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1、混凝土结构设计原理作业1、2、3、4参考答案作並1一、选择题ADADCDBA二、判断题1. X2.V3.X4.X5.X6.V7.X8.X9.V10.V三、简答题1. 钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效地结合在一起而共同工作，其主要原因是什么？答：1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力；2）接近的温度线膨胀系数；3）混凝土对钢筋的保护作用。2. 试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝迅速发展，梁在瞬间骤然脆裂断开，变形发展不充分，属脆性破坏，梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有
2、很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力，裂缝不会迅速发展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。同时，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。3. 钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？答：1）较高的强度和合适的屈强比；2）足够的塑性；3）可焊性；4）耐久性和耐火性5）与混凝土具有良好的黏结力。4. 什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态
3、称为该功能的极限状态。结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。5什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。结构上的作用又分为直接作用和间接作用。荷载属于直接作用。6.什么叫做作用效应？什么叫做结构抗力？答：直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生内力和变形，称为作用效应。结构抗力R是指整个结构或构
4、件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载力和刚度等。作业2一、选择题ACCCD二、判断题1. V2.V3.X4.X5.X6.V7.X8.V三、简答题1. 钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么？答：计算梁、板承载力时，因为混凝土开裂后，拉力完全由钢筋承担，力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关，这一距离称为截面有效高度。2. 根据配筋率不同，简述钢筋混凝土梁的三种破坏形式及其破坏特点？答：1）适筋破坏；适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。2）超筋破坏；超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝
5、土已先被压碎，致使结构破坏，属脆性破坏。3）少筋破坏；少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服，形成临界斜裂缝，属脆性破坏。3在受弯构件正截面承载力计算中，勺含义及其在计算中的作用是什么？b答：是超筋梁和适筋梁的界限，表示当发生界限破坏即受拉区钢筋屈服与受压区砼外边缘达到极限压应变同时发生时，受压区高度与梁截面的有效高度之比。其作用是，在计算中，用来判定梁是否为超筋梁。4什么情况下采用双筋截面梁？答：对于给定截面弯矩当按单筋截面梁设计时，若给定弯矩设计值过大，截面设计不能满足适筋梁的适用条件()，且由于使用要求截面高度受到限制又不能增大，同时混凝土强度等级因条件限制不能再
6、提高时，可采用双筋截面。即在截面的受压区配置纵向钢筋以补充混凝土受压能力的不足。5. 有腹筋梁斜截面剪切破坏形态有哪几种？各在什么情况下产生？答：受弯构件斜截面剪切破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种。当剪力相比弯矩较大时，主压应力起主导作用易发生斜压破坏，其特点是混凝土被斜向压坏，箍筋应力达不到屈服强度。当弯剪区弯矩相比剪力较大时，主拉应力起主导作用易发生斜拉破坏，破坏时箍筋应力在混凝土开裂后急剧增加并被拉断，梁被斜向拉裂成两部分，破坏过程快速突然。剪压破坏时箍筋在混凝土开裂后首先达到屈服，然后剪压区混凝土被压坏，破坏时钢筋和混凝土的强度均有较充分利用。6. 影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主
7、要因素有哪些？答：配有腹筋的混凝土梁，其斜截面受剪承载力的影响因素有剪跨比、混凝土强度、纵向钢筋的销栓作用、箍筋的配筋率及其强度、弯起钢筋的配置数量等。四、计算题1.已知钢筋混凝土矩形梁，一类环境，其截面尺寸bxh=250mmx600mm,承受弯矩设计值M=216kN-m，采用C30混凝土和HRB335级钢筋。试配置截面钢筋。解：f=300N/mm2，f=14.3N/mm2，f=1.43N/mm2，a=1.0，g=0.550yct1bh=600一35=565mm0x=gh0=h(1-0afbh2)=565x(1-i2x216x1061-)=:1.0x14.3x250x5652119.6mm#Y
8、gh=0.550x565=310.75mmb0gM3x莎H9.6=1425mm2fbx满足要求sf300y0.45厶=0.45143=0.2145%A0.2%，取p=0.2145%f300minyA1425p=-s=0.95%A0.2145%bh250x600选配钢筋3小25(A=1473mm2)2.已知矩形截面梁bxh=250mmx600mm，已配纵向受拉钢筋4根22mm的HRB400级钢筋，按下列条件计算此梁所能承受的弯矩设计值。 混凝土强度等级为C25； 若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级。解：查教材附录知：对于一类环境，可取梁的保护层厚度c=25mm，HRB400级钢筋f=f
9、=360N/mm2，yyC25级混凝土f=11.9N/mm2，A=1520mm2。csfA360x1520x=y一*=184mmafb1x11.9x2501c22h=h-a=600-25-=600-36=564mm0s2=afbx(h-)1C02=1.0x11.9x250x184x(564-型)=2.58x108Nmm当混凝土强度等级为C25，梁所能承受的弯矩设计值为2.58010-Nmm。若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，C20级混凝土f=9.6N/mm2。cfA36001520“8x=片=228mmafb109.602501cxM=afbx(h一)u1c02228=1.009.
10、6625002288(564-2-)=2.460108Nmm若由于施工原因，混凝土强度等级仅达到C20级，梁所能承受的弯矩设计值为2.460108Nmm。3. 一钢筋混凝土矩形截面简支梁，处于一类环境，安全等级二级，混凝土强度等级为225，梁的截面尺寸为b0h=250mm0550mm，纵向钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋，均布荷载在梁支座边缘产生的最大剪力设计值为250kN。正截面强度计算已配置4-25的纵筋，求所需的箍筋。解：(1)确定计算参数f=300N/mm-，f=210N/mm-，f=11.9N/mm2，f=1.27N/mm2，卩=1.0，vctch=h=h一a=
11、550一35=515mmwos(2) 验算截面尺寸hwb=515250=2.064，属一般梁0.25卩fbh=0.2501.0011.902500515=383031N=383kNAV=250kN截面符合要求。ccomax(3) 验算是否需要计算配置箍筋V =0.7fbh=0.701.2702500515=114458N=114.5kNV=250kNctomax故需进行计算配置箍筋。(4) 求箍筋数量并验算最小配筋率A、V-V(250-114.5)0103s1.25fh1.2502100515v0选双肢箍8(A=50.3mm，n=2)代入上式可得：sv1AnA2050.3“ccrcrues*v
12、=屛=100.37mmYS=250mm1.00231.00231.0023max取s=100mm，可得：AVCPC-P1Crp=一=一=0.402%Ap=0.24丄=0.2412-=0.145%yvsvbs2500100sv，minf210满足要求4. 承受均布荷载设计值q作用下的矩形截面简支梁，安全等级二级，处于一类环境，截面尺寸b0h=200mm0550mm，混凝土为C30级，箍筋采用HPB235级钢筋。梁净跨度l=5m。梁中已配有双肢n8200箍筋，试求：梁在正常使用期间按斜截面承载力要求所能承担的荷载设计值q。解：(1)确定计算参数f=210N/mm2，f=14.3N/mm2，f=1.
13、43N/mm2，卩=1.0，vctch=h=h一a=550一35=515mmwos(1) 求荷载设计值qn-AV 2as4实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算？答：在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受拉构件是罕见的。近似按轴心受拉构件计算的有承受节点荷载的屋架或托架受拉弦杆和腹杆，刚架、拱的拉杆，承受内压力的环形管壁及圆形储液池的壁筒等；可按偏心受拉计算的构件有矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱和承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。5轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为哪三个受力阶段？其承载力计算以哪个阶段为依据？答：轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为三个受力阶段：第一阶段为从加载到
