第三版结构设计原理课后习题复习资料19章

1、文档编码 : CG10C1C3W5C8 HM6X1M4K2E7 ZC3P4R7D6U2（第三版）结构设计原理课后习题答案（1-9 章）第一章1-1 配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时,受拉区混凝土开裂,此时,受拉区混凝土虽退出工作, 但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力,能继续承担荷载, 直到受拉钢筋的应力达到屈服强度,压碎破坏；继而截面受压区的混凝土也被1-2 试说明一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土 抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度；答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准 一般混凝土力学性能试验方法标准（GB/T 500

2、81-2022）规定以每边边长为 150mm的立方体为标准试件,在20 2的温度和相对湿度在 95%以上的潮湿空气中养护 28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值 （以 MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度,用符号fcu表示；混凝土轴心抗压强度 ：我国国家标准一般混凝土力学性能试验方法标准（GB/T 50081-2022）规定以 150mm 150mm 300mm的棱柱体为标准试件, 在 20 2的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值 （以 MPa为单位） 称为混凝土轴心抗压强度, 用符号cf表示；混凝土劈裂抗拉强度 ：我国

3、交通部部颁标准 大路工程水泥混凝土试验规程（JTJ 053-94）规定,接受 150mm立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定,依据规定的试验方法操作,就混凝土劈裂抗拉强度f 按下式运算：fts2F0.637F； AA混凝土抗拉强度 ：接受 100 100 500mm混凝土棱柱体轴心受拉试验, 破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度,目前国内外常接受立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度,换算时应乘以换算系数0.9 ,即ft0.9f ；1-3 混凝土轴心受压的应力应变曲线有何特点？影响混凝土轴心受压应力应变曲线有哪几个因素

4、？答：完整的混凝土轴心受拉曲线由上升段 阶段组成；1 / 31 OC、下降段 CD和收敛段 DE三个上升段：当压应力 0.3 cf左右时,应力应变关系接近直线变化（OA段）,混凝土处于弹性阶段工作； 在压应力 0.3 cf后,随着压应力的增大, 应力应变关系愈来愈偏离直线,任一点的应变可分为弹性应变和塑性应变两部分,原有的混凝土内部微裂缝进展, 并在孔隙等薄弱处产生新的个别裂缝；当应力达到 0.8 cf（B点）左右后,混凝土塑性变形显著增大,内部裂缝不断延长拓展,并有几条贯穿, 应力应变曲线斜率急剧减小,假如不连续加载, 裂缝也会发展,即内部裂缝处于非稳固进展阶段；当应力达到最大应力 cf 时

5、（C点）,应力应变曲线的斜率已接近于水平,试件表面显现不连续的可见裂缝；下降段：到达峰值应力点C后,混凝土的强度并不完全消逝,随着应力的减小（卸载）,应变仍然增加,曲线下降坡度较陡,混凝土表面裂缝逐步贯穿；收敛段：在反弯点 D点之后,应力下降的速率减慢,趋于残余应力；表面纵 缝把混凝土棱柱体分为如干个小柱, 外载力由裂缝处的摩擦咬合力及小柱体的残 余强度所承担；影响混凝土轴心受压应力应变曲线的主要因素：试技术和试验条件；混凝土强度、 应变速率、 测1-4 什么叫混凝土的徐变？影响徐变有哪些主要缘由？答：在荷载的长期作用下, 混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情形下,混凝土的应变随时间

6、连续增长,这种现象称为混凝土的徐变；主要影响因素：（1）混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小；（2）加荷时混凝土的龄期；（3）混凝土的组成成分和协作比；（4）养护及使用条件下的温度与湿度；1-5 混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有和不同之处？答：徐变变形是在长期作用下混凝土结构随时间推移而增加的应变；收缩变形是混凝土在凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减小的现象,是一 种不受力情形下的自由变形；1-7 什么是钢筋和混凝土之间粘结应力和粘结强度？为保证钢筋和混凝土之间 有足够的粘结力要实行哪些措施？答：（1）粘结应力：变形差（相对滑移）沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪 应

7、力；（2）粘结强度：实际工程中,通常以拔出试验中粘结失效（钢筋被拔出,或者混凝土被劈裂）时的最大平均粘结应力作为钢筋和混凝土的粘结强度；2 / 31 （3）主要措施：光圆钢筋及变形钢筋的粘结强度均随混凝土等级的提高而提高,所以可以通过提高混凝土强度等级来增加粘结力；水平位置钢筋比竖位钢筋的粘结强度低, 所以可通过调整钢筋布置来增强粘结力；多根钢筋并排时,可调整钢筋之间的净距来增强粘结力；钢筋；增大混凝土爱惜层厚度接受带肋其次章2-1 桥梁结构的功能包括哪几方面的内容？何谓结构的牢靠性？答： 桥梁结构的功能由其使用要求准备的,具体有如下四个方面：（1）桥梁结构应能承担在正常施工和正常使用期间可能

