20、纯扭构件的抗扭纵筋按其计算要求,应沿构件核心截面的 C
A 长边对称布置 B短边对称布置 C周边均匀布置 D 底边对称布置
21、钢筋混凝土弯剪扭构件,当符合条件T<=0.175ftWt或T<=0.175akftWt时,仅按 构件分别进行承载力计算。 B
A弯矩作用下 B弯矩和剪力作用下 C弯矩和扭矩作用下 D扭矩作用下。 22、钢筋混凝土受扭构件应 D
A 只配与梁轴线成45度的螺旋钢筋 B减小钢筋直径C只配抗扭窟筋D抗扭窟筋纵筋都配
23、复核受扭构件设计计算时 A
A要考虑混凝土抗剪和抗扭作用的相关性 B要考虑混凝土抗剪和抗扭作用的相关性
C对截面的塑性抗扭抵抗距要进行修正 D当为工型截面时要考虑翼缘的抗剪做用。
1、受弯构件减小裂缝宽度最有效的办法是 C
A 增加截面尺寸 B提高混凝土等级 C增加受拉筋截面面积减小裂缝截面钢筋应力
2、提高受弯构件抗弯刚度(减小挠度)最有效的措施是 C
A 提高混凝土强度等级 B增加受拉筋的截面面积 C加大截面有效高度 D加大截面宽度
3、控制混凝土构件因碳化引起的沿钢筋走向的裂缝的最有效的措施是D
A提高混凝土等级 B减小钢筋直径 C增加钢筋截面面积 D足够的钢筋保护层厚度
4、验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是 B
A是构件能够带裂缝工作 B使构件能够满足正常使用极限状态的要求 C使构件满足承载力极限状态的要求 D使构件在弹性阶段工作 2.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?
答:混凝土和钢筋协同工作的条件是:
(1)钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体;(2)钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同,两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏;(3)设置一定厚度混凝土保护层;(4)钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
1.软钢和硬钢的区别是什么?设计时分别采用什么值作为依据?
答:有物理屈服点的钢筋,称为软钢,如热轧钢筋和冷拉钢筋;无物理屈服点的钢筋,称为硬钢,如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。
软钢有两个强度指标:一是屈服强度,这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据,因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形,这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用,所以在设计中采用屈服强度fy作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是钢筋极限强度fu,一般用作钢筋的实际破坏强度。
设计中硬钢极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据,一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值,通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝,条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋,则为0.9倍。为了简化运算,《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb,
其中σb为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。
9.什么叫混凝土徐变?混凝土徐变对结构有什么影响?
答:在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变。
徐变对钢筋混凝土结构的影响既有有利方面又有不利方面。有利影响,在某种情况下,徐变有利于防止结构物裂缝形成;有利于结构或构件的内力重分布,减少应力集中现象及减少温度应力等。不利影响,由于混凝土的徐变使构件变形增大;在预应力混凝土构件中,徐变会导致预应力损失;徐变使受弯和偏心受压构件的受压区变形加大,故而使受弯构件挠度增加,使偏压构件的附加偏心距增大而导致构件承载力的降低。
2.轴心受压构件设计时,纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么?
答:纵筋的作用:①与混凝土共同承受压力,提高构件与截面受压承载力;②提高构件的变形能力,改善受压破坏的脆性;③承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力;④减少混凝土的徐变变形。横向箍筋的作用:①防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置;②改善构件破坏的脆性;③当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土,提高其极限变形值。
2.钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式?其破坏特征有何不同? 答:钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服,钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长,受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变,混凝土压碎,构件破坏。梁破坏前,挠度较大,产生较大的塑性变形,有明显的破坏预兆,属于塑性破坏。
梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏,而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点,拉区的裂缝宽度较小,破坏是突然的,没有明显预兆,属于脆性破坏,称为超筋破坏。 梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂,受拉钢筋即达到屈服,并迅速经历整个流幅而进入强化阶段,梁即断裂,破坏很突然,无明显预兆,故属于脆性破坏。
2.什么叫最小配筋率?它是如何确定的?在计算中作用是什么?
答:最小配筋率是指,当梁的配筋率ρ很小,梁拉区开裂后,钢筋应力趋近于屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率ρmin。是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。
控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏,少筋破坏是脆性破坏,设计时应当避免。
3.单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么?
答:单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是(1)平截面假定;(2)混凝土应力—应变关系曲线的规定;(3)钢筋应力—应变关系的规定;(4)不考虑混凝土抗拉强度,钢筋拉伸应变值不超过0.01。以上规定的作用是确定钢筋、混凝土在承载力极限状态下的受力状态,并作适当简化,从而可以确定承载力的平衡方程或表达式。
4.确定等效矩形应力图的原则是什么?
