混凝土结构设计原理答案

1、混凝土结构设计原理答案第2章-思考题混凝土立方体抗压强度 fcu,k、轴心抗压强度标准值 fck 和抗拉强度标准值 ftk是如何确定的？为什么 fck低于 fcu,k ？ ftk 与fcu,k 有何关系？ fck与fcu,k 有何关系？答：混凝土立方体抗压强度fcu,k :以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在C的温度和相对湿度 90%以上的潮湿空气中养护 28d,按照标准试验方法测得的具 有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 标准值。轴心抗压强度标准值 fck :以150mn¥ 150mn¥ 300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的

2、标准试件，棱柱体试 件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验 方法测得的具有 95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压 强度标准值。轴心抗拉强度标准值 ftk :以150mm< 150mm< 300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试 件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验 方法测得的具有 95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉 强度标准值。为什么fck低于fcu,k :我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的，试件在加载过程中横向变形就会受到加载板的 约束，而这种横向约束对于立方体试件而言可以到达试件的 中部；于棱柱体试件的高度较大，

3、试验机压板与试件之间摩 擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响较小，所以棱柱 体试件的抗压强度标准值fck都比立方体抗压强度标准值fcu,k小，并且棱柱体试件高宽比越大，强度越小。与 fcu,k 的关系：ftk,k1c2c2高强砼的脆性折减系数；变异系数。fck 与fcu,k的关系：fckc1c2fcu,kcl棱柱体抗压强度与立方体抗压强度之比。混凝土的强度等级是根据什么确定的？我国混凝土结 构设计规范规定的混凝土强度等级有哪些？什么样的混凝 土强度等级属于高强混凝土范畴？答：混凝土强度等级是根据立方体抗压强度标准值fcu,k确定的。我国砼规规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30

4、 C35 C40、C45、C50、C55 C60 C65、C70、C75以及C80共14个等级。其中 C50C80属于高强砼范畴。某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足，根 据约束混凝土原理如何加固该柱？答：通过沿该短柱全高密排箍筋、焊接环筋或者螺旋箍 筋，然后在外围浇筑混凝土作为保护层。在柱子受轴向力产 生侧向膨胀时，通过箍筋的约束作用对柱子侧向产生约束，以改善核心区混凝土的的受力性能单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关？混凝 土轴心受压应力-应变曲线有何特点？常用的表示应力 -应 变关系的数学模型有哪几种？答：单向受力状态下，砼强度与试件大小、形状、试验 方法、加载速率、养护条

5、件以及是否涂润滑剂有关。砼轴心受压应力-应变曲线特点：分为上升段和下降段两个部分。上升段分为三个阶段，从加载至应力约为fc为第一阶段，于此时应力较小，砼的变形主要是骨料和水泥结 晶体的弹性变形；当应力再增大，则进入裂缝稳定扩展的第 二阶段，至临界点，临界点的应力可以作为长期抗压强度的 依据；此后，试件中所积蓄的弹性应变能保持大于裂缝发展 所需要的能量，从而进入第三阶段，此阶段形成裂缝快速发 展的不稳定状态直至峰值点，峰值应力通常作为砼棱柱体0抗压强度的实验值fc。下降段可分为两个阶段，第一 阶段为峰值点至“拐点”。0此时裂缝继续扩展、贯通，内部结构的整体受到越来 越严重的破坏，赖以传递荷载的传

6、力路线不断减少，试件的 平均应力强度下降；超过“拐点”，则进入第二阶段，曲线 开始凸向应变轴，此时只靠骨料间的咬合力以及摩擦力与残 余承压面来承受荷载；当达到曲线中最大曲率点时，贯通裂缝已 经很宽，内聚力几乎耗尽，标指着砼试件已经破坏。常用的表示应力-应变关系的数学模型有：美国建议 的模型：模型上升段为二次抛物线，下降段为斜直线。德 国Rusch建议的模型：模型上升段采用二次抛物线，下降段 采用水平直线。混凝土变形模量和弹性模量是怎么确定的？答：弹性模量：砼棱柱体受压时，在应力-应变曲线的原点作一切线，其斜率为混凝土的弹性模量。变形模量：连接应力-应变曲线中原点至曲线上任一点 的割线的斜率称为