8、显现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用；（2）桥梁结构在正常使用条件下具有良好的工作性能,例如,不发生影响 正常使用的过大变形和局部损坏；（3）桥梁结构在正常使用和正常爱惜条件下,在规定的时间内,具有足够 的耐久性, 例如,不显现过大的裂缝宽度, 不发生由于混凝土爱惜层碳化导致钢筋的修饰；（4）在偶然荷载（如地震、强风）作用下或偶然大事（如爆炸）发生时和 发生后,桥梁结构仍能保持整体稳固性,不发生倒塌；结构的牢靠性： 指结构的安全性、适用性和耐久性；2-2 结构的设计基准期和使用寿命有何区分？答：设计基准期是指对结构进行牢靠度分析时,结合结构使用期, 考虑各种基本变量与时间的关系所取用的基

9、准时间参数,设计基准期可参考结构使用寿命 的要求适当选定, 但二者不完全等同； 当结构的使用年限超过设计基准期,表面它的失效概率可能会增大, 不能保证其目标牢靠指标, 但不等于结构丢失了所要 求的基本功能甚至报废；一般来说,使用寿命长,设计基准期也可以长一些,使 用寿命短,设计基准期应短一些；通常设计基准期应当小于寿命期；2-3 什么叫极限状态？我国大路桥规规定了哪两类结构的极限状态？答： 极限状态 当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能中意设计规定的某一 功能要求时,此特定状态成为该功能的极限状态；承载才能极限状态和正常使用极限状态；2-4 试说明一下名词：作用、直接作用、间接作用、

10、抗力；作用： 是指使结构产生内力、变形、应力和应变的全部缘由；直接作用： 是指施加在结构上的集中力和分布力；间接作用： 是指引起结构外加变形和约束变形的缘由；抗力： 是指结构构件承担内力和变形的才能；3 / 31 2-5 我国大路桥规规定了结构设计哪三种状况？答：长期状况、短暂状况和偶然状况；2-6 结构承载才能极限状态和正常使用极限状态设计运算原就是什么？我国大路桥规接受的是近似概率极限状态设计法；承载才能极限状态 的运算以塑性理论为基础, 设计的原就是作用效应最不利组合（基本组合）的设计值必需小于或等于结构抗力设计值,即0S dR ；正常使用状态 是以结构弹性理论或弹塑性理论为基础, 接受

11、作用（或荷载）的短期效应组合、 长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响,对构建的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算,并使各项运算值不超过大路桥规规定的各相应限值；设计表达式为SC .2-7 什么叫材料强度的标准值和设计值？材料强度标准值： 是由标准试件按标准试验方法经数理统计以概率分布的 0.05 分位值确定强度值,即取值原就是在符合规定质量的材料强度实测值的总 体中,材料的强度的标准值应具有不小于 95%的保证率；材料强度设计值： 是材料强度标准值除以材料性能分项系数后的值；2-8 作用分为几类？什么叫作用的标准值,值？可变作用的准永久值可变作用的频遇答： 作用分为永久作用（恒载） 、

12、可变作用和偶然作用三类；作用的标准值： 是结构和结构构件设计时,接受的各种作用的基本代表值；可变作用的准永久值： 指在设计基准期间, 可变作用超越的总时间约为设计 基准期一半的作用值；可变作用频遇值： 在设计基准期间, 可变作用超越的总时间为规定的较小比 率或超越次数为规定次数的作用； 它是指结构上较频繁显现的且量值较大的荷载 作用取值；2-9 钢筋混凝土梁的支点截面处,结构重力产生的剪力标准值 V Gk 187.01 kN ；汽车荷载产生的剪力标准值 V Q k 261.76 kN ；冲击系数 1 1.19 ；人群荷载产 生 的 剪 力 标 准 值 V Q 2 k 57.2 kN ； 温 度

13、 梯 度 作 用 产 生 的 剪 力 标 准 值V Q k 41.5 kN ,参照样题 2-3 ,试进行正常使用极限状态设计时的作用效应组合运算；解：作用短期效应组合 汽车荷载不计冲击系数的汽车荷载剪力标准值为：4 / 31 S sdimS Gikjn1j.V Q k 1V Q k261.76 /1.19219.97kN41.5=431.39kN 111S Qjk187.010.7219.971.057.20.8作用长期效应组合S ldimS Gikjn12j.S Qjk187.010.4219.970.457.20.841.5=331.08kN 1第三章 3.1 、试比较图 3-4 和 3-

14、5 ,说明钢筋混凝土板和钢筋混凝土梁钢筋布置的特点；答：板：单向板内主钢筋沿板的跨度方向布置在板的受拉区,钢筋数量由运算决定；受力主钢筋的直径不宜小于10mm（行车道板）或 8mm（人行道板）；近梁肋处的板内主钢筋,可沿板高中心纵轴线的 （1/4 1/6 ）运算跨径处按（30 45 ）弯起,但通过支承而不弯起的主钢筋,每米板宽内不应少于3 根,并不少于主钢筋截面积的 1/4 ；在简支板的跨中和连续梁的支点处,板内主钢筋间距不大于 200mm；行车道板受力钢筋的最小混凝土爱惜层厚度 同时中意附表 1-8 的要求；在板内应设置垂直于板受力钢筋的分布钢筋,c 应不小于钢筋的公称直径且分布钢筋是在主筋

