混凝土习题答案解析
混凝土结构设计原理习题答案(第四章)

教材P97习题1:钢筋混凝土简支梁,计算跨度为m 7.50=l ,承受均布荷载为kN/m 5.26 (已考虑和在分项系数,但不包括梁自重)。
混凝土强度等级为C20,环境类别为一类,采用HRB400钢筋。
试确定梁的截面尺寸并计算受拉钢筋截面面积和选择钢筋。
提示:(1)根据梁的跨度初选截面尺寸;(2)钢筋混凝土容重为25kN/m 3;(3)本题的计算结果有多种答案。
解:(1)初选截面 根据梁的高跨比和高宽比,查表4-1,初选梁的截面尺寸为250mm ⨯500mm 。
(2)设计参数 查附录1、附录6可知,C20混凝土f c =9.6N/mm 2,f t =1.1N/mm 2,HRB400级钢筋f y =360N/mm 2;查表4-5,α1=1.0,ξb =0.518。
查附录16,一类环境,c =25mm ,假定钢筋单排布置,则a s =c +d s +d /2=45mm ,h 0=h –45=455mm%138.03601.145.045.0%2.0min =⨯=>=y t f f ρ。
(3)内力计算梁上均布荷载设计值:由可变荷载效应控制的组合kN/m 25.305.265.025.0252.1k Q k G =+⨯⨯⨯=+=q g p γγ由永久荷载效应控制的组合kN/m 77.225.267.05.025.02535.1k Q k G =⨯+⨯⨯⨯=+=q g p ψγγ跨中最大弯矩设计值:m kN 85.1227.525.30810.1812200⋅=⨯⨯⨯==pl M γ (4)计算钢筋截面面积由式(4-11)可得mm 7.235mm 5.1312506.90.11085.122245545520b 62120=<=⨯⨯⨯⨯--=--=h b f M h h x c ξα由式(4-11)可得2min 2y c 1s mm 250500250%2.0mm 7.8763605.1312506.90.1=⨯⨯=>=⨯⨯⨯==bh f bx f A ρα符合适用条件。
混凝土课后习题答案

混凝土课后习题答案混凝土是一种广泛使用的工程材料,它由水泥、骨料(砂和碎石)、水以及有时加入的外加剂和掺合料组成。
混凝土的强度、耐久性以及工作性是工程技术人员需要重点考虑的。
在混凝土课程的学习中,课后习题是帮助学生巩固理论知识和提升实践能力的重要手段。
以下是一些混凝土课后习题的答案示例:习题1:混凝土的组成材料有哪些?答案:混凝土主要由水泥、骨料(砂和碎石)、水组成。
有时还会加入外加剂(如减水剂、缓凝剂等)和掺合料(如粉煤灰、矿渣粉等)来改善混凝土的性能。
习题2:如何确定混凝土的配合比?答案:混凝土的配合比通常根据设计要求的强度等级、耐久性、工作性等因素来确定。
需要通过试验确定水泥用量、水胶比、骨料比例等,以满足混凝土的力学性能和施工要求。
习题3:解释混凝土的强度发展过程。
答案:混凝土的强度发展是一个逐渐硬化的过程。
在初期,水泥与水反应生成水化产物,这些水化产物逐渐填充水泥颗粒间的空隙,形成强度。
随着时间的推移,水化反应继续进行,混凝土内部结构变得更加密实,强度逐渐增加。
混凝土的最终强度取决于水泥的种类、用量、水胶比以及养护条件。
习题4:混凝土的耐久性受哪些因素影响?答案:混凝土的耐久性主要受以下因素影响:水泥的品种和用量、水胶比、骨料的种类和质量、外加剂和掺合料的使用、施工工艺、养护条件以及环境因素(如温度、湿度、化学侵蚀等)。
习题5:混凝土施工中,为什么要进行养护?答案:混凝土养护是为了提供适宜的温湿度条件,促进水泥的水化反应,从而提高混凝土的强度和耐久性。
养护可以防止混凝土表面过早失水,减少裂缝的产生,提高混凝土的整体性能。
习题6:混凝土的收缩和徐变对结构的影响是什么?答案:混凝土的收缩和徐变会导致结构的变形和应力重分布。
收缩主要发生在混凝土硬化初期,由于水分的蒸发和水泥水化反应的进行。
徐变则是混凝土在持续应力作用下发生的蠕变现象。
这些变形如果不加以控制,可能会影响结构的安全性和使用寿命。