7、变形模量。什么是混凝土的疲劳破坏？疲劳破坏时应力-应变曲线有何特点？答：砼的疲劳破坏就是砼在重复荷载作用下发生的突然 的、脆性的破坏。疲劳破坏时应力-应变曲线的特点：开始，砼应力 -应变 曲线凸向应力轴，在重复荷载作用过程中逐渐变成直线，再 经过多次重复加载、卸载后，其应力-应变曲线凸向应力轴而逐渐凸向应变轴，以致加载、卸载不能形成封闭环，随着 重复荷载次数的增加，应力 -应变曲线倾角不断减小，直至 破坏。什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？ 通常认为影响徐变的主要因素有哪些？如何减少徐变？答：结构或材料承受的应力不变，而应变随时间增长的 现象称为徐变。徐变会使构件变形增加，刚度减小

8、；在钢筋混凝土截面 中引起应力重分布；在预应力混凝土结构中会造成预应力损 失。影响徐变的因素主要有时间、加载应力、龄期、水泥用 量、水灰比、骨料的弹模、养护条件、使用环境、形状、尺 寸以及有无钢筋的存在。减小徐变的措施：避免构件处于高应力状态、增长养护 的时间、减少水泥用量、控制水灰比、使用坚硬的骨料、保 持养护和使用时高温高湿条件等。混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响？收缩与哪些 因素有关？如何减小收缩？答：养护不好以及混凝土构件的四周受约束从而阻止混 凝土收缩时，会使混凝土构件表面或水泥地面上出现收缩裂 缝。影响收缩的因素：水泥的品种、水泥的用量、水灰比、 骨料的性质、养护条件、混凝土的制

9、作方法、使用环境以及 构件的比表面积。减小收缩的措施：使用低强度水泥、减少水泥用量、控 制水灰比、使用坚硬的骨料、保持养护和使用时高温高湿条 件、浇筑混凝土时注意振捣密实、增大构件比表面积等。软钢和硬钢的应力-应变曲线有何不同？二者的强度取值有何不同？我国混凝土结构设计规范中讲热轧钢筋按强度分为几级？钢筋的应力-应变曲线哪些数学模型？答：软钢的应力-应变曲线明显的屈服点和流幅，断裂 时有颈缩现象，伸长率较大；硬钢没有明显屈服点和流幅。软钢在计算承载力时以下屈服点作为钢筋的强度，硬钢 一般取残余应变所对应的应力作为屈服强度标准值。砼 规中热轧钢筋分为四级。描述钢筋应力-应变曲线的模型：描述完全弹

10、塑性的双 直线模型、描述完全弹塑性加硬化的三折线模型以及描述弹 塑性的双斜线模型。国产普通钢筋有哪几个强度等级？牌号HRB400钢筋是指什么钢筋，它的抗拉、抗压强度设计值是多少？答：国产普通钢筋有 300Mpa 335Mpa 400Mpa 500Mpa 四个强度等级。牌号HRB400钢筋是指强度等级为 400Mpa的普通热轧带 肋钢筋，它的抗拉与抗压强度设计值均为360Mpa.钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：足够的强度、良好的塑性、良好的可焊性、良好的 机械连接性能、良好的施工适应性以及与混凝土有足够的粘 结力。光圆钢筋与混凝土的粘结作用是哪几部分组成的，变形钢筋的粘结机理与光圆钢筋

11、的有什么不同？光圆钢筋和变 形钢筋的T -S关系曲线各是怎么样的？答：光圆钢筋与混凝土的粘结作用主要一下三部分组成：钢筋与混凝土接触面上的胶结力；混凝土收缩握裹钢筋产生的摩阻力；钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合力。光圆钢筋的粘结力主要来自胶结力和摩阻力；变形钢筋 粘结力主要来自机械咬合力。光圆钢筋的T -S关系曲线大致分为三个阶段： 第一阶段 是无滑移阶段，此时钢筋与混凝土之间是靠胶结力作用，当 钢筋与混凝土接触面发生相对滑移即消失；然后进入第二阶 段，此时主要依靠钢筋与混凝土之间的摩阻力作用，随着作 用在钢筋上拉力的增大，钢筋滑移量逐渐增大，刚度也随之 减小，与之对应的是T -S曲