15、上按确定间距设置的横向钢筋, 属于构造配置钢筋, 即其数量不通过运算, 而是依据设计规 范规定选择的 ；梁：梁内的钢筋常常接受骨架形式,两种形式；一般分为绑扎钢筋骨架和焊接钢筋骨架梁内纵向受拉钢筋的数量由数量准备；可选择的钢筋数量直径一般为（1232）mm,通常不得超过 40mm；在同一根梁内主钢筋宜用相同直径的钢筋,当接受两种以上直径的钢筋时,为了便于施工识别,直径间应相差 2mm以上；3-2 什么叫受弯构件纵向受拉钢筋的配筋率？配筋率的表达式中,h 含义是什么？答：配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值（化为百分数表达）；h 是指截面的有效高度；3-3 为什么钢筋要有足

16、够的混凝土爱惜层厚度？钢筋的最小混凝土爱惜层厚度 的选择应考虑哪些因素？答： 设置爱惜层是为了爱惜钢筋不直接受到大气的腐蚀和其他环境因素的5 / 31 作用,也是为了保证钢筋和混凝土有良好的粘结；影响因素：环境类别、构件形式、钢筋布置；3-4 、参照图 3-7 ,试说明规定各主钢筋横向净距和层与层之间的竖向净距的原 因；答： 1）为了保证钢筋与混凝土之间的握裹力,增强两者的粘结力；2）保证钢筋之间有确定间隙浇注混凝土；3）便利钢筋的布置；3-5 钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段？各阶段受力主要 特点是什么？答：第阶段：混凝土全截面工作,混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三 角形分

17、布；第阶段末： 混凝土受压区的应力基本上仍是三角形分布；但由于受拉区混 凝土塑性变形的进展, 拉应变增长较快,依据混凝土受拉时的应力应变图曲线,拉区混凝土的应力图形为曲线形；这时,受拉边缘混凝土的拉应变接近极限拉应变,拉应力达到混凝土抗拉强度, 表示裂缝即将显现, 梁截面上作用的弯矩用Mcr表示；第阶段：荷载作用弯矩到达Mcr后,在梁混凝土抗拉强度最弱截面上显现了第一批裂缝；这时,在有裂缝的截面上,拉区混凝土退出工作,把它原承担的 拉力传递给钢筋,发生了明显的应力重分布, 钢筋的拉应力随荷载的增加而增加；混凝土的压应力不再是三角形分布,动；而是形成微曲的曲线形, 中和轴位置向上移第阶段末： 钢

18、筋拉应变达到屈服值时的应变值,表示钢筋应力达到其屈服 强度,第阶段终止；第阶段： 在这个阶段里, 钢筋的拉应变增加的很快, 但钢筋的拉应力一般 仍爱惜在屈服强度不变；这时,裂缝急剧开展,中和轴连续上升,混凝土受压区 不断缩小,压应力也不断增大,压应力图成为明显的丰满曲线形；第阶段末： 这时,截面受压上边缘的混凝土压应变达到其极限压应变值,压应力图呈明显曲线形, 并且最大压应力已不在上边缘而是在距上边缘稍下处,这都是混凝土受压时的应力应变图所准备的在第阶段末,压区混凝土的抗压强度耗尽,在临界裂缝两侧的确定区段内,压区混凝土显现纵向水平裂缝,立刻混凝土被压碎,梁破坏,在这个阶段,纵向钢筋的拉应力仍

19、爱惜在屈服强度；3-6 什么叫钢筋混凝土少筋梁、适筋梁和超筋梁？各自有什么样的破坏形状？为什么吧少筋梁和超筋梁都成为脆性破坏？答： 实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁；大于最小配筋率且小于6 / 31 最大配筋率的梁称为适筋梁；大于最大配筋率的梁称为超筋梁；少筋梁的受拉区混凝土开裂后, 受拉钢筋达到屈服点, 并快速经受整个 流幅而进入强化阶段, 梁仅显现一条集中裂缝, 不仅宽度较大, 而且沿梁高延长 很高,此时受压区混凝土仍未压坏,而裂缝宽度已经很宽,挠度过大,钢筋甚至 被拉断；适筋梁受拉区钢筋第一达到屈服,其应力保持不变而应变显著增大,直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时,因混凝土

20、压碎而破坏；受压区显现纵向水平裂缝, 随之超筋梁的破坏是受压区混凝土被压坏, 而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度；破坏前的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点,破坏突然,没有明显预兆；受拉区的裂缝开展不宽,少筋梁和超筋梁的破坏都很突然,没有明显预兆,故称为脆性破坏；3-7 钢筋混凝土适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载？为什么？少筋梁能 否这样？答： 适筋梁可以再增加荷载,由于当受拉区钢筋屈服后,钢筋退出工作,受压区混凝土开头受压, 直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时,受压 区显现纵向水平裂缝,随之因混凝土压碎而破坏,这时不能再增加荷载；少筋梁裂缝显现在钢筋屈服前,荷载,快速经受整个流幅而