混凝土结构设计原理习题和答案解析

第三章 习题3-1 某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=14×104N ,楼层高H=5.4m ,计算长度l 0=1.25H ,混凝土强度等级为C20,HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
3-2 由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250㎜×250㎜,柱高4.0m ,计算高度l 0=0.7H=2.8m ,配筋为4Φ16(As ′=804㎜2)。
C30混凝土,HRB400级钢筋,承受轴向力设计值N=950KN 。
试问柱截面是否安全? 3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱,直径为d=500㎜,柱高5.0m ,计算高度l 0=0.7H=3.5m ,配HRB400钢筋10Φ16(As ′=2010㎜2),C30混凝土,螺旋箍筋采用R235,直径为12㎜,螺距为s=50㎜。
试确定此柱的承载力。
3-4 编写轴心受拉和轴心受压构件截面承载力计算程序。
第四章 习题4-1 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=250㎜×500㎜,混凝土强度等级C25,HRB335钢筋,弯矩设计值M=125KN ·m 。
试计算受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
4-2 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸b ×h=200㎜×500㎜,弯矩设计值M=120 KN ·m ,混凝土强度等级C25。
试计算下列三种情况纵向受力钢筋截面面积As :(1)当选用HPB235钢筋时;(2)改用HRB335钢筋时;(3)M=180KN ·m 时。
最后,对三种结果进行对比分析。
解:①当HRB235钢筋按一排布置: h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于混凝土强度等级C25可得f c =11.9N/mm.f y =210N/mm.ξb =0.614, α1=1.0.对于αs =20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332. ξ=1-1-0.614.b <ξ=A s =c 0y f bh f 1αξ⨯=1.011.9210⨯⨯0.2695⨯200⨯465=1420.26mm 2. min A bh >ρ=0.2%⨯200⨯500=200mm 2选用6Φ18(A s =1527mm 2)钢筋.②当HRB335钢筋时,选假定受力钢筋按一排布置 h 0=h-35=500-35=465mm.查表可知:对于HRB335钢筋.f y =300N/mm 2. εb =0.550. α1=1.0.对于 αs=20c M f bh 1α=621.01.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.2332.ξ=1-b <ξ=0.550.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.2695 1.011.9300⨯⨯200⨯465⨯=994.18mm 2min A bh >ρ=0.2%⨯200⨯500=200mm 2选用5Φ16(A s =1005mm 2)钢筋.③当M=180kN 时,选假定受力钢筋按一排布置.查表得f c =11.9N/mm2,f y =210N/mm2, εb =0.614, α1=1.0.对于αs=20c M f bh 1α=621801.0⨯10⨯11.9⨯200⨯465=0.3498.