鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 混凝土結(jié)構(gòu)理論 課程 學(xué)習(xí)指導(dǎo)書 楚留聲 編 課程內(nèi)容與基本要求 混凝土結(jié)構(gòu)理論 課程介紹了土木工程專業(yè)中最常見的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 基本概念和計(jì)算方法 根據(jù)該課程的特點(diǎn) 按模塊分別介紹了鋼筋混凝土基本 概念和設(shè)計(jì)方法 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算及梁板結(jié)構(gòu) 受彎構(gòu)件斜截面承 載力計(jì)算 受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)和預(yù)應(yīng)力 概念等六個(gè)方面的內(nèi)容 其中模塊二 模塊三和模塊五較為詳盡的介紹了鋼筋 混凝土三類受力構(gòu)件的基本原理 設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求等 牽扯到計(jì)算的內(nèi)容 較多 也是本課程的重點(diǎn)內(nèi)容 其他三個(gè)模塊則更側(cè)重于從整體設(shè)計(jì)概念以和 結(jié)構(gòu)體系布置等方面對(duì)內(nèi)容進(jìn)行介紹 需要理解的基本概念和設(shè)計(jì)原則較多 在學(xué)習(xí)過程中 要求學(xué)生通過課件 自測 習(xí)題等手段 掌握混凝土結(jié)構(gòu) 的基本理論 使其具有一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)概念 能夠正確理解各類受 力構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造要求 自覺將混凝土理論應(yīng)用于工程施工和管理中 并對(duì)于 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 具有初步認(rèn)知能力 其中 需要重點(diǎn)掌握工程 中常見混凝土受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理和計(jì)算方法 對(duì)構(gòu)件破壞破壞有整體的力學(xué) 概念 并對(duì)工程中常見的鋼筋混凝土構(gòu)件截面能正確進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 課程學(xué)習(xí)進(jìn)度與指導(dǎo) 教學(xué)模塊 課程內(nèi)容 建議學(xué)時(shí) 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 模塊一 鋼筋混凝土基本概念和設(shè)計(jì) 方法 8 以課件學(xué)習(xí)為主 重點(diǎn)理解 混凝土材料特性和設(shè)計(jì)理論 模塊二 受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 及梁板結(jié)構(gòu) 13 學(xué)習(xí)課件 做自測 結(jié)合習(xí) 題掌握受彎構(gòu)件計(jì)算過程 模塊三 受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 4 學(xué)習(xí)課件 做自測 結(jié)合習(xí) 題掌握受剪構(gòu)件計(jì)算過程 模塊四 受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 4 學(xué)習(xí)課件 重點(diǎn)掌握受扭構(gòu) 件破壞模式和設(shè)計(jì)方法 模塊五 受壓和受拉構(gòu)件承載力計(jì) 算 8 學(xué)習(xí)課件 做自測 結(jié)合習(xí) 題掌握受壓構(gòu)件計(jì)算過程 模塊六 鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用 極限狀態(tài)和預(yù)應(yīng)力概念 7 以課件學(xué)習(xí)為主 理解正常 使用極限狀態(tài)和預(yù)應(yīng)力的理 論 學(xué)習(xí)模塊 一 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本概念和設(shè)計(jì)方法 一 學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解鋼筋混凝土材料 構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的基本概念和設(shè)計(jì)方法 二 學(xué)習(xí)內(nèi)容 1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本材料性能 