12、线斜率逐渐减小，钢筋表面的小 晶粒在滑移过程中也发生剥落，粘结应力达到最大值；第三 阶段是T -S曲线的下降段，此时接触面上的混凝土细颗粒已 磨平，摩阻力减小，滑移急剧增大，钢筋徐徐被拔出，标志 着粘结已经失效。变形钢筋的T -S关系曲线大致分为五个阶段： 第一阶段 仍然是无滑移阶段，产生滑移进入第二阶段，此时摩阻力与 机械咬合力共同作用，钢筋的横肋会对肋间砼产生斜向挤压作用，至产生撕裂裂缝即进入第三阶段，此时横肋的前锋面 局部的一个区域砼被压碎成粉末，使得钢筋对砼的压应力方 向更向外倾斜，该压力的环向分量会将未配置箍筋或保护层厚度 不大的砼拉裂，产生环向裂缝，发生粘结劈裂而失效；若配 筋以及

13、保护层厚度足够，则进入第四阶段，此时横肋间的砼 会被继续压碎，还可能形成次生裂缝，粘结应力达到最大值; 继续前拉钢筋，横肋间的砼已经被完全压碎，仅靠砼与钢筋 之间滑动摩擦力提供粘结力，随着拔出量增加，截面上砼已 经被磨光滑，摩擦力逐渐减小，最后因滑移过大而失效。受拉钢筋的基本锚固长度是指什么？它是怎样确定的？受拉钢筋的锚固长度是怎样计算的？答：受拉钢筋的基本锚固长度是保证受拉钢筋在达到屈 服前不被拔出或者产生过大滑移而买入砼中的长度。labfyftd 基本锚固长度：锚固钢筋的外形系数；fyft钢筋抗拉强度设计值；混凝土抗拉强度设计值；d受拉钢筋直径。锚固长度：laalaba-锚固长度修正系数。

14、第三章-思考题混凝土弯曲受压时的极限压应变答：混凝土弯曲受压时的极限压应变cu取为多少？cu取为：因混凝土为弯曲受压，正截面处于非均匀受压，即存在应力梯度，同，取为cu的取值随混凝土的强度等级不同而不。cu=(fcu,k50)105 什么叫“界限破坏”？ “界限破坏” 时的s和cu各等于多少？答：“界限破坏”就是正截面上钢筋应力达到屈服的同 时，受压区边缘纤维应变也恰好达到混凝土受弯时的极限压 应变值；“界限破坏”时受拉钢筋拉应变为压应变为适筋梁的受弯全过程经历了哪几个阶段？各阶段的主要特点是什么？与计算或验算有何联系？答：适筋梁的受弯全过程经历了未裂阶段、裂缝阶段以 及破坏阶段；未裂阶段：混

15、凝土没有开裂；受压区混凝土的应力图形是直线，受拉区混凝土的应力图形在第I阶段前期是直线，后期是曲线；弯矩与截面曲率基本上是 直线关系；裂缝阶段：在裂缝截面处，受拉区大部分混凝土退出 工作，拉力主要纵向受拉钢筋承担，但钢筋没有屈服；受 压区混凝土已有塑性变形，但不充分，压应力图形为只有上 升段的曲线；弯矩与截面曲率是曲线关系，截面曲率与挠 度的增长加快；破坏阶段：纵向受拉钢筋屈服，拉力保持为常值；裂 缝截面处，受拉区大部分混凝土已经退出工作，受压区混凝 土压应力曲线图形比较丰满，有上升段曲线，也有下降段曲 线；于受压区混凝土合压力作用点外移使内力臂增大，故0cu弯矩还略有增加；受压区边缘混凝土压

16、应变达到 其极限压应变实验值时。s=fy/Es，受压区混凝土边缘纤维极限。cu=(fcu,k50)105混凝土被压碎，截面破坏；弯矩和截面曲率关系为接近水平的曲线；未裂阶段可作为受弯构件抗裂度的计算依据；裂缝阶段 可作为正常使用阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据；破坏阶段可作为 正截面受弯承载力计算的依据。正截面承载力计算的基本假定有哪些？单筋矩形截面 受弯构件的正截面受弯承载力计算简图是怎样的？它是怎 样得到的？答：正截面承载力计算的基本假定：截面应变保持平面，即平均应变平截面假定；不考虑混凝土的抗拉强度； 混凝土受压的应力与应变关系曲线按下列规定取用：当当C0时ncfc11c/0Occu 时

