混凝土結構設計原理作業答案

2021-03-04 09:58:15 字數 4724 閱讀 4247

第一章鋼筋混凝土的力學效能

1、 鋼筋冷加工的目的是什麼?冷加工的方法有哪幾種?各種方法對強度有何影響?

答:冷加工的目的是提高鋼筋的強度,減少鋼筋用量。

冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷彎、冷軋、冷軋扭加工等。

這幾種方法對鋼筋的強度都有一定的提高,

4、 試述鋼筋混凝土結構對鋼筋的效能有哪些要求?

答:鋼筋混凝土結構中鋼筋應具備:(1)有適當的強度;(2)與混凝土黏結良好;(3)可焊性好;(4)有足夠的塑性。

5、 我國用於鋼筋混凝土結構的鋼筋有幾種?我國熱軋鋼筋的強度分為幾個等級?用什麼符號表示?

答:我國用於鋼筋混凝土結構的鋼筋有4種:熱軋鋼筋、鋼鉸絲、消除預應力鋼絲、熱處理鋼筋。

我國的熱軋鋼筋分為hpb235、hrb335、hrb400和rrb400三個等級,即、、三個等級,符號分別為 ( r ) 。

6、 除凝土立方體抗壓強度外,為什麼還有軸心抗壓強度?

答:立方體抗壓強度採用立方體受壓試件,而混凝土構件的實際長度一般遠大於截面尺寸,因此採用稜柱體試件的軸心抗壓強度能更好地反映實際狀態。所以除立方體抗壓強度外,還有軸心抗壓強度。

7、 混凝土的抗拉強度是如何測試的?

答:混凝土的抗拉強度一般是通過軸心抗拉試驗、劈裂試驗和彎折試驗來測定的。由於軸心拉伸試驗和彎折試驗與實際情況存在較大偏差,目前國內外多採用立方體或圓柱體的劈裂試驗來測定。

8、 什麼叫混凝土徐變?線形徐變和非線形徐變?混凝土的收縮和徐變有什麼本質區別?

答:混凝土在長期荷載作用下,應力不變,變形也會隨時間增長,這種現象稱為混凝土的徐變。

當持續應力σc 0.5fc 時,徐變大小與持續應力大小呈線性關係,這種徐變稱為線性徐變。當持續應力σc 0.

5fc 時,徐變與持續應力不再呈線性關係,這種徐變稱為非線性徐變。

混凝土的收縮是一種非受力變形,它與徐變的本質區別是收縮時混凝土不受力,而徐變是受力變形。

第二章混凝土結構基本計算原則

思考題1. 什麼是結構可靠性?什麼是結構可靠度?

答:結構在規定的設計基準使用期內和規定的條件下(正常設計、正常施工、正常使用和維修),完成預定功能的能力,稱為結構可靠性。

結構在規定時間內與規定條件下完成預定功能的概率,稱為結構可靠度。

2. 結構構件的極限狀態是指什麼?

答:整個結構或構件超過某一特定狀態時(如達極限承載能力、失穩、變形過大、裂縫過寬等)就不能滿足設計規定的某一功能要求,這種特定狀態就稱為該功能的極限狀態。

按功能要求,結構極限狀態可分為:承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。

3. 承載能力極限狀態與正常使用極限狀態要求有何不同?

答:(1)承載能力極限狀態標誌結構已達到最大承載能力或達到不能繼續承載的變形。若超過這一極限狀態後,結構或構件就不能滿足預定的安全功能要求。

承載能力極限狀態時每乙個結構或構件必須進行設計和計算,必要時還應作傾覆和滑移驗算。

(2)正常使用極限狀態標誌結構或構件已達到影響正常使用和耐久性的某項規定的限值,若超過這一限值,就認為不能滿足適用性和耐久性的功能要求。構件的正常使用極限狀態時在構件承載能力極限狀態進行設計後,再來對有使用限值要求的構件進行驗算的,以使所設計的結構和構件滿足所預定功能的要求。

4. 什麼是結構上的作用?作用的分類有哪些?

答:結構的作用是指結構在施工期間和使用期間要承受的各種作用(即使結構產生內利和變形的所有的原因)。

結構的作用按形式分為兩類:直接作用、間接作用。

結構的作用按其隨時間的變異性和出現的可能性不同,可分為三類:永久作用、可變作用、偶然作用。

5. 什麼是荷載標準值、荷載準永久值、荷載設計值?是怎樣確定的?