21、进入强化阶段,此时构件已不再承担荷载, 如连续增加 梁仅显现一条集中裂缝, 不仅宽度较大,而且沿梁高延长很高,此时受拉区混凝土仍未压坏,而裂缝宽度已经很宽,挠度过大,钢筋甚至被拉断；3-8 答：基本假定有： 1）平截面假定 2 ）不考虑混凝土的抗拉强度 3 ）材 料应力与物理关系 对于钢筋混凝土受弯构件, 从开头加荷到破坏的各个阶段, 截面的平均应变都能较好地符合平截面假定；对于混凝土的受压区来讲, 平截面假定是正确的；而对于混凝土受压区, 裂缝产生后, 裂缝截面处钢筋和相邻的混凝土之间发 生了某些相对滑移, 因此,在裂缝邻近区段, 截面变形已不能完全符合平截面假 定；3-9 什么叫做钢筋混凝

22、土受弯构件的截面相对受压区高度和相对界限受压区高度b？b在正截面承载力运算中起什么作用？ib取值与哪些因素有关？h 0答：相对受压区高度： 相对受压区高度xi,其中ix 为受压区高度,h 0为截面有效高度；7 / 31 相对界限受压区高度：当钢筋混凝土梁受拉区钢筋达到屈服应变y而开头屈服时,受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应cu变而破坏,此时受压区高度为xbbh0,b被称为相对界限混凝土受压区高度；来作为界限条件,来判定作用： 在正截面承载才能运算中通常用bxbh截面的破坏类型,是始筋破坏仍是少筋破坏；相关因素： 受拉区钢筋的抗拉强度值fsd；受拉区钢筋的弹性模量E ；混凝土极限压应变cu以

23、及无量纲参数有关；3-16 解：基本公式法 ：查附表可得 f cd 11.5 MPa f td 1.23 MPa f sd 280 MPa , b 0.56, 0 1.0,就弯矩运算值 M 0 M d 1.0 145 145 kN . m；采 用 绑 扎 钢 筋 骨 架 , 按 一 层 钢 筋 布 置 , 假 设 a s 40 mm , 就 有 效 高 度h 0 h a s 500 40 460 mm ；（1）求受压区高度 x有公式 3-14 得：1 145 10 611.5 200 460 x 22115 x 105800 x 14500000 0 x 1 167.6 mm b h 0 0.

24、56 460 258, x 2 752.4 mm 舍 （2）求所需钢筋数 A sf bx 11.5 200 167.6 2A s 1377 mmf sd 2802钢筋布置可选 2 32（A s 1608 mm ）混凝土爱惜层厚度 c 30 mm d 22 mm,且中意附表要求25.1a s 30 42.6 mm ,取 45mm 2S n 200 2 30 2 35.8 68.4 mm 30 mm 及 d8 / 31 最小配筋率运算：45ftd/fsd451.23/ 2800.2,所以配筋率不应小于0.2%,实际配筋率A s13881.5%bh0200455查表法 ：查附表可得fcd11.5MP

25、a ftd1.23MPa fsd280MPa,b0.56,001.0假设as40mm ,就有效高度h 0has50040460mm ；b,0.815A 0M21.0 145 10 60.298,查附表 1-5 得0.37f bh 02 11.5 200 460A s0M14500000013812 mmf h 00.8152804603-17 解：查附表可得fcd9.2MPa,ftd1.06MPa,fsd280MPa ；min0.2%最小配筋率运算：45ftd/fsd451.06/ 2800.17,故取由配筋图运算得混凝土爱惜层厚度：ca sd/ 24018.4 / 2mm30.8d16mm0

26、.56410230mm钢筋净距S n20030.8 23 18.441.6 mm,中意2实际配筋率：6030.74%,中意200 410求受压区高度：xfsdA s28060391.8mmbh 0fcdb9.2200抗弯承载才能Muf bx h 0.x 29.2200 91.8 41091.8 261500859 Nmm61.5 kN.mM不中意承载才能要求；3-18 解：查附表可得fcd11.5MPa ftd1.23MPa fsd280MPa,b0.56,01.0；弯矩运算值M0Md1.012.912.9kN.m,上侧受拉；9 / 31 h 0取 1m 宽来进行截面配筋,即b=1000mm

27、采 用 绑 扎 钢 筋 骨 架 , 按 一 层 钢 筋 布 置 , 假 设as25mm , 就 有 效 高 度ha s14025115mm ；（1）求受压区高度x有公式 3-14 得：6 1 12.9 1011.5 1000 115x 211.5x22645x258000 x 110.2mmbh 00.56 10056,x2219.8mm 舍（2）求所需钢筋数A sA sfcdbx11.5100010.24192 mmfsd280钢筋布置可选4 12（A s4522 mm ）,或者6 10（A s2 471 mm ）,钢筋布置在受拉一侧,即上缘；混凝土爱惜层厚度c30 mmd12 mm,且中意

28、附表要求0.2%,实sa2513.932 mm,取 35mm 2最小配筋率运算：45ftd/fsd451.23/ 2800.2,所以配筋率不应小于际配筋率A s4520.45%,bh010001003-19 解：查附表可得fcd9.2MPa ftd1.06MPa fsdfsd280MPa,b0.56,01.0,就弯矩运算值M0Md1.1 190209kN.m；65mm , 就 有 效 高 度设as35mm , 受 拉 钢 筋 按 两 层 钢 筋 布 置 , 假 设a sh 0ha s50065435mm ；0.561 0.5 0.56 35612.6 mm取b0.56A sMf bh cd 0