17、 cfcf式中，参数n、0和cu的取值如下，cu,k为混凝土立方体抗压强度标准值。n2(fcu,k50)/600(fcu,k50)105cu(fcu,k50)105 纵向受拉钢筋的极限拉应变取为； 纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其值应符合下列要求：fy'sify单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算简图 如下图所示：其中受压区应力分布取等效矩形应力图来代换受压区混凝土理论应力图形，两个图形的等效条件是：混凝土压应力的合力C大小相等；两图形中受压区合力C的作用点不变。什么叫少筋梁、适筋梁和超筋梁？在建筑工程中为什么应避免采用少筋梁和超筋梁？答：少筋梁是适筋梁是minh

18、/h0 的梁。此时发生的是受拉区一裂就坏的脆性破坏；minh/hOb的梁，此时梁的破坏始于受拉区钢筋的屈服， 终于受压区边缘混凝土的压碎；超筋梁是b的梁，此时发生梁的受压区边缘混凝土的压碎，纵向受拉钢筋不屈服的脆性破坏； 少筋梁的特点是受拉区混凝土一裂就坏，即梁一旦开 裂，受拉钢筋就立即达到屈服，有时可迅速经历整个流幅而 进入强化阶段，在个别情况下，钢筋甚至可能被拉断，没有 明显的预兆，属于脆性破坏；超筋梁受压区边缘混凝土被压 碎，但受拉钢筋不屈服， 也没有明显的预兆，属于脆性破坏， 而且于钢筋不屈服，造成了钢筋的浪费，经济性差，而且在 受力过程中，容易造成结构薄弱部位的转移，造成其他部位 的

19、破坏，而且钢筋的用量增多使得结构延性和变形能力变 差，使得结构抗震性能变差，故工程中不允许采用少筋梁和 超筋梁。什么是纵向受拉钢筋的配筋率？它对梁的正截面受弯 的破坏形态和承载力有何影响？的物理意义是什么。答：纵向受拉钢筋的配筋率是纵向受拉钢筋的总面积Asb是怎样求得的？与正截面的有效面积bhO的比值，即：As(%)bhO 当minh/hO时，梁发生少筋破坏；当 minh/hOb时，梁发生 适筋破坏；当b时，梁发生超筋破坏；对于适筋梁，配筋率越高，梁 的受弯承载力越大。称为相对受压区高度。fy/(1fc)As 知，与纵向受拉钢筋配筋率bhO相比，不仅考虑了纵向受拉钢筋截面面积与混凝土有效面积的

20、比值，也考虑了两种材料力学性能指标的比值，能更全面地反映纵向受拉钢筋与混凝土有效面积的匹配关系，因此又称为配筋系数；blIfyEscu单筋矩形截面梁的正截面受弯承载力的计算分为哪两类问题，计算步骤各是怎样的，其最大值答：单筋矩形截面梁的正截面受弯承载力的计算分为截 面设计和截面复核；截面设计：已知Mu,max与哪些因素有关？fy、fcAM , b、h 、以及求所需的受拉钢筋面积s :as查表得保护层最小厚度c，假定按混凝土强度等 级确定得h0;1,并计算，bo求解s，并验算适用条件若不满足，则需加大截面尺寸，或提高混凝土强度等级，或改用双筋截面；若满足，则继续进行计算； 计算内力臂系数s，并按

21、AsM/(fyshO)求解得受拉钢筋面积 As，选取钢筋并确定实际配筋面积，确保计算配筋与实际配筋 相差不超过5% 计算配筋率，并满足minh/hO，如果不满足，则纵向钢筋应按1fcb'fh'f(h0'f)=40080(43580)mM300kNm属于第二类T形截面，贝Mu11fc(b'fb)h'f(h0'f)(400200)80(43580)mAs11fc(b'fb)h'f/fy(400200)80/360636mm2Mu2MMu1300m2sMu2/(1fcbh0)106/(20XX352)112s112b不满足要求，此时采用

22、双筋截面，取'as40mm ''h0has460mmb'xh04352as80mm此时，满足要求则As21fcbh0b/fy20XX35/3601790mm22'As3As'Mfbh/f(ha)u21c0bby0s621020XX35(1)/360(43 540)14mm2AsAs1As2As3636+1790+14=2440m m综上，受压钢 筋取为212。受拉钢筋选取为325+320。As226mm2As2415mm2第一层配置 325,第二层配置 320。5 X 25+2 x (25+8)=191mm<200mm 能放下钢筋；且实配钢