ξ=1-b <ξ=0.614.A s =c 0y f bh f 1αε⨯=0.45211.9210⨯200⨯465⨯=2382mm 2. min A bh >ρ=0.2%⨯200⨯500=200mm 2选用8Φ20钢筋(A s=2513mm 2).由上述①③②可知:⑴由其它条件不变,仅改变受拉钢筋等级,则受拉钢筋强度高时,钢筋面积小,否则,钢筋面积大;⑵其它条件不变,荷载太小,钢筋面积大,否则,钢筋面积小. 4-3 某大楼中间走廊单跨简支板(图4-50),计算跨度l=2.18没,承受均布荷载设计值g+q=6KN ·㎡(包括自重),混凝土强度等级C20,HRB235钢筋。
结构设计原理第二章混凝土习题及答案

结构设计原理第二章混凝土习题及答案第二章混凝土结构的设计方法一、填空题1、结构的、、、统称为结构的可靠性。
2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。
3、当结构出现或或或状态时即认为其超过了正常使用极限状态。
4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。
5、可靠指标=,安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。
6、结构功能的极限状态分为和两类。
7、我国规定的设计基准期是年。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF8、结构完成预定功能的规定条件是、、。
9、可变荷载的准永久值是指。
10、工程设计时,一般先按极限状态设计结构构件,再按极限状态验算。
二、判断题1、结构的可靠度是指:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率值。
GAGGAGAGGAFFFFAFAF2、偶然作用发生的概率很小,持续的时间很短,但一旦发生,其量值可能很大。
3、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。
HPB235级钢筋设计强度210N/mm2,意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。
4、可变荷载准永久值:是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的可变荷载代表值。
5、结构设计的基准期一般为50年。
即在50年内,结构是可靠的,超过50年结构就失效。
6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《规范》规定的允许值,承载力计算就没问题。
7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载,属于正常使用极限状态的问题。
8、请判别以下两种说法的正误:(1)永久作用是一种固定作用;(2)固定作用是一种永久作用。
9、计算构件承载力时,荷载应取设计值。
10、结构使用年限超过设计基准期后,其可靠性减小。
11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比,失效概GAGGAGAGGAFFFFAFAFGAGGAGAGGAFFFFAFAF率要小一些。
12、没有绝对安全的结构,因为抗力和荷载效应都是随机的。
13、实用设计表达式中的结构重要性系数,在安全等级为二级时,取00.9γ=。
混凝土中册习题及答案

混凝土中册习题及答案混凝土是一种广泛使用的复合材料,它由水泥、水、砂(细骨料)和碎石(粗骨料)等材料按一定比例混合而成。
混凝土的力学性能、耐久性以及施工工艺等都是工程技术人员必须掌握的基本知识。
以下是一些混凝土相关的习题及答案,供学习参考。
习题1:混凝土的强度等级是如何定义的?答案:混凝土的强度等级通常是指其抗压强度,它根据混凝土在标准条件下养护28天后的抗压强度来确定。
