混凝土结构原理思考题及习题集1
绪 论
思考题
0-1什么是混凝土结构?
0-2什么是素混凝土结构?
0-3什么是钢筋混凝土结构?
0-4什么是型钢混凝土结构?
0-5什么是预应力混凝土结构?
0-6在素混凝土结构中配置一定型式和数量的钢材以后,结构的性能将发生什么样的变化?
0-7钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料,它们为什么能结合在一起共同工作?
0-8钢筋混凝土结构有哪些主要优点?
0-9钢筋混凝土结构有哪些主要缺点?
0-10人们正在采取哪些措施来克服钢筋混凝土结构的主要缺点?
0-11混凝土结构是何时开始出现的?
0-12近30年来,混凝土结构有哪些发展?
第1章 混凝土结构用材料的性能
思考题
1-1混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的?
1-2钢筋冷拉和冷轧的抗拉、抗压强度都能提高吗?为什么?
1-3立方体抗压强度是怎样确定的?为什么试块在承压面上抹涂润滑剂后测出的抗压强度比不涂润滑剂的低?
1-4影响混凝土抗压强度的因素有哪些?
1-5试述受压混凝土棱柱体一次加载的曲线的特点。
1-6混凝土的弹性模量是怎样测定的?
1-7简述混凝土在三向受压情况下强度和变形的特点。
1-8影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些?
1-9混凝土的收缩和徐变有什么区别和联系?
1-10收缩和徐变对普通混凝土结构和预应力混凝土结构有何影响?
1-11钢筋和混凝土之间的粘结力是怎样产生的?
1-l2“钢筋混凝土构件内,钢筋和混凝土随时都有粘结力。”这一论述正确吗?简要解释说明。
1-13伸入支座的锚固长度越长,粘结强度是否越高?为什么?
1-14《规范》与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(征求意见稿)中,钢筋和混凝土材料在材料强度取值方面有何差别?
1-15公路桥涵工程中对钢筋和混凝土有何特殊要求?
第2章 钢筋混凝土轴心受力构件正载面承载力计算
思考题
2-1轴心受压构件中纵筋的作用是什么?
2-2柱在使用过程中的应力重分布是如何产生的?
2-3螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些?
2-4公路桥涵规范在计算轴心受拉和抽心受压构件正截面承载力时与建筑工程规范有哪些相同和不同之处?
习题
2-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向力设计值,楼层高,混凝土强度等级为C20,HRB400级钢筋。试求柱截面尺寸及纵筋面积。
2-2由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250mm×250mm,柱高4.0m,计算高度,配盘为。C30混凝土,HRB400级钢筋,承受轴向力设计值N=950kN。试问柱截面是否安全?
2-3已知一桥下螺旋箍筋柱,直径为d=500mm,柱高5.0m,计算高度,H=3.5m,配HRB400钢筋,C30混凝土,螺旋箍筋采用R235,直径为12mm,螺距为s=50mm,试确定此承载力。
2-4编写轴心受拉和轴心受压构件正截面承载力计算程序。
第3章 钢筋混凝土受弯构件正截面承截力计算
思考题
3-1受弯构件中适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段?各阶段正截面上应力-应变分布、中和轴位置、梁的跨中最大挠度的变化规律是怎样的?各阶段的主要特征是什么?每个阶段是哪种极限状态的计算依据?
3-2钢筋混凝土梁正截面应力-应变状态与匀质弹性材料梁(如钢梁)有什么主要区别?
3-3什么叫配筋率?配筋率对梁的正截面承截力有何影响?
3-4说明少筋梁、适筋梁与超筋梁的破坏特征有何区别?
3-5单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定?
3-6梁、板中混凝土保护层的作用是什么,其最小值是多少?对梁内受力主筋的直径、净距有何要求?
3-7试就图3-48所示4种受弯截面情况回答下列问题:
(1)它们破坏的原因和破坏的性质有何不同?
(2)破坏时钢筋应力情况如何?
(3)破坏时钢筋和混凝土的强度是否被充分利用?
(4)破坏时哪些截面能利用力的平衡条件写出受压力高度的计算式,哪些截面则不能?