2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 三 本章重點(diǎn) 難點(diǎn) 重點(diǎn) 鋼筋的物理力學(xué)性質(zhì) 混凝土力學(xué)性質(zhì) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 難點(diǎn) 兩種材料的承載能力和變形能力 概率設(shè)計(jì)方法 四 建議學(xué)習(xí)策略 學(xué)習(xí)課件 做自測 5 習(xí)題 1 名詞解釋 結(jié)構(gòu)的可靠性 作用和作用效應(yīng) 結(jié)構(gòu)抗力 條件屈服強(qiáng)度 徐變和收縮 極限狀態(tài) 2 簡答題 1 鋼筋和混凝土兩種不同材料能夠有效結(jié)合在一起共同工作的原因 2 鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力主要由哪幾部分組成 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素有 哪些 3 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足哪些功能要求 為滿足這些功能要求 需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行什 么驗(yàn)算 4 什么是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)狀況可分為哪幾種 5 什么是徐變 徐變對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有何影響 6 混凝土收縮變形有哪些特點(diǎn) 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有哪些影響 7 鋼筋的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系分為哪兩類 為何將屈服強(qiáng)度作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo) 學(xué)習(xí)模塊 二 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件 一 學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力設(shè)計(jì)方法 二 學(xué)習(xí)內(nèi)容 混凝土受彎構(gòu)件的正截面破壞形態(tài) 計(jì)算方法和基本構(gòu)造要求 三 本章重點(diǎn) 難點(diǎn) 重點(diǎn) 受彎構(gòu)件正截面的計(jì)算方法和主要步驟 難點(diǎn) 適筋梁的計(jì)算過程 四 建議學(xué)習(xí)策略 聽課件 做自測 分析案例 五 習(xí)題 1 名詞解釋 梁截面有效高度 界限相對(duì)受壓區(qū)高度 單向板 雙向板 塑性內(nèi)力重分 布 2 簡答題 1 鋼筋混凝土正截面受彎構(gòu)件有哪幾種破壞形態(tài) 各有什么特征 2 簡述鋼筋混凝土塑性鉸的特點(diǎn) 3 正截面承載力計(jì)算的基本假定 4 簡述適筋梁破壞三個(gè)階段的受力特點(diǎn)及其與計(jì)算的聯(lián)系 5 什么情況下可以采用雙筋截面梁 配置受壓鋼筋有何有利作用 3 計(jì)算題 1 已知矩形截面簡支梁 跨中彎矩設(shè)計(jì)值 M 140KN m 該梁的截面尺寸 b h 200mm 450mm 混凝土 強(qiáng)度等級(jí) C30 鋼筋 HRB400 級(jí) 試確定該梁跨中縱筋配筋 面積 As 2 某鋼筋混凝土矩形截面梁 混凝土保護(hù)層厚為 25mm 二 a 類環(huán)境 b 250mm h 500mm 承受彎矩設(shè)計(jì)值 M 160KN m 采用 C20 級(jí)混凝土 HRB400 級(jí)鋼筋 箍筋直徑為 8mm 截面配筋如圖所示 復(fù)核該截面是否安全 已知 fc 9 6N mm2 ft 1 1N mm2 fy 360N mm2 1 0 1 0 518b h 0 455mm 學(xué)習(xí)模塊 三 受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 一 學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)混凝土受剪構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法 二 學(xué)習(xí)內(nèi)容 混凝土受剪構(gòu)件的破壞形態(tài) 計(jì)算方法和基本構(gòu)造要求 三 本章重點(diǎn) 難點(diǎn) 重點(diǎn) 混凝土受剪的計(jì)算方法和主要步驟 難點(diǎn) 受剪構(gòu)件剪壓破壞的計(jì)算過程 四 建議學(xué)習(xí)策略 聽課件 