例如,C30混凝土指的是28天抗压强度标准值为30MPa的混凝土。
习题2:混凝土的施工配合比是如何确定的?答案:混凝土的施工配合比是指水泥、砂、碎石和水的重量比。
这需要根据混凝土的设计强度、耐久性要求以及施工条件等因素来确定。
通常,配合比的确定需要通过试验确定,并参考相关的设计规范。
习题3:为什么混凝土在施工后需要进行养护?答案:混凝土在施工后需要养护是因为水泥水化反应需要一定的时间和适宜的环境条件。
养护可以提供足够的湿度和温度,保证水泥水化反应的进行,从而提高混凝土的强度和耐久性。
习题4:简述混凝土的收缩和徐变现象。
答案:混凝土的收缩是指在硬化过程中由于水分的蒸发和水泥水化反应的进行而导致体积减小的现象。
徐变则是指在持续荷载作用下,混凝土的变形随时间增加的现象。
这两种现象都可能影响结构的安全性和耐久性。
习题5:如何预防和控制混凝土的裂缝?答案:预防和控制混凝土裂缝的方法包括:合理设计结构以减少应力集中,选择合适的材料和施工配合比,控制施工过程中的温度和湿度,以及在必要时使用预应力技术等。
习题6:混凝土的耐久性包括哪些方面?答案:混凝土的耐久性主要包括抗冻性、抗化学侵蚀性、抗碳化性等。
这些性能影响混凝土在不同环境条件下的使用寿命。
习题7:混凝土的施工工艺有哪些基本步骤?答案:混凝土的施工工艺通常包括:准备模板和支撑、配制混凝土、浇筑混凝土、振捣、养护等步骤。
习题8:混凝土的强度测试方法有哪些?答案:混凝土的强度测试方法主要包括:标准试件抗压强度测试、非破损检测(如回弹仪测试、超声波测试等)和现场荷载试验。
混凝土习题答案

混凝土习题答案混凝土习题答案2010年12月07日绿色2010-12-07 19:57:46阅读2评论0字号:大中小订阅0-7。
钢筋与混凝土就是两种物理、力学性能很不同得材料,它们为什么能结合在一起共同工作?答:(1)混凝土结硬后,能与钢筋牢固地粘结在一起,互相传递内力、粘结力就是这两种性质不同得材料能够共同工作得基础。
(2)钢筋得线膨胀系数1、2×10^(—5) ℃-1,混凝土得线膨胀系数为1。
0×10^(-5)~1.5×10^(-5) ℃-1,二者数值相近、因此,当温度变化时,钢筋与混凝土之间不会存在较大得相对变形与温度应力而发生粘结破坏。
1—2。
钢筋冷拉与冷拔得抗拉、抗压强度都能提高不?为什么?答:冷拉能提高抗拉强度。
冷拉就是在常温条件下,以超过原来钢筋屈服点强度得拉应力,强行拉伸钢筋,使钢筋产生塑性变形达到提高钢筋屈服点强度与节约钢材得目得。
冷拔能提高抗拉、抗压强度、冷拔就是指钢筋同时经受张拉与挤压而发生塑性变形,截面变小而长度增加,从而同时提高抗拉、抗压强度、1-7。
简述混凝土在三向受压情况下强度与变形得特点。
答:在三向受压状态中,由于侧向压应力得存在,混凝土受压后得侧向变受到了约束,延迟与限制了沿轴线方向得内部微裂缝得发生与发展,因而极限抗压强度与极限压缩应变均有显著提高,并显示了较大得塑性。
1—8、影响混凝土得收缩与徐变得因素有哪些?答:(1)影响徐变得因素:混凝土得组成与配合比;养护及使用条件下得温湿度;混凝土得应力条件。
(2)影响收缩得因素:养护条件;使用环境得温湿度;水灰比;水泥用量;骨料得配级;弹性模量;构件得体积与表面积比值。
1—13、伸入支座得锚固长度越长,粘结强度就是否越高?为什么?答:不就是锚固长度越大,粘结力越大,粘结强度就是与混凝土级配以及钢筋面有关系、2-2、荷载按随时间得变异分为几类?荷载有哪些代表值?在结构设计中,如何应用荷载代表值?答:荷载按随时间得变异分为三类:永久作用;可变作用;偶然作用、永久作用得代表值采用标准值;可变作用得代表值有标准值、准永久值与频遇值,其中标准值为基本代表值;偶然作用得代表值采用标准值。
第五章混凝土复习参考答案

第五章混凝土习题参考答案一、名词解释二、填空题1.砂子的级配曲线表示_颗粒级配___,细度模数表示__粗细程度_。
2.减水剂的主要作用是_分散作用__、__润滑作用_____和_增加水泥水化面积,增加混凝土强度__。
