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文档简介
1、土木工程专业(本)学位考试混凝土结构复习指导土木工程专业(本)学位考试,建筑结构、建筑管理方向申请学士学位的需要考核:土木工程力学、混凝土结构、工程经济与管理三门。道路桥梁方向申请学士学位的需要考核:土木工程力学、结构设计原理、工程经济与管理三门。本文为混凝土结构复习指导。混凝土结构试题满分为100分。试题类型为:选择题(占20%)、填空题(占20%)、简答题(占35%)和计算题(占25%)。本复习指导将以上题型归纳为两类:一类为理论题,以简答题的形式进行辅导;另一类为计算题,以计算解析的形式进行辅导。混凝土结构复习重点一、基本概念题: 请大家必须清楚这些基本概念1有明显流幅的热轧钢筋屈服强度
2、是以屈服下限为依据的。 2热轧钢筋为软钢,其应力-应变曲线有明显的屈服点和流幅,断裂时有“颈缩”现象,伸长率比较大;是有屈服点的钢筋。 3热轧钢筋是低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成,包括光圆钢筋和带肋钢筋。等级分为HPB235级,HRB335级,HRB400级,HRB500级。 4我国以立方体抗压强度该值作为混凝土强度的基本指标。 5在承载能力极限状态设计表达式中,可靠度体现在分项系数。 6可变荷载有四种代表值,其中标准值基本代表值,其余值可由它乘以相应的系数得到。 7结构的可靠性是:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。 8正常使用极限状态设计主要是验算构件的变形和
3、抗裂度或裂缝宽度,荷载采用其标准值,不需乘分项系数,不考虑结构重要性系数。 9钢筋混凝土受弯构件的破坏形式有适筋破坏、少筋破坏、超筋破坏,不可能发生的破坏形式是部分超筋破坏。 10梁的破坏形式受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生,则这种梁称为平衡配筋梁。 2a'的物理意义是保证受压钢筋压力达到规定的抗压设计强度。³11双筋矩形截面梁,正截面承载力计算公式的第二个适用条件x 12单筋梁截面的有效高度 ,式中 指受拉钢筋合力点至梁受拉边缘的距离。 13受弯构件正截面承载能力极限状态设计的依据是适筋梁正截面破坏的第III阶段末的截面应力状态。 14钢筋混凝土适筋梁正截面破坏的表
4、现是受拉区钢筋先屈服,随后受压区混凝土压碎。 15对矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件,截面高度大于300mm,当满足 时,仅按构造配箍。 16在钢筋混凝土梁斜截面承载力计算中,若 ,则应采取的措施是加大截面尺寸。 17受弯构件斜截面承载力计算公式是以剪压破坏为依据的。 18当剪跨比适中,且腹筋配置量适当时,常发生剪压破坏。 19均布荷载作用下的一般受弯构件,当 时,可直接按最小配箍率配箍。 20平衡扭转是指其扭矩依据构件平衡关系,由荷载直接确定的受扭状态。 21钢筋混凝土构件在纯扭作用下,纵筋和箍筋首先达到屈服强度,然后混凝土压碎而破坏, 属延性破坏,此类受扭构件称为适筋破坏。 22协调扭
5、转是指其扭矩依据构件平衡关系与变形协调条件,由荷载直接确定的受扭状态。 23协调扭转是指其扭矩依据构件扭转刚度,由荷载直接确定的受扭状态。 24钢筋混凝土构件在纯扭作用下, 适筋破坏的破坏特点是纵筋和箍筋首先达到屈服强度,然后混凝土压碎。 25螺旋箍筋柱较普通箍筋柱承载力提高的原因是螺旋筋约束了混凝土的横向变形。 26在短期加荷的钢筋混凝土轴心受压短柱中,到达极限荷载时(受压钢筋不发生压屈)则与混凝土无关,钢筋应力只能达到屈服强度fy与0002 Es二者中的较小值。 27轴心受压构件,配置纵筋的作用是帮助混凝土承受压力,减力构件截面尺寸。 28以下破坏形式属延性破坏的是大偏压破坏。 29计算偏
6、心受压构件,当 时,构件确定属于大偏心受压构件。 30轴心受拉构件破坏时,拉力全部由钢筋承担。 31受弯构件最大裂缝宽度计算公式中,不包含Bl。 32规范规定,对使用上允许出现裂缝的构件应进行最大裂缝宽度验算。 33验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是使构件满足正常使用极限状态要求。 34先张法在施工工序是先张拉钢筋,待混凝土达到一定强度后,放松钢筋。 35对先张法和后张法的预应力混凝土构件,如果采用相同的张拉控制应力,则先张法所建立的钢筋有效预应力比后张法小。 36先张法在施工工序是先张拉钢筋,待混凝土达到一定强度后,放松钢筋。 37在预应力混凝土构件的预应力损失计算中,混凝土收缩徐变引起的预
7、应力损失是所有预应力损失中最大的一项。二、判断题 答案我已经做好,如果时间紧张,直接复习题目即可1 混凝土宏观破坏是变形累积的过程,而非其组成成分中的基相和分散相自身强度的耗尽。( ) 2根据混凝土棱柱体抗强度标准值的数值,混凝土结构设计规范GB50010-2001(以下简称规范)规定,混凝土强度等级分为14级。(× ) 3热轧钢筋为软钢,其应力-应变曲线有明显的屈服点和流幅,断裂时有“颈缩”现象,伸长率比较大。( ) 4热轧钢筋:是低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成,包括光圆钢筋和带肋钢筋。等级分为HPB235级,HRB335级,HRB400级,HRB500级。( ) P45