(5)破坏时截面的极限变矩多大?
3-8什么叫截面相对界限受压区高度?它在承载力计算中的作用是什么?
3-9钢筋混凝土梁正截面应力、应变发展至第IIIa阶段时,受压区的最大压应力在何处?最大压应变在何处?
3-10在什么情况下可采用双筋梁,其计算应力图形如何确定?在双筋截面中受压钢筋起什么作用?为什么双筋截面一定要用封闭箍筋?
3-11为什么《规范》规定HPB-235、HRB335、HRB400钢筋的受压强设计值取等于受拉强度设计值?而钢绞线、消除应力钢丝和热处理钢筋却只分别取390N/mm2,410N/mm2和400N/mm2?
3-12为什么在双筋矩形截面承载力计算中也必须满足与的条件?
3-13当矩形截面梁内已配有受压钢筋,但计算的时,计算受拉钢筋是否要考虑,为什么?
3-14截面为的梁,混凝土强度等级C25,HRB335钢筋,截面面积,求的值。说明物理意义是什么?
3-15某楼面大梁计算跨度为6.2m,承受均布荷截设计值26.5kN/m(包括自重),弯矩设计值M=127kN·m,试计算下面对5情况的(表3-13),并进行讨论:
表3-13 思考题3-15附表
梁高/mm
梁高/mm
混凝土强度等级
钢筋级别
钢筋面积
1
2
3
4
5
550
550
550
650
550
200
200
200
200
250
C20
C25
C20
C20
C20
I
I
II
I
I
(1)提高混凝土的强度等级对配筋量的影响。
(2)提高钢筋级别对配筋量的影响。
(3)加大截面高度对配筋量的影响。
(4)加大截面宽度对配筋量的影响。
(5)提高混凝土强度等级或钢筋级别对受弯构件的破坏弯矩有什么影响?从中可得出什么结论?该结论在工程实践上及理论上有哪些意义?
3-16当构件承受的弯矩和截面高度相同时,以下4种截面的正截面承载力需要的钢筋截面面积是否一样?为什么?
3-17两类T形截面梁如何鉴别?在第二类T形截面梁的计算中混凝土压应力应如何取值?
3-18当验算T形截面梁的最小配筋率时,计算配筋率为什么要用腹板宽b而不用翼缘宽度?
3-19整浇楼盖中连续梁的跨中截面和支座截面各按何种截面形式计算?
3-20公路桥涵规范在进行受弯构件正截面承载力计算时引入的基本假定与建筑工程范围有哪些相同和哪些不同之处?
3-21公路桥涵工程中单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算简图和计算公式与建筑工程中的有哪些相同和哪些不同?
3-22公路桥涵工程中双筋矩形截面受弯构件正截面承截力计算简图和计算公式与建筑工程中的有哪些相同和哪些不同?
3-23公路桥涵工程中T形截面翼缘有效计算宽度取值规定与建筑工程中的相关规定有哪些相同和不同之处?
3-24公路桥梁工程中T形截面的分别及其判别方法与建筑工程中的相应规定有哪些相同和不同之处?
3-25公路桥梁工程中关于第一类T形截面的计算方法与建筑工程中的相应方法有哪些相同与不同之处?
3-26公路桥梁工程中关于第二类T形截面的计算方法与建筑工程中的相应方法有哪些相同与不同之处?
习题
3-1一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋,弯矩设计值,试计算受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
3-2一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸,弯矩设计值,混凝土强度等级C20。试计算纵向受力钢筋截面面积:(1)当选用HPB235钢筋时;(2)改用HRB335钢筋时;(3)时。最后,对三种结果进行对比分析。
3-3某大楼中间走廊单跨简支板(图3-50),计算跨度,承受均布荷载设计值(包括自重),混凝土强度等级C15,HPB235钢筋。试确定现浇板的厚度及所需受拉钢筋截面面积,选配钢筋,并画钢筋配置图。计算时,取,。
3-4一钢筋混凝土矩形梁,承受弯矩设计值,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋。试按正截面承截力要求确定截面尺寸及配筋。
3-5一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋(2ф18),。试计算梁截面上承受弯矩设计值时是否安全?
