混凝土结构基本原理第4章-练习题参考答案.docx

第四章 练习题参考答案【4-1】 已知某轴心受拉杆的截面尺寸，配有钢筋，混凝土和钢筋的材料指标为：，。试问此构件开裂时和破坏时的轴向拉力分别为多少？【解】 配钢筋，查混凝土结构设计规范（GB50010-2010）附录A，表A.0.1得。，（1）由式（4-5），开裂荷载为（2）由式（4-7），构件的抗拉极限承载力为【4-2】已知某钢筋混凝土轴心受拉构件，截面尺寸为，构件的长度，混凝土抗拉强度，弹性模量，纵向钢筋的截面积，屈服强度，弹性模量，求（1）若构件伸长，外荷载是多少？混凝土和钢筋各承担多少外力？（2）若构件伸长，外荷载是多少？混凝土和钢筋各承担多少外力？（3）构件开裂荷载是多少？即将开裂时构件的变形是多少？（4）构件的极限承载力是多少？【解】，则，（1）由可知，构件的应变为构件未开裂，处于弹性工作状态，构件所受的拉力为此时混凝土承担的外力 钢筋承担的外力（2）由可知，构件的应变为，且构件开裂，钢筋未屈服，构件所受的拉力为此时，混凝土开裂，在开裂处混凝土应力 钢筋的应力 （3）开裂荷载为即将开裂时构件的变形（4）构件的极限承载力为【4-3】某钢筋混凝土轴心受拉构件的截面尺寸为，配有的纵向受力钢筋，已知，。（1）若允许构件开裂，求构件所能承受的最大轴向拉力。（2）若不允许构件开裂，求构件所能承受的最大轴向拉力。（3）对上述结果进行比较分析。【解】由规范钢筋，,，（1）若允许开裂，则构件能承受的最大轴向拉力即极限荷载为（2）若不允许构件开裂，则构件能承受的最大轴向拉力即开裂荷载为（3）从以上的计算结果可知，若不允许开裂，构件能承受的最大轴向拉力将大大降低，不利于于材料的强度发挥，因此对普通的钢筋混凝土构件宜允许构件带裂缝工作。【4-4】有一钢筋混凝土下弦杆，承受轴向拉力，若，且下弦允许出现裂缝，试求此下弦杆的配筋。【解】下弦允许出现裂缝，则此时构件能承受的最大轴向拉力即极限荷载为：，则【4-5】 某钢筋混凝土受压短柱，柱长，配有纵筋，,，试问：（1）此柱子的极限承载力为多少？（2）在作用下，柱的压缩变形量为多少？此时钢筋和混凝土各承受多少压力？（3）使用若干年后，混凝土在压力作用下的徐变变形为，求此时柱中钢筋和混凝土各承受多少压力？【解】查，（1）柱子的极限承载力：（2），宜考虑混凝土材料应力和应变之间的非线性。若应力-荷载关系处于第阶段，则得，处于第阶段。柱的压缩变形量为钢筋的应力：混凝土的应力： 钢筋承受的轴压力混凝土承受的轴压力（3）若，取，则钢筋的应力：钢筋承受的轴压力：混凝土承受的轴压力：【4-6】某轴心受压短柱，长，配有的纵筋，试问：（1）压力加大到多少时，钢筋将屈服？此时柱长缩短多少？（2）该柱所能承担的最大轴压力为多少？【解】 查表，（1）钢筋屈服，此时：此时受压短柱承受的压力：此时柱长缩短：（2）该柱所能承担的最大轴压力（）【4-7】 已知某多层房屋中柱的计算高度为，轴向压力为,柱子截面为，试确定纵筋数量。【解】，查表4-1 得：，；，内插得：由，取得，则由附表4-1知，查规范表A.0.1，实配纵向钢筋（，安全）【4-8】 某轴心受压柱，柱计算高度，混凝土棱柱体抗压强度，配置纵筋，试求：（1）当截面尺寸为时，该柱子能承受的轴力；（2）当截面尺寸为时，该柱子能承受的轴力。【解】柱计算高度，配置纵筋（查表，）（1）当截面尺寸为时，查表，；， 内插得：，则柱子的轴心抗压承载力：（2）当截面尺寸为时，查表，；，内插得：，则柱子的轴心抗压承载力：【4-9】轴心受压螺旋筋柱，直径，柱的计算高度为，混凝土轴心抗压强度设计值，配置纵向钢筋，轴向压力为。若螺旋箍筋的抗拉强度设计值为，试确定螺旋箍筋的数量。【解】由纵向钢筋，查表得，可以按约束箍筋柱计算柱的轴心受压承载力且，（混凝土保护层最小厚度由规范表8.2.1，环境类别按二a，）由螺旋筋的承载力计算公式根据规范9.3.2条的规定，箍筋的直径不小于，且不小于，可选螺旋筋为，则由， ，取根据规范9.3.2条第6款的规定，箍筋间距一般不大于及，且不小于，均满足。选配螺旋筋为（复核过程略）【4-10】轴心受压螺旋箍筋柱，直径为，计算长度，纵筋选用，。螺旋箍筋选用，假定混凝土保护层厚度为，试求该柱的极限抗压承载力。【解】纵筋选用，查表内插得。，（1）按普通箍筋柱计算（2）按螺旋箍筋计算混凝土，则该柱的极限抗压