答:(1)荷載標準設計值是指結構在其使用期間正常情況下可能出現的最大荷載。按隨機變數95%保證率的統計特徵值確定,詳見《建築結構荷載規範(gb50009-2001)》。

(2)荷載準永久值是指可變荷載在結構設計基準使用期內經常遇到或超過的荷載值。取可變荷載標準值乘以荷載準永久係數,詳見《建築結構荷載規範(gb50009-2001)》。

(3)荷載設計值是指荷載標準值與荷載分項係數的乘積。

第三章3.什麼是配筋率?配筋量對梁的正截面承載力有何影響?

答:配筋率是指縱向受力鋼筋截面面積與截面有效面積的百分比,

當材料強度及截面形式選定以後,根據的大小,梁正截面的破壞形式可以分為下面三種型別:適筋破壞、超筋破壞和少筋破壞。

4.適筋梁、超筋梁和少筋梁的破壞特徵有何區別?

答:當梁的配筋率比較適中時發生適筋破壞。如前所述,這種破壞的特點是受拉區縱向受鋼筋首先屈服,然後受壓區混凝土被壓碎。

梁完全破壞之前,受拉區縱向受力鋼筋要經歷較大的塑性變形,沿梁跨產生較多的垂直裂縫,裂縫不斷開展和延伸,撓度也不斷增大,所以能給人以明顯的破壞預兆。破壞呈延性性質。破壞時鋼筋和混凝土的強度都得到了充分利用。

發生適筋破壞的梁稱為適筋梁。

當梁的配筋率太大時發生超筋破壞。其特點是破壞時受壓區混凝土被壓碎而受拉區縱向受力鋼筋沒有達到屈服。粱破壞時由於縱向受拉鋼筋尚處於彈性階段,所以梁受拉區裂縫寬度小,形不成主裂縫,破壞沒有明顯預兆,呈脆性性質。

破壞時混凝土的強度得到了充分利用而鋼筋的強度沒有得到充分利用。發生超筋破壞的梁稱為超筋梁。

當梁的配筋率太小時發生少筋破壞。其特點是一裂即壞。梁受拉區混凝土一開裂,裂縫截面原來由混凝土承擔的拉力轉由鋼筋承擔。

因梁的配筋率太小,故鋼筋應力立即達到屈服強度,有時可迅速經歷整個流幅而進入強化階段,有時鋼筋甚至可能被拉斷。裂縫往往只有一條,裂縫寬度很大且沿梁高延伸較高。破壞時鋼筋和混凝土的強度雖然得到了充分利用,但破壞前無明顯預兆,呈脆性性質。

發生少筋破壞的梁稱為少筋梁。

由於超筋受彎構件和少筋受彎構件的破壞均呈脆性性質,破壞前無明顯預兆,一旦發生破壞將產生嚴重後果。因此,在實際工程中不允許設計成超筋構件和少筋構件,只允許設計成適筋構件,具體設計時是通過限制相對受壓區高度和最小配筋率的措施來避免。

5.什麼是最小配筋率,最小配筋率是根據什麼原則確定的?

答:為了防止將構件設計成少筋構件,要求構件的配筋面積。不得小於按最小配筋率所確定的鋼筋面積。即要求:

《規範》規定,受彎構件受拉鋼筋的最小配筋率。按構件全截面面積扣除位於受壓邊的翼緣面積後的截面面積計算。對於常用的矩形截面、t形截面和i形截面,其最小配筋率要求的計算如圖3—2。

《規範》規定:對受彎構件,取0.2%和0.45ft/fy中的較大值。

最小配筋率的數值是根據鋼筋混凝土受彎構件的破壞彎矩等於同樣截面的素混凝土受彎構件的破壞彎矩確定的。

10.在什麼情況下可採用雙筋截面?其計算應力圖形如何確定?其基本計算公式與單筋截面有和不同?在雙筋截面中受壓鋼筋起什麼作用?其適應條件除了滿足之外為什麼還要滿足?

答:(1)雙筋截面主要應用於下面幾種情況:① 截面承受的彎矩設計值很大,超過了單筋矩形截面適筋梁所能承擔的最大彎矩,而構件的截面尺寸及混凝土強度等級大都受到限制而不能增大和提高;② 結構或構件承受某種交變作用,使構件同一截面上的彎矩可能變號;③ 因某種原因在構件截面的受壓區已經布置了一定數量的受力鋼筋。

13.在進行t型截面的截面設計和承載力校核時,如何分別判別t型截面的型別?其判別式是依據什麼原理確定的?