8、钢筋的塑性通常用伸长率和冷弯性能两个指标来衡量。钢筋拉断后的伸长值与原长的差值称为伸长率,伸长率越大塑性越好。( ) 6钢筋与混凝土这两种材料能结合在一起共同工作,其原因是二者之间具有相近的温度线膨胀系数和良好的粘结力。 ( ) 7钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有强度、塑性(或变形能力)、可焊性、温度要求及与混凝土的粘结力(或称握裹力)。( ) P98通常把能使结构产生内力或变形的原因称为“作用”。荷载与地震作用是直接作用。( ×) 9当结构或构件由于材料强度不够而破坏、裂缝过宽、局部损坏和震动时可认为结构或构件超过了正常使用极限状态。( ×) 10结构的极限状态分为承载能
9、力极限状态和正常使用极限状态。( ) 11结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态,称为承载能力极限状态。( ) 12建筑结构应该满足的功能要求可概括为:安全性、适用性和耐久性。( ) 13适筋梁的破坏特点是:受压钢筋首先达到屈服强度,维持应力不变而发生显著的塑性变形,直到受压区边缘纤维的应变达到混凝土弯曲受压的极限压应变时,受压区混凝土被压碎,截面即告破坏,其破坏类型属延性破坏。(× ) 14确定适筋梁的最小配筋率的原则是:最小配筋率配筋的梁,用基本公式所算得的破坏弯矩不应小于同截面、同强度等级的素混凝土梁所能承担的弯矩。( ) 15第一类T形梁的中和轴通过翼缘,
10、可按 的单筋矩形截面计算其正截面受弯承载力,其配筋率应为 。( )现在看不见完整的题目,如果是“可按bf×h的单筋矩形截面” 那就打,如果是按b×h的单筋矩形截面,则错误16受弯构件斜截面的三种破坏形态均具有脆性破坏的特征。其中尤其是斜压破坏,破坏具有前梁的变形最小。( ×) 17箍筋一般采用HPB235,HRB335级钢筋,其形式有封闭式和开口式两种。(× ) 18钢筋混凝土梁斜截面破坏的三种形式是斜压破坏,剪压破坏,斜拉破坏。受弯构件斜截面受剪承载力计算公式是依据斜压破坏得到的。( ×) 19框架中的边梁,受到次梁负弯矩的作用,在边梁上引起
11、的扭转属于协调扭转。( ) 20纯扭构件受扭配筋限制条件有截面限制要求和最小的受扭配筋要求。( ) 21在纯扭构件受扭承载力计算公式中, 为受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比值。( ) 22对弯剪扭共同作用下的构件,规范规定:对单独由混凝土贡献的剪扭承载力部分采用线性叠加的方法,对于钢筋贡献的承载力部分考虑相关关系。(× ) 23受拉破坏又称大偏心受压破坏,其发生于轴向力N的相对偏心距较小,且受拉钢筋配置得不太多时。(× ) 24轴心受压构件中,配置纵筋的作用是帮助混凝土承受压力,减小构件截面尺寸。( ) 25小偏心受压破坏时,受压区混凝土被压碎,受压钢筋As 的应力达到屈服强
12、度,而“远侧钢筋”AS可能受拉而不屈服或受压。( ) 26当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋应为封闭式,箍筋的间距在绑扎骨架中不应大于 ,在焊接骨架中不应小于 ( 为纵向受压钢筋的最小直径),同时在任何情况下均不应大于 。( ) 现在看不见完整的题目,如果分别是15d,20d和400mm,则正确,否则错误27混凝土构件的裂缝控制统一划分成三级,分别用强度及裂缝宽度进行控制。( ×) 28混凝土受弯构件的截面抗弯刚度随荷载增大而减小,随加载时间增长而减小。( ) 29先张拉钢筋、后浇灌混凝土的方法称为先张法。先张法构件中的预应力是靠锚具来传递和保持预加应力的。( ×)
13、30后张法是先浇筑混凝土,待混凝土结硬并达到一定的强度后,再在构件上张拉钢筋的方法。后张法构件是依靠锚具来传递和保持预加应力的。( )简答题1 混凝土基本的强度指标有哪些?它们各有何作用? 答题要点:1.混凝土的抗压强度,是混凝土力学性能中最主要的指标,用立方体抗压强度标准值fcuk,确定混凝土的强度等级,也是施工过程中控制混凝土质量的主要依据。是最主要利用的强度,分立方体抗压强度标准值fcuk和轴心抗压强度。2.混凝土的抗拉强度,钢筋混凝土的抗裂性和抗剪、抗扭承载力等均与混凝土的抗拉强度有关。2规范对钢筋混凝土结构的钢筋的选用如何规定?规范对钢筋混凝土结构的混凝土等级的选用有何规定? 答题要