3.使用级配良好,粗细程度适中的骨料,可使混凝土拌合物的_流动性__较好,__水泥浆__用量较少,同时可以提高混凝土的_强度__和_密实性__。
4.混凝土配合比设计的三个重要参数是:_水灰比__、_单位用水量_和_砂率。
5.采用坍落度试验测定混凝土拌合物的流动性,仅适合于石子最大粒径为_40_mm、坍落度为_大于10_mm的混凝土拌合物。
6.混凝土配合比设计中W/C由_混凝土强度等级_和_使用环境要求的耐久性确定,用水量是由_所要求的坍落度、粗骨料种类及最大粒径_确定,砂率是由混凝土拌合物的坍落度、粘聚性及保水性确定。
7.混凝土拌合物坍落度的选择原则是:在不妨碍_施工操作___、并能保证__密实成型_的条件下,尽可能采用较__小__的坍落度。
8.配制混凝土需用_合理砂率,这样可以在水泥用量一定的情况下,获得最大的__流动性_,或者在_坍落度_一定的情况下,_水泥浆数量_最少。
9.混凝土耐久性主要包括:_抗渗性_、__抗冻性、_抗碳化和_抗碱-骨料反应_等。
10.混凝土中水泥浆凝结硬化前起_填充_和__润滑__作用,凝结硬化后起_胶结_作用。
11.合理砂率是指在_水泥用量__和__用水量___一定的条件下,使混凝土拌合物获得_最大__的坍落度,且保持良好的_级配_、_保水性_和__粘聚性_的砂率。
12.组成混凝土的原材料有_胶凝材料__、__水__、粗骨料和细骨料。
水泥浆起__润滑___、__填充__、__胶结___作用;骨料起__调整和易性____、_减少水泥用量__、_增加强度___的作用。
13.混凝土的碳化又叫_中性化_,会导致钢筋_锈蚀_,使混凝土的_密实度___及_强度_降低。
《混凝土结构基本原理》习题解答

第2章混凝土结构材料的物理力学性能§2.1 混凝土的物理力学性能习题1题型:填空题题目:立方体抗压强度(f cu,f c u,k):以边长为的立方体在的温度和相对湿度以上的潮湿空气中养护天,依照标准试验方法测得的强度作为混凝土的立方体抗压强度,单位为。
分析与提示:本题主要考察学生对立方体抗压强度概念中关键因素是否掌握,通过此题的评讲可加深学生对混凝土强度影响因素的理解.答案:以边长为150mm的立方体在(20+3)°C的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28天,依照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度,单位为N/mm2.习题2题型:绘图简述题题目:绘制混凝土棱柱体受压应力-应变全曲线,标注曲线上的特征点,并简要分段叙述曲线的特征及意义.分析与提示:通过本题帮助学生理解混凝土受压的强度和变形性能。
答案:混凝土棱柱体实测受压应力-应变全曲线见下图。
由图可见,曲线分为上升段和下降段,其中OA段为线弹性变形阶段,应力-应变关系接近直线;AB段为裂缝稳定扩展阶段, 应变的增长速度较弹性阶段略有增加,应力-应变关系呈略为弯曲的曲线;BC段为裂缝不稳定扩展阶段,应变快速增长,应力-应变呈明显的曲线关系;CD段为初始下降段,应变增长不太大的情况下应力迅速下降,曲线呈下凹形状,试件平均应力强度下降显著;DE段,当应力下降到一定程度,应变增长率明显增大,曲线呈下凹形状,试件应变增长显著;EF段,试件残余平均应力强度较低,应变较大,已无结构意义。
§2。
2 钢筋的物理力学性能习题1题型:绘图简述题题目:绘制有明显流幅钢材的受拉应力-应变全曲线,标注曲线上的特征点,并简要叙述曲线的特征及意义。
分析与提示:通过本题帮助学生理解有明显流幅钢材受拉的强度和变形性能.答案:钢筋受拉应力-应变全曲线见下图。
由图可见,曲线分为上升段、平台段、强化段和颈缩段.其中OA段(原点→比例极限点)为线性阶段,AB'段(比例极限点→屈服上限)应变较应力增长稍快,应变中包含少量塑性成分;B'(B)C段(屈服上(下)限→屈服台阶终点)应力基本不变,应变急速增长;CD段(屈服台阶终点→极限应力点)应变增长较快,应力有一定幅度的增长;DE段(极限应力点→材料强度破坏)即使应力下降,钢材的应变仍然增长,试件出现明显的“颈缩”现象。