3-6一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸,配置4ф25的HRB335钢筋,分别选C20,C25,C30,C35与C40强度等级混凝土,试计算梁能承担的最大弯矩设计值,并对计算结果进行分析。
3-7计算表3-14所示钢筋混凝土矩形梁能承受的最大弯矩设计值,并对计算结果进行讨论。
表3-14 习题3-7附表
项目
截面尺寸
混凝土强度等级
钢筋级别
钢筋截面面积
最大弯矩设计值
1
2
3
4
5
6
200×400
200×400
200×400
200×400
200×500
300×400
C20
C20
C20
C25
C20
C20
HPB235
HPB235
HRB235
HPB235
HPB235
HPB235
418
620
4ф18
418
418
418
3-8一筒支钢筋混凝土矩形梁(图3-51),承受均布荷载设计值g+q=15kN/m,距A支座3m处作用有一集中设计值F=15kN,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋。试确定截面尺寸b×h和所需受拉钢筋截面面积,并绘配筋。
3-9一钢筋混凝土矩形截面简支梁(图3-52),承受均布荷载标准值,恒荷载标准值,恒荷载标准值,HRB335钢筋,混凝土强度等级C20,梁内配有4ф16钢筋。(荷载分项系数:均布活荷载,恒荷载,计算跨度)。试验算梁正截面是否安全?
3-10如图3-53所示雨篷板,板厚h=60mm,板面上有20mm厚防水砂浆,板底抹20mm厚混合砂浆。板上活荷载标准值考虑500N/m2。HPB235钢筋,混凝土强度等级C15。试求受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
3-11如图3-54所示试验梁,截面尺寸,其混凝土的立方体抗压强度,配有2ф16钢筋,钢筋试件的实测屈服强度为,试计算该试验梁破坏时的荷载(应考虑自重)。
3-12已知一矩形梁截面尺寸,弯矩设计值混凝土强度等级C20,在受压区配有3ф20的受压钢筋,试计算受拉钢筋面面积(HRB335钢筋)。
3-13已知一矩形梁截面尺寸,承受弯矩设计值,混凝土强度等级C20,已配HRB335受拉钢筋6ф20,试复核该梁是否安全?若不安全,则重新设计,但不改变截面尺寸和混凝土强度等级()。
3-14已知一双筋矩形梁截面尺寸,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋,配置2ф12受压钢筋,3ф25+2ф22受拉钢筋试求该截面所能承受的最大弯矩设计值M。
3-15某连续梁中间支座截面尺寸,承受支座负弯矩设计值,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋。现由跨中正弯矩计算的钢筋中弯起2ф18伸入支座承受负弯矩,试计算支座负弯矩所需钢筋截面面积,如果不考虑起钢筋的作用时,支座需要钢筋截面面积为多少?
3-16某整体肋梁楼盖的T形截面主梁,翼缘计算宽度 ,选用混凝土强度等级C20,HRB335钢筋,跨中截面承受最大弯矩设计值,试确定该梁的高度和受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
3-17某T形截面梁翼缘计算宽度混凝土强度等级C20,HRB335钢筋,承受弯矩设计值,试求受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
3-18某T形截面梁,翼缘计算宽度,混凝土强度等级C20,配有4ф20受拉钢筋,承受弯矩设计,试复核梁截面是否安全。
3-19某T形截面梁,翼缘计算宽度,,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋6ф20,试计算该梁能承受的最大弯矩M。
3-20试编写单、双筋矩形梁正截面承载力计算程序。
第4章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承截力计算
思考题
4-1无腹筋梁在斜裂缝形成前后的应力状态有什么变化?
4-2为什么梁一般在跨中产生垂直裂缝而在支座附近产生斜裂缝?斜裂缝有哪两种形态?
4-3什么是剪跨比?它对梁的斜截面抗剪有什么影响?
4-4影响梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?
4-5梁斜截面破坏的主要形态有哪几种?它们分别在什么情况下发生?破坏性质女口何?