23、筋与计算配筋相差在土 5%以内。验算适用条件：=b，满足条件；'xh04352as80m m ，满足要求；验算最小配筋率：2415/(20XX35)%minh/h0/(fyh0)500/(360435)%同时/h0500/435%，满足条件。b'f600mmb300mmh已知一 T形截面梁的截面尺寸，h'f120mm，梁底纵向受拉钢筋为 822，混凝土强度等级为C30,环境类别为一类，承受弯矩设计值M600kNm试复核此截面是否安全？解：题知：fc/mm2,fy360N/mm2,1,c20mmas65mm可取箍筋直径为8mm贝叽h0has635mn,贝V：1fcb

24、9;fh'f600120fyAs3603041属于第二类T形截面，则Mu11fc(b'fb)h'f(h0'f)(600300)120(635120)mAs11fc(b'fb)h'f/fy(600300)120/3601430mm2As2AsAs1304 114301611mm2xfyAs2/(1fcb)3601611/(300)bh0635满足要求Mu2fyAs2(h0)3601611(635)mMuMu1Mu2mM600kNm安全最小配筋率：3041/(300635)%minh/h0/(fyh0)700/(360635)%同时/h0700/63

25、5%，满足条件。skrsOsk雪荷载标准值；r屋面积雪分布系数；s0基本雪压，以一般空旷平坦地面上统计的50年一遇重现期的最大积雪自重给出。第4章-思考题试述剪跨比的概念及其对无腹筋梁斜截面受剪破坏形 态的影响？答：剪跨比包括计算剪跨比和广义剪跨比；计算剪跨比 是承受集中荷载的简支梁中，最外侧的集中力到临近支座的 距离与截面有效高低的比值，表示为a/hO ；广义剪跨比是截面上弯矩与剪力和有效高度乘积的比值，表示为M/(VhO)；对于无腹筋梁，当剪跨比 1时，将发生斜压破坏；当剪跨比 13时，将发生剪压破坏；当剪跨比 3时，将发生斜拉破坏。梁的斜裂缝是怎样形成的？它发生在梁的什么区段？答：钢筋混

26、凝土梁在剪力和弯矩共同作用下的剪弯区 段，将产生斜裂缝；在剪弯区段内，于截面上同时作用有弯 矩和剪力，在梁的下部剪拉区，因弯矩产生的拉应力和因剪 力产生的剪应力形成了斜向的主拉应力，当混凝土的抗拉强 度不足时，则开裂，并逐渐形成与主拉应力相垂直的斜向裂 缝。斜裂缝有几种类型？有何特点？答：梁的斜裂缝主要包括腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝；腹 剪斜裂缝主要发生在梁腹部，也即中和轴附近，此处正应力 小，剪应力大，主拉应力方向大致与轴线成45°夹角，当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝，腹剪斜裂缝中间宽，两头细，呈枣核形，常见于I

27、形截面薄腹梁中；弯剪斜裂缝主要出现在梁的剪弯区段，在梁剪弯区段截 面下边缘，主拉应力还是水平向的，在这些区段可能首先出 现一些较短的竖向裂缝，然后发展成向集中荷载作用点延伸 的弯剪斜裂缝，这种裂缝下宽上细，是最常见的。试述梁斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征。答：梁斜截面破坏的三种形态：斜压破坏、剪压破坏以及斜拉破坏；斜压破坏：破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度，属 于脆性破坏；剪压破坏：在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些竖向裂缝，他们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些裂 缝，而后产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，斜裂缝出现后 迅速延伸

28、，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的 混凝土破坏，使斜截面丧失承载力，也属于脆性破坏；斜拉破坏：当竖向裂缝一出现，就迅速向受压区斜向延伸，斜截面承载力随之丧失，破坏荷载与出现斜裂缝时的荷 载很接近，破坏过程急骤，破坏前变形很小，具有明显的脆 性。试述简支梁斜截面受剪机理的力学模型。答：简支梁斜截面受剪机理的力学模型有带拉杆的梳形 拱模型、拱形桁架模型以及桁架模型;带拉杆的梳形拱模型适用于无腹筋梁，该模型把梁的下 部看成是被斜裂缝和竖向裂缝分割成一个个具有自端的梳 形状齿，梁的上部与纵向受拉钢筋则形成带有拉杆的变截面 两铰拱；拱形桁架模型适用于有腹筋梁，该模型把开裂后的有腹 筋梁看作是拱