做自測 分析案例 五 習(xí)題 1 名詞解釋 抵抗彎矩圖 筋腹 無腹筋梁 配箍率 剪跨比 2 簡答題 1 鋼筋混凝土斜截面受剪有哪幾種破壞形態(tài) 各有什么特征 2 影響無腹筋梁受剪承載力的因素有哪些 3 影響有腹筋梁受剪承載力的因素有哪些 4 箍筋的作用有哪些 5 縱筋彎起需滿足什么條件 3 計(jì)算題 1 某簡支梁 b h 250mm 600mm 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30 1 43N mm2 tf 14 3N mm2 箍筋采用雙肢 10HPB300 級(jí)鋼筋 A sv1 78 5mm2 fyv 270Mpa 承受均cf 布荷載 剪力設(shè)計(jì)值為 382kN a s 請(qǐng)按照僅配置箍筋對(duì)構(gòu)件進(jìn)行斜截面40m 抗剪承載力設(shè)計(jì) 已知 1 250 347 0 24 17 9sv ts svmiyvnAfb ms20ax 學(xué)習(xí)模塊 四 混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 一 學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解各種混凝土受扭構(gòu)件設(shè)計(jì)方法 二 學(xué)習(xí)內(nèi)容 1 純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算 2 彎剪扭構(gòu)件的承載力計(jì)算 三 本章重點(diǎn) 難點(diǎn) 重點(diǎn) 純扭構(gòu)件的主要破壞形態(tài) 彎剪扭構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法 難點(diǎn) 受扭構(gòu)件的主要計(jì)算過程 四 建議學(xué)習(xí)策略 聽課件 做自測 討論交流 五 習(xí)題 1 名詞解釋 截面有效高度 受扭構(gòu)件計(jì)算的 t 受扭構(gòu)件計(jì)算的 Wt 受扭構(gòu)件配筋強(qiáng)度比 2 簡答題 1 純扭構(gòu)件有哪些破壞形態(tài) 計(jì)算中如何保證出現(xiàn)希望的破壞模式 2 簡述彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算原理 3 純扭構(gòu)件有哪些破壞形態(tài) 破壞特征是什么 4 受扭構(gòu)件與受彎構(gòu)件的縱筋和箍筋配置要求有何不同 5 配筋強(qiáng)度比 的含義是什么 有何作用 學(xué)習(xí)模塊 五 受壓和受拉構(gòu)件承載力計(jì)算 一 學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)軸心受壓構(gòu)件 偏心受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的設(shè)計(jì) 計(jì)算和主要構(gòu)造 二 學(xué)習(xí)內(nèi)容 1 軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì) 2 非對(duì)稱配筋偏心受壓構(gòu)件 3 對(duì)稱配筋 偏心受壓構(gòu)件 三 本章重點(diǎn) 難點(diǎn) 重點(diǎn) 軸心受壓和偏心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法 難點(diǎn) 偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)過程 五 習(xí)題 1 名詞解釋 N u M u相關(guān)曲線 單向偏心受壓構(gòu)件 雙向偏心受壓構(gòu)件 穩(wěn)定系數(shù) 附加偏心距 2 簡答題 1 偏心受壓構(gòu)件正截面破壞形態(tài)有哪幾種 破壞特征各是什么 2 非對(duì)稱配筋偏心受壓構(gòu)件如何設(shè)計(jì)最經(jīng)濟(jì) 為什么 3 簡述配有螺旋箍筋的軸心受壓柱的破壞形態(tài) 4 軸心受壓構(gòu)件中縱向鋼筋配筋率有何要求 為什么 5 配筋強(qiáng)度比 的含義是什么 有何作用 3 計(jì)算題 1 鋼筋混凝土偏心受壓柱 截面尺寸 400mm 600mm 軸向力設(shè)計(jì)值bh N 1400KN 柱兩端彎矩設(shè)計(jì)值分別為 M1 280KN m 340KN m 混凝土2 強(qiáng)度等級(jí)為 C30 1 1 0 縱筋采用2cm N3 14 f HRB400 360N mm2 其中 按對(duì)稱配筋計(jì)算受壓yf mas40 鋼筋和受拉鋼筋面積 學(xué)習(xí)模塊 六 鋼筋混凝土構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài) 一 學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算內(nèi)容和方法 