钢筋混凝土结构基本原理.doc

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第二章

一、填空题

1、结构包括素混凝土结构、（钢筋混凝土结构）、（预应力混凝土结构）和其他形式加筋混凝土结构。

2钢筋混凝土结构由很多受力构件组合而成，主要受力构件有楼板（梁）、（柱）、墙、基础等。

3.在测定混凝土的立方体抗压强度时，我国通常采用的立方体标准试件的尺寸为（150mm×150mm×150mm）。

4.长期荷载作用下，混凝土的应力保持不变，它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的（徐变）。

5.混凝土在凝结过程中，体积会发生变化。

在空气中结硬时，体积要（缩小）；在水中结硬时，则体积（膨胀）。

6.在钢筋混凝土结构的设计中，（屈服强度）和（延伸率）是选择钢筋的重要指标。

7.在浇筑混凝土之前，构件中的钢筋由单根钢筋按设计位置构成空间受力骨架，构成骨架的方法主要有两种：

（绑扎骨架）与（焊接骨架）。

8.当构件上作用轴向拉力，且拉力作用于构件截面的形心时，称为（轴心受拉）构件。

9、轴心受拉构件的受拉承载力公式为（N≤fyAs或Nu=fyAs）。

10．钢筋混凝土轴心受压柱根据箍筋配置方式和受力特点可分为（普通钢箍）柱和（螺旋钢箍）柱两种。

11．钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数为（长柱）承载力与（短柱）承载力的比值。

12.长柱轴心受压时的承载力（小于）具有相同材料，截面尺寸及配筋的短柱轴心受压时的承载力。

13.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定性系数是考虑了（附加弯矩的影响）。

二：

简答题

1.混凝土的强度等级是怎样划分的？

答：

混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值划分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个

2．钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求。

答：

1.采用高强度钢筋可以节约刚材，取得较好的经济效果；2.为了使钢筋在断裂前有足够的变形，要求钢材有一定的塑性；3.可焊性好；4满足结构或构件的耐火性要求；5.为了保证钢筋与混凝土共同工作，钢筋与混凝土之间必须有足够的粘结力。

3徐变定义；减少徐变的方法。

答:

长期荷载作用下,混凝土的应力保持不变,它的应变随着时间的增长而增大的现象称为混凝土的徐变。

4．钢筋混凝土共同工作的基础。

1）.二者具有相近的线膨胀系数；

2）.在混凝土硬化后，二者之间产生了良好的粘结力，包括a.钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力;

b混凝土收缩握裹钢筋而产生摩阻力;c钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力

3）.钢筋至构件边缘之间的混凝土保护层，起着防止钢筋发生锈蚀的作用，保证结构的耐久性。

5．简述钢筋与混凝土间的黏结力组成部分。

答:

钢筋与混凝土的粘结力由三部分组成:

（1）混凝土中水泥胶体与钢筋表面的化学胶着力;

（2）钢筋与混凝土接触面上的摩擦力;

（3）钢筋表面粗糙产生的机械咬合作用。

6.轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同？

答：

短柱：

随着荷载的继续增加，柱中开始出现微细裂缝，在临近破坏荷载时，柱四周出现明显的纵向裂缝，箍筋发生压屈，向外凸出，混凝土被压碎，柱子即告破坏。

长柱：

随着荷载的增加，附加弯矩和侧向挠度将不断增大。

破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏

7．轴心受压构件的稳定系数；影响稳定系数的主要因素。

答：

设以ψ代表长柱承载力与短柱承载力的比值,称为轴心受压构件的稳定系数.

稳定系数ψ主要与柱的长细比lo/b有关,lo/b越大,ψ值越小.当lo/bπ8时,柱的承载力没有降低,ψ值可取等于1.对于具有相同lo/b比值的柱,由于混凝土强度等级和钢筋的种类以及配筋率的不同,ψ值还略有大小.

