結(jié)構(gòu)設(shè)計原理練習冊 習 題 一 一 、 填 空 題 1 .混 凝 土 是 一 種 抗 壓 強 度 （ 高 ） ， 而 抗 拉 強 度 （ 很 低 ） 的 材 料 。 2 .在 一 般 溫 度 的 范 圍 內(nèi) ， 鋼 筋 與 混 凝 土 的 線 膨 脹 系 數(shù) 基 本 相 同 ， 鋼 的 膨 脹 系 數(shù) 為 （ 1 .2 x 1 0 -5 ） ， 而 混 凝 土 的 膨 脹 系 數(shù) 為 （ 1 .0 1 .4 x 1 0 -5 ） 。3 .為 了 不 使 鋼 筋 銹 蝕 。 故 設(shè) （ 保 護 層 ） 。 4 .在 鋼 筋 混 凝 土 的 理 論 計 算 方 面 ， 首 先 是 按 （ 容 許 應(yīng) 力 法 ） 計 算 ， 但 這種 方 法 不 反 映 鋼 筋 混 凝 土 破 壞 前 的 實 際 情 況 。 五 十 年 代 開 始 采 用 更 為 合 理 的（ 破 壞 階 段 法 ） 。 5 .混 凝 土 的 抗 壓 強 度 有 三 種 ： （ 立 方 體 強 度 ） 、 （ 棱 柱 體 抗 壓 強 度 ） 和（ 局 部 承 壓 強 度 ） 6 .混 凝 土 強 度 的 基 本 指 標 是 （ 立 方 體 強 度 ） 。7 .“4 0 0 號 混 凝 土 ”， 其 中 “4 0 0 ”的 含 義 是 （ 在 標 準 條 件 下 ， 混 凝 土 在 壓 力 機 下 壓 至 破 壞 所 得 的 極 限 強 度 為 4 0 0 k g /cm2 ） 。8 .（ 棱 柱 體 抗 壓 強 度 ） 是 軸 心 受 壓 構(gòu) 件 中 混 凝 土 強 度 指 標 。 9 .局 部 承 壓 強 度 一 般 （ 大 于 ） 混 凝 土 表 面 均 勻 受 壓 時 的 強 度 。1 0 .在 我 國 的 橋 規(guī) 中 規(guī) 定 ： R a （ 0 .6 7 ） R.1 1 .在 我 國 的 規(guī) 范 中 ， 混 凝 土 的 抗 拉 強 度 與 混 凝 土 的 立 方 強 度 之 間 的 關(guān) 系 為 （ ） 。1 2 .在 混 凝 土 的 疲 勞 強 度 的 研 究 中 ， 是 指 （ 最 小 壓 應(yīng) 力 與 最 大 壓 應(yīng) 力 之 比 ） 。1 3 .在 混 凝 土 的 疲 勞 強 度 的 研 究 中 ， N是 指 （ 重 復(fù) 加 載 次 數(shù) ） 。 1 4 .一 般 工 程 中 ， 混 凝 土 的 疲 勞 強 度 取 （ 0 .5 Ra） ， 而 鐵 路 橋 梁 設(shè) 計 中 ， 混 凝 土 抗 壓 強 度 的 安 全 系 數(shù) 取 （ 2 .5 ） ， 故 鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 一 般 不作 混 凝 土 強 度 檢 算 。 1 5 .混 凝 土 在 受 力 后 的 變 形 有 （ 彈 性 變 形 ） 和 （ 塑 性 變 形 ） 。1 6 .從 混 凝 土 應(yīng) 力 應(yīng) 變 圖 上 分 析 ， 混 凝 土 的 彈 性 模 量 可 分 為 （ 瞬 時 彈 性 模 量 ） 和 （ 割 線 模 量 ） 。 橋 規(guī) 中 所 取 用 的 模 量 為 （ 割 線 模 量 ） 。1 7 .軸 心 受 壓 構(gòu) 件 ， 其 最 大 壓 應(yīng) 變 取 為 （ 0 .0 0 2 ） 。 1 8 .鐵 路 橋 梁 中 所 用 的 鋼 筋 是 （ A3 ） 、 （ A5 ） 和 （ T2 0 Mn SI） 。 1 9 .在 鋼 筋 圖 上 ， 屈 服 臺 階 是 指 （ 變 形 增 大 而 應(yīng) 力 不 變 的 一 個 過程 ） 。 20.鋼 筋 的 容 許 應(yīng) 力 或 計 算 強 度 的 主 要 依 據(jù) 是 （ 屈 服 極 限 ） 。21.一 般 情 況 下 ， 鋼 筋 的 極 限 強 度 大 于 屈 服 點 （ 1.5） 倍 。 22.混 凝 土 的 黏 結(jié) 力 主 要 由 （ 摩 擦 力 ） 、 （ 膠 著 力 ） 和 （ 咬 合 力 ） 。23.因 為 混 凝 土 與 鋼 筋 之 間 的 膠 著 力 和 摩 擦 力 無 法 顯 著 提 高 ， 故 提 高 黏 結(jié) 力 的 主 要 途 徑 應(yīng) 是 （ 采 用 變 形 鋼 筋 ） 。 二 、 名 詞 解 釋 1.鋼 筋 混 凝 土 ： 在 混 凝 土 中 加 鋼 筋 的 結(jié) 構(gòu) 或 構(gòu) 件 。 2.立 方 體 強 度 ： 標 準 立 方 體 試 件 在 標 準 條 件 下 ,養(yǎng) 護 一 定 時 間 后 ,在 壓 力 機 上 壓 至 破 壞 時 的 強 度 極 限 。 3.混 凝 土 的 標 號 ： 當 立 方 體 強 度 以 kg/cm2計 時 ,該 立 方 體 強 度 即 為 混 凝 土 標 號 。 4.棱 柱 體 抗 壓 強 度 ： 是 指 標 準 棱 柱 體 試 件 (一 般 截 面 為 15x15cm或 10 x10cm而 高 寬 比 為 3或 4)進 行 抗 壓 強 度 試 驗 得 出 的 強 度 的 指 標 值 。 5.混 凝 土 的 疲 勞 強 度 ： 在 多 次 重 復(fù) 荷 載 作 用 下 ,引 起 混 凝 土 破 壞 的 最 大 壓 應(yīng) 力 值 極 為 循 環(huán) 次 數(shù) 對 應(yīng) 的 混 凝 土 的 疲 勞 強 度 。 