混凝土结构设计原理部分思考题和习题参考答案

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混凝土结构设计原理部分思考题和习题参考答案

对于《混凝土结构设计原理》课程中的思考题和习题,通常会涉及混凝土材料性能、受力分析与承载能力极限状态计算等内容。以下是基于这些内容的简要总结:

1.理解混凝土材料特性:首先需要熟悉不同强度等级混凝土的性能特点及其对设计的影响。例如,了解C30、C40等不同强度等级混凝土的基本参数。

2.受力分析与承载能力极限状态计算:掌握如何根据构件类型(如梁、柱)进行内力分析及荷载效应组合,并运用极限状态方法确定结构的安全性和适用性。

3.裂缝控制与耐久性设计:理解不同环境下混凝土结构的裂缝控制措施,以及提高结构耐久性的策略。这包括合理选择材料和配筋方案等。

强水泥(grc)聚苯复合板外墙内保温技术交底4.思考题示例分析:

为何在进行混凝土结构设计时要考虑不同的作用效应组合?

如何根据实际工程情况判断是否需要做极限状态计算?

5.习题解题技巧提示:

在解决受力分析题目时,要先准确画出内力图,并合理选择截面位置。

做承载能力极限状态计算题时,注意区分正常使用极限状态和承载能力极限状态的区别。

裂缝控制与耐久性设计相关的习题,需结合具体工程环境分析。

总的来说,《混凝土结构设计原理》课程的思考题和习题旨在帮助学生加深对基本概念的理解,并能将理论知识应用于实际工程问题中。正确解答这些题目不仅能够提高学生的计算能力,还能培养其解决问题的能力及逻辑思维能力。

13.在进行T型截面的截面设计和承载力校核时,如何分别判别T型截面的类型?其判别式是依据什么原理确定的?

答:(1)在进行截面设计时,

当,为第一类T型截面;

当,为第二类T型截面。

在进行承载力校核时,

当为第一类T型截面;

当为第二类T型截面。

(2)其依据是:

当中和轴在翼缘内,即,为第一类T型截面;

当中和轴在梁助内,即,为第一类T型截面。

而当时,则为分界情况。

由平衡条件得: ;

由此推出上面的各判别公式。

3—3、一钢筋混凝土矩形截面梁,截面尺寸为b=250mm,h=500mm,混凝土强度等级C20,钢筋为HRB335,弯矩设计值M=120kN.m,环境类别为一类。试计算受拉钢筋截面的面积As。

解:对于C20:

由于环境类别为一类,对C20梁:

对HRB335:

查附表1.18可知,应选用418

3—4、有一混凝土简支梁,计算跨度,承受均布荷载,其中永久荷载标准值为(不包括梁自重)。可变荷载标准值为,采用C30混凝土,HRB335钢筋,环境类别为二(a)类。试确定梁的截面尺寸和纵向受拉钢筋面积。(钢筋混凝容重为,结构重要性系数取1.0)。

解:对C30:

对HRB335:

由于环境类别为二(a)类,对C30梁:,考虑一排钢筋,

查附表1.18可知,选用320,实配钢筋面积为

3—5、已知矩形梁的截面尺寸b=200mm,h=450mm,受拉钢筋为320,混凝土强度等级为C20,承受的弯矩设计值M=70kN.m,环境类别为一类,试计算此截面的正截面承载力是否足够?

对HRB335:

由于环境类别为一类,对C20梁:

3—8、某钢筋混凝土简支梁截面尺寸,跨中最大弯矩设计值,混凝土强度等级,采用钢筋配筋。受压区已配好218受压钢筋。环境类别为一类。求截面所需配置的受拉钢筋面积。

:218,

由于环境类别为一类,对C20梁:,

受拉钢筋按一排考虑:

(1)由双筋向取矩公式求:

(2)因为,故由双筋合力公式求:

3—10、某钢筋混凝土梁截面尺寸,承受弯矩设计值,混凝土强度等级,采用钢筋,受压区已配好225的受压钢筋。环境类别为一类。求截面所需的受拉钢筋面积。

由于环境类别为一类,对C20梁:,

受拉钢筋按一排考虑:

因为,故由下列两种计算选小:

选①②两种计算的较小者,即选

3—11、某钢筋混凝土双筋矩形截面梁,截面尺寸,混凝土强度等级,采用钢筋配筋。受拉钢筋为420,受压钢筋为218。承受弯矩设计值,环境类别为一类,求验算梁的正截面承载力是否足够。

所以正截面承载力不够。

3—12、某钢筋混凝土双筋矩形截面梁,截面尺寸,混凝土强度等级,采用钢筋配筋。受拉钢筋为425,受压钢筋为216,环境类别为二(a)类,试计算该梁所能承担的极限弯矩。

3—14、某T形截面梁,。混凝土强度等级,采用钢筋配筋。承受弯矩设计值,环境类别为一类。求受拉钢筋所需截面面积。

3—16、某T形截面梁,。混凝土强度等级,配有625纵向受拉钢筋。环境类别为二(a)类,试计算该梁所能承担的极限弯矩。

即该梁所能承受的极限弯矩为。

第四章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算

1.无腹筋简支梁出现斜裂缝后,为什么说梁的受力状态发生了质变?

