混凝土结构15071509批次考查课程答案

1、学 号:装=订=姓 名：血多支述乂爭现代远程教育成绩考查课答题纸试卷满分100分；所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上的答案一律无效。一、问答题1、钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 答：为提高钢筋混凝土结构构件的质量，钢筋混凝土结构中选用的钢筋应满足： 钢筋的强度、 钢筋的塑性、 钢筋的可焊性、 钢筋与混凝土的粘结力等性能方面的要求。 在寒冷地区，对钢筋的低温性能也有一定的要求。2、试简述并分析普通箍筋钢筋混凝土柱和约束箍筋钢筋混凝土柱的箍筋各有什么作用？答：普通箍筋钢筋混凝土柱内箍筋主要作用是固定纵向钢筋的位置，对混凝土的约束很小。与素混凝 土柱相比，普通箍筋钢筋混凝土柱的纵筋和箍筋，

2、对峰值应变和下降段曲线的影响很小。混凝土三轴试验研究表明，侧向压力的存在，可有效地阻止混凝土在轴向压力作用下产生的侧向变形 以及内部裂缝的产生和发展，从而使混凝土的轴向抗压强度和变形能力提高。若在混凝土柱中配置足 够的螺旋箍筋或焊接环向箍筋，箍筋所包围混凝土的侧向变形受到箍筋约束， 混凝土受到箍筋的侧向 压力，箍筋所包围的核芯混凝土处于三轴受压状态， 其轴向抗压强度与侧向压力有关。侧向压力越大, 轴向抗压强度越高，构件的承载力也越高。而混凝土受到的侧向压力取决于箍筋的应力和数量。箍筋 的应力越高、面积越大，核芯混凝土受到的侧向压力越大。配置足够的螺旋箍筋或焊接圆环箍筋不仅 可以提高柱的承载力，

3、还能很大程度地改善柱的变形性能。3、分析影响受弯构件正截面抗弯能力的主要因素， 如欲提高截面抗弯能力Mu，宜优先采用哪些措施？ 为什么？答：影响受弯构件正截面抗弯能力的主要因素有混凝土的强度、钢筋的强度及面积、混凝土截面尺寸。截面抗弯能力Mu与混凝土的强度成正比，而与截面的有效高度的平方成正比，因此，欲提高截面抗 弯能力Mu，优先采用措施是增大截面的有效高度。4、什么是受弯构件双筋截面？在什么情况下才将受弯构件设计成双筋截面？其正截面承载力计算公 式的适用条件是什么？答：（1）如果在受压区配置数量较多的纵向受压钢筋，不仅起架立钢筋的作用，而且对正截面抗弯承 载力也有较大作用。在正截面受弯承载力

4、计算时，受拉区钢筋和受压区钢筋对截面抗弯承载力的作用 同时都要考虑，这种配筋的截面称为双筋截面。双筋截面只在下面几种情况使用：（a）弯矩很大，超过了单筋截面所能承担的最大弯矩，而截面尺寸又受到限制，混凝土强度等级也 不能提高，按单筋截面设计必然成为超筋截面。（b）结构或构件承受某种交变作用（如地震），截面上的弯矩正负交替变化。（c）结构或构件截面的受压区已预先布置了一定数量的受力钢筋。h's aA'ssfyAs由力的平衡条件，得：1 fcbxfyAs 二 fy As由力矩平衡条件，得（ x、'Mu =5cbx hr- hh t（A h ） a计算公式的适用条件（a）X&

5、#39; bhr。这个限制条件是为了保证受压区混凝土破坏前，受拉区纵向钢筋屈服。I（b）x-as。这个限制条件是为了保证受压区纵向钢筋在构件破坏前达到屈服。（c）As bnbh。这个限制是为了防止构件少筋破坏，在双筋截面中一般均能满足。5、在计算斜截面承载力时，计算截面的位置应如何确定？答：要保证梁不发生斜截面抗剪破坏，就需保证梁各截面均不发生斜截面破坏。计算梁斜截面抗剪承 载力时，计算截面位置应按下列规定确定，即可保证梁不发生斜截面抗剪破坏： 支座边缘处截面。 受拉区弯起钢筋弯起点处截面。 箍筋截面面积或间距改变处截面。 腹板宽度改变处截面。6钢筋混凝土矩形截面构件受扭破坏形态有哪几种？并说

6、明各自的破坏特点。答：钢筋混凝土矩形截面构件受扭破坏形态有适筋破坏、少筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏四种。 配有腹筋的适筋受扭构件，扭矩很小时，构件扭转变形很小，以近似认为扭转角与扭矩成比例增大。 当截面长边（侧面）中点混凝土的主拉应力达到其抗拉强度后，出现45力向斜裂缝，裂缝处混凝土退出工作，与裂缝相交的箍筋和纵筋的拉应力突然增大，扭转角迅速增加，在扭矩-扭转角曲线上出现转折，甚至形成一个平台。继续加大扭矩，斜裂缝数量增多，形成间距大约相等的平行裂缝，并逐 渐加宽，廷伸至构件的各个侧面，形成多重螺旋状表面裂缝。同时，裂缝从表面深入混凝土内部，外 层混凝土退出工作，箍筋和纵筋承担更大比例的扭矩