4-6无腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式的意义和适用范围如何?
4-7有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件?其意义如何?
4-8梁内箍筋有哪些作用?其主要构造要求有哪些?
4-9在斜截面抗剪计算时,什么情况须考虑集中荷载的影响?什么情况则不须考虑?
4-10什么叫受弯承载力图(或材料图)?如何绘制?它与设计弯矩图有什么关系?
4-11在梁中弯起一部分钢筋用于斜截面抗剪时,应当注意哪些问题?
4-12如何确定负弯矩钢筋的截断位置?
4-13为什么弯起钢筋的强度取0.8?
4-14钢筋伸入支座的锚固长度有哪些要求?
4-15在伸臂梁的计算中,为什么要考虑活荷载的布置方式?
4-16试绘图4-50中所示梁斜裂缝的大致位置和方向?
4-17论述受弯构件跨高比对斜截面抗剪承载的影响。
4-18建筑工程受弯构件抗剪承载力计算公式与公路桥梁工程受弯构件抗剪承载力计算公式形式不一,考虑影响抗剪承载力的因素是否相同?
4-19影响斜截面水平投影长度的因素有哪些?斜截面水平投影长度在斜截面抗剪承载力计算中的作用是什么?
4-20公路桥涵工程弯起钢筋和斜钢筋根据什么原则计算?构造上要满足哪些要求?
习题
4-1已知某均布荷载的矩形截面梁截面尺寸(取),采用C20混凝土,箍筋为HPB235钢筋。若已知剪力设计值,试求采用ф8双肢箍筋间距s?
4-2图4-51示钢筋混凝土简支梁,集中荷载设计值,均布荷载设计值(包括梁自重)。选用C20混凝土,箍筋为HPB235钢筋。试选择该梁的箍筋(注:图中跨度为净跨度,)。
4-3某T形截面简支梁尺寸如下:(取 );采用C20混凝土,箍筋为HPB235钢筋,由集中荷载产生的支座边剪力设计值(包括自重),剪跨比。试选择该梁箍筋?
4-4图4-52所示的钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸,荷载设计值(未包括梁自重),采用C25混凝土,纵向受力筋为HRB335钢筋,箍筋为HPB235钢筋,试设计该梁。试求:(1)确定纵向受力钢筋根数和直径;(2)配置腹筋(要求选择箍筋和弯起钢筋,假定弯起钢筋终点距支座截面边缘为50mm)。
4-5梁的荷载设计值及梁跨度同习题5-2但截面尺寸、混凝土强度等级修改如下表,并采用ф8双肢箍,试按序号计算箍筋间距填入表4-9内,并比较截面尺寸、混凝土强度等级对梁斜截面承载力的影响?
4-6已知某钢筋混凝土矩形截面筒支梁,计算跨度,净跨,截面尺寸,采用C20混凝土,HRB335钢筋纵向钢筋和HPB235钢筋箍筋。若已知梁的纵向受力钢筋为4ф22,试求:当采用ф8@200双肢箍和ф10@200双肢箍时,梁所能承受的荷载设计值g+q分别为多少?
4-7某钢筋混凝土矩形截面筒支梁,截面尺寸,采用C25混凝土,纵向受力钢筋为HRB335钢筋、箍筋为HPB235钢筋。该梁仅承受集中荷载作用,若集中荷载至支座距离,在支座边产生的剪力设计值V=176kN,并已配置ф8@200双肢箍及按正截面受弯承载力计算配置了足够的纵向受力钢筋。试求:(1)仅配置箍筋是否满足抗剪要求?(2)若不满足时,要求利用一部分纵向钢筋弯起,试求弯起钢筋面积及所需弯起钢筋排数(计算时取,梁自重不另考虑)。
4-8图4-53所示钢筋混凝土伸臂梁,计算跨度支座宽度均为370mm;承受均布恒荷载设计值,均布活荷载设计值;采用C25混凝土,纵向受力钢筋为HRB335钢筋,箍筋为HPB235钢筋,试求梁的配筋、绘制材料图、确定纵筋的弯起和截断位置、绘梁的配筋纵断面和横断面以及单根钢筋图。
4-9已知一重要小桥上的钢筋混凝土简支梁,长度计算跨长,截面形状如图4-54,混凝土强度等级C30,主筋采用HRB400钢筋,箍筋采用R235钢筋。梁的跨中截面内力跨截面弯矩;支座截面剪力。要求为此梁配置所需纵向受拉钢筋及箍筋和弯起钢筋。
4-10按图4-15的计算框图编写受弯构件斜截面抗剪承截力计算机程序。
第5章 钢筋混凝土受扭构件载力
思考题
5-1对于纯扭构件,为什么配置螺旋形钢筋或配置垂直箍筋和纵筋?