14、点:钢筋的选用见第一册P5最后一段,混凝土的选用见第一册P22倒数第二段3何谓可靠度,一般用哪些指标来度量,在承载能力极限状态设计表达式中,可靠度体现在何处? 答题要点:可靠度的定义见P31第三段;可以用失效概率和可靠概率来度量可靠度的大小。(第一册P33第一段);可靠度在承载能力极限状态设计表达式中体现为荷载的分项系数、材料强度分项系数以及结构重要性系数可靠度是指结构在规定的时间内和规定的条件下,完成预定功能的概率。一般用失效概论(Pf)和可靠可标()来度量。在承载能力极限状态设计表达式中,可靠度体现在、中。4如何得到材料的强度设计值与荷载设计值? 答题要点:材料强度标准值除以材料的分项系数
15、,即可得到材料的强度设计值。荷载标准值乘以荷载分项系数得到荷载设计值6试写出单筋矩形梁正截面承载力的基本公式及其适用范围。 见第一册P46公式47和公式48,适用范围P49的上半页,两个条件(不超筋、不少筋)7在普通箍筋的轴心受压柱中,纵筋与箍筋各有何作用? P106 第三段8简述大、小偏心受压构件的破坏特征? 答题要点:大偏压破坏:受拉钢筋先达到屈服,后受压钢筋达到屈服压区混凝土被压碎,和适筋梁的破坏特征相类似,破坏前有预兆,属于延性破坏。小偏压破坏:受压一侧混凝土被压碎,同侧的受压钢筋应力也达到屈服强度,而离轴力较远一侧的钢筋可能受拉可能受压,但都不屈服,属于脆性破坏。 9在偏心受拉构件中
16、大小偏拉构件如何划分?回答大偏心受拉构件的破坏特点。答题要点:P1458.2节的第一段。即当纵向拉力作用在钢筋As合力点和As合力点范围以外时属于大偏拉,当纵向拉力作用在钢筋As合力点和As合力点范围以内时,属于小偏拉。大偏拉构件的破坏特点是受拉钢筋先达到屈服,后受压钢筋达到屈服压区混凝土被压碎,属于延性破坏。10钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度有何特点? P161最后一段开始至P162,共四点11在荷载长期作用下,受弯构件挠度不断增长的原因是什么? P1669.4.3节内容里的第二段,共3个原因四小段话1)受压混凝土发生徐变,使受压应变随时间增长而增大。同时,由于受压混凝土塑性变形的发展,使
17、内力臂减小,从而引起受拉钢筋应力和应变的增长。2)受拉混凝土和受拉钢筋间粘结滑移徐变,受拉混凝土的应力松驰以及裂缝向上发展,导致受拉混凝土不断退出工作,从而使受拉钢筋平均应变随时间增大。3)混凝土收缩。当受压区砼收缩比受拉区大时,将使梁的挠度增大。其中混凝土的徐变是最主要的因素12预应力混凝土有哪些优点与缺点? P178P17913何谓张拉控制应力,为何张拉控制应力不能过低? 答题要点;张拉控制应力是指预应力钢筋被张拉时达到的最大应力值,也就是张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积所得到的应力值以表示。如果张拉控制应力取值过低,则预应力钢筋经过各种损失后,对混凝土产生的有效预应力过小,
18、起不到应有的作用。14何谓张拉控制应力?为何张拉控制应力不能过低?同13题计算题 我已经分别加上了四种题型的参考题目及参考答案,但千万不能死记硬背。这些参考题目仅仅是给大家一个思路,期末考试怎么出题,我也不知道。另外请大家注意每个题目所用的基本公式和基本条件。1钢筋混凝土矩形截面独立梁,其上作用荷载以集中荷载为主(占75%以上),验算斜截面承载力是否满足。同第2题类似,只不过是公式不同而已。请注意剪跨比的取值范围。( )2 一钢筋混凝土矩形截面简支梁,该梁承受均布荷载,已知箍筋,验算斜截面承载力是否满足。参考题目:一钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸b=200mm,h=500mm,计算长度lo
19、=4.8m,=35mm,该梁承受均布荷载设计值75KN/m(包括自重),混凝土强度等级为C20(=1.1N/mm2,),箍筋采用HPB235级钢筋(fyv=210N/mm2)。若箍筋直径选用8100,实有,验算斜截面承载力是否满足。参考题目的参考答案:解:(1)求剪力设计值支座边缘处截面的剪力值最大 (2)验算截面尺寸 ,属厚腹梁 截面符合要求。(3)验算是否需要计算配置箍筋 故需进行计算配置箍筋。 (4)承载力验算 则 若选用8100,实有 配箍率 最小配箍率3已知:荷载作用下柱的轴向力设计值N,弯矩M。设计成对称配筋。求:钢筋截面面积。()参考题目:已知:荷载作用下柱的轴向力设计值N305
20、kN,弯矩M160kN·m截面尺寸b=300mm,h=400mm,a=a=35mm;混凝土强度等级为C25,钢筋用HRB335级钢筋;l0/h=5。设计成对称配筋。求:钢筋截面面积。参考题目的参考答案:解:;(1)ea =20mm,取(2)ei =e0+ea =530+20=550mm(3)=5,取,(4)ei =550mm >0.3h0(0.3×365=109.5mm)可按大偏压情况计算。<0.55h0>2a(5)(6) =1210mm2(7)4矩形截面偏心受压柱,承受荷载设计值N,M。计算受拉及受压钢筋的截面面积、。(已知:)(;)参考题目:矩形截面偏