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混凝土习题答案混凝土习题答案2010年12月07日绿色2010-12-07 19:57:46阅读2评论0 字号:大中小订阅 0-7.钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不同的材料,它们为什么能结合在一起共同工作?答:(1)混凝土结硬后,能与钢筋牢固地粘结在一起,互相传递内力。
粘结力是这两种性质不同的材料能够共同工作的基础。
(2)钢筋的线膨胀系数1.2×10^(-5) ℃-1,混凝土的线膨胀系数为1.0×10^(-5)~1.5×10^(-5) ℃-1,二者数值相近。
因此,当温度变化时,钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。
1-2.钢筋冷拉和冷拔的抗拉、抗压强度都能提高吗?为什么?答:冷拉能提高抗拉强度。
冷拉是在常温条件下,以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力,强行拉伸钢筋,使钢筋产生塑性变形达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材的目的。
冷拔能提高抗拉、抗压强度。
冷拔是指钢筋同时经受张拉和挤压而发生塑性变形,截面变小而长度增加,从而同时提高抗拉、抗压强度。
1-7.简述混凝土在三向受压情况下强度和变形的特点。
答:在三向受压状态中,由于侧向压应力的存在,混凝土受压后的侧向变受到了约束,延迟和限制了沿轴线方向的内部微裂缝的发生和发展,因而极限抗压强度和极限压缩应变均有显著提高,并显示了较大的塑性。
1-8.影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些?答:(1)影响徐变的因素:混凝土的组成和配合比;养护及使用条件下的温湿度;混凝土的应力条件。
(2)影响收缩的因素:养护条件;使用环境的温湿度;水灰比;水泥用量;骨料的配级;弹性模量;构件的体积与表面积比值。
1-13.伸入支座的锚固长度越长,粘结强度是否越高?为什么?答:不是锚固长度越大,粘结力越大,粘结强度是和混凝土级配以及钢筋面有关系。
2-2.荷载按随时间的变异分为几类?荷载有哪些代表值?在结构设计中,如何应用荷载代表值?答:荷载按随时间的变异分为三类:永久作用;可变作用;偶然作用。
永久作用的代表值采用标准值;可变作用的代表值有标准值、准永久值和频遇值,其中标准值为基本代表值;偶然作用的代表值采用标准值。
2-5.什么是结构的预定功能?什么是结构的可靠度?可靠度如何度量和表达?答:预定功能:1.在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用。
2.在正常维护下具有足够的耐久性能。
3.在正常使用时具有良好的工作性能。
4.在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍能保持必须的整体稳定性。
结构的可靠度是结构可靠性(安全性、适用性和耐久性的总称)的概率度量。
用失效概率度量结构可靠性有明确的物理意义,但目前采用可靠指标β来度量可靠性。
2-6.什么是结构的极限状态?极限状态分几类?各有什么标志和限值?答:结构的极限状态:整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求。
极限状态分为两类:承载能力极限状态和正常使用极限状态。
3-3..螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些?答:螺旋箍筋柱截面形式一般多做成圆形或多边形,仅在特殊情况下才采用矩形或方形。