29、形桁架，其中拱体是上弦杆，裂缝间的混凝土 齿块是受压的斜腹杆，箍筋则是受拉腹杆，受拉纵筋是下弦 杆；桁架模型适用于有腹筋梁，该模型把有斜裂缝的钢筋混 凝土梁比拟为一个铰接桁架，压区混凝土为上弦杆，受拉纵 筋为下弦杆，腹筋为竖向拉杆，斜裂缝间的混凝土则为斜压 杆。影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些？答：影响斜截面受剪性能的主要因素有剪跨比、混凝土 强度、箍筋的配筋率、纵筋配筋率、斜截面上的骨料咬合力 以及截面尺寸和形状。写出矩形、T形、I形梁斜截面受剪承载力计算公式。答：VucvftbhOfyvAsvhO/ss 。CV斜截面上受剪承载力系数，对集中荷载作用下的矩形梁，取cv为心），其他情况均取为

30、，为计算截面的剪跨比， 可取等于a/hO，当小于时，取，当大于 3时，取3，a取集 中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离；ft、fyv、fy分别为混凝土抗拉强度设计值、箍筋抗拉强度设计值以及纵筋抗拉强度设计值；b、h0分别为梁截面宽度和截面有效高度；Asv配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；s沿构件长度方向的箍筋间距；Asb同一平面内弯起钢筋的截面面积；故在弯起点至集中荷载作用点之间仍需按计算配置箍筋，选取820Q两集中荷载之间按构造配置箍筋，选取 6200具体计算见。如图所示的简支梁，环境类别为一类，混凝土强度等级为C30,求受剪箍筋。解：题知，梁上作用的是对称荷载，控制截面可取为支

31、座边缘和第一个集中荷载作用处，则剪力设计值为：V，Vf86kN集中荷载在支座处产生的支反力大小为：V集105kN则 V 集/V 总 105/207%75% 验算截面尺寸：as40mm hwh0has560mm则hw/b560/250，属于厚腹梁Vmaxcfcbh0250560验算是否需要按计算配置箍筋满足要求V250560Vf86kN故支座截面到第一个集中荷载区段需 要按计算配置箍筋，第一个集中荷载到第二个集中荷载区段仅需按构造配置箍筋。确定箍筋数量支座截面到第一个集中荷载区段：nAsv1/s(V)/(fyvh0)(103103)/(270560)/mm采用双肢箍8200则有：nAsv1/s2

32、/200/mm/mm 可以验算箍筋配筋率：svnAsv1/(bs)2/(250200)%sv,min/fyv/270%满足要求且满足箍筋的最小直径和最大间距要求。第一个集中荷载到第二个集中荷载区段：该区段仅需按构造配置箍筋，选取6200满足箍筋的最小直径和最大间距要求。有一钢筋混凝土简支梁，采用C30级混凝土，纵筋为热轧HRB400级钢筋，箍筋为 HPB300级钢筋，如果忽略梁自重 及架立钢筋的作用，环境类别为一类，试求此梁所能承受的 最大荷载设计值F，此时该梁为正截面破坏还是斜截面破坏？解：求剪力设计值 V左2F/3，V右F/3 应满足截面尺寸：c20mm as, hwhOhas,贝U hw

33、/b/220 属于厚腹梁V2F/3cfcbh0220F斜截面最大受剪承载力验算箍筋配筋率：svnAsv1/(bs)2/(220XX0)%sv,min/fyv/270%满足要左边支座截且满足箍筋的最小直径和最大间距要求面：a/h01200/右边支座截面：a/h02400/，取3计算截面受剪承载力：Vu 左 心)fyvAsvh0/s220心)2702/150右心)fyvAsvh0/s220/(31)2702/150故有 V 左 2F/3Vu 左，V右F/3Vu右，得F。正截面最大受弯承载力求得受压区高度x为：xfyAs心fcb)3602281/(220)bh0不满足要求As2281mm2minbh