5-2纯扭适筋、少筋、超筋构件的破坏特征是什么?
5-3我国《规范》是怎样处理在弯、剪、扭联合作用下的结构构件设计?
5-4的意义是什么?
5-5为什么规定受扭构件的截面限制条件?若扭超过截面限制条件的要求,解决的方法是什么?
5-6在什么情况下受扭构件应按最小配箍率和最小纵筋配筋率进行配筋?
5-7在弯、剪、扭联合作用下构件的受弯配筋是怎样考虑的?受剪配筋是怎样考虑的?
5-8纯扭构件截面限制条件是否是剪、扭构件截面限制条件的特例?
习题
5-1已知一钢筋混凝土矩形截面纯扭构件,截面尺寸,作用于构件上的扭矩设计值,采用C30混凝土,采用HPB235级钢筋,试计算其配筋量。
5-2已知一均布荷载作用下钢筋混凝土矩截面弯、剪、扭构件,截面尺寸。构件所承受的弯设计值,剪力设计值,扭矩设计值。钢筋全部采用HPB235级钢,采用C20混凝土,试设计其配筋。
5-3仿照第2章至第5章小结中的做法,将建筑工程受扭件抗扭计算公式与公路桥涵工程受扭构件抗扭计算公式列表,并对其进行比较。
5-4编写弯剪扭构件配筋计算程序。
第6章 钢筋混凝土偏心受力构件承截力计算
思考题
6-1为什么要考虑附加偏心距?
6-2试说明偏心距增大系数的意义,并扼要说明建立计算公式的途径。
6-3试从破坏原因、破坏性质及影响承载力的主要因素来分析偏心受压构件的两种破坏特征。当构件的截面、配筋及材料强度给定时,形成两种破坏特征的条件是什么?
6-4大偏心受压和小偏心受压的破坏特征有何区别?截面应力状态有何不同?它们的分界条件是什么?
6-5试比较大偏心受压构件和双筋受弯构件的应力分布和计算公式有何异同?
6-6在大偏心和小偏心受压构件截面设计时为什么都要补充一个条件(或方程)?这补充条件是根据什么建立的?
6-7试写出界限受压承载力设计值及界限偏心距的表达式,这些表达式说明了什么?
6-8在截面设计中为什么要以界限偏心距来判断大偏心或小偏心受压情况?而在对称配筋情况下为什么就不能单凭它来判断?
6-9对称配筋与不对称配筋偏心受压构件的判别式和计算公式有何不同?图表制作的原理和方法是怎样的?
6-10对称配筋矩形截面偏心受压构件的N-M相关曲线是怎样导出来的?它可以用来说明哪些问题?
6-11条件可以用来判别是哪一种偏心受压?
6-12在偏心受压构件的截面配筋计算中,如:当1.及均未知;2.(或)为已知时,应如何进行截面的配筋计算?
6-13在偏心受压构件的截面配筋计算中,如,为什么需首先确定距轴力较远一侧的配筋面积;而的确定为什么与及无关?
6-14对截面尺寸、配筋(及)及材料强度均给定的非对称配筋矩形截面偏心受压构件,当已知要验算截面的受压承载力时,为什么不能用或判别大小偏心受压情况?
6-15对称配筋矩形截面偏心受压构件,当出现下列情况时:
(1)且;
(2)且;
应如何判别是哪一种偏受压情况,出现上述现象应如何解释?