三：

计算题

1.某高层办公楼门厅的钢筋混凝土圆柱，承受轴向力设计值N=3000kN。

柱的计算长度为4.2米，根据建筑设计的要求，柱截面的直径不得大于400mm.混凝土的强度等级为C35，纵筋为HRB335，箍筋为热轧HPB235级钢筋。

试确定该柱钢筋用量。

解：

　已知L0＝4.2m,D=400mm,N=3000KN.由L0/D=4200/400=10.5,查表得ф＝0.95.fc=16.7N/mm2,fy=300N/mm2.A=3.14*4002/4=mm2

根据公式：

N=ф（A*fc+fy*As）

得As＝N-ф*A*fc/ф*fy=N-0.95*mm2*16.7N/mm2/0.95*300N/mm2=3534mm2

答：

该柱钢筋用量为As＝3534mm2。

2.已知梁截面弯矩设计值M=90kN.m，混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB335，梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,环境类别为一类。

试求：

所需纵向钢筋截面面积。

解：

　已知M=90kN-m,b=200mm,h0=465mm,fc=146N/mm2fy=300N/mm2.

由公式：

A0＝M/bh02fc=/200*4652*146=0.014.

根据A0＝0.014查表得：

r0＝0.993。

由公式：

As＝M/fy*r0h0＝/300*0.993*465＝649.709mm2.

答：

所需纵向钢筋截面面积As＝649.709mm2.

单选

1、《混凝土规范》规定混凝土强度等级应按（A：

立方体抗压）强度标准值确定。

2、、钢筋混凝土结构计算时，软钢取（C．屈服强度）作为设计强度的依据。

3、钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束条件越好，则稳定性系数（A越大）

4、如果能考虑箍筋约束混凝土的横向变形作用，轴心受压短柱的轴压承压力（B.有所提高）

5、混凝土材料的强度标准值与强度设计值二者关系为（B：

标准值大）。

第三章

1、当混凝土开裂后，截面上混凝土与钢筋之间应力的调整，称为截面上的应力重分布

2、钢筋混凝土受压构件中，配置箍筋的作用是：

防止纵向钢筋的压屈和保证其位置正确，形成钢筋骨架，便于施工。

3、梁的正截面破坏形态根据配筋率的大小可分为三种破坏形态：

适筋梁、、超筋梁和少筋梁。

4、T型截面梁按中和轴所在位置的不同分为两类∶第一类T型截面为x≤hf，第二类T型截面为xфhf

5、适筋梁从加荷到破坏经历了弹性阶段、，带裂缝工作阶段、和破坏阶段三个受力阶段。

6、一般混凝土受弯构件的跨高比，而的粱通称为深受弯构件。

7、沿截面的两个主轴平面均作用有弯矩，的受弯构件称为双向受弯构件

8、纵向钢筋的配筋率是、纵向受拉钢筋截面面积、与截面有效面积的比值

9、混凝土结构的破坏，可以分为延性破坏和脆性破坏。

二、

1、答：

进行受弯构件截面受力工作阶段的分析不但可以使我们详细地了解截面受力的全过程，而且为裂缝、变形以及承载力的计算提供了依据。

截面抗裂验算是建立在I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。

2、答：

1）截面的平均应变符合平截面假定

2）混凝土的应力—应变关系

3）钢筋的应力—应变关系

4）不考虑混凝土的抗拉强度

3、答：

由于受拉钢筋首先到达屈服,然后混凝土收压破坏的梁,称为适筋梁。

这种梁的破坏特征是钢筋屈服处的临界裂缝显著开展,顶部压区混凝土产生很大局部变形,形成集中的塑性变形区域。

在这个区域内截面转角急剧增大,预示着梁的破坏即将到来,其破坏形态具有”塑性破坏”的特征,即破坏前有明显的预兆----裂缝和变形的急剧发展.钢筋屈服后,梁破坏前变形的增大表明构件具有较好的耐受变形的能力----延性。