21、心受压柱的截面尺寸为b=300mm,h=500mm,计算长度为l0=2.5m,承受内力设计值N=800KN,M=160KN· m,混凝土强度等级为C20,钢筋采用HRB335级,取,计算受拉及受压钢筋的截面面积和。参考题目的参考答案(1)求ei (2)求 取=1.0 (3)判别大小偏压(初步) , 故先按大偏压计算(若写成是“大偏压构件”,不给分)(4)求、取 混凝土结构复习思考题1钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些?答:钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求有:强度、塑性(或变形能力)、可焊性、温度要求及与混凝土(良好)的粘结力(或称握裹力)。2热轧钢筋的屈服强度是以什么为依据确定的?答
22、:热轧钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据确定的。3混凝土的受压破坏机理如何?答:混凝土宏观破坏是裂缝累积的过程,从内部结构局部损伤到遭受连续性破坏,导致整个体系解体而丧失承载力的过程,而非其组成成分中的基相和分散相自身强度的耗尽。4何谓结构上的“作用”?结构上的“作用”分为哪两类?答:(1)结构上的“作用”通常是指使结构产生内力和变形的原因。(2)结构上的“作用”分为直接作用和间接作用。5建筑结构应该满足哪几项功能要求?答:建筑结构应该满足的功能要求可概括为:(1)安全性 建筑结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载和变形。在偶然事件(如地震、爆炸等)发生时和发生后保持必需的整体稳定性
23、,不致发生倒塌;(2)适用性 结构在正常使用过程中应具有良好的工作性。例如,不产生影响使用的过大变形或振幅,不发生足以让使用者不安的过宽的裂缝等;(3)耐久性 结构在正常维护条件下应有足够的耐久性,完好使用到设计规定的年限(即设计使用年限,例如一般建筑结构可以规定为50年)。例如,混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落,钢筋不发生锈蚀等。6何谓可靠度,一般用哪些指标来度量,在承载能力极限状态设计表达式中,可靠度体现在何处?两种极限状态设计表达式主要有何区别?答:(1)可靠度是指结构在规定的时间内和规定的条件下,完成预定功能的概率。(2)可靠度一般用失效概论(Pf)和可靠指标()来度量。(3)在承载能
24、力极限状态设计表达式中,可靠度体现在结构重要性系数及分项系数、中。(4)两种极限状态设计表达式主要区别:正常使用极限状态设计表达式中不考虑结构重要性系数及分项系数。7荷载作用按作用时间的长短和性质分为哪些类型?其概念如何?答:(1)作用在结构上的荷载,按作用时间的长短和性质,可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载三类。(2)永久荷载是指在结构使用期间,其值不随时间而变化,或虽有变化,但变化不大,其变化值与平均值相比可以忽略不计的荷载,例如,结构的自身重力,土压力等荷载。可变荷载是指在结构使用期间,其值随时间而变化,其变化值与平均值相比不可忽略的荷载,例如,楼面活荷载吊车荷载、风荷载、雪荷载等。偶然
25、荷载是指在结构使用期间不一定出现,一旦出现,作用时间较短,量值对结构危害很大,不可忽略的荷载,例如,爆炸力、龙卷风等。8如何得到材料的强度设计值与荷载设计值?混凝土材料的强度标准值与强度设计值二者的大小关系如何?答:(1)材料强度标准值除以材料的分项系数,即可得到材料的强度设计值。混凝土强度的分项系数规定为1.4。荷载标准值乘以荷载分项系数得到荷载设计值。永久荷载的分项系数,根据其效应对结构不利和有利分别取1.2和1.0,可变荷载的分项系数一般取1.4。(2)混凝土材料的强度标准值大于强度设计值。9对受弯构件进行承载能力极限状态计算时,一般应分别进行哪两项计算?答:在荷载作用下,受弯构件的截面
26、将承受弯矩和剪力的共同作用,故对受弯构件进行承载能力极限状态计算时,一般应分别进行正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力计算。10随着配筋率不同,钢筋混凝土梁可能出现哪几种不同的破坏形态?其破坏特点如何?答:(1)随着配筋率不同,钢筋混凝土梁可能出现适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏三种不同的破坏形态。(2)适筋梁的破坏特点是:受拉钢筋首先达到屈服强度,维持应力不变而发生显著的塑性变形,直到受压区边缘纤维的应变达到混凝土弯曲受压的极限压应变时,受压区混凝土被压碎,截面即告破坏,其破坏类型属延性破坏。超筋梁的破坏特点是:受拉钢筋没有屈服,压区混凝土已先被压碎。由于它在没有明显预兆的情况下突然破坏,故其破坏
27、类型属脆性破坏。少筋梁的破坏特点是:受拉区混凝土一旦开裂,钢筋即达到屈服强度甚至进入强化阶段,。即使受压区混凝土暂未压碎,但过大的变形及裂缝已经不适于继续承载,从而标志着梁的破坏。11单筋矩形截面梁基本公式的适用条件是什么?答:单筋梁基本公式的适用条件: 1)防止超筋破坏 或 或 2)防止少筋破坏12在受弯构件的正截面承载力计算中,两类T形梁如何划分。并写出第一类T形梁的基本公式及适用条件。答:(1)两类T形梁的划分当时,属第一类T形梁 当时,属第二类T形梁 (2)第一类T形梁的基本公式和适用条件1)基本公式 2)适用条件应不小于或()13混凝土结构的结构计算与构造措施分别有何作用?答:通过结