二 學(xué)習(xí)內(nèi)容 1 裂縫寬度驗(yàn)算 2 撓度驗(yàn)算 3 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性 三 本章重點(diǎn) 難點(diǎn) 重點(diǎn) 裂縫的成因 計(jì)算和主要措施 撓度的影響因素 計(jì)算和主要措施 難點(diǎn) 裂縫和撓度的計(jì)算過程 四 建議學(xué)習(xí)策略 看課件 做自測 討論交流 五 習(xí)題 1 名詞解釋 最小剛度原則 預(yù)應(yīng)力混凝土 張拉控制應(yīng)力 耐久性 2 簡答題 1 混凝土結(jié)構(gòu)常見的引起耐久性問題的原因有哪些 2 簡述減小鋼筋混凝土梁裂縫寬度的主要措施 3 影響混凝土耐久性主要因素 4 混凝土結(jié)構(gòu)為什么要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 包括哪些內(nèi)容 5 裂縫產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生的原因 6 增大剛度或減小撓度的措施有哪些 7 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求是什么 8 何為張拉控制應(yīng)力 張拉控制應(yīng)力為什么不能過低也不能過高 考試模擬題 第一部分 客觀題 一 單項(xiàng)選擇 每小題 2 分 共 20 分 1 下列哪種特性不是鋼筋混凝土的優(yōu)點(diǎn) A 耐久性好 B 可模型好 C 抗裂性好 D 耐火性好 2 立方體抗壓強(qiáng)度測定采用的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件邊長為 A 100mm B 150mm C 180mm D 200mm 3 受彎構(gòu)件極限承載力驗(yàn)算是以下列哪個(gè)狀態(tài)為依據(jù)的 A Ia B II C III D IIIa 4 影響無腹筋梁受剪破壞形態(tài)的主要因素是 A 剪跨比 B 混凝土強(qiáng)度 C 縱筋配筋率 D 縱筋配筋強(qiáng)度 5 部分超筋破壞的鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的破壞屬于 A 延性破壞 B 受壓脆性破壞 C 受拉脆性破壞 D 有一定的延性 6 當(dāng) N2 N1 M2 時(shí) 鋼筋混凝土受壓柱采用對(duì)稱配筋 下面哪組內(nèi)力計(jì)算的配筋最大 A N1 M 1 B N 1 M 2 C N 2 M 2 D N2 M 1 7 提高鋼筋混凝土受彎構(gòu)件彎曲剛度的有效方法有 A 增加截面高度 B 增加構(gòu)件的配筋 C 提高混凝土強(qiáng)度 D 增加箍筋數(shù)量 8 有腹筋剪扭構(gòu)件的剪扭承載力 A 混凝土部分相關(guān) 鋼筋部分不相關(guān) B 混凝土部分不相關(guān) 鋼筋部分相 關(guān) C 混凝土和鋼筋部分都相關(guān) D 混凝土和鋼筋部分都不相關(guān) 9 受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù) 越大 表明 A 裂縫間受拉混凝土參加工作程度越大 B 裂縫間受拉混凝土參加工作程度越 小 C 裂縫間鋼筋平均應(yīng)變?cè)叫?D 與裂縫間受拉混凝土參加工作程度無關(guān) 10 在長期荷載作用下 引起受彎構(gòu)件變形增大的主要原因是 A 混凝土徐變和收縮 B 鋼筋與混凝土之間的滑移 C 裂縫寬度增大 D 構(gòu)件中未設(shè)受壓鋼筋 2 是非題 每小題 1 分 共 10 分 說明 正確的選 A 錯(cuò)誤選 B 11 建筑結(jié)構(gòu)需滿足安全性 適用性和耐久性等三方面的要求 12 如果梁受拉區(qū)鋼筋較多 鋼筋需要布置為兩排 則該梁截面稱為雙筋矩形截 面 13 配置箍筋可以提高梁的抗剪承載力 防止斜壓破壞 14 矩形截面純扭構(gòu)件的第一條斜裂縫一般現(xiàn)在長邊中點(diǎn)出現(xiàn) 15 對(duì)偏心受壓構(gòu)件來說 軸壓力一定時(shí) 彎矩越大越不利 16 保護(hù)層厚度越大 構(gòu)件裂縫寬度越大 因此設(shè)計(jì)中增加保護(hù)層厚度對(duì)結(jié)構(gòu)耐 久性不利 17 無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋取殘余應(yīng)變?yōu)?0 2 時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo) 2 0 18 規(guī)范 要求受扭構(gòu)件的縱筋和箍筋配筋強(qiáng)度比 0 6 1 7 是為了防止超筋 破壞 19 對(duì)混凝土施加預(yù)應(yīng)力可提高構(gòu)件的極限承載力 20 采用預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件是因?yàn)槠胀ㄊ軓潣?gòu)件的承載力不能滿足要求 