34、220550242mm220XX50/360216mm2Mmax 满足最小配筋率要求Mu,maxfyAsh0fyAs/(21fcb)36022813602281/(2220)m贝U需：MmaxMu,max 得 F综上，此梁所能承受的最大荷载设计值为，该梁为斜截 面破坏。如图所示的简支梁，求其能承受的最大集中荷载设计值F。混凝土强度等级为 C30,环境类别为一类，忽略梁的自重， 梁底纵向受拉钢筋为 325并认为该梁正截面承载力已足够。解：题知：c20mmfc1360Mpafyv300Mpa。求剪力设计值，因荷载和配筋均为对称的，故可取支座截面和第一个集中力处的截面作为控制截面，则有V,Vf应满足

35、截面尺寸要求：因箍筋直径稍有差别，这里统一取 as40mm 贝Uhwh0has510mm贝U hw/b510/200 ，属于厚腹梁Vcfcbh020XX10F 斜截面最大受剪承载力验算箍筋配筋率：sv1nAsv1/(bs)2/(20XX50)%sv,min/fyv/300%满足要求 sv2nAsv1/(bs)2/(20XX00)%sv,min/fyv/300%满足要求且满足箍筋的最小直径和最大间距要求。支座截面：a/h01500/510第一个集中荷载处：a/h03000/510，取3计算截面受剪承载力：Vu 支 /(1)fyvAsvh0/s20XX10/(1)3002510/150集心)fyv

36、Asvh0/s20XX10/(31)3002510/200故有 VVu 支,VfVu集，得F综上，此梁所能承受的最大荷载设计值为。第5章-思考题轴心受压普通箍筋短柱和长柱的破坏形态有何不同？轴心受压长柱的稳定系数是如何确定的？答：轴心受压普通箍筋短柱在临近破坏荷载时，柱子四周出现明显的纵向裂缝， 箍筋间的纵筋发生压屈， 向外凸出， 混凝土被压碎，柱子即告破坏；轴心受压普通箍筋长柱在破 坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋 被压屈向外凸出，凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂 缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。稳定系数主要与构件的长细比有关：当 IO/b=834 时：/b 当 IO

37、/b=3550 时：/b对于长细比I0/b 较大的构件，考虑到荷载初始偏心和 长期荷载作用对构件承载力的不利影响较大，的取值比按经 验公式得到的值还要降低一些，以保证安全；对于长细比 I0/b小于20的构件，考虑过去的使用经验，的取值略微太 高一些。轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载 力计算有何不同？答：轴心受压普通箍筋柱的正截面受压承载力计算公式：Nu(fcAfy'As')轴心受压螺旋箍筋柱的正截面受压承载力计算公式：Nu(fcAcor2fyAss0fy'As')对比可知：普通箍筋柱中考虑了稳定系数，而螺旋箍筋柱中没有考虑，主要是因为螺旋箍筋柱中要

38、求构件I0/b必须不大于12，此时构件长细比对构件影响较小，可以不考虑其影响；混凝土项截面面积螺旋箍筋柱取的是核心区混凝土截面面积，没有考虑保护层混凝土的贡献，主要是考虑到螺旋箍筋柱承载力较大，保护层在达到极限承载力之前就 可能开裂剥落，同时为了保证混凝土保护层对抵抗剥落有足 够的安全，要求按计算的构件承载力不大于的50%;螺旋箍筋柱承载力计算公式中考虑了间接钢筋对混凝土约束的 折减系数，主要是考虑高强混凝土的变形能力不如普通混凝 土，而螺旋箍筋柱属于间接约束，需要通过混凝土自身的变 形使箍筋产生对混凝土的侧向约束；公式要求计算出来的 承载力不应低于，否则应按计算。受压构件的纵向钢筋与箍筋有哪

39、些主要的构造要求？答：纵筋：柱中纵筋的直径不宜小于12mm全部纵向钢筋的配筋率不宜大于 5%第2章-思考题混凝土立方体抗压强度 fcu,k、轴心抗压强度标准值 fck 和抗拉强度标准值 ftk是如何确定的？为什么 fck低于 fcu,k ？ ftk 与fcu,k 有何关系？ fck与fcu,k 有何关系？答：混凝土立方体抗压强度fcu,k :以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在C的温度和相对湿度 90%以上的潮湿空气中养护 28d,按照标准试验方法测得的具 有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 标准值。轴心抗压强度标准值 fck :以150mn¥