答:斜裂缝出现前,混凝土可视为匀质弹性材料梁,剪弯段的应力可用材料力学方法分析,斜裂缝的出现将引起截面应力重新分布,材料力学方法将不再适用。

2.无腹筋和有腹筋简支梁沿斜截面破坏的主要形态有哪几种?它的破坏特征是怎样的?

答: 随着梁的剪跨比和配箍率的变化,梁沿斜截面可发生斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏等主要破坏形态,这几种破坏都是脆性破坏。

3.影响有腹筋梁斜截面承载力的主要因素有哪些?

答: 影响斜截面承载力的主要因素有剪跨比、混凝土强度等级、配箍率及箍筋强度、纵筋配筋率等。

6.在斜截面受剪承载力计算时,梁上哪些位置应分别进行计算?

答:控制梁斜截面受剪承载力的应该是那些剪力设计值较大而受剪承载力又较小或截面抗力有改变处的斜截面。设计中一般取下列斜截面作为梁受剪承载力的计算截面:

(1)支座边缘处的截面[图4—1(a)截面1—1];

(2)受拉区弯起钢筋弯起点截面[图4—1(a)截面2—2、3—3];

(3)箍筋截面面积或间距改变处的截面[图4一1(b)];

(4)腹板宽度改变处截面[图4—1(c)]。

计算截面处的剪力设计值按下述方法采用:计算支座边缘处的截面时,取该处的剪力值;计算箍筋数量改变处的截面时,取箍筋数量开始改变处的剪力值;计算第一排(从支座算起)弯起钢筋时,取支座边缘处的剪力值,计算以后每一排弯起钢筋时,取前一排弯起钢筋弯起点处的剪力值。

4—1、已知承受均布荷载的矩形截面梁截面尺寸,采用混凝土,箍筋为级钢筋。若已知剪力设计值,环境类别为一类。试求:采用双肢箍的箍筋间距?

配箍率不满足要求,取,相应配箍率为

所以配箍率满足要求,最后选用双肢箍筋。

4—3、某T形截面简支梁尺寸如下:b×h=200mm×500mm(取as=35mm),b'f=400mm,h'f=100mm;采用C25混凝土,箍筋为HPB235级钢筋;由集中荷载产生的支座边剪力设计值V=120kN(包括自重),剪跨比λ=3。环境类别为一类。试选择该梁箍筋?

应按计算配置腹筋,采用只配箍筋的方案

配箍率满足要求,即选用双肢箍筋。

4—6、已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁,计算跨度,净跨,截面尺寸,采用混凝土,级纵向钢筋和级

箍筋。若以已知梁的纵向受力钢筋为422,环境类别为一类。试求:当采用

双肢箍和双肢箍时。梁所能承受的荷载设计值分别是多少?

均由正截面承载力决定。

第五章 钢筋混凝土受压构件承载力计算

1.混凝土的抗压性能好,为什么在轴心受压柱中,还要配置一定数量的钢筋? 轴心受压构件中的钢筋,对轴心受压构件起什么作用?

答:轴心受压构件,纵筋沿截面四周对称布置。纵筋的作用是:与混凝土一块共同参与承担外部压力,以减少构件的截面尺寸;承受可能产生的较小弯矩;防止构件突然脆性破坏,以增强构件的延性;以及减少混凝土的徐变变形。箍筋的作用是:与纵筋组成骨架,防止纵筋受力后屈曲,向外凸出。当采用螺旋箍筋时(或焊接环式)还能有效约束核心内的混凝土横向变形,明显提高构件的承载力和延性。

2.轴心受压短柱的破坏与长柱有何区别?其原因是什么?影响的主要因素有哪些?

答:对于轴心受压短柱,不论受压钢筋在构件破坏时是否屈服,构件最终承载力都是由混凝土被压碎来控制的。临近破坏时,短柱四周出现明显的纵向裂缝。箍筋间的纵向钢筋发生压曲外鼓,呈灯笼状[图5—1(a)],以混凝土压碎而告破坏。

对于轴心受压长柱,破坏时受压一侧产生纵向裂缝,箍筋之间的纵向钢筋向外凸出通信广播干线上改下工程施工组织设计,构件高度中部混凝土被压碎。另一侧混凝土则被拉裂,在构件高度中部产生一水平裂缝[图5—1 (b)]。

(a)轴心受压短柱 (b)轴心受压长柱

原因是由于各种因素造成的初始偏心的影响,使构件产生侧向挠度,因而在构件的各个截面上将产生附加弯矩M=Ny,此弯矩对短柱影响不大,而对细长柱,附加弯矩产生的侧向挠度,将加大原来的初始偏心矩,随着荷载的增加,侧向挠度和附加弯矩将不断增大,这样相互影响的结果,使长柱在轴力和弯矩共同作用下发生破坏。

关于已成型的挖孔桩桩底夹渣处理的施工方案影响的主要因素是构件的长细比,为柱的计算长度,为截面最小回转半径.

3.配置螺旋箍筋的柱承载力提高的原因是什么?

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