6.混 凝 土 的 變 形 模 量 ： 混 凝 土 的 割 線 模 量 即 變 形 模 量 。 7 .混 凝 土 的 徐 變 ： 混 凝 土 在 長 期 荷 載 作 用 下 ,其 變 形 隨 時 間 延 長 而 增 大 ,這 種 現(xiàn) 象 成 為 徐 變 。 8 .混 凝 土 的 收 縮 ： 不 受 荷 載 作 用 的 混 凝 土 在 空 氣 中 結(jié) 硬 時 ,其 體 積 會 變 小 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 徐 變 .。 9 .混 凝 土 的 時 效 ： 鋼 筋 張 拉 超 過 屈 服 點 后 ,擱 置 一 段 時 間 ,其 屈 服 點 及 極 限 強 度 都 有 所 提 高 ,這 種 現(xiàn) 象 稱 為 徐 變 .。 1 0 .協(xié) 定 屈 服 點 ： 冷 拔 鋼 絲 沒 有 明 顯 的 屈 服 點 ,通 常 根 據(jù) 應(yīng) 力 應(yīng) 變 曲 線 定 出 殘 余 應(yīng) 變 為 0 .2 %的 卸 載 應(yīng) 力 作 為 其 協(xié) 定 屈 服 點 .。 三 、 選 擇 題 1 .下 列 說 法 正 確 的 是 （ a ） 。a.鋼 筋 和 混 凝 土 共 同 工 作 的 必 要 條 件 是 它 們 之 間 具 有 強 大 的 黏 結(jié) 力b .混 凝 土 在 豎 向 荷 載 作 用 下 ， 下 翼 緣 受 壓 c.鋼 筋 和 混 凝 土 共 同 工 作 的 必 要 條 件 是 它 們 具 有 相 同 的 線 膨 脹 系數(shù) d .鋼 筋 混 凝 土 的 抗 壓 與 抗 剪 的 強 度 相 同 。2 .在 鋼 筋 混 凝 土 設(shè) 計 理 論 方 面 ， 最 先 進 的 理 論 是 （ a ） 。 a.容 許 應(yīng) 力 法 b .破 壞 階 段 法 c.極 限 狀 態(tài) 法 d .以 上 均 不 對 3 .鋼 筋 混 凝 土 在 工 程 中 ， 主 要 用 來 承 受 （ a ） 。 a.受 壓 b .受 剪 c.受 拉 d .以 上 均 不 對4 .下 列 各 指 標 哪 一 個 最 大 （ a、 c ） 。 a.立 方 強 度 R b .棱 柱 體 抗 壓 強 度 Ra c.局 部 承 壓 強 度 Ra1 d .混 凝 土 的 疲 勞 強 度 5 .在 鋼 筋 混 凝 土 設(shè) 計 中 ， 不 必 進 行 疲 勞 檢 算 的 原 因 是 （ a ） 。a.疲 勞 強 度 大 于 混 凝 土 的 容 許 應(yīng) 力 b .混 凝 土 的 疲 勞 強 度 大 于 立 方 體 的 強 度c.混 凝 土 的 疲 勞 強 度 小 于 混 凝 土 的 容 許 應(yīng) 力 d .混 凝 土 的 疲 勞 強 度 大 于 混 凝 土 的 棱 柱 體 強 度6 .下 列 關(guān) 于 混 凝 土 彈 性 模 量 的 敘 述 正 確 的 是 （ c ） 。 a.混 凝 土 是 絕 對 的 彈 性 體 b .混 凝 土 受 力 后 的 變 形 是 有 彈 性 變 形 和 塑 性 變 形c.橋 規(guī) 中 的 彈 性 模 量 為 應(yīng) 力 0 .5 R a時 的 彈 性 模 量d .混 凝 土 的 切 線 模 量 小 于 割 線 模 量 7 .鋼 筋 混 凝 土 軸 心 受 壓 構(gòu) 件 由 于 混 凝 土 的 徐 變 所 產(chǎn) 生 的 影 響 是 （ a ） 。a.鋼 筋 的 應(yīng) 力 增 大 ， 而 混 凝 土 的 應(yīng) 力 會 減 小 b .鋼 筋 的 應(yīng) 力 減 小 ， 而 混 凝 土 的 應(yīng) 力 會 增 大c.鋼 筋 的 應(yīng) 力 增 大 ， 而 混 凝 土 的 應(yīng) 力 會 增 大 d .鋼 筋 的 應(yīng) 力 減 小 ， 而 混 凝 土 的 應(yīng) 力 會 減 小8 .在 分 析 混 凝 土 的 軸 心 受 壓 構(gòu) 件 時 ， 其 極 限 壓 應(yīng) 變 為 （ a ） 。 a.0 .0 0 2 b .0 .0 2 c.0 .2 d .0 .0 0 0 2 9 .對 于 混 凝 土 的 黏 結(jié) 力 ， 下 列 哪 一 項 最 容 易 增 大 （ c ） 。 a.摩 擦 力 b .膠 著 力 c.咬 合 力 d .剪 力1 0 .下 列 關(guān) 于 鋼 筋 曲 線 圖 的 敘 說 正 確 的 是 （ d ） 。 a.橋 梁 用 鋼 的 比 例 極 限 與 屈 服 極 限 差 別 很 大b.屈 服 臺 階 的 含 義 是 應(yīng) 力 增 大 ， 應(yīng) 變 也 增 大 c.橋 梁 用 鋼 的 屈 服 極 限 與 強 度 極 限 很 接 近d.橋 梁 用 鋼 在 越 出 屈 服 臺 階 之 后 ， 鋼 筋 的 塑 性 變 形 已 經(jīng) 越 過 構(gòu) 件 正 常 使 用 的 限 度 。 四 、 判 斷 題 1.鋼 筋 冷 拉 后 ， 放 置 一 段 時 間 ， 其 屈 服 點 和 極 限 強 度 都 有 所 提 高 。（ ） 2.冷 拔 鋼 絲 沒 有 明 顯 的 屈 服 點 ， 通 常 根 據(jù) 其 - 曲 線 定 出 殘 余 應(yīng) 變?yōu)?0.2%的 卸 載 應(yīng) 力 。 （ ） 3.水 泥 用 量 越 多 ， 混 凝 土 的 徐 變 就 越 小 。 （ ）4.混 凝 土 的 收 縮 與 線 膨 脹 系 數(shù) 相 等 。 （ ） 5.混 凝 土 的 切 線 模 量 大 于 割 線 模 量 。 （ ）6.混 凝 土 的 彈 性 模 量 隨 應(yīng) 力 增 大 而 增 大 。 （ ） 7.在 橋 梁 設(shè) 計 中 ， 混 凝 土 的 抗 壓 強 度 安 全 系 數(shù) 采 用 2.5（ ）8.混 凝 土 的 彈 性 模 量 是 指 切 線 模 量 。 （ ） 9.混 凝 土 的 抗 剪 強 度 大 于 其 抗 拉 強 度 。 （ ） 五 、 簡 答 題 1.簡 述 混 凝 土 設(shè) 計 理 論 的 發(fā) 展 史 ？ 答 :首 先 采 用 容 許 應(yīng) 力 法 ,但 不 能 反 映 混 凝 土 破 壞 前 的 應(yīng) 力 狀 態(tài) ,故 出 現(xiàn) 破 壞 階 段 法 ,到 五 十 年 代 又 改 為 更 為 合 理 的 極 限 狀 態(tài) 法 ,現(xiàn) 在 一 些 國 家 開 始 采 用 實 效 概 率 原 理 來 分 析 結(jié) 構(gòu) 的 可 靠 度 ,我 國 亦 按 此 方 向 改 進 自 己 的 鋼 筋 混 凝 土 設(shè) 計 規(guī) 范 。2.混 凝 土 有 哪 些 優(yōu) 缺 點 ？ 答 :優(yōu) 點 ：(1) 材 料 經(jīng) 濟 。 (2) 耐 火 性 。(3) 耐 久 性 。 (4) 較 好 地 滿 足 使 用 要 求 。(5) 可 塑 性 好 。 缺 點 ：(1) 自 重 大 。 (2) 需 用 一 定 數(shù) 量 的 木 材 和 鋼 筋 。(3) 檢 查 ,加 固 和 拆 遷 比 較 困 難 。 3.用 圖 表 示 局 部 承 壓 計 算 公 式 中 A的 計 算 方 法 。 答 :見 教 材 ,四 .鋼 筋 混 凝 土 材 料 的 力 學 性 能 (3)局 部 承 壓 強 度R a-1 4.說 明 混 凝 土 的 黏 結(jié) 力 有 哪 些 力 組 成 ？ 具 體 內(nèi) 容 如 何 ？ 答 :摩 擦 力 ,膠 著 力 和 咬 合 力 。 混 凝 土 收 縮 緊 握 鋼 筋 ,有 相 對 滑 動 趨 勢 時 便 有 摩 擦 力 阻 止 滑 動 膠 著 力 是 水 泥 獎 的 膠 粘 性 所 提 供 。 咬 合 力 是 由 鋼 筋 表 面 的 凹 凸 不 平 所 產(chǎn) 生 。 5.混 凝 土 徐 變 的 主 要 因 素 有 哪 些 ？ 答 :主 要 有 :應(yīng) 力 越 大 徐 變 越 大 ,硬 化 初 期 徐 變 量 大 ,后 期 小 ,水 泥 用 量 大 ,徐 變 大 ,用 水 量 大 ,徐 變 量 大 ,硬 化 時 濕 度 小 ,則 徐 變 大 。6.在 工 程 中 ， 為 什 么 不 以 強 度 極 限 作 為 計 算 的 依 據(jù) ？ 答 :實 際 上 ,普 通 鋼 筋 的 極 限 強 度 大 于 屈 服 強 度 的 1.5倍 ,但 越 出 屈服 臺 階 之 后 ,鋼 筋 的 塑 性 變 形 已 超 過 結(jié) 構(gòu) 正 常 使 用 要 求 所 容 許 的 限 度 ,在 工程 實 踐 中 只 能 把 強 化 階 段 ,看 做 額 外 的 安 全 儲 備 。 練 習 二 一 、 填 空 題 1.梁 的 主 要 截 面 形 式 有 （ 矩 形 ） .（ T形 ） 和 （ 形 ） 等 . 2.梁 通 常 只 在 其 受 拉 區(qū) 配 置 縱 向 受 力 鋼 筋 ， 稱 為 （ 單 筋 梁 ） 。3.有 時 因 梁 高 受 限 制 ， 在 受 壓 區(qū) 亦 配 置 縱 向 受 力 筋 ， 則 稱 為 （ 雙 筋 梁 ） 。4.鋼 筋 混 凝 土 梁 內(nèi) 的 配 筋 有 （ 縱 向 受 力 鋼 筋 ） .（ 箍 筋 ） （ 斜 筋 ） 和 （ 架 立 筋 ） 。5.縱 向 受 力 筋 主 要 承 受 （ 彎 矩 引 起 的 拉 應(yīng) 力 ） 。 箍 筋 主 要 承 受 （ 剪 力 引 起 的 主 拉 應(yīng) 力 ） 。 斜 筋 主 要 承 受 （ 主 拉 應(yīng) 力 ） 。6.鐵 路 橋 梁 道 碴 槽 板 的 受 力 綱 筋 的 最 小 直 徑 為 （ 10） mm。 7.道 碴 槽 板 的 寬 度 很 大 ， 為 方 便 起 見 ， 通 常 取 （ 1） m寬 進 行 計 算 。8.鋼 筋 混 凝 土 梁 的 分 布 鋼 筋 的 主 要 作 用 是 （ 將 荷 載 分 布 傳 遞 給 鋼 筋 ; 分 擔 混 凝 土 收 縮 和 溫 度 變 化 引 起 的 拉 應(yīng) 力 ;固 定 受 力 鋼 筋 的 位置 ） 。 9.箍 筋 最 小 保 護 層 的 厚 度 為 （ 15） mm.10.為 了 研 究 的 方 便 ， 人 為 地 將 鋼 筋 混 凝 土 從 加 載 直 至 破 壞 分 為 （ 階 段 ） （ 階 段 a） （ 階 段 ） 和 （ 階 段 ） 四 個 階 段 。 11.在 階 段 （ 階 段 ） 中 鋼 筋 及 混 凝 土 均 彈 性 地 工 作 著 。12.階 段 I a， 即 （ 混 凝 土 開 裂 的 臨 界 狀 態(tài) ） ， 此 時 鋼 筋 的 應(yīng) 力 仍 很小 ， 此 階 段 是 （ 抗 裂 性 ） 計 算 的 基 礎(chǔ) 。 14.