40、150mn¥ 300mm的 棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件，棱柱体试 件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验 方法测得的具有 95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压 强度标准值。轴心抗拉强度标准值 ftk :以150mn¥ 150mn¥ 300mm的 棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件，棱柱体试 件与立方体试件的制作条件与养护条件相同，按照标准试验 方法测得的具有 95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉 强度标准值。为什么fck低于fcu,k :我国规定的标准试验方法是不 涂润滑剂的，试件在加载过程中横向变形就会受到加载板的

41、约束，而这种横向约束对于立方体试件而言可以到达试件的 中部；于棱柱体试件的高度较大，试验机压板与试件之间摩 擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响较小，所以棱柱 体试件的抗压强度标准值fck都比立方体抗压强度标准值fcu,k小，并且棱柱体试件高宽比越大，强度越小。与 fcu,k 的关系：ftk,k1c2c2高强砼的脆性折减系数；变异系数。fck 与fcu,k的关系：fckc1c2fcu,kcl棱柱体抗压强度与立方体抗压强度之比。混凝土的强度等级是根据什么确定的？我国混凝土结 构设计规范规定的混凝土强度等级有哪些？什么样的混凝土强度等级属于高强混凝土范畴?答：混凝土强度等级是根据立方体抗压强度标

42、准值fcu,k确定的。我国砼规规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30 C35 C40、C45、C50、C55 C60 C65、C70、C75以及C80共14个等级。其中 C50C80属于高强砼范畴。某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足，根 据约束混凝土原理如何加固该柱？答：通过沿该短柱全高密排箍筋、焊接环筋或者螺旋箍筋，然后在外围浇筑混凝土作为保护层。在柱子受轴向力产 生侧向膨胀时，通过箍筋的约束作用对柱子侧向产生约束， 以改善核心区混凝土的的受力性能。单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关？混凝土轴心受压应力-应变曲线有何特点？常用的表示应力-应变关系的数学模型有哪

43、几种？答：单向受力状态下，砼强度与试件大小、形状、试验方法、加载速率、养护条件以及是否涂润滑剂有关。砼轴心受压应力-应变曲线特点：分为上升段和下降段两个部分。上升段分为三个阶段，从加载至应力约为fc为第一阶段，于此时应力较小，砼的变形主要是骨料和水泥结 晶体的弹性变形；当应力再增大，则进入裂缝稳定扩展的第 二阶段，至临界点，临界点的应力可以作为长期抗压强度的 依据；此后，试件中所积蓄的弹性应变能保持大于裂缝发展 所需要的能量，从而进入第三阶段，此阶段形成裂缝快速发 展的不稳定状态直至峰值点，峰值应力通常作为砼棱柱体0抗压强度的实验值fc。下降段可分为两个阶段，第一 阶段为峰值点至“拐点”。0此

44、时裂缝继续扩展、贯通，内部结构的整体受到越来 越严重的破坏，赖以传递荷载的传力路线不断减少，试件的 平均应力强度下降；超过“拐点”，则进入第二阶段，曲线 开始凸向应变轴，此时只靠骨料间的咬合力以及摩擦力与残 余承压面来承受荷载；当达到曲线中最大曲率点时，贯通裂缝已 经很宽，内聚力几乎耗尽，标指着砼试件已经破坏。常用的表示应力-应变关系的数学模型有：美国建议 的模型：模型上升段为二次抛物线，下降段为斜直线。德 国Rusch建议的模型：模型上升段采用二次抛物线，下降段 采用水平直线。混凝土变形模量和弹性模量是怎么确定的？答：弹性模量：砼棱柱体受压时，在应力-应变曲线的原点作一切线，其斜率为混凝土的弹性模量。变形模量：连接应力-应变曲线中原点至曲线上任一点 的割线的斜率称为变形模量。什么是混凝土的疲劳破坏？疲劳破坏时应力-应变曲线有何特点？答：砼的疲劳破坏就是砼在重复荷载作用下发生的突然 的、脆性的破坏。疲劳破坏时应力-应变曲线的特点：开始，砼应力 -应变 曲线凸向应力轴，在重复荷载作用过程中逐渐变成直线，再 经过多次重复加载、卸载后，其应力-应变曲线凸向应力轴而逐渐凸向应变轴，以致加载、卸载不能形成封闭环，随着 重复荷载次数的增加，应力 -应变曲线倾角不断减小，直至 破坏。什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？ 通常认为影响徐变的主要因素有哪些？如何减少徐