29、21 0.5 6 209 102 9.2 200 435fsdh 0a s280 43510 / 31 A sf bxffsdA s9.22004350.56280612.62213.4mm2sd2803-21 解：内梁1. 简支梁运算跨径的1/3 ,即l0/ 324200 / 38067mm ；2. 取相邻两梁平均间距2200mm 2320mm,中意3. h h60 mm b h1100 mm ,h h1/ 3b hb6h h12hf16066012 150fb取三个中的最小值,即2200mm 不中意承载才能要求；边梁bfb6hf22001606150601502260mm ,又外侧悬臂板实

30、际宽度22222为 2200mm,所以边梁有效宽度为2200mm 3-22 受压区高度在翼板厚度内, 即 x h f ,为第一类 T 形截面,受压区已进入梁肋,即 x h f ,为其次类 T 形截面第一类 T 形截面,中和轴在受压翼板内, 受压区高度 x h f ；此时,截面虽为 T 形,但受压区形状为宽 b f 的矩形,而受拉截面形状与截面抗弯承载才能无关,故以宽度为 fb 的矩形来进行抗弯承载力运算；3-23 解：查附表可得fcd11.5MPa ftd1.23MPa fsd280MPa,b0.56,01.0；弯矩运算值M0Md1.0 11871187kN.md 22.730.7 mm30

31、mm,且大于钢筋直径d 爱惜层厚度c422350钢筋净距S n30.7 2622.730.5 mm30 mm ,且大于直径511 / 31 sa4229568.5 mm,就h 0135068.51281.5 mmT 形截面有效宽度：1.运算跨径的1/3: l012600 / 34200mm1790mm120 mm32.相邻两梁的平均间距为2100mm 3.b6hh12hf35064012 100所以 T 梁截面有效宽度bf1790mm,厚度fh100 1402（1）判定 T 形截面类型：f bfhf11.5 1790 1202.47 kN.m；fsdA s280188421.06kN.m为第一

32、类 T 形截面（2）求受压区高度x 251.3 mmhfxfsdA s280 1884f bf11.51790（3）正截面抗弯才能Muf bf x h0 x11.5 1790 51.3 1281.551.3 21326.2 kN.mM2中意承载才能要求；3-24 先将空心板的圆孔换算成b kh 的矩形孔2143754面积相等：b h k k4d2ab42 380380 801b hk3I12I219522262499680064581280316213333惯性矩相等：I1138012d2d2402d2dI2d421283838解得：h k404 mmb k356 mm98 mm故上翼板厚度h

33、 f300h k212 / 31 下翼板厚度h ff300h k98 mm278mm2腹板厚度bb2b k9902356第四章 4-1 钢筋混凝土受弯构件沿斜截面破坏的形状有几种？各在什么情形下发生？答：斜拉破坏,发生在剪跨比比较大（m3）时；剪压破坏,发生在剪跨比在1m3时；斜压破坏,发生在剪跨比m1时；4-2 影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯才能的主要因素有哪些？答：主要因素有剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率和箍筋数量及强度等；4-3 钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力基本公式的适用范畴是什么？公式 的上下限物理意义是什么？答： 适用范畴： 1）截面尺寸需中意0 V d.051103

34、10fcu,kbh 00 2）按构造要求配置箍筋0 V d0. 5132ftdbh物理意义： 1）上限值：截面最小尺寸；4-5 说明以下术语2）下限值：按构造要求配置钢筋答：剪跨比： 剪跨比是一个无量纲常数,用mM0来表示,此处 M和 V 分Vh别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力,配筋率：svA svbS vh 为截面有效高度；剪压破坏： 随着荷载的增大, 梁的剪弯区段内间续显现几条斜裂缝,其中一 条进展成临界斜裂缝； 临界斜裂缝显现后, 梁承担的荷载仍能连续增加,而斜裂 缝伸展至荷载垫板下, 直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力、剪应力及荷载引起的 竖向局部压应力的共同作用下被压酥而破坏；这种

35、破坏为剪压破坏；斜截面投影长度： 是纵向钢筋与斜裂缝底端相交点至斜裂缝顶端距离的水平 投影长度,其大小与有效高度和剪跨比有关；充分利用点： 全部钢筋的强度被充分利用的点 不需要点： 不需要设置钢筋的点 弯矩包络图： 沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图 抗击弯矩图： 又称材料图, 是沿梁长度各个正截面按实际配置的总受拉钢筋13 / 31 面积能产生的抗击弯矩图,即表示各正截面所具有的抗弯承载力；4-6 钢筋混凝土抗剪承载力复核时,如何选择复核截面？答：大路桥规 规定,在进行钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力复核时,其复核位置应依据以下规定选取： 1 ）距支座中心 h/2 处的截面 2 ）受拉区

36、弯起钢筋弯起处的截面以及锚于受拉区的纵向受拉钢筋开头不受力处的截面 3 ）箍筋数量或间距有转变处的截面 4 ）梁的肋板宽度转变处的截面 4-7 试述纵向钢筋在支座处锚固有哪些规定？答：大路桥规有以下规定： 1 ）在钢筋混凝土梁的支点处,应至少有两根且不少于总数 1/5 的下层受 拉主钢筋通过； 2 底层两外侧之间不向上弯曲的受拉主钢筋,伸出支点截面以外的长度应不小于 10d；对环氧树脂涂层钢筋应不小于 4-9 解：纵向受拉钢筋 ：12.5d ,d 为受拉钢筋直径；查附表可得fcd9.2MPa ftd1.06MPa fsd280MPa,b0.56,01.0, 就弯矩运算值Ml/20Md l ,