28、构计算一般仅能初步确定主要部位的截面尺寸和钢筋数量,对于不易详细计算的因素就要通过构造措施来弥补。14梁的保护层厚度是指那一段距离?答:梁的保护层厚度是指主筋表面至梁表面的距离。15单筋梁截面的有效高度,式中a是指哪一段距离?答:单筋梁截面的有效高度,式中a是指受拉钢筋合力点至梁受拉边缘的距离。16对单筋矩形梁进行截面设计,出现情况,若不考虑采用双筋梁,则需采取什么措施?答:对单筋矩形梁进行截面设计,出现情况,若不考虑采用双筋梁,则需加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。17双筋矩形截面梁中如何保证受压钢筋的应力达到抗压强度设计值?答:双筋矩形截面梁中,受压钢筋的压应力达到抗压强度设计值的先决条件
29、应满足: 或 其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。当不满足式上式规定时,则表明受压钢筋的位置离中和轴太近,受压钢筋的应变太小,以致其应力达不到抗压强度设计值。以上a为受压钢筋截面重心至混凝土受压边缘的距离。此外,必须注意,在计算中若考虑受压钢筋作用时,应按规范规定,箍筋应做成封闭式,其间距不应大于15d(d为受压钢筋最小直径),且不宜大于400mm。否则,纵向受压钢筋可能发生纵向弯曲(压屈)而向外凸出,引起保护层剥落甚至使受压混凝土过早发生脆性破坏。18对于受弯的梁类构件,其一侧纵向受拉钢筋的配筋百分率不应小于多少?答:对于受弯的梁类构件,其一侧纵向受拉钢筋的配筋百分率不应小于4
30、5和0.2中较大者。19梁斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种?破坏发生的条件及特点如何?答:梁斜截面受剪破坏的主要形态有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种类型。如图题19所示。题图19(a) 破坏形态(b) 荷载-挠度曲线(1)斜压破坏这种破坏多发生在集中荷载距支座较近,且剪力大而弯矩小的区段,即剪跨比比较小()时,或者剪跨比适中,但腹筋配置量过多,以及腹板宽度较窄的T形或I形梁。由于剪应力起主要作用,破坏过程中,先是在梁腹部出现多条密集而大体平行的斜裂缝(称为腹剪裂缝)。随着荷载增加,梁腹部被这些斜裂缝分割成若干个斜向短柱,当混凝土中的压应力超过其抗压强度时,发生类似受压短柱的破坏,此时箍筋应力
31、一般达不到屈服强度。(2)剪压破坏这种破坏常发生在剪跨比适中(),且腹筋配置量适当时,是最典型的斜截面受剪破坏。这种破坏过程是,首先在剪弯区出现弯曲垂直裂缝,然后斜向延伸,形成较宽的主裂缝临界斜裂缝,随着荷载的增大,斜裂缝向荷载作用点缓慢发展,剪压区高度不断减小,斜裂缝的宽度逐渐加宽,与斜裂缝相交的箍筋应力也随之增大,破坏时,受压区混凝土在正应力和剪应力的共同作用下被压碎,且受压区混凝土有明显的压坏现象,此时箍筋的应力到达屈服强度。(3)斜拉破坏这种破坏发生在剪跨比较大(),且箍筋配置量过少的情况,其破坏特点是,破坏过程急速且突然,当斜裂缝在粱腹部出现,很快就向上下延伸,形成临界斜裂缝,将梁劈
32、裂为两部分而破坏,且往往伴随产生沿纵筋的撕裂裂缝。破坏荷载与开裂荷载很接近。与适筋梁正截面破坏相比较,斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏时梁的变形要小,且具有脆性破坏的特征,尤其是斜拉破坏,破坏前梁的变形很小,有较明显的脆性。试验表明,无论简支梁还是连续梁或约束梁均有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种受剪破坏形态。20影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?答:影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有剪跨比、混凝土强度、纵筋配筋率、截面尺寸和形状等。通常采用21在受弯构件斜截面受剪承载力计算中通常采用什么方法方法来提高梁的斜截面受剪承载能力?答:在受弯构件斜截面受剪承载力计算中,通常采用
33、配置腹筋即配置箍筋和弯起钢筋的方法来提高梁的斜截面受剪承载能力。22混凝土梁斜截面受剪承载力公式为何要确定截面最小尺寸和最小配箍率限值?答:混凝土梁斜截面受剪承载力公式是根据剪压破坏形态建立的,故其不适用于其它破坏形式。限制最小截面尺寸是为避免发生斜压破坏;限制最小配箍率是为避免发生斜拉破坏。23在钢筋混凝土梁斜截面承载力计算中,若,则应采取的措施是什么?答:在钢筋混凝土梁斜截面承载力计算中,若,则应采取的措施是加大截面尺寸。24为保证斜截面的受弯承载力不小于正截面的受弯承载力,规范有何规定?答:为保证斜截面的受弯承载力不小于正截面的受弯承载力,规范规定在梁的受拉区段弯起钢筋时,要保证材料抵抗