(1)螺旋箍筋柱的纵向受力钢筋为了能抵抗偶然出现的弯矩,其配筋率ρ应不小于箍筋圈内核心混凝土截面面积的0.5%,构件的核心截面面积应不小于构件整个截面面积的2/3.但配筋率ρ也不宜大于3%,一般为核心面积的0.8%~1.2%之间。
(2)纵向受力钢筋的直径要求同普通箍筋柱,但为了构成圆形截面,纵筋至少要采用6根,实用根数经常为6~8根,并沿圆周作等距离布置。
箍筋太细有可能引起混凝土承压时的局部损坏,箍筋太粗则又会增加钢筋弯制的困难,螺旋箍筋的常用直径为不应小于纵向钢筋直径的1/4,且不小于8mm。
螺旋箍筋或环形箍筋的螺距S(或间距)应不大于混凝土核心直径dcov的1/5;且不大于80mm。
为了保证混凝土的浇筑质量,其间距也不宜小于40mm。
★ 为什么螺旋箍筋柱能提高承载力?答:混凝土三向受压强度试验表明,由于侧向压应力的作用,将有效地的阻止混凝土在轴向压力作用下所产生的侧向变形和内部微裂缝的发展,从而使混凝土的抗压强度有较大的提高。
配置螺旋箍筋就能起到这种作用,所以能提高承载力。
4-1.受弯构件中适筋梁从加载到破坏经历那几个阶段?各阶段正截面上应力-应变分布、中和轴位置、梁的跨中最大挠度的变化规律是怎样的?各阶段的主要特征是什么?每个阶段是哪种极限状态的计算依据?答:(1)适筋受弯构件从开始加载至构件破坏,正截面经历三个受力阶段。
第Ⅰ阶段荷载较小,梁基本上处于弹性工作阶段,随着荷载增加,弯矩加大,拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。
第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩,梁出现裂缝,裂缝截面的混凝土退出工作,拉力由纵向受拉钢筋承担,随着弯矩的增加,受压区混凝土也表现出塑性性质,当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时,受拉钢筋开始屈服。
第Ⅲ阶段钢筋承担屈服后,梁的刚度速度下降,挠度急剧增大,中和轴不断上升,受压区高度不断减小,受拉钢筋应力不再增加,经过一个塑性转动构成,区压混凝土被压碎,构建丧失承载力。
截面抗裂验算是建立在第Ⅰa阶段的基础之上,构件使用阶段的变形和裂缝宽度验算是建立在第Ⅱ阶段的基础之上,而截面的承载力计算则是建立在第Ⅲa阶段的基础之上的。
4-4.说明少筋梁、适筋梁与超筋梁的破坏特征有何区别?答:适筋筋:是在梁完全破坏以前,由于钢筋要经历圈套的塑性伸长,随之引起裂缝急剧开展和梁挠度的激增。
它将给人以明显的破坏征兆,习惯上常把这种梁的破坏性你“延生破坏”或“塑性破坏”。
超筋梁:钢筋在梁破坏之前仍处于弹性工作阶段,则破坏时梁上裂缝开展不宽,延伸不高,梁的挠度亦不大。
它在没有明显预兆的情况下赋于受压区混凝土突然压碎而破坏,习惯上称“脆性破坏”。
少筋梁:这种梁一旦开裂,受拉钢筋立即达到屈服强度,有时迅速进入强化阶段,裂缝开展过宽,尽管开裂后仍有可能保留一定的承载能力,但梁已经发生严重的开裂下垂,少筋梁破坏也称“脆性破坏”。
4-5.单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定?答:1、构件变形符合平面假设,即砼和钢筋的应变沿截面高度符合线性分布;2、在极限状态下,受压区砼的应力达到砼抗压设计强度fcd,并取矩形应力图计算;3、不考虑受拉区砼的作用,拉力全部由钢筋承担;4、钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但不大于其强度设计值。
受拉钢筋的极限拉应变取0.01。
极限状态时,受拉钢筋应力取其抗拉强度设计值fsd,受压区取其抗压强度设计值fsd’。
4-8.什么叫截面相对界限受压区高度ξb ?它在承载力计算中的作用是什么?答:指在适筋构件与超筋构件相对受压区高度的界限值。
等效区高度与截面有效高度之比。
作用:防止将构件设计成超筋构件。