37、/21.0147147kN.m；65 mm , 就 有 效 高 度采 用 绑 扎 钢 筋 骨 架 , 按 两 层 层 钢 筋 布 置 , 假 设ash 0ha s50065435mm ；单筋截面最大承载才能为：Muf bh02b10.5b9.220043520.5610.50.56140.4kNMl/2所以接受双面配筋；A s取b0.56,as35mmA sMf bh 021 0.5 6 147 102 9.2 200 4350.561 0.5 0.5659.1 mmfsdh 0a s280 43535f bxffsdAs9.22004350.5628059.11670mm2sd280受压钢筋

38、选择2 12（A s226 mm）,受拉钢筋选择3 22+3 16（A s1743 mm）；14 / 31 取受拉钢筋层距为 55mm,净距为 55 18.4/ 2 25.1/ 2=33.3mm,中意要求；就a s 1140 45 603 100 64 mm1743200 30 2 25.1 3钢筋间净距 S n 32.4 mm 中意要求2h 0 500 64 436 mm,取 a s 40 mm配筋率 1743=0.02200 436箍筋 ：取混凝土和箍筋共同的抗剪才能V cs0.6 V,不考虑弯起钢筋作用,就：0.6 V130.45 103bh 020.6 fcu ksvfsv,解得sv2

39、1.78106fsv1V2sv min0.6pfcu k3 bh 0由此可得 : S v1220.56 10620.6 fcu kA f bh 02100.6mm23 V2接受直径8 的双肢箍筋,箍筋截面积A svnA sv 1250.3跨中截面V l/20 Vd l , /21.025.225.2kN , 支点截面V 00 Vd,01.0 124.8124.8kN15 / 31 V LV 0 h V 0 V l /2 4800 124.8 500124.8 25.2114.43 kNL 4800p 100 22 2 6 21 3 0.56 10 2 0.6 f cu k A f bh 0S

40、v 2 V 0.56 10 6 2 0.6 2 20 100.6 195 200 436 =456.5 2 2mm114.43由 构 造 要 求 得：S v h 250 mm , 去 S v =250 mm,箍 筋 配 筋 率2sv A sv 100.60.2% 0.18%,中意要求,依据要求：bS v 200 250在支座中心向跨径长度方向的 500mm 范畴内, 设计箍筋间距 S v =100 mm ,尔后至跨中截面统一接受 S v =250 mm第六章6-1 配有纵向钢筋和一般钢筋的轴心受压短柱与长注的破坏形状有何不同？什么叫作柱的稳固系数？影响稳固系数的主要因素有哪些？解：1）短柱：

41、当轴向力 P 逐步增加时,试件也随之缩短,试验结果证明混凝土全截面和纵向钢筋均发生压缩变形；当轴向力 P 达到破坏荷载的 90%左右时, 柱中部四周混凝土表面显现纵向裂缝,部分混凝土爱惜层剥落,最终是箍筋间的纵向钢筋发生屈服,向外鼓出,混凝土被压碎而整个试验柱破坏；压碎破坏；钢筋混凝土短柱的破坏是 材料破坏 ,即混凝土2）长柱： 在压力 P 不大时,也是全截面受压,但随着压力增大,长柱不紧发生压缩变形,同时长柱中部发生较大的横向挠度u ,凹侧压应力较大,凸侧较小；在长柱破坏前,横向挠度增加得很快,使长柱的破坏来得比较突然,导致 失稳破坏 ；破坏时,凹侧的混凝土第一被压碎,混凝土表面有纵向裂缝,

42、纵向钢筋被压弯而向外鼓出, 混凝土爱惜层脱落； 凸侧就由受压突然转变为受拉,显现 横向裂缝；3）稳固系数：钢筋混凝土轴心受压构件运算中,考虑构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低的运算系数 4）主要影响因素： 构件的长细比16 / 31 6-5 解 ： 短 边b,250 mm , 计 算 长 细 比l0500020, 查 表 得0Nd560kNb2500.75,fcd11.5MPafsd280MPa,01.0250280804637.11 kNNu0.9 fcdAfsdA 0.90.7511.5250,就中意承载才能要求；6-7 解： 查表得混凝土抗压强度设计值fcd11.5MPa,f01.