6-16钢筋混凝土受压构件配置箍筋有何作用?对其直径、间距和附加箍筋有何要求?
6-17偏心受压构件斜截面抗剪承截力的计算公式是根据什么破坏特征建立的?怎样防止出现其他破坏情况?
6-18工程中哪些结构构件属于双向偏心受压构件,其承截力计算有哪几种方法?
习题
6-1已知矩形截面柱。计算长度为3m,作用轴向力设计值,弯矩设计值,混凝土强度等级为C20,钢筋采用HRB335级钢,设计纵向钢筋及的数量。
6-2已知条件与题1相同,但受压钢筋已配有4ф16的HRB335级钢筋的纵向钢筋。设计数量。
6-3已知矩形截面柱,计算长度,柱上作用轴向力设计值,弯矩设计值,混凝土强度等级为C30,钢筋为HRB400钢筋。设计纵向钢筋及的数量,并验算垂直弯矩作用平面的抗压承载力。
6-4已知矩形截面偏心受压柱计算长度,受压区已配有的2ф16钢筋,柱上作用轴向力设计值,弯矩设计值,混凝土强度等级为C30,钢筋为HRB400级钢。设计配筋数量
6-5已知矩形截面偏心受压柱计算长度,受压区已配有的4ф25钢筋,柱上作用轴向力设计值,弯矩设计值,混凝土强度等级为C30,钢筋为HRB400级钢。设计配筋数量
6-6已知条件同题1,设计对称配筋的钢筋数量。
6-7已知条件同题3,设计对称配筋的钢筋数量。
6-8已知矩形截面偏心受压构件,, ,采用对称配筋(4ф16),混凝土强度等级为C30级,纵筋为HRB400级钢。设轴向力沿长边方向的偏心距,求此柱的受压承载力设计值?
6-9已知矩形截面偏心受压构件,截面配筋:(4ф20),(4ф25)。混凝土强度等级为C30级,纵筋为HRB400级钢。,轴向力沿长边方向的偏心距。求该构件的受压承载力设计值N。
6-10已知矩形截面偏心受压构件,在截面上作用一偏心力,其偏心距分别为 。试分别设计以上8种情况下截面的配筋数量。采用对称配筋(=),混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋采用HRB400级。并绘出用钢量随偏心距变化的关系图。
6-11已知工字形截面柱尺寸如何6-36所示,计算长度,轴向设计值,弯矩设计值,混凝土强度等级为C25,钢筋为HRB335级钢。设计对称配筋的数量。
6-12已知工字形截面柱,尺寸如图6-37所示,计算长度,柱承受轴向力设计值,弯矩设计值,混凝土强度等级为C25,钢筋为HRB335级钢。设计对称配筋的数量。
6-13已知双向偏心受压构件截面尺寸 ,柱承受内力设计值(沿截面高度方向),(沿截面宽度b方向),混凝土强度等级为C30,钢筋用HRB400级,已算得,试计算该截面配筋。
6-14某悬臂式桁架的上弦截面为矩形截面中内力设计值;按荷载效应的标准组合计算的内力值 ;允许最大裂缝宽度为0.3mm,若混凝土为C20,钢筋为HPB335级,试计算该截面的纵向受力钢筋。
6-15某钢筋混凝土涵洞尺寸如图6-38所示,其顶板I-I截面在板上荷载(包括自重)及洞内水压力作用下,沿洞长1m垂直截面中的设计值(轴心拉力),(板底受拉);按荷载效应的标准组合计算的内力值 ,允许最大裂缝宽度0.2mm。若混凝土为C30,钢筋为HRB400级,,试计算I-I截面()的纵向受力钢筋和。
6-16某厂房双肢柱拉肢截面尺寸,其内力设计值(轴心拉力),(板底受拉);按荷载效应的标准组合计算的内力值(弯矩作用方向如图6-39所示),允许最大裂缝宽度为0.3mm。若混凝土为C30,钢筋为HRB400级,,试计算该柱拉肢的纵向受力钢筋和。
6-17已知矩形截面偏心受拉构件,截面尺寸,截面上作用的弯矩设计值为,轴向拉力设计值为,轴向拉力设计值。设,混凝土采用C30级,纵向钢筋采用HRB335级,求该截面所需和。
6-18已知矩形截面偏心受拉构件,截面尺寸为,截面配筋为(2ф25),(3ф20)。混凝土强度等级采用C30,纵向钢筋用HRB400级,设轴向拉力的偏心距,求该偏心受拉构件的受拉承载力设计值N。
6-19某偏心受压柱,截面尺寸,柱子净高。设,混凝土强度等级为C30,箍筋用HBP235级,在柱端作用轴向压力设计值,剪力设计值,试确定该柱斜截面抗剪承载力所需的箍筋数量。
6-20某偏心受拉构件,截面尺寸,截面承受轴向力设计值为,在距节点边缘480mm处作用有一集中力,集中力产生的节点边缘截面剪力设计值。混凝土强度等级采用C30,箍筋采用HPB235,纵筋用HRB400级。求该拉杆所需配置的箍筋。
第7章 钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性
思考题
7-1为什么要对混凝土结构构件的变形和裂缝进行验算?