当ξ≤ξb ,受拉钢筋屈服,为适筋构件。
当ξ>ξb,受拉钢筋不屈服,表明发生的破坏为超筋梁破坏。
4-10.在什么情况下可采用双筋梁,其计算应力图形如何确定?在双筋截面中受压钢筋起什么作用?为什么双筋截面一定要用封闭箍筋?答:1.弯矩方向改变2.当截面承受的弯矩较大,而截面尺寸受到使用条件的限制,不允许继续加大,则采用双筋截面3.结构或构件由于某种原因,预先已经布置了一定数量的受力钢筋。
作用:防止受压区混凝土在受拉区纵向受力钢筋屈服前压碎。
防止受压区纵向受力钢筋在构件破坏时还打不倒抗压强度设计值。
4)当梁内适当地布置封闭箍筋,使它能够约束纵向受压钢筋的纵向屈时,由于砖的塑性变形的发展,破坏时受压钢筋应力是能够达到屈服的,但是当箍筋的间距过大或刚度不足,受压钢筋会过早向外侧凸出,这时受压钢筋的应力达不到屈服,而引起砖保护层剥落,使受压区砼过早破坏。
因此《规范》要求当梁中配有计算需要的受压钢筋时,箍筋应为封闭式。
4-11.为什么《规范》规定HPB235,HRB335,HRB400钢筋的受压强度设计值取等于受拉强度设计值?而钢绞线、消除应力钢丝和热处理钢筋却只分别取390N/mm2,410N/mm2和400N/mm2 ?因为HPB235,HRB335,HRB400为有明显屈服点和屈服台阶的变形,尔钢绞线变形物明显屈服与屈服台阶,所以取对应于残余应变味0.8%的应力σ0.2为其条件屈服点4-12.为什么在双筋矩形截面承载力计算中也必须满足ξ≤ξb与x≥2as’的条件?答:当构件在不同荷载的组合下,同一截面处弯矩变号,或由于构造需要在受压区已存在的钢筋面积较大时,考虑让其受压,而为了保证受压钢筋充分发挥作用,要求x>=2as’。
在双筋截面中为了保护纵向受拉钢筋应力达到fy,防止出现超筋梁的情况,同样必须符合ξ≤ξb。
4-17.两类T形截面梁如何鉴别?在第二类T形截面梁的计算中混凝土压应力应如何取值?答:两类T形截面的判别:当中和轴通过翼缘底面,即x=hf’时为两类T形界面的界限情况。
由平衡条件∑X=0,α1fcbf’hf’= fyAs∑M=0, M=α1fcbf’hf(h0-hf’/2)上式为两类T形截面界限情况所承受的最大内力。
若fyAs≤α1fcbf’hf’或M≤α1fcbf’hf(h0-hf’/2)此时,中和轴在翼缘内,即x≤hf’,故属于第一类T形截面。
同理可得,若fyAs>α1fcbf’hf’或M>α1fcbf’hf(h0-hf’/2)此时,中和轴必在肋内,即x≥hf’,这属于第二类T形截面。
4-19.整浇楼盖中连续梁的跨中截面和支座截面各按何种截面形式计算?答:现浇楼盖中的连续梁,其跨中截面按T形截面计算支座截面按矩形(b×h)截面计算。
因为跨中截面的受压区在梁的上侧而支座截面的受压区在梁的下侧。
5-5.梁斜截面破坏的主要形态有哪几种?它们分别在什么情况下发生?破坏性质如何?答:斜拉破坏,斜拉破坏发生在无腹筋梁或腹筋配得很少的有腹筋梁中,一般出现在剪跨比λ>3的情况。
整个破坏过程急速而突然,破坏是拱体混凝土被拉坏,属于脆性破坏。
剪压破坏,当腹筋配置适当时或无腹筋梁剪跨比大致在1<λ<3的情况下,这种破坏有一定的预兆,属于塑性破坏;但与适筋梁的正截面破坏相比,剪压破坏仍属于脆性破坏。
斜压破坏,当剪跨比较小(λ≤1)或者腹筋配置过多,腹板很薄时,破坏时腹筋的应力尚未达到屈服强度。
破坏荷载很高,但变形很小,也属于脆性破坏。
5-7.有腹筋梁斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件?其意义如何?答:A上限值—最小截面尺寸。
当hw/b≤4时,V≤0.25βcfcbh0当hw/b≥4时,V≤0.2βcfcbh0当4<hw/b﹤6时,V≤0.025(14-hw/b)βcfcbh0意义:保证构件截面尺寸不太小,可防止斜压破坏的发生。
B,F限值—最小配筋率和箍筋最大间距。
当V>0.7ftbh0时,配筋率应满足最小配筋率:ρsv≥ρsvmin=0.24ft/fyv意义:防止斜拉破坏。