43、1,HRB335 级钢筋抗压强度设计值fsd280MPa ,R235 级钢筋抗拉强度设计值sd195MPa ,轴心压力运算值N0Nd1.1 15601716kN1 截面设计长细比l030006.6712,可按螺旋箍筋柱设计；d450（1）运算所需纵向钢筋截面积由附表 1-8,取纵向钢筋的混凝土爱惜层厚度为c40mm,就：2 351.75 mm核心面积直径：dcord2c450240370mm柱截面面积：Ad23.1444502158962.5mm24核心面积：A cordcor23.1443702107466.52 mm4假定纵向钢筋配筋率1.2% ,就可得到：A sA cor0.012 10

44、7466.51290mm2选用 7 根 16 的,A s1407mm2（2）确定箍筋直径和间距S 取NuN1716kN ,可得螺旋箍筋换算截面面积A s 0为：A s 0N/ 0.9fcdA corfsdA skfsd1716000/ 0.911.5 107466.5 280 14072 710 mm0.25 A s2 19517 / 31 Sd选 10 单肢箍筋的截面积A s 0178.52 mm ,这时箍筋所需的间距为：S 应 满 足SdcorA s 013.1437078.5128.5mm, 由 构 造 要 求 , 间 距A s0710cor/ 574mm 和S80 mm,故取S70 m

45、m2 截面复核A cor107466.52 mm ,A s14072 mm ,1407 /107466.51.31%0.5%280 1407A s0dcorA s013.14 37078.52 1303 mmS702 195 1303Nu0.9fcdA corkfsdA s 0fsdA s0.911.5 107466.51924.2 kN0Nd1716 kN中意承载力要求！检查混凝土爱惜层是否会剥落；1.5NuNu0.9 fcdAfsdA s0.91 11.5 158962.528014071999.83kN1.51999.832999.75kNNu1924kN 故混凝土爱惜层不会剥落；第七章

46、7-2 试简述钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形状和破坏类型；答：破坏形状：（1）受拉破坏大偏心受压破坏,当偏心距较大时,且受拉钢筋配筋率不高时,偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度,然后受压混凝土压坏,接近破坏时有明显的预兆,裂缝显著开展,构件的承载才能取决于受拉钢筋的强度和数量；（2）受压破坏小偏心受压破坏,小偏心受压构件的破坏一般是受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变,受压区混凝土被压碎；同一侧的钢筋压应力达到屈服强度,破坏前钢筋的横向变形无明显急剧增长,度；正截面承载力取决于受压区混凝土的抗压强度和受拉钢筋强破坏类型： 1）短柱破坏； 2）长柱破坏； 3）瘦长柱破坏7-3 由式（ 7

47、-2 ）偏心距增大系数与哪些因素有关？2由公式 1 1 l 01 2 可知,偏心距增大系数与构件的运算长度,偏心1400（e 0 / h 0 h距,截面的有效高度,截面高度,荷载偏心率对截面曲率的影响系数,构件长细比对截面曲率的影响系数；7-4 钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复核中,如何判定是大偏心受压仍是小偏心受压？18 / 31 答： 截面设计时 ,当e 0.0 h 0时,按小偏心受压构件设计,e 00 h0时,按大偏心受压构件设计；截面复核时 ,当b时,为大偏心受压,b时,为小偏心受压. 7-5 写出矩形截面偏心受压构件非对称配筋的运算流程图和截面复核的运算流程图留意是流

48、程图7-6 解：查表得：fcd11.5MPa,fsdfsd280MPa,01 .0.61 .0326.6 kN.m,故应NNd.0542.810.542.8 kN,MMd.0326偏心距e0M326 .6602mm,弯矩作用平面内的长细比l06000105N542 .8h600考虑偏心距增大系数；设as0.as40mm,就h 0has560mm1 .0取21 .01227.e00 .22 .7602,1取1h056021.150 .01l01. 150 .0160001. 05,1h600所以偏心距增大系数11h 0l0212114001/56010211.1071400e 0h602（1）大

49、小偏心受压的初步判定ee 01 .07h602a644mm0.3h 0,故可先依据大偏心受压来进行配筋运算；40904mme 0/2s644300s（2）运算所需的纵向钢筋面积取b0.56,19 / 31 A sNe sfcdbh 02b10 5.b0 . 50 . 56 2 374 mmminbh2 360 mmfsd h 0a s542 8.90411 5.3002 560.0561280 56040 4522 mm所以As3742 mm,取 4 根 12 的钢筋,AsA sfcdbh0bffsdA sN2377mm2sd11.53005600 .56280452542 8.280取 4

50、根 28 的钢筋；7-7 解：查表得：fcd9 .2 MPa,fsdfsd280 MPa,010.1.0l0120kN.m5,故应考NNd.018810.188kN,MMd.0120偏心距eM120638mm,弯矩作用平面内的长细比4000100N188h400虑偏心距增大系数；设asas40mm,就h 0has360mm20 / 31 10.227.e0l00 .22 .7638,1取11.0取21 .0h036021.150 .011. 150 .014000 4001. 05,1h所以偏心距增大系数11h 0l0212114001/36010211.1 041400e 0h638（1）大

51、小偏心受压的初步判定ee 01 .04h638a664mm03.h0,故可先依据大偏心受压来进行配筋运算；se 0/2s66420040824mmese 0h/2as66420040504mm（2）运算所需的纵向钢筋面积As9422 mm2.as94236040 79 .8 mm2asxh 0h 022Ne sfsdA sh 0fcdb2803603602218810008249300A sfsdNesash018810005041058 mm228036040 取 3 根 22 的钢筋,As1140mm27-8 解：查表得：fcd9 .2 MPa,fsdfsd280 MPa,0M10.054