7-2钢筋混凝土梁的纯弯段在列缝间距稳定以后,钢筋和混凝土的应变沿构件长度上的分布具有哪些特征?
7-3试说明建立受弯构件刚度()计算公式的基本思路和方法,它在哪些方面反映了钢筋混凝土的特点?
7-4试说明参数的物理意义及其主要影响因素?
7-5试说明受弯构件刚度B的意义。
7-6试说明《规范》关于受弯构件挠度计算的基本规定。
7-7试扼要说明《规范》的最大裂缝宽度的有效措施是什么?
7-8试分析减少受弯构件挠度和裂缝宽度的有效措施是什么?
7-9试比较GB50010-2002《混凝土结构设计规范》与《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(征求意见稿)裂缝宽度和受弯构件挠度计算方法的异同。
7-10试分析影响混凝土结构耐久性的主要因素。
7-11减小裂缝宽度最有效的措施是什么?
7-12减少受弯构件挠度的措施有哪些?
7-13如何提高混凝土结构的耐久性?
习题
7-1某门厅入口悬挑板,板厚,配置ф16@200的HRB335钢筋,如图7-11。混凝土为C30级,板上均布荷截标准值;永久荷截;可变荷载(准永久值系数为1.0)。试验算板的最大挠度是否满足《规范》允许挠度值的要求?
7-2计算习题7-1中悬挑板的最大裂缝宽度。
7-3某桁架下弦为偏心受拉构件,截面为矩形,,混凝土强度等级用C20,钢筋用HRB335级,;按正截面承截力计算靠近轴向力一侧配钢筋3ф18();已知按荷载标准组合计算的轴向力,弯矩;最大裂缝宽度限值,试验算其裂缝宽度是否满足要求?
7-4受均布荷截作用的矩形截面简支梁,混凝土为C25级,采用HRB335级钢筋,,允许挠度值为。设可变荷载标准值与永久荷截标准值的比值等于2.0,可变荷截准永久值系数为0.4,可变荷截与永久荷截的分项系数分别为1.4及1.2。试画出此梁不需作挠度验算的最大跨高比与配筋率的关系曲线。
7-5设,其他条件同习题7-4,最大裂缝宽度限值,试画出此梁不需作裂缝宽度验算的钢筋直径与配筋率的关系曲线。
7-6已知工字形截面系弯构件,截面尺寸如图7-13。混凝土强度等级C30,钢筋HRB335级,钢筋为6ф25,为6ф25,,跨度,构件。求构件的挠度。(取)
7-7已知工字形截面受弯构件,为一简支梁,梁的受拉钢筋为HRB335,42ф25,钢筋布置如图7-14,裂缝处受拉钢筋重心的应力为。混凝土强度等级C30,,试计算裂缝宽度。
7-8仿照前几章小结中的做法,将建筑工程规范和公路桥涵规范关于裂缝宽度和受弯构件挠度验算公式列表进行比较。
第8章 预应力混凝土构件设计
思考题
8-1何谓预应力混凝土?与普通钢筋混凝土构件相比,预应力混凝土构件有何优缺点。
8-2为什么预应力混凝土构件必须采用高强钢材,且应尽可能采用高强度等级的混凝土?