第二部分 主觀題 一 名詞解釋 每題 3 分 共 18 分 1 作用和作用效應(yīng) 2 界限相對(duì)受壓區(qū)高度 3 腹筋 4 受扭構(gòu)件計(jì)算的 t 5 穩(wěn)定系數(shù) 6 張拉控制應(yīng)力 二 簡答題 每題 5 分 共 30 分 1 鋼筋和混凝土的粘結(jié)力主要由哪幾部分組成 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素有哪些 2 鋼筋混凝土正截面受彎構(gòu)件有哪幾種破壞形態(tài) 各有什么特征 3 影響有腹筋梁受剪承載力的因素有哪些 4 純扭構(gòu)件有哪些破壞形態(tài) 破壞特征是什么 5 非對(duì)稱配筋偏心受壓構(gòu)件如何設(shè)計(jì)最經(jīng)濟(jì) 為什么 6 簡述減小鋼筋混凝土梁裂縫寬度的主要措施 三 計(jì)算題 第 1 小題 10 分 第 2 小題 12 分 共 22 分 1 已知矩形截面簡支梁 跨中彎矩設(shè)計(jì)值 M 140KN m 該梁的截面尺寸 b h 200mm 450mm 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30 鋼筋 HRB400 級(jí) 試確定該梁跨中縱 筋配筋面積 As 附 f c 14 3N mm2 f t 1 43N mm2 f y 360N mm2 1 0 1 0 518b h 0 450 45 405mm 2 某簡支梁 b h 250mm 600mm 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30 1 43N mm2 tf 14 3N mm2 箍筋采用雙肢 10HPB300 級(jí)鋼筋 cf A sv1 78 5mm2 fyv 270Mpa 承受均布荷載 剪力設(shè)計(jì)值為 382kN a s 請(qǐng)按照僅配置箍筋對(duì)構(gòu)件進(jìn)行斜截面抗剪承載力設(shè)計(jì) 已知 40sam 1 250 37 2 17 9sv ts sviyvnAfb ms20ax 附模擬題答案要點(diǎn) 客觀題答案 1 單項(xiàng)選擇 1 C 2 B 3 D 4 A 5 D 6 C 7 A 8 A 9 B 10 A 2 是非題 11 A 2 B 3 B 4 A 5 A 6 B 7 A 8 B 9 B 10 B 主觀題答案 1 名詞解釋 1 作用和作用效應(yīng) 作用是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的各種原因 作用效應(yīng) 結(jié) 構(gòu)上各種作用對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)的總稱 2 界限相對(duì)受壓區(qū)高度 受拉鋼筋屈服的同時(shí)受壓區(qū)混凝土被壓碎 即適筋梁 和超筋梁的界限破壞狀態(tài)時(shí)的相對(duì)受壓區(qū)高度 3 腹筋 箍筋和彎起鋼筋統(tǒng)稱腹筋 4 受扭構(gòu)件計(jì)算的 t 剪扭構(gòu)件混凝土強(qiáng)度降低系數(shù) 5 穩(wěn)定系數(shù) 表示因長細(xì)比較大而引起的長柱承載力降低程度的系數(shù) 6 張拉控制應(yīng)力 是指張拉鋼筋時(shí) 張拉設(shè)備的測力裝置顯示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋 橫截面面積得出的應(yīng)力值 二 簡答題 1 鋼筋和混凝土的粘結(jié)力主要由哪幾部分組成 影響粘結(jié)強(qiáng)度的因素有哪些 答 化學(xué)膠著力 摩阻力 和機(jī)械咬合力三種 影響因素有 鋼筋表面形狀 混凝土強(qiáng)度 保護(hù)層厚度 鋼筋澆筑位置 鋼筋 凈間距 橫向鋼筋和橫向壓力等 2 鋼筋混凝土正截面受彎構(gòu)件有哪幾種破壞形態(tài) 各有什么特征 答 1 適筋梁 破壞特征為受拉鋼筋首先屈服 然后受壓區(qū)混凝土被壓碎 從 鋼筋屈服到受彎構(gòu)件破壞 屈服彎矩 My 到極限彎矩 Mu 變化不大 但構(gòu)件曲 率或撓度 f 變形很大 破壞前有明顯預(yù)兆 表現(xiàn)為延性破壞 2 超筋梁 破壞特征表現(xiàn)為受壓混凝土先壓碎 受拉鋼筋未屈服 超筋梁 的破壞取決于受壓區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度 受拉鋼筋的強(qiáng)度未得到充分發(fā)揮 破 壞為沒有明顯預(yù)兆的脆性破壞 實(shí)際工程中應(yīng)避免采用 3 少筋梁 破壞特征是混凝土一開裂就破壞 梁的強(qiáng)度取決于混凝土的抗 拉強(qiáng)度 混凝土的受壓強(qiáng)度未得到充分發(fā)揮 極限彎矩很小 屬于受拉脆性破 壞特征 且承載能力低 應(yīng)用不經(jīng)濟(jì) 實(shí)際工程中應(yīng)避免采用 3 影響有腹筋梁受剪承載力的因素有哪些 