52、8.1 .054.8kN.mNNd.017410.174kN,Md.21 / 31 偏心距e0M548.315mm,弯矩作用平面内的长细比l0 x35007.85,故应N174h450考虑偏心距增大系数；asas40mm,就h 0has410mm11 .0取21 .010.227.e00 .22 .7315,1取h041021.150 .01l01. 150 .0135001.07,1h450所以偏心距增大系数ee 011l0212114001.72 8111 . 061400e 0h 0h315/410334mm1 .06315se 0h/2as33422540519mmese 0h/2as

53、33422540149mm弯矩作用平面内截面承载力复核（1）大小偏心受压的初步判定fcdbx e sh 0 xx 2fsdA se sfsdA se sx187mm ,x2305mm 舍代入整理得138230084x36413720,解得：x870.212b,为大偏心受压；h 0410（2）求截面承载才能xu2 as80 mm所以：截面承载才能为2314.kNA ssA sNfcdbxfsd92.30087280308280339中意承载才能要求 垂直于弯矩作用平面的截面承载力复核垂直弯矩作用平面的长细比l0y600020,查附表得：0.75中意承载力要求；b300就得：Nu0 9.fcdbh

54、2fsdA sAs0 .90 .759 .300450280339308 960 .63 kN22 / 31 7-9 解：查表得：fcd9 .2 MPa,fsdfsd280 MPa,011.1 .11309.kN.m5,故应NNd.0264511.2909.5kN,MMd.0119偏心距eM1309.45mm,弯矩作用平面内的长细比l06000100N29095.h600考虑偏心距增大系数；设as0.as40mm,就h 0has560mm,1取21 .01227.e 00 .22 .7450 .417h056021.150 .01l01.150 .0160001.05h600所以偏心距增大系数

55、11h 0l0212114001/5602 100 . 4171.1 371400e 0h45截面设计（1）大小偏心受压的初步判定ee 01 .37h4562mm03.h 0,故可先依据小偏心受压来进行配筋运算；se 0/2as6230040322mmsee 0h/2as6230040198mm（2）运算所需的纵向钢筋面积As2minbh0. 002 bh0. 0023006003602 mm,取 4 根 12 的钢筋,As452mm2BxAxC09.2300560772800A0.5fcdbh 00 .540156576000h0asfsdA sfcdbh0as56040B2803609.2

56、300560b0. 5608.23 / 31 Ch0asfsdA sh 0Ne sh 0b0 8.560402803605602909 .51985604204485600 00.05608.求得x 1643mm ,x2846mm 舍xh600 mmx/h 0643/5601 .15h/h 0,截面为全截面受压,取A sNesffcdbhh0h/2 sdh 0a s2 mm2909 5.10332292.300600560300347728010656040 取 6 根 28 的钢筋,As3695 mm2截面复核（1）垂直弯矩作用平面垂直弯矩作用平面的长细比l0y600020,查附表得：0.7

57、5不中意承载力要求；b300就得：Nu0 .9fcdbhfsdA sA s0 .90 .7592.30060028045236951901 .6 kN（2）弯矩作用平面内的复核大小偏心受压的初步判定fcdbx e sh 0 xfsdA se sfsdA se sx 1722mm ,x2246mm 舍,2代入整理得138x265688x245603120,解得：取x600 mmxb,为小偏心受压；h 0Ax2BxC0A0 .5fcdbh 00.592.300560772800Bfcdbh 0e sh 0fsdA s e sb9 .2300560322560 2803603222326128000

58、 . 56.0 824 / 31 CfsdA se sfsdA se sh0b08.2803603222803695198 5601753039680 00h/h01 .070 .5608.求得x 1650mm ,x2349mm 舍x/h0650/560h/h0,截面为全截面受压,取xh600mm ,sbfsd02800 .8 1. 070.8252MPa压应力2781. 32kN. 56Nu 1fcdbxfsdAssA s92.3006002803695252360Nu2fcdbh h 0h/2 0e fsdA sh 0a s.9 2300600560300 280360 56040 224

59、6 . 4 kN1 . 0215e h/2e 0as3004540215 mmNu22464.kN,不中意承载力要求；7-10 与非对称布筋的矩形截面偏心受压构件相比,对称布筋设计时的大、小偏 心受压的判别方法有何不同之处？答：对称布筋时：由于A s0A s,fsdfsd,由此可得Nfcdbxx/hfN0可直接求出；b,判定为小偏心受压；cdbh然会依据b,判定为大偏心受压；非对称布筋时：x/ h0无法直接求出；e00 h0,可先按大偏心受判定依据为e00 h0,可先按小偏心受压构件运算；压构件运算25 / 31 第九章9-1 对于钢筋混凝土构件,为什么大路桥规规定必需进行长期状况正常使用极限

60、状态运算和短暂状况应力运算？与长期状况承载才能极限状态运算有何不同之处？答：（1）钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等缘由达到承载才能极限状态 以外,仍可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性,而达不到结构正常使 用要求； 因此, 钢筋混凝土构件除要求进行长期状况承载才能极限状态运算外,仍要进行持 久状况正常使用极限状态的运算,以及短暂状况的构件应力运算；（2）不同之处：1）钢筋混凝土受弯构件的承载才能极限状态是取构件破坏阶段,而使用阶段一般取梁 带裂缝工作阶段；2 在钢筋混凝土受弯构件的设计中,其承载才能运算准备了构件设计尺寸、材料、配筋数量及钢筋布置,以保证截面承载才