7、，应力增长快，扭转角的增大加快，构件抗扭刚 度逐渐下降。当与斜裂缝相交的一些箍筋和纵筋达到屈服强度时，裂缝增宽加快，相邻的箍筋和纵筋 也随之屈服，截面上更多的外层混凝土退出工作，构件刚度进一步降低，扭转角加快发展。斜裂缝中 的一条会成为临界斜裂缝，其宽度超过其他裂缝，与之相交的箍筋和纵筋相继屈服，扭矩不再增大， 扭转角继续增大，达到构件的极限扭矩 Tu。钢筋混凝土纯扭构件最终形成三面螺旋形受拉裂缝和一 面（截面长边）受压的斜扭破坏面。受扭构件中由扭矩产生的拉力由纵筋和箍筋共同承担，若受扭构 件内配置的箍筋和纵筋的数量适当，破坏时，腹筋（包括纵筋和箍筋）均屈服后，受压混凝土破坏。7、减小钢筋混凝

8、土构件裂缝宽度的主要措施有哪些？ （d 、WmaxcW 1.% + 0.08亍答：由最大裂缝宽度计算公式Es I也*可知，可以通过降低钢筋的应力、减小保护层厚度、减小钢筋直径及增加构件的有效配筋率来减小混凝土构件的裂缝宽度。8、分别说明施加预应力对轴心受拉构件的开裂荷载和极限承载力有什么影响？为什么？答：预应力混凝土轴心受拉构件的开裂荷载Nc CpcH ' ftk A0 = N° *和人和普通钢筋混凝土轴心受拉构件的开裂荷载Nc二ftkA0可知，预应力混凝土轴心受拉构件比相同条件的普通混凝土轴心受拉构 件的开裂荷载提高了 N° = ScIiA0。故预应力混凝土构件出

9、现裂缝比钢筋混凝土构件迟得多，构件抗裂度大为提高。在肌二fpyAp fyAs勺计算公弍屮与pcII无关，先张法或后张法预应力混凝土轴心受 拉构件的极限承载力相同，它们也与相同条件的普通钢筋混凝土构件的极限承载力相同，而与预应力的存在与否及大小无关，即施加预应力不能提高轴心受拉构件的极限承载力。、计算题1、已知矩形梁截面尺寸b>h=250mm< 500mm,保护层厚度c=25mm;弯矩设计值M=200X10 N mm； 混凝土强度等级为C40,钢筋采用HRB400级钢筋。要求：（1）画出单筋矩形截面受弯构件极限承载力计算的计算简图，并列出相应的计算公式。 解：（1）双筋矩形正截面抗弯

10、承载力计算简图由力的平衡条件，得>1 fcbX fyAs 二 fyA由力矩平衡条件，得2fyAs ho - as（2）求所需的纵向受拉钢筋截面面积。（计算所需参数：C40 混凝土的 fc=19.1N/mm2, ft=1.71N/mm2，HRB400 钢筋的 fy=360N/mm2。对 于 C40 的混凝土 ： 1=1.0, 1=0.8;对于 C40 的混凝土和 HRB400 钢筋 尸0.518。：:min 取 0.002 和 0.45ft/fy 中的较大者。）解 ：（ 2）在求解过程中，令截面的抗弯承载力Mu等于该截面的弯矩设计值 M。M - fy A lh） - as«1fc

11、bhbI400"06 -360742汇（440-35 ）.=1-.1-22=0.3429 ： b 7518Y1.0汽19.仆250><4402同时，x二hg -0.3429 440 =150.9 2aS -2 35 =70mm。则受压区计算高度满足公式的适用条件。AfyAs+W fcbh。-Asfy360 942 1.0 19.1 250 440 0.34292=2943mm360受拉钢筋选用6根直径25mm的HRB400钢筋，As=2945mm2,双排布置（与初始假设相符）。= 0.214%f1 71因为0.45；"45端巾214%，所以2 2As =2943

12、 mm订山bh =0.214% 250 500=268mm受拉纵筋量满足大于最小配筋量的要求。2、轴向力和弯矩作用下柱的轴向力设计值 N=300X103N，弯矩设计值M = 180X106N-mm，截面尺 寸b*=300mrH 400mm, as =a's=40mm；混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋； l0/h=6。要求：（1）分别画出矩形截面大、小偏心受压构件极限承载力计算的计算简图，并列出相应的 计算公式。解:（ 1） a.矩形截面大偏心（< b）受压构件正截面承载力计算公式s：-1fcNu计算公式由轴向力的平衡条件，得Nu f fcbx fyA -

13、 fyA由对受拉钢筋合力中心取矩的平衡条件，得fyAs ho - as口he ="e + asi 2 s矩形截面小偏心（> b）受压构件正截面承载力计算公式s由轴向力的平衡条件，得Nujfcbx HjA由对离轴向力较远钢筋合力中心取矩的平衡条件，得Nuefcbx ho -2fyAs hoe = e h -as2（2）采用对称配筋，求截面的配筋。（计算所需参数与公式：C30混凝土的fc=14.3N/mm2 , ft=1.43N/mm2 , HRB335钢筋的fy=f 'y=300N/mm2。对于 C30 的混凝土 ： 1=1.0 , 1=0.8 ;对于 C30 的混凝土和

14、 HRB335 钢筋 1=0.550。:：min=min=0.002, ea取偏心方向截面尺寸的1/30和20mm中的较大者。=1 1101400? <h.2 , 取 1 ,）h° 二 h - a$ 二 400 - 40 二 360 mmho 二 h - as 二 400 - 40 二 360 mm6ea = 20 mmM 18010“ e03 = 600 mm,N 300 103则 e = e0ea：60020 = 6r2r00.5fcAN=2.86 1，取=10.5 14.3 300 4003300 106 ： 15，取 2=1h=11400亘 h=1140062062 1 1= 1.015360因ei =1.015 620 =629mm 0.3怙=0.3 360 =108mm，可先按大偏心受压情况计算。口 h400e= ea； =1.015 62040 = 789mm2 2当偏心受压构件对称配筋时，As= A's, fy= f 'y, as= a's。N：1仙3= 0.1943300 101 14.3 300 3