混凝土結構設計原理》課後答案1版

2021-03-04 05:17:19 字數 2074 閱讀 7049

作業一參***

1.混凝土立方體抗壓強度、立方體抗壓強度標準值與混凝土強度等級的概念。

答:(1)混凝土標準立方體的抗壓強度,我國《普通混凝土力學效能試驗方法標準》(gb/t50081-2002)規定:邊長為150mm的標準立方體試件在標準條件(溫度20±3℃,相對溫度≥90%)下養護28天後,以標準試驗方法(中心載入,載入速度為0.

3~1.0n/mm2/s),試件上、下表面不塗潤滑劑,連續載入直至試件破壞,測得混凝土抗壓強度為混凝土標準立方體的抗壓強度fck,單位n/mm2。

fck——混凝土立方體試件抗壓強度;

f——試件破壞荷載;

a——試件承壓面積。

(2)我國《混凝土結構設計規範》規定,立方體抗壓強度標準值係指按上述標準方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強度。

(3)混凝土強度等級應按立方體抗壓強度標準值確定,根據立方體抗壓強度標準值劃分為c15、c20、 c25、c30、c35、c40、c45、c50、 c55、 c60、c65、 c70、 c75、 c80十四個等級。7.簡述混凝土軸心抗壓強度。

2.簡述混凝土在單軸短期載入下的應力~應變關係特點。隨著混凝土強度的提高,該曲線有何變化?

答:一般用標準稜柱體或圓柱體試件測定混凝土受壓時的應力~應變曲線。軸心受壓混凝土典型的應力應變曲線如圖,各個特徵階段的特點如下:

混凝土軸心受壓時的應力~應變曲線

1)應力σ≤0.3 fc sh

當荷載較小時,即σ≤0.3 fc sh,曲線近似是直線(圖中oa段),a點相當於混凝土的比例極限點。此階段中混凝土的變形主要取決於骨料和水泥石的彈性變形。

2)應力0.3 fc sh <σ≤0.8 fc sh

隨著荷載的增加,當應力約為(0.3~0.8) fc sh,曲線明顯偏離直線(ab段),應變增長比應力快,混凝土表現出越來越明顯的彈塑性。

此階段中混凝土內部微裂縫雖有所發展,但處於穩定狀態,故b點稱為臨界應力點,相對應的應力可作為混凝土長期受壓強度。

3)應力0.8 fc sh <σ≤1.0 fc sh

隨著荷載進一步增加,當應力約為(0.8~1.0) fc sh,曲線進一步彎曲,應變增長速度進一步加快,表明混凝土的應力增量不大,而塑性變形卻相當大。

此階段試件中積蓄的彈性應變能始終保持大於裂縫發展所需要的能量,進入裂縫發展的不穩定狀態直至c點達到曲線峰值, c點應力為極限強度fc sh,相應的峰值應變為ε0≈0.002。

4)超過峰值應力後

超過c點以後,曲線進入下降段,試件的承載力隨應變增長逐漸減小,平均應力強度下降,曲率最大點e稱為「收斂點」,即極限應變點。之後主裂縫已很寬,結構內聚力已幾乎耗盡,混凝土失去繼續承載的能力。

隨著混凝土強度的提高,上公升段(oc)曲線形狀基本不變,ε0略有增大;下降段(ce)曲線變陡,εcu明顯降低,說明混凝土隨強度的提高而變脆。

3.簡述混凝土三軸受壓強度的概念。

答:三軸受壓試驗是側向等壓σ2=σ3=σr的三軸受壓,即所謂常規三軸。試驗時先通過液體靜壓力對混凝土圓柱體施加徑向等壓應力,然後對試件施加縱向壓應力直到破壞。

在這種受力狀態下,試件由於側壓限制,其內部裂縫的產生和發展受到阻礙,因此當側向壓力增大時,破壞時的軸向抗壓強度相應地增大,同時混凝土的應變也相應地增大,如下圖所示。

根據試驗結果分析,三軸受力時混凝土縱向抗壓強度為

fcc′= fc′+βσr

式中:fcc′——混凝土三軸受壓時沿圓柱體縱軸的軸心抗壓強度;

fc′ ——混凝土的單軸圓柱體軸心抗壓強度;

β ——係數,一般普通混凝土取4;

σr ——側向壓應力。

4.荷載效應組合練習題

某鋼筋混凝土簡支梁,計算跨度l0=4m,在跨中作用有集中永久荷載gk=10kn,同時承受均布荷載標準值gk=8kn/m,qk=6kn/m,可變荷載的組合值係數ψc=0.7,準永久值係數ψq=0.4。

試求按承載能力極限狀態設計時梁跨中截面的彎矩設計值m,以及在正常使用極限狀態下荷載效應的標準組合彎矩值mk和荷載效應的準永久組合彎矩值mq。

解: (1) 求梁跨中截面的彎矩設計值m

以可變荷載為控制:

以永久荷載為控制:

最後取大者,即m=48kn·m

(2)荷載效應的標準組合彎矩值mk

(3)荷載效應的準永久組合彎矩值mq

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