在 階 段 中 ， 受 拉 區(qū) 的 混 凝 土 已 退 出 工 作 ， 鋼 筋 的 應(yīng) 力 亦 未 達 到 強 度 的 極 限 ，此 階 段 是 （ 容 許 應(yīng) 力 法 計 算 的 基 礎(chǔ) ） 計 算 的 基 礎(chǔ) 。 15.在 階 段 中 ， 鋼 筋 應(yīng) 力 達 到 其 屈 服 強 度 ， 受 壓 區(qū) 的 混 凝 土 首 先 被壓 壞 ， 此 階 段 是 （ 破 壞 階 段 法 和 極 限 狀 態(tài) 法 ） 的 基 礎(chǔ) 。 16.鋼 筋 混 凝 土 梁 在 破 壞 前 有 較 大 的 變 形 ， 破 壞 過 程 比 較 緩 慢 ， 這 種 破 壞 稱 為 （ 塑性 破 壞 ） 。 17.按 容 許 應(yīng) 力 法 計 算 的 最 重 要 的 公 式 為 （ max= ） 。 18. 在 數(shù) 值 上 等 于 （ 屈 服 強 度 除 以 安 全 系 數(shù) ） 。 19.鋼 筋 混 凝 土 受 彎 構(gòu) 件 按 容 許 應(yīng) 力 法 計 算 的 理 論 ， 以 （ 階 段 ） 為 依 據(jù) ， 而 以 （ 三個 基 本 假 定 為 基 礎(chǔ) ） 為 基 礎(chǔ) 。 20.根 據(jù) 平 截 面 的 假 定 ， 平 行 于 中 性 軸 的 各 縱 向 纖 維 的 變 形 與 其 到 中性 軸 的 距 離 成 （ 正 比 ） 。 21.按 彈 性 體 的 假 定 ， 可 得 g （ Eg g） ， 而 h （ Eh h） 。 22.鋼 筋 混 凝 土 單 筋 矩 形 截 面 梁 在 計 算 中 可 遇 到 兩 大 類 問 題 ， 即 （ 復(fù) 核 問 題 ） 和 （ 設(shè) 計 問 題 ） 。 23.若 用 S L表 示 受 拉 區(qū) 對 中 性 軸 的 面 積 距 ， 而 用 Sa表 示 受 壓 區(qū) 對 中 性 軸的 面 積 距 ， 則 S L和 Sa應(yīng) 滿 足 的 關(guān) 系 式 應(yīng) 是 （ SL=Sa） 。 24. 為 （ 相 對 受 壓 區(qū) 高 度 ） ， 其 值 與 （ 配 筋 率 和 鋼 筋 與 混 凝 土 的 彈 性 模 量 之 比 ） 有關(guān) 。 25.受 彎 構(gòu) 件 裂 縫 的 主 要 形 式 有 （ 受 拉 翼 緣 裂 縫 ） （ 斜 裂 縫 ） 和 （ 腹板 豎 直 裂 縫 ） 。 26.鋼 筋 混 凝 土 構(gòu) 件 中 產(chǎn) 生 裂 紋 的 根 本 原 因 是 （ 混 凝 土 本 身 抗 拉 強 度極 低 ） 。 27.在 受 彎 構(gòu) 件 的 應(yīng) 力 階 段 a中 ： 受 拉 鋼 筋 的 應(yīng) 力 大 約 為 （ 30） Mpa. 28.在 一 般 情 況 下 ， 鋼 筋 混 凝 土 構(gòu) 件 裂 縫 寬 度 應(yīng) 限 制 在 （ 0.2 0.3）mm. 29.鋼 筋 混 凝 土 構(gòu) 件 裂 縫 計 算 的 理 論 有 三 種 ： 即 （ 滑 移 理 論 ） .（ 無 滑移 理 論 ） 和 （ 一 般 裂 縫 理 論 ） 。 30.裂 縫 寬 度 的 計 算 方 法 有 兩 種 ： （ 半 理 論 半 經(jīng) 驗 公 式 ） 和 （ 經(jīng) 驗 性的 計 算 寬 度 公 式 ） 。 二 、 簡 答 題 1.混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 保 護 層 有 什 么 規(guī) 定 ？ 答 ： 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 的 凈 保 護 層 不 得 小 于 30mm， 也 不 得 大 于 50mm， 但 板 的 高 度小 于 300mm時 ， 保 護 層 厚 度 可 減 為 20mm， 箍 筋 的 保 護 層 厚 度 不 得 小 于 15mm. 2.板 內(nèi) 分 布 鋼 筋 的 作 用 是 什 么 ？ 答 (1) 將 荷 載 分 布 傳 遞 給 鋼 筋 ;(2)分 擔 混 凝 土 收 縮 和 溫 度 變 化 引 起 的 拉 應(yīng) 力 ;(3)固 定 受 力 鋼 筋 的 位 置 。 3.鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 按 容 許 應(yīng) 力 法 計 算 的 基 本 假 定 是 什 么 ？ 答 (1)平 截 面 假 定 。 (2)彈 性 體 假 定 。 (3)受 拉 區(qū) 混 凝 土 不 參 加 工 作 。 4.繪 出 鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 按 容 許 應(yīng) 力 法 計 算 的 應(yīng) 力 圖 形 。 答 : h hM 中 心 軸 5.推 導 等 高 度 梁 ： 0 ； 并 繪 出 必 要 的 圖 形 。 答 :見 教 材 ,第 二 節(jié) ,抗 剪 強 度 計 算 ,1.等 高 度 截 面 梁 。 6.按 橋 規(guī) 規(guī) 定 如 何 配 置 鋼 筋 混 凝 土 梁 的 腹 筋 ？ 答 :(1)梁 中 最 大 zl值 超 過 zl-1。 增 大 混 凝 土 截 面 ， 或 提 高 混 凝 土 標號 ， 增 大 zl-1. (2) 梁 中 最 大 zL值 小 于 zl-2,按 構(gòu) 造 要 求 設(shè) 置 一 定 數(shù) 量 的 腹 筋 . zl-2稱 為 無 箍 筋 及 斜 筋 時 ,主 拉 應(yīng) 力 最 大 容 許 應(yīng) 力 值 。 (3) 計 算 的 ZL最 大 值 小 于 zl-1但 大 于 zl-2。 zl-3為 稱 為 梁 的 部 分 長 度 中 全 由 混 凝 土 承 受 的 主 拉 應(yīng) 力 。 三 、 計 算 題 1.有 一 鋼 筋 混 凝 土 簡 支 梁 ， 寬 度 L 6.0m， 承 受 勻 布 荷 載 q10KN/m， 混 凝 土 用 200號 ， w 7.0mpa； 鋼 筋 用 A3， g130.0mpa； n 15； 最 小 配 筋 率 min 0.15%； 梁 的 截 面 如 圖 所 示 。（ 1） 求 跨 中 截 面 混 凝 土 及 鋼 筋 的 應(yīng) 力 ； （ 2） 此 截 面 容 許 承 受 的 最 大 彎 矩 。 4 5 0 3 94 1 1 3 1 8 解 跨 中 彎 矩 : 2.設(shè) 計 一 鋼 筋 混 凝 土 矩 形 梁 ， 跨 度 L 6.0m， 承 受 均 布 荷 載 14KN/m， 混 凝 土 標 號 R 150， w 5.5mpa； 用 A3鋼 筋 ， g 130mpa； n15， 試 按 抗 彎 強 度 要 求 確 定 梁 的 截 面 尺 寸 并 布 置 鋼 筋 （ 用 平 衡 設(shè) 計 的 方 法 ） 。解 3.有 一 懸 臂 梁 ， 寬 度 L 5m， 承 受 勻 布 荷 載 q 10KN/m， 混 凝 土 標 號為 250號 ， w 9.0mpa； 用 A3鋼 筋 ， g 130mpa； n 10， 已 知 該 梁 的 截 面 尺 寸 b 250mm， h 750mm， 根 據(jù) 支 承 處 的 抗 彎 強 度 要 求 設(shè) 計 該 梁 。 解 4.有 一 梁 式 鋼 筋 混 凝 土 板 的 跨 度 為 1.2m， 由 其 他 條 件 決 定 梁 厚 為 120mm， 承 受 荷 載 （ 包 括 自 重 ） 50KN/m2。 混 凝 土 的 標 號 R 200， 采 用 A3 鋼 筋 ， g 130mpa， n 15， 要 求 計 算 鋼 筋 的 截 面 積 。 解 跨 中 彎 矩 板 厚 小 于 30cm， 鋼 筋 的 凈 保 護 層 取 2cm， 假 定 采 用 直 徑 為 10的 鋼 筋 ， 5.有 一 簡 支 T形 梁 的 計 算 跨 度 L 6.0m， 承 受 均 布 荷 載 q 56KN/m（ 包括 自 重 ） 。 混 凝 土 標 號 R 200， w 7.0mpa， 采 用 A5鋼 筋 ， g 150mpa， 梁 的 截 面 如 圖 所 示 ，試 設(shè) 計 其 受 拉 縱 筋 。 1 0 01 8 7 0 3 0 解 （ 以 下 略 ， 具 體 見 教 材 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 原 理 P22， 例 題 2-8 . 6.某 鋼 筋 混 凝 土 截 面 梁 b 18m， 支 座 剪 力 Q 280KN， 跨 中 剪 力 Q0， 內(nèi) 力 偶 臂 Z 0.92h 0， a 7.3cm， 跨 中 主 筋 T20MnSi 10 32鋼 筋 ， g 180mpa， 200號 混 凝 土 ， w 7.0mpa ， Zl 1 1.45mpa， Zl 2 0.53mpa， Zl 3 0.27mpa， n 10， 雙 肢 8 S200mm， A 3箍 筋 ， g 130mpa.（ 1） 繪 制 半 跨 剪 應(yīng) 力 圖 。 （ 2） 求 斜 筋 的 面 積 及 根 數(shù) 。(注 ： 本 題 作 為 一 般 了 解 內(nèi) 容 ， 不 作 為 考 試 內(nèi) 容 。 ) 7.已 知 T形 梁 的 計 算 跨 度 為 12m， 在 主 力 作 用 下 ， 跨 中 最 大 彎 矩 為 M=1040kn.m， 跨 中 剪 力 Q =42KN， 支 座 處 最 大 剪 力 為 Q=356KN， 梁 高h=1200mm,肋 寬 b=450mm,翼 緣 板 厚 度 h i=180mm,鋼 筋 用 A5， 混 凝 土 標 號 為R=200， 受 拉 縱 向 鋼 筋 為 14 25， 抗 彎 計 算 中 跨 中 截 面 a=72mm,x=493,Z=1067mm,(假 定 Z沿 梁 長 不 變 )。 要 求 設(shè) 計 腹 筋 。 解 求 剪 應(yīng) 力 跨 中 截 面 處 8.驗 算 鋼 筋 混 凝 土 梁 的 裂 縫 寬 度 ， 梁 的 受 拉 鋼 筋 為 T20MnSi,42 25,鋼筋 布 置 如 圖 所 示 ， ， 受 拉 鋼 筋 重 心 處 的 應(yīng) 力 為 g=145.0Mpa,(由 主 力 引 起 ， 其 中 活 載 占 70%， 恒 載 占 30%， ),a=11.5cm,Eg=2.1 105Mpa,要 求 計 算 裂 縫 寬 度 f. 解 9.計 算 第 一 題 中 的 梁 的 跨 中 撓 度 。 習 題 三 一 、 填 空 題 1.近 幾 十 年 來 鋼 筋 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 計 算 理 論 的 發(fā) 展 ， 主 要 是 由 容 許 應(yīng) 力 向 （ 極 限 狀 態(tài) 法 ） 發(fā) 展 。2.