三、计算题

1、已知某单筋矩形截面梁受均布荷载作用，截面尺寸为b*h=200*400mm，已知混凝土ft＝1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2，a1＝1.0,纵向受力钢筋As＝1473mm2,fy=300N/mm2,çmin=0.2%,　az=35mm,§b=0.550,要求承受弯矩设计值M＝100KN-m的作用，试验算该梁截面的承载力是否满足要求。

解：

已知b*h=200*400mm，ft＝1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2，a1＝1.0,纵向受力钢筋As＝1473mm2,fy=300N/mm2,

ρ＝As/bh0=1473/200*（400-35）=0.0202.

ρmax=§b*a1*fc/fy=0.55*1.0*11.9/300=0.0218.

ρmin＜ρ＜ρmax,故为适筋梁。

由公式得：

b*h＝ρ*fy/a1*fc＝0.0202*300/1*11.9＝0.509.

由公式得：

Mu=ρ*fy*b*h02（1-0.5§）

=0.020*300*200*3652*（1-0.5*0.509）==120KN•m

答：

理论计算值Mu＝120KN•m＞100KN-m,故该梁截面的承载力满足要求。

2、某矩形截面简支梁跨中承受的最大弯矩值M＝240KN•m,截面尺寸为200mm*550mm,采用C25混凝土。

截面受压区配有2根直径为18mm的HRB335级钢筋。

求受拉钢筋面积As.

已知条件＝1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2，fy＝fy1＝300N/mm2,

a1＝1.0,　ß1＝0.8,　§b＝0.55,　a＝60mm（双排筋），

as1=35mm,ρmin=0.2%,且不小于45ft/fy%，M＝240KN•m。

解：

令X=2*as1=2*35mm=70mm,根据公式（4-65）

MU=fy*As*h0（1-as1/h0）得：

As＝MU/fy*h0（1-as1/h0）

＝240,000,000/300*（550-60）*（1-35/（550-60）

＝1758mm2

答：

受拉钢筋面积As＝1758mm2。

3、已知单筋矩形截面梁。

截面尺寸b*h=250mm*500mm，混凝土为C30级，纵向受拉钢筋为4根d=16mm（As=804mm2）HRB335级钢筋如图所示。

求截面的承载力。

解：

已知As＝804mm2，b*h=250mm*500mm，fy=369N/mm2,

h0=467mm，

由公式得：

§b＝0.8/（1+fy/0.0033Es）

=0.8/（1+369/0.0033*）=0.513.

ρ＝As/bh0=804/250*467=0.0069.

ρmax=§b*a1*fc/fy=0.513*1*14.3/369=0.020.

ρ＜ρmax,故为适筋梁。

§＝ρ*fy/a1*fc＝0.0069*369/1*14.3＝0.178.

由公式：

Mu=ρ*fy*b*h02（1-0.5§）

＝0.0069*369*250*4672*（1-0.5*0.178）

＝126,464,200.＝126KN•m.

答：

此截面承载力为Mu＝126KN•m.

单选

1、受弯构件斜截面承载力计算公式是以（B：

剪压破坏）为依据的。

2、、单筋截面梁抗弯计算中，必须满足（A：

ρmin≤ρ≤ρmax）

3、双筋矩形截面梁，正截面承载力计算公式的第二个适用条件X大于等于2a'的物理意义是（C保证受压钢筋达到规定的抗压设计强度）。

4、混凝土结构中常用的有物理屈服点的钢筋为：

（C、热扎钢筋）

5、为使钢筋在加工成型时，不发生断裂，要求钢筋具有一定的（A.冷弯性能）

6、截面尺寸和材料强度一定时，钢筋混凝土受弯构件正截面承载力与受拉区纵筋配筋率的关系是（C、当配筋率在某一范围内时，配筋率越大，正截面承载力越大）。

第四章

填空题

1、按柱长细比