34、弯矩图形必须包在弯矩图形之外,弯起点应在按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋截面面积之前。即:弯起钢筋梁中心线的交点应在不需要该钢筋的截面之外,且弯起点分别与按计算充分利用该钢筋截面面积点之间的距离不应小于。同时,为了保证每根弯起钢筋都能与斜裂缝相交,弯起钢筋的弯终点到支座边缘或到前一排弯起钢筋弯起点的距离,都不应大于箍筋的最大间距的要求。25钢筋混凝土构件受扭状态可以分为哪两大类?答:钢筋混凝土构件受扭状态可以分为两大类,平衡扭转和协调扭转。26说明按混凝土结构设计规范的弯剪扭共同作用下构件的配筋计算方法。答:按混凝土结构设计规范的弯剪扭共同作用下构件的配筋计算方法:(1)对于弯矩的作用,按受
35、弯构件的正截面受弯承载力计算公式,单独计算其所需的纵向钢筋。(2)对于剪力和扭矩的作用,采用混凝土受力相关,钢筋受力不相关的计算方法,计算其所需的箍筋和纵向钢筋。(3)将上述二者的计算结果相叠加,即得弯剪扭构件所需的纵筋和箍筋。27在弯剪扭共同作用下,规范简化计算构件承载力的思路如何?答:在弯剪扭共同作用下,构件的受弯、受剪、受扭承载力是相互影响的,即存在相关性。规范简化计算构件承载力的思路:对单独由混凝土贡献的承载力部分考虑相关关系,对于钢筋贡献的承载力部分采用线性叠加的方法。即对于弯矩的作用,按受弯构件的正截面受弯承载力计算公式,单独计算其所需的纵向钢筋;对于剪力和扭矩的作用,采用混凝土受
36、力相关、钢筋受力不相关的计算方法,计算其所需的纵向钢筋和箍筋;然后,将上述二者的计算结果相叠加,即得弯剪扭构件所需的纵筋和箍筋。28柱按照箍筋的作用及配置方式的不同分为哪两种?螺旋箍筋柱较普通箍筋柱承载力提高的原因是什么?答:一般把钢筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式的不同分为两种:配有纵向钢筋和普通箍筋的柱,简称普通箍筋柱;配有纵筋和螺旋式(或焊接环式)箍筋的柱,简称螺旋箍筋柱。螺旋箍筋柱较普通箍筋柱承载力提高的原因是螺旋筋约束了混凝土的横向变形。29在普通箍筋的轴心受压柱中,纵筋与箍筋各有何作用?答:在普通箍筋的轴心受压柱中:纵筋的作用是提高柱的承载力,以减小构件的截面尺寸;防止因偶然偏心
37、产生的破坏;改善破坏时构件的延性;减小混凝土的徐变变形。箍筋能与纵筋形成骨架;防止纵筋受力后外凸。30何谓稳定系数?其作用如何?影响稳定系数的因素有哪些?答:长柱的承载力与条件相同的短柱承载力的比值称为稳定系数。混凝土规范采用稳定系数j表示长柱承载能力的降低程度,即式中 为长柱的承载力;为短柱的承载力。稳定系数j值的影响因素:构件的长细比、混凝土强度等级、钢筋的种类以及配筋率,主要和构件的长细比有关。长细比是指构件的计算长度与其截面的回转半径之比值;对于矩形截面为(b为截面的短边尺寸)。越大,j值越小。当时,柱的承载力没有降低,j值可取为1。31什么是偏心受压构件的界限破坏?答:具有某个特定配
38、筋率的柱,当远离轴向力一侧的钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生,我们把柱的这种破坏特征称为“界限破坏”。当其受拉钢筋开始屈服时,受压区边缘也刚好达到混凝土弯曲受压时的极限压应变。也就是说,钢筋屈服与受压区混凝土被压碎同时发生。32偏心受压构件斜截面受剪承载力计算公式与受弯构件斜截面受剪承载力公式有何不同?当轴向力N>0.3fcA时,有何要求?答:偏心受压构件斜截面受剪承载力计算公式是在受弯构件斜截面受剪承载力公式基础多了一项 0.07N ,同时要求当轴向力N>0.3fcA时,取。33轴心受拉构件的破坏过程可分为哪三个受力阶段?答:轴心受拉构件从加载开始到破坏为止,其受力过程也可分为
39、三个受力阶段。第阶段为从加载到混凝土受拉开裂前。第阶段为混凝土开裂后至钢筋屈服。第阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服;此时,混凝土裂缝开展很大,拉力全部由钢筋承担,可认为构件达到了破坏状态,即达到极限荷载。34偏心受拉构件按纵向拉力的位置不同,可分为哪受拉两种情况?答:偏心受拉构件正截面的承载力计算,按纵向拉力的位置不同,可分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况:当纵向拉力N作用在钢筋As合力点及As的合力点范围以外时,属于大偏心受拉;当纵向拉力N作用在钢筋As合力点及As合力点范围以内时,属于小偏心受拉。35大偏心受拉与小偏心受拉构件在破坏时各有何特点?答:大偏心受拉构件破坏时截面虽开
40、裂,但还有受压区,截面就不会裂通。构件破坏时,钢筋As及As的应力都达到屈服强度,受压区混凝土强度达到1fc。小偏心受拉构件在临破坏前,一般情况截面全部裂通,拉力完全由钢筋承担,不考虑混凝土的受拉工作。设计时,可假定构件破坏时钢筋As及As的应力都达到屈服强度。36验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是什么?答:验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是:使构件满足正常使用极限状态要求。37混凝土受弯构件的截面抗弯刚度有何特点?答:混凝土受弯构件与匀质弹性材料梁相比较,钢筋混凝土是不匀质的非弹性材料,因此混凝土受弯构件的截面抗弯刚度不为常数,其主要特点如下:(1)随着荷载的增大而减小;(2)随着配筋率r的
