬于塑性破壞。破壞時壓區(qū)混凝土被壓壞，而拉區(qū)鋼筋應(yīng)力尚未達(dá)到屈服強(qiáng)度。 梁配筋過少會發(fā)生少筋破壞。 2．什么叫最小配筋率？它是如何確定的？在計(jì)算中作用是什么？ 答：最小配筋率是指，當(dāng)梁的配筋率 ρ 很小，梁拉區(qū)開裂后，鋼筋應(yīng)力趨近于屈服強(qiáng)度，這時的配筋率稱為最小配筋率 ρ min。 控制最小配筋率是防止構(gòu)件發(fā)生少筋破壞，少筋破壞是脆性破壞，設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)避免。以上規(guī)定的作用是確定鋼筋、混凝土在承載力極限狀態(tài)下的受力狀態(tài)，并作適當(dāng)簡化，從而可以確定承載力的平衡方程或表達(dá)式。等效矩形應(yīng)力圖的采用使簡化計(jì)算成為可能。在受壓區(qū)配置鋼筋，可協(xié)助混凝土承受壓力，提高截面的受彎承載力；由于受壓鋼筋的存在，增加了截面的延性，有利于改善構(gòu)件的抗震性能；此外，受壓鋼筋能減少受壓區(qū)混凝土在荷載長期作用下產(chǎn)生的徐變，對減少構(gòu)件在荷載長期作用下的撓度也是有利的。sA ；（ 4）為了提高構(gòu)件抗震性能或減少結(jié)構(gòu)在長期荷載下的變形。39。039。01 2 ssycu ahAfxhbxfMM ???????? ??? ? 適用條件：（ 1） b??? ,是為了保證受拉鋼筋屈服，不發(fā)生超筋梁脆性破壞，且保證受壓鋼筋在構(gòu)件破壞以前達(dá)到屈 服強(qiáng)度；（ 2）為了使受壓鋼筋能達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)滿足39。當(dāng)不滿足條件時，則表明受壓鋼筋的位置離中和軸太近，受壓鋼筋的應(yīng)變太小，以致其應(yīng)力達(dá)不到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2sax? ？當(dāng) x＜ 2a‘ s應(yīng)如何計(jì)算？ 答：為了使受壓鋼筋能達(dá)到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，應(yīng)滿足 39。當(dāng)不滿足條件時，則表明受壓鋼筋的位置離中和軸太近，受壓鋼筋的應(yīng)變太小，以致其應(yīng)力達(dá)不到抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。139。2sa 時，公式中的右邊第二項(xiàng)相對很小，可忽略不計(jì)，近似取 39。0 sys ahf MA ?? 9．第二類 T 形截面受彎構(gòu) 件正截面承載力計(jì)算的基本公式及適用條件是什么？為什么要規(guī)定適用條件？ 答：第二類型 T 形截面：（中和軸在腹板內(nèi)） sycffc Afbxfhbbf ??? 139。1 )( ?? )2()()2( 39。39。 10．計(jì)算 T 形截面的最小配筋率時，為什么是用梁肋寬度 b 而不用受壓翼緣寬度 bf？ 答：最小配筋率從理論上是由 Mu=Mcy確定的，主要取決于受拉區(qū)的形狀，所以計(jì)算 T 形截面的最小配筋率時，用梁肋寬度 b 而不用受壓翼緣寬度 bf 。 12．寫出橋梁工程中單筋截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算的基本公式及適用條件是什么？比較這些公式與建筑工程中相應(yīng)公式的異同。 第 5 章 受彎構(gòu)件斜截面承載力 1． 斜截面破壞形態(tài)有幾類？分別采用什么方法加以控制？ 答：（ 1）斜截面破壞形態(tài)有三類：斜壓破壞，剪壓破壞，斜拉破壞 （ 2）斜壓破壞通過限制最小截面尺寸來控制；剪壓破壞通過抗剪承載力計(jì)算來控制；斜拉破 壞通過限制最小配箍率來控制； 2． 影響斜截面受剪承載力的主要因素有哪些？ 答：（ 1）剪跨比的影響，隨著剪跨比的增加，抗剪承載力逐漸降低； （ 2）混凝土的抗壓強(qiáng)度的影響，當(dāng)剪跨比一定時，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，抗剪承載力增加； （ 3）縱筋配筋率的影響，隨著縱筋配筋率的增加，抗剪承載力略有增加； （ 4）箍筋的配箍率及箍筋強(qiáng)度的影響，隨著箍筋的配箍率及箍筋強(qiáng)度的增加，抗剪承載力增加； （ 5）斜裂縫的骨料咬合力和鋼筋的銷栓作用； （ 6）加載方式的影響； （ 7）截面尺寸和形狀的影響； 3． 斜 截面抗剪承載力為什么要規(guī)定上、下限？具體包含哪些條件？ 答：斜截面抗剪承載力基本公式的建立是以剪壓破壞為依據(jù)的，所以規(guī)定上、下限來避免斜壓破壞和斜拉破壞。如縱向受力鋼筋伸入梁支座范圍內(nèi)的錨固長度不符合上述要求時，應(yīng)采取在鋼筋上加焊錨固鋼板或?qū)摻疃瞬亢附釉诹憾祟A(yù)埋件上等有效錨固措施。由于受剪鋼筋是受拉的，所以不能設(shè)置浮筋。隨著扭矩荷載不斷增加，與主斜裂縫相交的縱筋和箍筋相繼達(dá)到屈服強(qiáng)度，同時混凝土裂縫不斷開展，最后形成構(gòu)件三面受拉開裂，一面受壓的空間扭曲破壞面，進(jìn)而受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞，這種破壞與受彎構(gòu)件適筋梁類似，屬延性破壞，以適筋構(gòu)件受力狀態(tài)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。為了避免此種破壞，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對構(gòu)件的截面尺寸作了限制，間接限定抗扭鋼筋最大用量。這種構(gòu)件在設(shè)計(jì)中應(yīng)避免。 4．簡述素混凝土純扭構(gòu)件的破壞特征。對于素混凝土的純扭構(gòu)件，當(dāng)主拉應(yīng)力產(chǎn)生的拉應(yīng)變超過混凝土極限拉應(yīng)變時，構(gòu)件即開裂。方向，斜裂縫出現(xiàn)后逐漸變寬 以螺旋型發(fā)展到構(gòu)件頂面和底面，形成三面受拉開裂，一面受壓的空間斜曲面，直到受壓側(cè)面混凝土壓壞，破壞面是一空間扭曲裂面，構(gòu)件破壞突然，為脆性破壞