答 剪跨比 混凝土強(qiáng)度 配箍率 箍筋強(qiáng)度 縱筋配筋率等 4 純扭構(gòu)件有哪些破壞形態(tài) 破壞特征是什么 答 1 少筋破壞 箍筋和縱筋數(shù)量過少時(shí) 鋼筋不足以承擔(dān)混凝土開裂后 釋放的拉應(yīng)力 一旦開裂 受扭變形迅速增大至破壞 變現(xiàn)為明顯的脆性 2 超筋破壞 縱筋和箍筋都過多時(shí) 受扭構(gòu)件在破壞前出現(xiàn)較多細(xì)而密的 螺旋形裂縫 在鋼筋屈服前混凝土先壓壞 變現(xiàn)為受壓脆性破壞 3 部分超筋破壞 箍筋和縱筋配筋比例相差過大時(shí) 會(huì)出現(xiàn)兩者中配筋率 較小的鋼筋屈服 而另一種鋼筋未達(dá)到屈服的情況 具有一定的延性 但小于 適筋構(gòu)件 4 適筋破壞 箍筋和縱筋配置都合適時(shí) 與裂縫相交的縱筋和箍筋均能達(dá) 到屈服 然后混凝土壓壞 屬于延性破壞 5 非對(duì)稱配筋偏心受壓構(gòu)件如何設(shè)計(jì)最經(jīng)濟(jì) 為什么 答 1 大偏心受壓構(gòu)件 取 原因 充分利用受壓區(qū)混凝土承受壓力 可使總0hxb 用鋼量 最少 sA 1 小偏心受壓構(gòu)件 取 原因 遠(yuǎn)離偏心壓力一側(cè)的縱向受力鋼筋不論smin 受拉還是受壓 其應(yīng)力均不能達(dá)到屈服強(qiáng)度 因此取其等于最小配筋梁一般最為經(jīng)濟(jì) 6 簡述減小鋼筋混凝土梁裂縫寬度的主要措施 答 1 減小鋼筋直徑 2 提高混凝土強(qiáng)度 3 增減配筋率或配筋面積 4 采用變形鋼筋 5 采用預(yù)應(yīng)力 三 計(jì)算題 1 解 1 計(jì)算 x 并判斷是否超筋 mhmbfMhbc 79 204518 086 14720 不屬于超筋 2 計(jì)算 As 并判斷是否少筋 02 18 45 0min ytf min i0 45 0 16 2tyf 取 2min 1 m18045 7 sycs AfbxA 不屬于少筋 因此 縱向受力鋼筋面積 As 取 1174mm2 滿足適筋梁要求 2 解 1 計(jì)算截面有效高度 560mm4060 h 2 驗(yàn)算截面尺寸 560mm 1 00w42 bhwc 0 25 1 0 14 3 250 560 5 2513506cfb 500500N 500 5kN 382kNV 截面尺寸滿足要求 3 驗(yàn)算是否需要計(jì)算配箍 0 7 1 0 1 43 250 5600 7 1 432506tfbh 140140N 140 14kN2 時(shí) 板主要沿短跨方向受彎 設(shè)計(jì)中可僅考慮短邊方向受 彎 長邊可僅按構(gòu)造處理的板 4 雙向板 當(dāng) l2 l1 2 時(shí) 沿板長邊傳遞的荷載以及長跨方向的彎矩均不能忽略 設(shè)計(jì)中需考慮雙向受彎的板 5 塑性內(nèi)力重分布 由于超靜定結(jié)構(gòu)的塑性變形而使結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分布的現(xiàn)象 二 簡答題 1 鋼筋混凝土正截面受彎構(gòu)件有哪幾種破壞形態(tài) 各有什么特征 答 1 適筋梁 破壞特征為受拉鋼筋首先屈服 然后受壓區(qū)混凝土被壓碎 從 鋼筋屈服到受彎構(gòu)件破壞 屈服彎矩 My 到極限彎矩 Mu 變化不大 但構(gòu)件曲率 或撓度 f 變形很大 破壞前有明顯預(yù)兆 表現(xiàn)為延性破壞 2 超筋梁 破壞特征表現(xiàn)為受壓混凝土先壓碎 受拉鋼筋未屈服 超筋梁 的破壞取決于受壓區(qū)混凝土的抗壓強(qiáng)度 受拉鋼筋的強(qiáng)度未得到充分發(fā)揮 破 壞為沒有明顯預(yù)兆的脆性破壞 實(shí)際工程中應(yīng)避免采用 3 少筋梁 破壞特征是混凝土一開裂就破壞 梁的強(qiáng)度取決于混凝土的抗 拉強(qiáng)度 混凝土的受壓強(qiáng)度未得到充分發(fā)揮 極限彎矩很小 屬于受拉脆性破 壞特征 且承載能力低 應(yīng)用不經(jīng)濟(jì) 實(shí)際工程中應(yīng)避免采用 2 簡述鋼筋混凝土塑性鉸的特點(diǎn) 答 A 僅沿彎矩方向轉(zhuǎn)動(dòng) B 轉(zhuǎn)動(dòng)能力有限 C 能承擔(dān)一定彎矩 Mu D 形成塑性變形區(qū)域 3 正截面承載力計(jì)算的基本假定 答 1 截面保持平面 2 不考慮混凝土的抗拉強(qiáng)度 3 采用簡 化的混凝土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線 4 縱向鋼筋的應(yīng)力等于鋼筋應(yīng)變與起彈性模 量的乘積 但絕對(duì)值不大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 4 簡述適筋梁破壞三個(gè)階段的受力特點(diǎn)及其與計(jì)算的聯(lián)系 答 1 第 I 階段 彈性工作階段 其階段末 Ia 為抗裂驗(yàn)算的依據(jù) 2 第 II 階段 帶裂縫工作階段 