41、降低而减小;(3)沿构件跨度,截面抗弯刚度是变化的;(4)随加载时间的增长而减小。38规范对混凝土构件裂缝控制等级是如何规定的?答:混凝土构件的裂缝控制统一划分成三级,分别用应力及裂缝宽度进行控制。一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土的拉应力不应超过混凝土的抗拉强度标准值ftk,按荷载效应准永久组合下进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;三级:允许出现裂缝的构件,最大裂缝宽度按荷载效应标准组合并考虑长期作用组合影响计算,并符合下列规定wmax
42、63;wlim 式中wmax在荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算得到的最大裂缝宽度; wlim最大裂缝宽度限值,设计时应根据结构构件的具体情况按教材附表17选用。对普通钢筋混凝土构件一般按三级控制裂缝宽度。39规范规定,对使用上允许出现裂缝的构件应进行什么验算?答:规范规定,对使用上允许出现裂缝的构件应进行最大裂缝宽度验算40按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后顺序,施加预应力的方法可分为哪两种?先张法的施工工序如何?答:按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后顺序,施加预应力的方法可分为:先张法、后张法两种。先张法的施工工序:先张拉钢筋,并将其固定,浇注混凝待混凝土达到一定强度后,放松钢筋。41 预应
43、力混凝土构件对混凝土有何要求?答:预应力混凝土构件要求混凝土具有高强度,收缩、徐变小,快硬、早强等性质。42条件相同的先张法和后张法轴心受拉构件,当相同时,试比较预应力钢筋中的应力?答:条件相同的先张法和后张法轴心受拉构件,当相同时,预应力钢筋中的应力后张法大于先张法。混凝土结构计算题解析一、 矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力计算(一)大偏心受压构件正截面受压承载力计算公式由力的平衡条件及各力对受拉钢筋合力点取矩的力矩平衡条件,可以得到下面两个基本计算公式: (7-23) (7-24)式中: N 轴向力设计值; 1 混凝土强度调整系数;e 轴向力作用点至受拉钢筋AS合力点之间的距离;
44、(7-25) (7-26)考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数,按式(7-22)计算;ei 初始偏心距;e0 轴向力对截面重心的偏心距,e0 =M/N ;ea 附加偏心距,其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20中的较大者;x 受压区计算高度。(2)适用条件1) 为了保证构件破坏时受拉区钢筋应力先达到屈服强度,要求 (7-27) 式中 xb 界限破坏时,受压区计算高度, ,b的计算见与受弯构件相同。2) 为了保证构件破坏时,受压钢筋应力能达到屈服强度,和双筋受弯构件相同,要求满足: (7-28) 式中 a 纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。(二)不对称配筋矩形截面大偏心受压构件正截面承载力
45、的计算第一种情况:已知:截面尺寸b×h,混凝土的强度等级,钢筋种类(在一般情况下As及As取同一种钢筋),轴向力设计值N及弯矩设计值M,长细比l0/h。求:钢筋截面面积及解:1 判断大小偏心受压 (1)计算偏心距;附加偏心距,其值取偏心方向截面尺寸的和中的较大者。则 (2)考虑偏心距增大系数计算,当时:;当时:截面修正系数的取值: ;且当11时,取11。构件长细比对截面曲率的修正系数的取值: (3)判断大小偏心受压若,可按小偏压情况计算;若,可按大偏压情况计算;(4)计算钢筋截面面积及 (5)若,说明假定过大,实际,故应按最小配筋率取值以下按第二种情况计算。第二种情况:已知:截面尺寸
46、b×h,混凝土的强度等级,钢筋种类(在一般情况下As及As取同一种钢筋),受压钢筋的数量,轴向力设计值N及弯矩设计值M,长细比l0/h。求:钢筋截面面积解:1判断大小偏心受压 (1)计算偏心距;附加偏心距,其值取偏心方向截面尺寸的和中的较大者。则 (2)考虑偏心距增大系数计算,当时:;当时:截面修正系数的取值: ;且当11时,取11。构件长细比对截面曲率的修正系数的取值: (3)判断大小偏心受压若,可按小偏压情况计算;若,可按大偏压情况计算;(4)计算受压区高度由 解x的二次方程计算出(5),应加大构件截面尺寸,或按未知的情况来重新计算,使其满足的条件。(6),计算钢筋截面面积(7)
