混凝土与砌体结构(二)

东北大学继续教育学院

混凝土与砌体结构（二）

复习题及参考答案

一、简答题

1、钢筋与混凝土之间的粘结力有哪几部分组成？

答：试验表明，钢筋和混凝土之间的粘结力或者抗滑移力，由四部分组成：

（1）化学胶结力：混凝土中的水泥凝胶体在钢筋表面产生的化学粘着力或吸附力。 （2）摩擦力：混凝土收缩后，将钢筋紧紧地握裹住而产生的力，当钢筋和混凝土产生相对滑移时，在钢筋和混凝土界面上将产生摩擦力。

（3）机械咬合力：钢筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力，即混凝土对钢筋表面斜向压力的纵向分力，取决于混凝土的抗剪强度。

各种粘结力中，化学胶结力较小；光面钢筋以摩擦力为主；变形钢筋以机械咬合力为主。

2、为什么砌体的抗压强度远小于砖的抗压强度？

答：(1)块体(砖)处于压、弯、剪复杂应力状态；块体的抗弯、抗剪强度远低于抗压强度，块体的抗压能力不能充分发挥；

(2)块体与砂浆的弹性模量和横向变形系数不一致，当砌体横向变形时，块体和砂浆将产生交互作用。砂浆横向变形将使块体受拉，使块体处于竖向受压，横向受拉状态，从而降低砌体的抗压强度。

(3)在块体间的竖向灰缝处存在剪应力和横向拉应力集中，导致块体受力更为不利。 3、简述单层厂房中圈梁与连系梁的作用？ 答：圈梁的作用

1）将围护墙、排架柱、山墙抗风柱等连接在一起，增加结构体系的整体刚度。 2）可以降低地基不均匀沉降和振动荷载对结构的不利影响。 连系梁的作用

3）承受围护墙的重力荷载并传递给排架柱。 4）增强厂房的纵向刚度并传递风荷载。

4、简述钢筋混凝土结构中的塑性铰与结构力学中的理想铰有何区别? 答：（1）理想铰不能承受任何弯矩，而塑性铰能承受一定值的弯矩；

（2）理想铰在两个方向都可以产生无限的转动，而塑性铰是单向铰，只能沿弯矩作用方向作有限的转动；

（3）理想铰集中于一点，塑性铰则是有一定长度的。 5、简述短牛腿受力破坏过程。

答：试验研究表明，从加载至破坏，牛腿大体经历弹性、裂缝出现与开展和最后破坏三个阶段。①弹性阶段；②裂缝出现与开展阶段:当荷载达到极限荷载的20%~40%时，由于上柱根部与牛腿交界处的主拉应力集中现象，在该处首先出现自上而下的竖向裂缝，裂缝细小且开展较慢，对牛腿的受力性能影响不大；当荷载达到极限荷载的40%~60%时，在加载垫板内侧附近出现一条斜裂缝，其方向大体与主压应力轨迹线平行。 ③破坏阶段：随a /h 0值的不同，牛腿主要有以下几种破坏形态：弯压破坏、斜压破坏、剪切破坏、局部受压破坏 四、计算题（每小题10分，共40分） 1、已知梁的截面尺寸为b ×h =200mm×500mm ，混凝土强度等级为C25，22/9.11,/27.1mm N f mm N f c t ==，截面弯矩设计值M =125KN.m ，采用HRB335钢筋

（2/300mm N f

y =），55.0=b ξ，m m 35=s a ，min

min ρρ'== max {0.2%，(y t f f 45)%}。求：受拉钢筋截面面积。

解：（1）由公式得

2

6

2

04652009.110.110125????=

=

bh f M

c s αα=0.243 283.00.243211211=?--=--=s αξ

858.0)243.0211(5.0)2-1(15.0s =?-+?=?+?=αγs

26

01044465

858.030010125/mm h f M A s y s =???==γ

选用钢筋421017,18mm A s =Φ

2min 200500200%2.01044mm bh A s =??=>=ρ

2、后张法预应力混凝土屋架下弦杆，非预应力钢筋采用412φ(2452mm s A = ，

2y 300N/mm f = )，预应力钢筋采用热处理钢筋(2pyk 1470N/ mm f =，2py 1040N/ mm f =)。经计算238400mm n A =，2043300mm A =，con pyk 0.65f σ=，2170N/mm l σ=，650KN N =，

500KN k N =，400KN q N =，混凝土C40 (tk f =2.39

2tk 2.39N/ mm f =)，抗裂等级为二级，试确定预应力钢筋面积，并进行抗裂度验算。(忽略非预应力钢筋的影响)

解：(1)根据承载力计算预应力钢筋截面面积 py p y s N f A f A =+

2495mm y s

p py

N f A A f -=

=

(2)验算抗裂度

20

11.55N/mm k

ck N A σ=

= 20

9.24N/mm q cq N A σ=

=

20.65955.5N/mm con pyk f σ== 2()10.13N/mm con l p

pc n

A A σσσ-=

=

21.42 2.39N/mm ck pc tk f σσ-=<=

0.890cq pc σσ-=-<，满足要求

3、某钢筋混凝土偏心受压柱，截面尺寸b ×h =400mm×600mm ，s a =s a '=40mm ，l 0/h =4，承受设计内力组合M=400kN.m ，N=600kN ，混凝土等级为C30（c f =14.3N/mm 2，t f =1.43N/mm 2，βc =1.0），纵向受力钢筋为HRB335级（y y f f '==300N/mm 2），

min

min ρρ'==0.2%，ξb =0.55，采用对称配筋，求：截面所需纵向钢筋的截面面积。 解：

()(

)

mm

a h f bh f Ne A A bh f N

mm

a h e e mm e mm e mm N M

e s y c s

s b c s i i a 19.17015.0155.0187.067.9465.00

.167.6862067.666'

0'201'0

10=---===<==

=-+======

ξξαξαξηη为大偏压

4、某砖柱计算高度 H o =9.9m,采用MU10粘土砖，M2.5水泥砂浆砌筑（f =1.30N/mm 2），截面为T 形，高h =740mm,翼缘b f = 2000mm ，厚h f =240mm ，肋宽b =490mm, 截面形心到翼缘的距离y 1=245mm ，y 2=495mm.已知柱底压力N =68.4kN ，M =14.5kN.m 压力偏向肋部，截面惯性矩I =296.14×108 mm 4 ，施工质量控制等级B 级。 试：验算其强度。

h e /

β

0.25 0.275 0.30 12 0.34 0.31 0.29 14 0.31 0.29 0.27 16 0.29

0.26

0.25

解：

(1)设计参数

Ａ＝2000×240+490×500 =725000mm 2＝0.725m 2＞0.3m 2 (2)确定承载力影响系数

i =

I

A

=202.1mm ， h T =3.5i =707.37mm e =M /N =14500/68.4=212mm

f =0.9×1.3=1.17MPa

β= 9900/707.37 =14 e /h T = 212/707.37 =0.3

查表得： 0.27?=

φfA=0.27×1.17×0.725×10 3=230.7kN ＞N=68.4kN 分

满足要求，安全

240500

y 1

y 2

2000

490