钢筋混凝土结构设计原理复习资料

1、3钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达

2、到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。5判别大、小偏心受压破坏的条件是什么？大、小偏心受压的破坏特征分别是什么？答：（1），大偏心受压破坏；，小偏心受压破坏；（2）破坏特征：大偏心受压破坏：破坏始自于远端钢筋的受拉屈服，然后近端混凝土受压破坏；小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并未屈服；7裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽度限值，应如何处理?答：与构件类型、保护层厚度、配筋率、钢筋直径和钢筋应力等因素有关。如不满足，可以采取减小钢筋应力或减小钢筋直径等措施。3.混凝土结构有哪些优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2

3、）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。4简述混凝土立方体抗压强度。答：混凝土标准立方体的抗压强度，我国普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-2002）规定：边长为150mm的标准立方体试件在标准条件（温度20±3，相对温度90%）下养

4、护28天后，以标准试验方法(中心加载，加载速度为0.31.0N/mm2/s，试件上、下表面不涂润滑剂，连续加载直至试件破坏，测得混凝土抗压强度为混凝土标准立方体的抗压强度fck，单位N/mm2。 fck混凝土立方体试件抗压强度 F试件破坏荷载； A试件承压面积。7.简述混凝土三轴受压强度的概念。答：三轴受压试验是侧向等压2=3=r的三轴受压，即所谓常规三轴。试验时先通过液体静压力对混凝土圆柱体施加径向等压应力，然后对试件施加纵向压应力直到破坏。在这种受力状态下，试件由于侧压限制，其内部裂缝的产生和发展受到阻碍，因此当侧向压力增大时，破坏时的轴向抗压强度相应地增大。根据试验结果分析，三轴受力时混

5、凝土纵向抗压强度为fcc= fc+r式中：fcc混凝土三轴受压时沿圆柱体纵轴的轴心抗压强度； fc 混凝土的单轴圆柱体轴心抗压强度； 系数，一般普通混凝土取4；r 侧向压应力。2钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏

6、前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。2什么叫最小配筋率？它是如何确定的？在计算中作用是什么？答：最小配筋率是指，当梁的配筋率很小，梁拉区开裂后，钢筋应力趋近于屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率min。是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏，少筋破坏是脆性破坏，设计时应当避免。1 斜截面破坏形态有几类？分别采用什么方法加以控制？答：

7、（1）斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏（2）斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制；剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制；斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制；1.判别大、小偏心受压破坏的条件是什么？大、小偏心受压的破坏特征分别是什么？答：（1），大偏心受压破坏；，小偏心受压破坏；（2）破坏特征：大偏心受压破坏：破坏始自于远端钢筋的受拉屈服，然后近端混凝土受压破坏；小偏心受压破坏：构件破坏时，混凝土受压破坏，但远端的钢筋并未屈服；2.偏心受压短柱和长柱有何本质的区别？偏心距增大系数的物理意义是什么？答：（1）偏心受压短柱和长柱有何本质的区别在于，长柱偏心受压后产生不可忽略的纵向弯曲，引起

8、二阶弯矩。（2）偏心距增大系数的物理意义是，考虑长柱偏心受压后产生的二阶弯矩对受压承载力的影响。2裂缝宽度与哪些因素有关，如不满足裂缝宽度限值，应如何处理?答：与构件类型、保护层厚度、配筋率、钢筋直径和钢筋应力等因素有关。如不满足，可以采取减小钢筋应力（即增加钢筋用量）或减小钢筋直径等措施。1. 轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱受力性能的区别答：一、普通箍筋柱中配有纵向受压钢筋和普通箍筋，而螺旋箍筋柱中配有纵向受压钢筋和螺旋式箍筋。二、普通箍筋柱。（1）轴心短柱：（a）受力时，全截面应变相等，即s=c=（b）受力时，侧向弯曲可忽略不计。（c）破坏时，砼压碎，纵筋外鼓呈灯笼状。（d）破坏时，混凝土

9、应变取0 ;应力取fc（2）轴心长柱：（a）受力时，N不可避免的初始偏心，引起的侧向弯曲、附加弯矩 不可忽略。（b）破坏时，凸边出现横向裂缝 ，砼拉裂 ；凹边出现纵向裂缝 ，砼压碎 ，构件破坏。（c）长柱的承载力小于 相同条件短柱的承载力。三、螺旋箍筋柱。压应力较小时，箍筋对核心混凝土的横向约束变形作用不明显，而当混凝土的压应力超过0.8fc时，混凝土横向变形急剧增大，使螺旋箍筋中产生拉应力，从而有效的约束核心混凝土，提高抗压强度。2. 大小偏压破坏特征及发生条件答：一、大偏心受压构件破坏为受拉破坏。（1）发生条件： 偏心距e0较大，As的数量合适。（2）破坏特征：As先屈服；压区混凝土 后压