為裂縫跨度和撓度計(jì)算依據(jù) 3 第 III 階段 破壞階段 其階段末 IIIa 為承載力計(jì)算依據(jù) 5 什么情況下可以采用雙筋截面梁 配置受壓鋼筋有何有利作用 答 1 梁承受的彎矩很大 構(gòu)件截面尺寸和材料受使用和施工限制不 能增加 同時(shí)計(jì)算無法滿足單筋截面最大配筋率限制條件而出現(xiàn)超筋梁 2 不同荷載組合下 截面承受正 負(fù)彎矩作用時(shí) 配置受壓鋼筋有利于提高截面的延性 三 計(jì)算題 1 已知矩形截面簡支梁 跨中彎矩設(shè)計(jì)值 M 140KN m 該梁的截面尺寸 b h 200mm 450mm 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30 鋼筋 HRB400 級(jí) 試確定該梁跨中縱 筋配筋面積 As 附 f c 14 3N mm2 f t 1 43N mm2 f y 360N mm2 1 0 1 0 518b h 0 450 45 405mm 解 1 計(jì)算 x 并判斷是否超筋 mhmbfMhbc 79 204518 086 14720 不屬于超筋 2 計(jì)算 As 并判斷是否少筋 02 18 45 0min ytf min i0 45 0 16 2tyf 取 2min 1 m18045 7 sycs AfbxA 不屬于少筋 因此 縱向受力鋼筋面積 As 取 1174mm2 滿足適筋梁要求 2 某鋼筋混凝土矩形截面梁 混凝土保護(hù)層厚為 25mm 二 a 類環(huán)境 b 250mm h 500mm 承受彎矩設(shè)計(jì)值 M 160KN m 采用 C20 級(jí)混凝土 HRB400 級(jí)鋼筋 箍筋直徑為 8mm 截面配筋如圖所示 As 為 1256mm2 復(fù)核 該截面是否安全 已知 f c 9 6N mm2 f t 1 1N mm2 f y 360N mm2 1 0 1 0 518b h 0 455mm 解 1 計(jì)算配筋率 min0 45 1 360 14tyf min 02 2sAbh 故不屬于少筋破壞 2 計(jì)算受壓區(qū)高度 03601258 4 5184235 699 ys bcfx hmb 3 計(jì)算受彎承載力 0 36125 10uysMfAh KNMKN 故承載力滿足要求 該截面安全 模塊三答案要點(diǎn) 一 名詞解釋 1 抵抗彎矩圖 按截面實(shí)有縱筋的面積計(jì)算截面實(shí)際能夠抵抗彎矩的圖形 2 腹筋 箍筋和彎起鋼筋統(tǒng)稱腹筋 3 無腹筋梁 僅有縱筋而未配置腹筋的梁稱為無腹筋梁 4 配箍率 箍筋截面面積與相應(yīng)混凝土面積的比值 即 bsAv 5 剪跨比 指剪彎區(qū)段某垂直截面彎矩相對(duì)于剪力和有效高度的比值 即 對(duì)于集中荷載簡支梁 可簡化為 0VhM 0haVM 二 簡答題 1 鋼筋混凝土斜截面受剪有哪幾種破壞形態(tài) 各有什么特征 答 斜拉破壞 若剪跨比 過大 3 或配箍率 太小 斜裂縫一出現(xiàn) sv 與斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力就很快達(dá)到屈服 箍筋不再限制斜裂縫的開展 構(gòu)件 斜向拉裂為兩部分而破壞 具有很明顯的脆性 剪壓破壞 構(gòu)件箍筋適量 且剪跨比適中 1 3 臨近破壞時(shí)在剪彎 段受拉區(qū)出現(xiàn)一條臨界斜裂縫 箍筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度 最后剪壓區(qū)的剪應(yīng)力 和壓應(yīng)力迅速增加而壓碎 屬于脆性破壞 斜壓破壞 箍筋過多或梁 很小時(shí) 一般小于 1 梁的彎剪段腹部混凝土 被一系列近乎平行的斜裂縫分割成許多傾斜的受壓體 在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同 作用下混凝土被壓碎導(dǎo)致 箍筋未屈服 屬脆性破壞 2 影響無腹筋梁受剪承載力的因素有哪些 答 剪跨比 混凝土強(qiáng)度 縱筋配筋率 尺寸效應(yīng) 截面形狀等 3 影響有腹筋梁受剪承載力的因素有哪些 答 剪跨比 混凝土強(qiáng)度 配箍率 箍筋強(qiáng)度 縱筋配筋率等 4 箍筋的作用有哪些 答 1 斜裂縫出現(xiàn)后 斜裂縫間的拉應(yīng)力由箍筋承擔(dān) 增強(qiáng)了梁的剪力傳 遞能力 2 箍筋限制了斜裂縫的發(fā)展 增加了剪壓區(qū)的面積 3 減少斜裂縫寬度 提高裂縫間的骨料咬合力 4 增強(qiáng)了縱筋的銷栓作用 5 提高了構(gòu)件斜截面的受彎能力 5 縱筋彎起需滿足什么條件 答 1 正截面受彎承載力 2 斜截面受彎承載力 3 斜截面受剪承載力和構(gòu)造要求 三 計(jì)算題 某簡支梁 b h 250mm 600mm 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30 1 43N mm2 tf 14 3N mm2 箍筋采用雙肢 10HPB300 級(jí)鋼筋 cf A sv1 78 5mm2 fyv 270Mpa 