容 許 應(yīng) 力 法 計 算 的 基 礎(chǔ) 是 彈 性 假 定 ， 而 事 實 上 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 在 破 壞 之 前 ， 一 般 都 有 塑 性 表 現(xiàn) ， 針 對 容 許 應(yīng) 力 法 存 在 的 問 題 ， 首 先 是 在（ 工 業(yè) 與 民 用 建 筑 ） 設(shè) 計 中 提 出 新 的 計 算 方 法 。 3.從 世 界 上 看 ， 混 凝 土 設(shè) 計 的 理 論 的 發(fā) 展 階 段 大 致 可 分 為 如 下 四 個 階段 即 ： （ 容 許 應(yīng) 力 法 ） （ 破 壞 階 段 法 ） （ 界 限 狀 態(tài) 法 ） （ 統(tǒng) 計 概 率 ） 。4.在 我 國 的 鋼 筋 混 凝 土 設(shè) 計 中 ， 普 通 鋼 筋 混 凝 土 梁 一 般 按 （ 容 許 應(yīng) 力 ） 法 設(shè) 計 。 鐵 路 房 屋 建 筑 結(jié) 構(gòu) 則 按 照 工 業(yè) 與 民 用 建 筑 規(guī) 范 采 用（ 極 限 狀 態(tài) ） 法 計 算 。 5.容 許 應(yīng) 力 法 以 （ 平 截 面 ） 和 （ 彈 性 體 ） 的 假 定 為 基 礎(chǔ) 。 還 采 用 手 拉區(qū) 混 凝 土 不 參 與 工 作 和 模 量 比 n為 常 數(shù) 兩 項 近 似 假 定 。 6.破 壞 階 段 法 是 按 照 應(yīng) 力 階 段 （ ） 進 行 計 算 的 。7.破 壞 階 段 法 中 ， 安 全 系 數(shù) K的 含 義 是 （ 將 外 荷 載 彎 矩 增 大 到 K倍 ， 即 為 破 壞 彎 矩 ） 。8.極 限 狀 態(tài) 可 分 為 （ 承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) ） 和 （ 正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) ） 兩 類 。 9.極 限 狀 態(tài) 是 以 結(jié) 構(gòu) 的 （ ） 階 段 的 應(yīng) 力 狀 態(tài) 為 依 據(jù) 的 。10.界 限 相 對 受 壓 區(qū) 高 度 與 （ 鋼 筋 的 種 類 ） 和 （ 混 凝 土 的 標 號 ） 有 關(guān) 。11.在 極 限 狀 態(tài) 法 設(shè) 計 中 ， u是 指 （ 混 凝 土 的 極 限 壓 應(yīng) 變 ） 。12.在 極 限 狀 態(tài) 法 設(shè) 計 中 ， u可 取 （ 0.0033） 。13.在 極 限 狀 態(tài) 法 設(shè) 計 中 ， 采 用 等 效 矩 形 應(yīng) 力 圖 形 ， 這 里 的 等 效 是 指 （ 力 的 大 小 不 變 ， 力 的 作 用 點 相 同 ） 。14.在 實 際 應(yīng) 力 圖 形 中 ， 若 實 際 的 受 壓 區(qū) 高 度 為 x 0 則 等 效 矩 形 應(yīng) 力 圖形 中 的 受 壓 高 度 為 （ 0.8 x 0） 。15.等 效 矩 形 應(yīng) 力 圖 形 中 ， 其 寬 度 在 數(shù) 值 上 等 于 （ 混 凝 土 的 彎 曲 抗 壓 強 度 ） 。16.最 大 配 筋 率 max是 指 （ 界 限 破 壞 時 的 配 筋 率 ） 。17.最 小 配 筋 率 min是 指 （ 以 免 構(gòu) 件 開 裂 后 鋼 筋 應(yīng) 力 立 即 達 到 屈 服 并越 出 屈 服 臺 階 ， 致 使 裂 縫 開 展 過 寬 ， 撓 度 變 形 過 大 而 不 能 滿 足 使 用 要 求 ） 。18.界 限 破 壞 時 ， 受 壓 區(qū) 高 度 為 x b0.而 構(gòu) 件 破 壞 時 實 際 受 壓 區(qū) 的 高 度 為x 0.則 當 （ x0 >xb0.） 時 為 超 筋 受 彎 構(gòu) 件 ， 相 反 ， 則 當 （ x0 <xb0.）時 ， 為 適 筋 受 彎 構(gòu) 件 。 二 、 名 詞 解 釋 1.極 限 狀 態(tài) :如 果 結(jié) 構(gòu) 或 構(gòu) 件 超 過 某 一 特 定 狀 態(tài) 后 ， 不 再 能 滿 足 對 該 結(jié) 構(gòu) 或 構(gòu) 件 的 某 一 功 能 的 要 求 ， 則 此 特 定 狀 態(tài) 就 稱 為 該 功 能 的 極 限 狀態(tài) 。 2.承 載 能 力 極 限 狀 態(tài) ： 指 結(jié) 構(gòu) 或 構(gòu) 件 已 達 到 其 最 大 承 載 能 力 ， 或 發(fā)生 不 適 于 繼 續(xù) 承 載 的 變 形 時 的 狀 態(tài) 。 3.正 常 使 用 極 限 狀 態(tài) ： 是 指 結(jié) 構(gòu) 或 構(gòu) 件 達 到 正 常 使 用 或 耐 久 性 能 的某 項 規(guī) 定 限 值 時 的 狀 態(tài) 。 4.荷 載 設(shè) 計 值 ： 極 限 狀 態(tài) 法 中 對 恒 載 、 使 用 荷 載 、 風 載 等 各 種 設(shè) 計荷 載 ， 分 別 規(guī) 定 其 荷 載 標 準 值 和 荷 載 分 項 安 全 系 數(shù) 值 ， 二 者 的 乘 積 稱 為 荷 載 設(shè) 計 值 。5.荷 載 標 準 值 ： 在 正 常 使 用 條 件 下 ， 可 能 出 現(xiàn) 的 最 大 荷 載 值 。 