10、碎。延性 破坏。破坏特征与适筋梁 相似。二、小偏心受压构件破坏为受压破坏。（1）发生条件：（a）相对偏心距e0 /h0较小；（b）相对偏心距e0/h0较大，但As的数量过多。（2）受压破坏的特征：离纵向力较近一侧 的混凝土压碎 ，钢筋屈服 ；离纵向力较远一侧 的钢筋不屈服 。脆性破坏。破坏特征与超筋梁 相似。三、判别条件：b时，为大偏心受压，反之则为小偏心受压。1已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25,fc =11.9N/mm2，, 钢筋采用HRB335，截面弯矩设计值M=165KN.m。环境类别为一类。求：受拉钢筋截面面积解：采用单排布筋

11、 将已知数值代入公式 及 得1.011.9200x=300 16510=1.011.9200x(465-x/2两式联立得：x=186mm A=1475.6mm2验算 x=186mm<0.55465=255.8mm所以选用325 A=1473mm22已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25，截面弯矩设计值M=125KN.m。环境类别为一类。求：（1）当采用钢筋HRB335级时，受拉钢筋截面面积；（2）当采用钢筋HRB400级时，受拉钢筋截面面积.解：（1）由公式得 =0.243选用钢筋4（2）。3已知梁的截面尺寸为b×h=250

12、mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm的HRB335钢筋，即级钢筋，As=804mm2；混凝土强度等级为C40，；承受的弯矩M=89KN.m。环境类别为一类。验算此梁截面是否安全。解：fc=19.1N/mm2，ft=1.7 N/mm2，fy=300 N/mm2。由表知，环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm，故设a=35mm，h0=450-35=415mm则 4已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C40，钢筋采用HRB335，即级钢筋，截面弯矩设计值M=330KN.m。环境类别为一类。受压区已配置320mm钢筋，As=

13、941mm2,求受拉钢筋As解：KN则 KN已知后，就按单筋矩形截面求As1。设a=60mm、h0=500-60=440mm。最后得 选用625mm的钢筋，As=2945.9mm25已知梁截面尺寸为200mm×400mm，混凝土等级C30，钢筋采用HRB335，环境类别为二类，受拉钢筋为325的钢筋，As=1473mm2，受压钢筋为26的钢筋，As = 402mm2；承受的弯矩设计值M=90 KN.m。试验算此截面是否安全。解：fc=14.3N/mm2，fy=fy=300N/mm2。由表知，混凝土保护层最小厚度为35mm，故mm，h0=400-47.5=352.5mm由式代

14、入式注意，在混凝土结构设计中，凡是正截面承载力复核题，都必须求出混凝土受压区高度x值。6已知T形截面梁，截面尺寸如图所示，混凝土采用C30，纵向钢筋采用HRB400级钢筋，环境类别为一类。若承受的弯矩设计值为M=700kN·m，计算所需的受拉钢筋截面面积AS（预计两排钢筋，as=60mm）。解：1、确定基本数据由表查得；a=1.0；。2、判别T形截面类 故属于第二类T形截面。3、计算受拉钢筋面积AS。 如图4 =0.228选用428225（AS=2463+982=3445mm2）7 某钢筋混凝土T形截面梁，截面尺寸和配筋情况（架立筋和箍筋的配置情况略）如图所示。混凝土强度等级为C30

15、，纵向钢筋为HRB400级钢筋，=70mm。若截面承受的弯矩设计值为M=550kN·m，试问此截面承载力是否足够？ 解：1、确定基本数据由表查得，；=1.0；AS=2945mm2。2、判别T形截面类型 如图5故属于第二类T形截面。3、计算受弯承载力M。=156.56mm，满足要求。 =599.00kN·mMM=550kN·m故该截面的承载力足够。8某一般环境中的中型公路桥梁中，梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25，钢筋采用HRB335，截面弯矩设计值Md=165KN.m。求受拉钢筋截面面积。解：（1）查取相关数据38采用绑扎骨架，按两层布置钢筋，假设as=65mm，=435mm。求受压区高度相关数据代入式得，有解得 取 求所需钢筋数量AS有关数据代入公式 =1816.2mm2选配钢筋并满足最小配筋率由表查得620，AS实=1884mm2，考虑按两层布置，20钢筋的外径为22mm，梁侧混凝土保护层采用。钢筋净间距为 满足要求