47、,对受压钢筋合力点取矩,计算值得: (7-38) 另外,再按不考虑受压钢筋,即取0,利用式下式计算值,然后与用式(7-38)求得的As值作比较,取其中较小值配筋。 二、例题【例1】已知:N=600kN,M=180 kN·m,b =300mm,h=700mm,a=a=45mm,采用HRB400钢筋,混凝土强度等级为C35,构件的计算长度l0=4500mm。求:钢筋截面面积及。【解】(1)由于,经计算=1.06 ea =700/30=23mm(>20mm)则 ei =e0+ea =300+23=323mm ei =1.06×323=342mm>0.3h0(0.3
48、215;665=200mm) 按大偏压情况计算。 (2)由式(736)得: 取选用2根直径18mm 的HRB400钢筋,这样,该题就变成已知受压钢筋,求算受拉钢筋的问题,下面计算从略。例2 已知截面尺寸b=200mm,h=450mm,混凝土C25,钢筋采用HRB335级,环境类别为一类。梁承担的弯矩设计值M=170kN·m。梁的受压区已配置318受压钢筋,试求受拉钢筋As。解1 充分发挥已配As的作用。查表得318的A's=763 mm2。有: 2求Mu1,并由Mu1按单筋矩形截面求As1根据s=0.245图4-18 截面配筋图得,x=h0=0.286×390=11
49、1.54mm2a=2×35=70mm3受拉钢筋总面积为:As= As1+ As2=885+763=1648 mm2实际选用322+220,As=1768 mm2,截面配筋见图4-18。绪论.混凝土结构的一般概念.混凝土结构的特点.混凝土结构发展简况.本课程的任务和内容.本课程的特点第一章钢筋混凝土材料的力学性能.钢筋.混凝土的强度.混凝土在荷载短期作用下的变形.钢筋与混凝土的粘结.轴心受力构件的应力分析.混凝土的时随变形收缩和徐变第二章梁的受弯性能的试验研究、分析.受弯性能的试验研究.配筋率对梁的破坏特征的影响.截面应力分析.规范采用的极限弯矩计算方法第三章结构设计原理、设计方法.结
50、构设计的要求.概率设计的一些基本概念.概率极限状态设计法.概率极限状态设计法的实用设计表达式第四章受弯构件正截面承载力计算.概说.单筋矩形截面.双筋矩形截面.小结第五章受弯构件斜截面承载力计算.概说.无腹筋梁的受剪性能.3 有腹筋梁的受剪性能第六章粘结、锚固及钢筋布置.概说.钢筋与混凝土的粘结.受弯构件的钢筋布置第七章受扭构件承载力计算.概说.开裂扭矩.纯扭构件的承载力计算第八章受压构件承载力计算.概说.轴心受压柱的承载力计算.矩形截面偏心受压构件.柱的构造要求第九章受拉构件承载力计算.轴心受拉构件第十章钢筋混凝土结构的适用性与耐久性.受弯构件的挠度控制.裂缝控制.混凝土结构的耐久性二、考试题
51、型(合计:共题、共分)简答题(共4题,每题5分,共计2分)填空题(共6题,每题2分,共计分)选择题(共题,每题2分,共计8分)计算题(共题,每题10分,共计10分)钢筋混凝土结构复习资料 一、选择题1、对于有流幅的钢筋,混凝土结构设计规范取( B )作为钢筋设计强度的取值。A弹性极限 B屈服强度 C极限强度 D条件屈服强度;2、混凝土的弹性模量是指( C )。A割线模量; B切线模量; C原点弹性模量; D变形模量;3、受弯构件在正截面工作的第一阶段末期,即将开裂的a状态时,钢筋的应力大约为( B )A510MPa B2030 MPa C6070 MPa D100110 MPa ;4、属于有明
52、显屈服点的钢筋有( D )。A钢绞线; B钢丝 ; C热处理钢筋; D冷拉钢筋;5、( C )作为受弯构件正截面承载力计算的依据。Aa状态 Ba状态 Ca状态 D第阶段;6、对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱,以支承条件为( B )时,其轴心受压承载力最大。A一端嵌固,一端不动铰支; B两端嵌固; C两端不动铰支; D一端嵌固,一端自由;7、规范规定,对于梁类、板类及墙类构件,位于同一连接区域内的受拉钢筋搭接接头面积百分率不宜大于( A )。A25% B50% C75% D100%;8、对于无腹筋梁,当时,常发生什么破坏( D )。A弯曲破坏; B剪压破坏; C斜拉破坏; D斜压破坏;9、判别大偏心受压破坏的本质条件是:( C )。A; B;C; D;10、对于钢筋混凝土偏心受拉构件,下面说法错误的是( A )。A如果,说明是小偏心受拉破坏;B小偏心受拉构件破坏时,混凝土完全退出工作,全部拉力由钢筋承担;C大偏心构件存在混凝土受压区;D大、小偏心受拉构件的判断是依据纵向拉力N的作用点的位置;11、钢筋混凝土受扭构件,受扭纵筋和箍筋的配筋强度比说明,当构件破坏时,( A )。A纵筋和箍筋都能达到屈服; B仅箍筋达到屈服;C仅纵筋达到屈服; D纵筋和箍筋都不能达到屈服;12钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是( B
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