承受均布荷載 剪力設(shè)計(jì)值為 382kN a s 請(qǐng)按照僅配置箍筋對(duì)構(gòu)件進(jìn)行斜截面抗剪承載力設(shè)計(jì) 已知 40sam 1 250 37 17 9sv ts viyvnAb f ms0ax 解 1 計(jì)算截面有效高度 560mm460 h 2 驗(yàn)算截面尺寸 560mm 1 00w 42 bhwc 0 25 1 0 14 3 250 560 5 2513506cfb 500500N 500 5kN 382kNV 截面尺寸滿足要求 3 驗(yàn)算是否需要計(jì)算配箍 0 7 1 0 1 43 250 5600 7 1 432506tfbh 140140N 140 14kN1 取 1 10812 73mC nsmc 1 108 340 376 72 KN m 075430 nsMkN 3 判別大小偏心受壓 0 518bcbhf 437 05643 101 maxs827 4 0 4 求 及sA meai2890 maeshi549 2 因此 10 csysxNfbA 5 選配鋼筋 每邊選 3 20 HRB400 級(jí) A s 942mm2 全部縱向鋼筋的配筋率符合要求 模塊六答案要點(diǎn) 一 名詞解釋 1 最小剛度原則 為簡化計(jì)算 計(jì)算構(gòu)件撓度時(shí)區(qū)同號(hào)彎矩區(qū)段內(nèi)彎矩最大截 面的彎曲剛度作為該區(qū)段的彎曲剛度 這種處理方法所得的彎曲剛度最小 稱 為最小剛度原則 2 預(yù)應(yīng)力混凝土 正常受荷前預(yù)先對(duì)混凝土受拉區(qū)施加壓應(yīng)力以改善其在使用 M6 1 30 2min24808340567 24567 23 4910 bh 荷載作用下混凝土抗拉性能的結(jié)構(gòu)稱為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) 3 張拉控制應(yīng)力 是指張拉鋼筋時(shí) 張拉設(shè)備的測力裝置顯示的總張拉力除以 預(yù)應(yīng)力鋼筋橫截面面積得出的應(yīng)力值 3 耐久性 正常維護(hù)的條件下 在預(yù)定的設(shè)計(jì)年限內(nèi) 在指定的工作環(huán)境中保 證結(jié)構(gòu)滿足既定的功能要求 二 簡答題 1 混凝土結(jié)構(gòu)常見的引起耐久性問題的原因有哪些 混凝土碳化 鋼筋的銹蝕 混凝土的凍融破壞 混凝土堿集料反應(yīng) 侵蝕性 介質(zhì)腐蝕 2 簡述減小鋼筋混凝土梁裂縫寬度的主要措施 共 4 分 1 減小鋼筋直徑 2 提高混凝土強(qiáng)度 3 增減配筋率或配筋面積 4 采用變形鋼筋 5 采用預(yù)應(yīng)力 3 影響混凝土耐久性主要因素 1 內(nèi)部因素 混凝土強(qiáng)度 密實(shí)性和滲透性 保護(hù)層厚度 水泥品種 強(qiáng) 度和用量 水膠比及外加劑 氯離子及堿含量 2 外部因素 環(huán)境溫度 濕度 二氧化碳含量以及侵蝕性介質(zhì) 4 混凝土結(jié)構(gòu)為什么要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 包括哪些內(nèi)容 為滿足結(jié)構(gòu)的正常使用功能和耐久性要求 包括 裂縫控制驗(yàn)算 變形驗(yàn)算 一級(jí)保證結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施 等 5 裂縫產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生的原因 荷載效應(yīng) 附加變形或約束 砼碳化 砼收縮和溫度變形 鋼筋銹脹等 6 增大剛度或減小撓度的措施有哪些 增大構(gòu)件截面 增加受壓鋼筋面積 采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件等 7 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求是什么 1 高強(qiáng)度 2 與混凝土間有足夠的粘結(jié)性能 3 良好的加工性能 4 一定的塑性 8 何為張拉控制應(yīng)力 張拉控制應(yīng)力為什么不能過低也不能過高 張拉鋼筋時(shí) 張拉設(shè)備的測力裝置顯示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋橫截面 面積得出的應(yīng)力值 不能過高原因 1 個(gè)別預(yù)應(yīng)力鋼筋可能拉斷 2 施工過程中可能引 起構(gòu)件某些部位 預(yù)拉區(qū) 出現(xiàn)拉應(yīng)力 甚至開裂 還可能造成后張法構(gòu)件端 部混凝土產(chǎn)生局部受壓破壞 3 構(gòu)件開裂荷載可能接近構(gòu)件破壞荷載 構(gòu)件一旦開裂 很快就臨近破壞 表現(xiàn)為沒有明顯預(yù)兆的脆性破壞特性 不能過低原因 取值太低 預(yù)壓作用效果不好 預(yù)應(yīng)力筋不能充分發(fā)揮作 用