8-3预应力混凝土分为哪几类?各有何特点?
8-4施加预应力的方法有哪几种?先张法和后张法的区别何在?试简述它们的优缺点及应用范围。
8-5什么是张拉控制应力?为什么张拉控制应力取值不能过高也不能过低?
8-6预应力损失有哪几种?各种损失产生的原因是什么?计算方法及减小措施如何?先张法、后张法各
有哪几种损失?哪些属于第一批,哪些属于第二批?
8-7什么是预应力钢筋的松弛?为什么短时的超张拉可以减小松弛损失?
8-8预应力混凝土构件各阶段应力状态如何?先、后张法构件的应力计算公式有何异同之处?研究各特定时刻的应力状态有何意义?比较先、后张法应力状态的异同。
8—9在计算施工阶段混凝土预应力时,为什么先张法用构件的换算截面,而后张法却用构件的净截面?在使用阶段为何二者都用?
8-10施加预应力对轴心受拉构件的承载力有何影响?为什么?
8-11预应力混凝土构件中的非预应力钢筋有何作用?
8-12什么是预应力钢筋的预应力传递长度?传递长度内的抗裂能力与其他部位有何不同?何时考虑其影响?
8-13为什么要对后张法构件端部进行局部承受压承载力验算?应进行哪些方面的计算?不满足时采取什么措施?
8-14预应力混凝土受弯构件的受压区有时也配置预应力钢筋,有什么作用?这种钢筋对构件的承载能力有无影响?为什么?
8-15预应力混凝土受弯构件的正截面、斜截面承载力计算与普通钢筋混凝土构件有何异同之处?
8-16不同的裂缝控制等级时,预应力混凝土构件的正截面抗裂验算各应满足什么要求?不满足时怎么办?
8-17预应力混凝土构件的刚度计算与普通钢筋混凝土构件有何不同?挠度计算有何特点?
8-18预应力混凝土构件为何还应进行施工阶段验算?都验算那些项目?
习题
8-1 18m跨度预应力混凝土屋架下弦,截面尺寸,后张法施工,一端张拉并超张拉。孔道直径50mm,充压橡皮管抽芯成型。JM12锚具。桁架端部构造见图8-43。预应力钢筋为钢绞线(7φ4),非预应力钢筋为4ф12的HRB335级热扎钢筋。混凝土C40。裂缝控制等级为二级。永久荷载标准值产生的轴向粒力,可变荷载标准值产生的轴向拉力,可变荷截的准永久值系数。混凝土达100%设计强度时张拉预应力钢筋。
要求进行屋架下弦的使用阶段承载力计算、裂缝控制验算以及施工阶段验算。由此确定纵向预应力钢筋数量、构件端部的间接钢筋以及预应力钢筋的张拉控制应力等。
8-2 12m预应力混凝土工字形截面梁,截面尺寸如图8-44所示。采用先法台座生产,不考虑锚具变形损失,蒸汽养护,温差℃,采用超张拉。设钢筋松弛损失在放张前已完成50%。预应力钢筋采用刻痕钢丝,张拉钢筋应力,箍筋用HPB235级热扎钢筋,混凝土为C40,放张时。试计算梁的各项预应力损失。
8-3 12m预应力混产土工字形截面梁,截面尺寸及有关数据同习题8-2。设梁的计算跨度,净跨度。均布恒载标准值,均布活截标准值,均布活载标准值,准永久值系数为0.5。此梁为处于室内正常环境的一般受弯构件,裂缝控制等级为二级,允许挠度[]=1/400。吊装时吊点位置设在距梁端2m处。要求:(1)计算使用阶段的正截面受弯承载力;(2)进行使用阶段的裂缝控制验算;(3)进行使用的斜截面承载力计算;(4)进行使用阶段的斜截面抗裂验算;(5)计算使用阶段的挠度;(6)进行施工阶段的截面应力验。