答:(1)在進行截面設計時,

當,為第一類t型截面;

當,為第二類t型截面。

在進行承載力校核時,

當為第一類t型截面;

當為第二類t型截面。

(2)其依據是:

當中和軸在翼緣內,即,為第一類t型截面;

當中和軸在樑助內,即,為第一類t型截面。

而當時,則為分界情況。

由平衡條件得: ;

由此推出上面的各判別公式。

第四章鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力計算

思考題2.無腹筋和有腹筋簡支梁沿斜截面破壞的主要形態有哪幾種?它的破壞特徵是怎樣的?

答: 隨著梁的剪跨比和配箍率的變化,梁沿斜截面可發生斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞等主要破壞形態,這幾種破壞都是脆性破壞。

3.影響有腹筋梁斜截面承載力的主要因素有哪些?

答: 影響斜截面承載力的主要因素有剪跨比、混凝土強度等級、配箍率及箍筋強度、縱筋配筋率等。

6.在斜截面受剪承載力計算時,梁上哪些位置應分別進行計算?

答:控制梁斜截面受剪承載力的應該是那些剪力設計值較大而受剪承載力又較小或截面抗力有改變處的斜截面。設計中一般取下列斜截面作為梁受剪承載力的計算截面:

(1)支座邊緣處的截面[圖4—1(a)截面1—1];

(2)受拉區彎起鋼筋彎起點截面[圖4—1(a)截面2—2、3—3];

(3)箍筋截面面積或間距改變處的截面[圖4一1(b)];

(4)腹板寬度改變處截面[圖4—1(c)]。

第五章1.混凝土的抗壓性能好,為什麼在軸心受壓柱中,還要配置一定數量的鋼筋? 軸心受壓構件中的鋼筋,對軸心受壓構件起什麼作用?

答:軸心受壓構件,縱筋沿截面四周對稱布置。縱筋的作用是:

與混凝土一塊共同參與承擔外部壓力,以減少構件的截面尺寸;承受可能產生的較小彎矩;防止構件突然脆性破壞,以增強構件的延性;以及減少混凝土的徐變變形。箍筋的作用是:與縱筋組成骨架,防止縱筋受力後屈曲,向外凸出。

當採用螺旋箍筋時(或焊接環式)還能有效約束核心內的混凝土橫向變形,明顯提高構件的承載力和延性。

2.軸心受壓短柱的破壞與長柱有何區別?其原因是什麼?影響的主要因素有哪些?

答:對於軸心受壓短柱,不論受壓鋼筋在構件破壞時是否屈服,構件最終承載力都是由混凝土被壓碎來控制的。臨近破壞時,短柱四周出現明顯的縱向裂縫。

箍筋間的縱向鋼筋發生壓曲外鼓,呈燈籠狀[圖5—1(a)],以混凝土壓碎而告破壞。

對於軸心受壓長柱,破壞時受壓一側產生縱向裂縫,箍筋之間的縱向鋼筋向外凸出,構件高度中部混凝土被壓碎。另一側混凝土則被拉裂,在構件高度中部產生一水平裂縫[圖5—1 (b)]。

混凝土結構設計原理作業答案

第一章鋼筋混凝土的力學效能 1 鋼和硬鋼的應力 應變曲線有什麼不同,其抗拉設計值fy各取曲線上何處的應力值作為依據?答 軟鋼即有明顯屈服點的鋼筋,其應力 應變曲線上有明顯的屈服點,應取屈服強度作為鋼筋抗拉設計值fy的依據。硬鋼即沒有明顯屈服點的鋼筋,其應力 應變曲線上無明顯的屈服點,應取殘餘應變為0...

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混凝土結構設計原理 第一章鋼筋混凝土的力學效能 1 鋼和硬鋼的應力 應變曲線有什麼不同,其抗拉設計值fy各取曲線上何處的應力值作為依據?答 軟鋼即有明顯屈服點的鋼筋,其應力 應變曲線上有明顯的屈服點,應取屈服強度作為鋼筋抗拉設計值fy的依據。硬鋼即沒有明顯屈服點的鋼筋,其應力 應變曲線上無明顯的屈服...

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