6.材 料 的 設(shè) 計 強 度 ： 材 料 的 標 準 強 度 除 以 材 料 的 分 項 系 數(shù) 即 得 材 料的 設(shè) 計 強 度 ， 設(shè) 計 強 度 是 設(shè) 計 時 所 考 慮 的 最 不 利 的 材 料 強 度 值 。 7.適 筋 梁 破 壞 ： 配 筋 量 適 中 的 截 面 ， 其 破 壞 開 始 于 受 拉 區(qū) 鋼 筋 的 屈服 ， 鋼 筋 應(yīng) 力 達 到 屈 服 強 度 時 ， 產(chǎn) 生 很 大 塑 性 變 形 ， 引 起 裂 縫 向 上 發(fā) 展 延 伸 ， 使 受 壓 區(qū) 高 度 減 少 ， 從 而 迫 使 受 壓 區(qū) 邊 緣 纖 維 應(yīng) 變 達 到 混 凝 土 的極 限 壓 應(yīng) 變 而 破 壞 。 8.超 筋 梁 破 壞 ： 如 截 面 配 筋 過 多 ， 破 壞 則 開 始 于 截 面 的 受 壓 區(qū) 的 混凝 土 ， 即 受 壓 區(qū) 邊 緣 纖 維 應(yīng) 變 先 達 到 混 凝 土 極 限 壓 應(yīng) 變 ， 受 拉 區(qū) 鋼 筋 的 應(yīng) 力 未 達 到 屈 服 極 限 受 壓 區(qū) 邊 緣 應(yīng) 變 即 達 到 ， 混 凝 土 被 壓 碎 并 導 致 混 凝 土 整 個 構(gòu) 件 破 壞 。9.脆 性 破 壞 ： 梁 在 破 壞 之 前 鋼 筋 仍 處 于 彈 性 階 段 ， 延 伸 不 多 ， 梁 體 的 裂 縫 及 撓 度 均 很 小 ， 在 沒 有 明 顯 的 破 壞 預(yù) 兆 下 突 然 發(fā) 生 破 壞 ， 這 種 破壞 叫 做 脆 性 破 壞 。 10.界 限 破 壞 ： 兩 類 破 壞 的 界 限 為 受 拉 區(qū) 鋼 筋 和 受 壓 區(qū) 混 凝 土 同 時 破壞 ， 受 拉 區(qū) 鋼 筋 達 到 應(yīng) 變 y達 到 屈 服 時 的 應(yīng) 變 s的 同 時 ， 受 壓 區(qū) 混 凝土 邊 緣 纖 維 應(yīng) 變 也 恰 好 達 到 極 限 壓 應(yīng) 變 u， 這 種 破 壞 稱 為 界 限 破 壞 。11.少 筋 梁 的 破 壞 ： 截 面 配 筋 過 少 ， 受 拉 區(qū) 混 凝 土 一 旦 開 裂 ， 裂 縫 截 面 的 鋼 筋 應(yīng) 力 突 然 增 加 ， 很 快 達 到 屈 服 極 限 ， 并 經(jīng) 過 流 幅 而 進 入 強 化 階段 ， 這 種 配 筋 過 少 的 梁 在 破 壞 前 往 往 只 有 一 條 裂 縫 ， 裂 縫 開 展 很 寬 撓 度 增 長 也 很 大 ， 即 使 受 壓 區(qū) 混 凝 土 未 被 壓 碎 ， 實 用 上 已 認 為 梁 已 被 破 壞 。三 、 計 算 題 1.梁 截 面 尺 寸 為 250 500mm， 配 有 4 18的 級 鋼 筋 ， 混 凝 土 的 強 度 等 級 為 C20，設(shè) 計 彎 矩 為 M 95kNm.問 此 梁 是 否 安 全 ？ 解 2.已 知 梁 的 截 面 尺 寸 為 250 500mm， 設(shè) 計 彎 矩 為 M 150KNm， 混 凝土 的 強 度 等 級 為 C20， 級 鋼 筋 。 求 所 需 鋼 筋 的 截 面 的 面 積 。 解 按 規(guī) 范 要 求 ， 混 凝 土 的 凈 保 護 層 厚 度 不 小 于 25mm， 并 估 計 所 用 鋼 筋 的 直 徑 為 20mm， 則 有 ： 3.設(shè) 計 彎 矩 M 170kN.m,混 凝 土 強 度 等 級 為 C20， 級 鋼 筋 ， 要 求 選擇 梁 的 截 面 的 尺 寸 b h及 所 需 鋼 筋 的 截 面 的 面 積 。 解 4.已 知 設(shè) 計 彎 矩 M 235KN.m， 混 凝 土 的 強 度 等 級 為 C20， 級 鋼 筋 梁 的 截 面 尺 寸 為 250 500mm.求 所 需 鋼 筋 的 面 積 。 解 5.已 知 T形 梁 的 截 面 尺 寸 b 200mm， h 600mm， bf， 1800mm， hf， 90mm.混 凝 土 的 強 度 等 級 為 C20, 級 鋼 筋 .設(shè) 計 彎 矩 為 M=216kN.m.求 所需 的 受 拉 鋼 筋 的 面 積 。 解 6.已 知 T形 截 面 梁 的 尺 寸 b 300mm， h 700mm， bf 600mm， hf 100mm，混 凝 土 的 強 度 等 級 為 C20， 級 鋼 筋 ， 設(shè) 計 彎 矩 M 440kN.m.求 所 需 的 受 拉 鋼筋 的 截 面 面 積 A s 解 7.下 圖 為 支 承 在 磚 墻 上 的 簡 支 伸 臂 梁 。 其 簡 支 跨 AB長 7.0m.承 受 勻布 荷 載 60kN/m.伸 臂 跨 BC長 1.86m， 承 受 勻 布 荷 載 120kN/m（ 勻 布 荷 載 均 包 括 自 重 ） 。 梁 截 面 為 250 600mm， 混 凝 土 強 度 等 級 為 C20， 級 鋼筋 。 要 求 設(shè) 計 縱 筋 或 箍 筋 。 （ 注 ： 本 題 作 為 平 時 為 加 強 對 所 學 知 識 的 理 解 ， 練 習 所 用 ， 不 作 為 考 試 的 范 圍 ） 。 8.利 用 上 題 資 料 ， 試 利 用 彎 起 鋼 筋 抗 剪 的 方 案 進 行 腹 筋 的 設(shè) 計 計算 。 （ 注 ： 本 題 作 為 平 時 為 加 強 對 所 學 知 識 的 理 解 ， 練 習 所 用 ， 不 作 為 考 試的 范 圍 ） 9.已 知 柱 截 面 b h 300 400mm， a a 35mm， 混 凝 土 的 強 度 等 級 為 C20， 級 鋼 筋 ， As為 2 18 2 16， As 為 2 16， e0 240mm， 1.14.要 求 承 受 豎 向 荷 載 N 350kN， 試 校 核 此 柱 的 截 面 強 度 。 解 10.在 荷 載 作 用 下 ， 縱 向 力 N 270kN， 彎 矩 M 143kN.m截 面 尺 寸 b300mm， h 400mm， a a 35mm， 混 凝 土 強 度 為 C20， 級 鋼 筋 ， 要 求 配 置 鋼 筋 As及 As 解 11.在 荷 載 作 用 下 ， 縱 向 力 N 1950KN,彎 矩 M 48.75kN.m,截 面 尺 寸 為 b 300mm， h 500mm， a a 35mm， 混 凝 土 的 強 度 等 級 為 C20， 級 鋼 筋 ， L 0/h 11， 要 求 配 置 AS及 AS（ 本 題 作 為 一 般 了 解 內(nèi) 容 ， 不 作 為 考 試 內(nèi) 容 ） 練 習 四 一 、 填 空 題 1.在 梁 的 下 翼 緣 施 加 預(yù) 應(yīng) 力 時 ， 則 梁 的 上 翼 緣 受 （ 拉 ） ， 而 梁 的 下 翼 緣 受 （ 壓 ） 。 2.一 般 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 的 標 號 不 得 低 于 （ 300） 號 ， 而 橋 規(guī) 規(guī) 定 ： 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 梁 的 標 號 不 得 低 于 （ 400） 。 3.高 強 鋼 絲 是 硬 鋼 ， 無 明 顯 屈 服 點 ， 可 取 殘 留 塑 性 應(yīng) 變 s （ 0.2%）的 應(yīng) 力 為 條 件 流 限 。 4.混 凝 土 的 收 縮 與 徐 變 對 混 凝 土 的 預(yù) 應(yīng) 力 損 失 影 響 較 大 ， 為 減 小 混 凝土 的 收 縮 與 徐 變 ， 可 采 用 的 措 施 是 （ 采 用 較 高 標 號 的 水 泥 ， 而 減 少 水 泥 用 量 ， 降 低 水 灰 比 ， 加 強 對 混 凝 土 的 養(yǎng) 護 ， 設(shè) 法 提 高 張 拉 時 混凝 土 得 齡 期 或 混 凝 土 的 強 度 。 ） 5.鋼 筋 的 冷 加 工 的 方 法 有 （ 冷 拉 ） 、 （ 冷 拔 ） 和 （ 冷 軋 ） 。 6.高 強 鋼 絲 及 由 其 組 成 的 鋼 絲 束 的 彈 性 模 量 為 （ 2.0 105MPa） 。 7.在 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 中 ， 為 保 證 混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 不 發(fā) 身 脆 性 破 壞 ， 要 求 鋼 絞 線 拉 斷 時 的 延 伸 率 不 低 于 （ 4%） 。 8.根 據(jù) 張 拉 力 筋 和 澆 制 構(gòu) 件 的 先 后 次 序 ， 分 為 （ 先 張 法 ） 和 （ 后 張 法 ） 兩 類 。 9.后 張 法 的 施 工 工 序 較 為 復(fù) 雜 ， 但 不 許 專 門 的 臺 座 ， 適 用 于 （ 現(xiàn) 場 制 造 較 大 的 構(gòu) 件 或 少 量 特 殊 構(gòu) 件 ） 。 10.先 張 法 通 常 主 要 靠 （ 粘 著 ） 傳 遞 錨 固 ， 因 而 宜 用 直 徑 較 細 的 鋼 筋 . 鋼 絞 線 或 螺 紋 鋼 筋 。 以 增 強 鋼 筋 與 混 凝 土 間 的 粘 結(jié) 力 。 11.為 減 少 鋼 鉸 線 松 弛 引 起 的 預(yù) 應(yīng) 力 損 失 最 好 的 辦 法 是 （ 在 正 式 使 用 前 必 須 進 行 預(yù) 拉 ） 。 12.預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 構(gòu) 件 損 失 摩 察 損 失 包 括 （ 彎 道 影 響 ） 和 （ 管 道 走 動 影 響 ） 。 。 13.臺 座 與 力 筋 間 的 溫 差 引 起 的 預(yù) 應(yīng) 力 損 失 ， （ 先 張 法 ） （ 提 示 ： 填 先 張 法 或 后 張 法 ） 構(gòu) 件 有 此 項 損 失 。 二 、 判 斷 題 1.使 用 預(yù) 應(yīng) 力 的 根 本 目 的 是 提 高 梁 的 極 限 承 載 力 。 （ ） 2.在 預(yù) 應(yīng) 力 的 作 用 下 鋼 筋 混 凝 土 梁 的 下 翼 緣 受 壓 ， 上 翼 緣 受 拉 。 （ ） 3.使 用 預(yù) 應(yīng) 力 梁 可 以 使 梁 的 截 面 減 小 。 （ ） 4.非 預(yù) 應(yīng) 力 梁 與 預(yù) 應(yīng) 力 梁 的 道 碴 的 橋 面 尺 寸 是 一 樣 的 。 （ ） 5.在 計 算 后 張 法 預(yù) 應(yīng) 力 混 凝 土 梁 的 正 應(yīng) 力 時 其 凈 截 面 的 幾 何 特 性 均 按 換 算 截 面 的 幾 何 特 性 計 算 。 （ ）