《混凝土结构设计规范》规定,将实际应力图形换算为等效矩形应力图形时必须满足以下两个条件:(1) 受压区混凝土压应力合力C值的大小不变,即两个应力图形的面积应相等;(2) 合力C作用点位置不变,即两个应力图形的形
心位置应相同。等效矩形应力图的采用使简化计算成为可能。 2.什么是双筋截面?在什么情况下才采用双筋截面?
答:在单筋截面受压区配置受力钢筋后便构成双筋截面。在受压区配置钢筋,可协助混凝土承受压力,提高截面的受弯承载力;由于受压钢筋的存在,增加了截面的延性,有利于改善构件的抗震性能;此外,受压钢筋能减少受压区混凝土在荷载长期作用下产生的徐变,对减少构件在荷载长期作用下的挠度也是有利的。
双筋截面一般不经济,但下列情况可以采用:(1)弯矩较大,且截面高度受到限制,而采用单筋截面将引起超筋;(2)同一截面内受变号弯矩作用;(3)由于某种原因(延性、构造),受压区已配置As';(4)为了提高构件抗震性能或减少结构在长期荷载下的变形。
8.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要规定x?2as'?当x<2a‘s应如何计算?
答:为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值,应满足x?2as', 其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。当不满足条件时,则表明受压钢筋的位置离中和轴太近,受压钢筋的应变太小,以致其应力达不到抗压强度设计值。
此时对受压钢筋取矩
xMu?fyAs(h0?as')??1fcbx(as'?)
2x<2as'时,公式中的右边第二项相对很小,可忽略不计,近似取x?2as',即近似认为受压混凝土合力点与受压钢筋合力点重合,从而使受压区混凝土合力对受压钢筋合力点所产生的力矩等于零,因此 As?M 'fyh0?as??11.单筋截面、双筋截面、T形截面在受弯承载力方面,哪种更合理?,为什么?
答:T形截面优于单筋截面、单筋截面优于双筋截面。 112.斜截面破坏形态有几类?分别采用什么方法加以控制?
答:(1)斜截面破坏形态有三类:斜压破坏,剪压破坏,斜拉破坏
(2)斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制;剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制;斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制;
斜截面抗剪承载力为什么要规定上、下限?具体包含哪些条件?
答:斜截面抗剪承载力基本公式的建立是以剪压破坏为依据的,所以规定上、下限来避免斜压破坏和斜拉破坏。
1.钢筋混凝土纯扭构件中适筋纯扭构件的破坏有什么特点?
答:当纵向钢筋和箍筋的数量配置适当时,在外扭矩作用下,混凝土开裂并退出工作,钢筋应力增加但没有达到屈服点。随着扭矩荷载不断增加,与主斜裂缝相交的纵筋和箍筋相继达到屈服强度,同时混凝土裂缝不断开展,最后形成构件三面受拉开裂,一面受压的空间扭曲破坏面,进而受压区混凝土被压碎而破坏,这种破坏与受弯构件适筋梁类似,属延性破坏,以适筋构件受力状态作为设计的依据。
2.钢筋混凝土纯扭构件中超筋纯扭构件的破坏有什么特点?计算中如何避免发生完全超筋破坏?
当纵向钢筋和箍筋配置过多或混凝土强度等级太低,会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度,而混凝土先被压碎的现象,这种破坏与受弯构件超筋梁类似,没有明显的破坏预兆,钢筋未充分发挥作用,属脆性破坏,设计中应避免。为了避免此种破坏,《混凝土结构设计规范》对构件的截面尺寸作了限制,间接限定抗扭钢筋最大用量。
3.钢筋混凝土纯扭构件中少筋纯扭构件的破坏有什么特点?计算中如何避免发生少筋破坏?
当纵向钢筋和箍筋配置过少(或其中之一过少)时,混凝土开裂后,混凝土承担的拉力转移给钢筋,钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段,其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁,破坏扭矩与开裂扭矩接近,破坏无预兆,属于脆性破坏。这种构件在设计中应避免。为了防止这种少筋破坏,《混凝土结构设计规范》规定,受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率,并应符合受扭钢筋的构造要求。
4.简述素混凝土纯扭构件的破坏特征。
答:素混凝土纯扭构件在纯扭状态下,杆件截面中产生剪应力。对于素混凝土的纯扭构件,当主拉应力产生的拉应变超过混凝土极限拉应变时,构件即开裂。第一条裂缝出现在构件的长边(侧面)中点,与构件轴线成45°方向,斜裂缝出现后逐渐变宽以螺旋型发展到构件顶面和底面,形成三面受拉开裂,一面受压的空间斜曲面,直到受压侧面混凝土压坏,破坏面是一空间扭曲裂面,构件破坏突然,为脆性破坏。 1.判别大、小偏心受压破坏的条件是什么?大、小偏心受压的破坏特征分别是什么?
答:(1)???b,大偏心受压破坏;???b,小偏心受压破坏;
(2)破坏特征:
大偏心受压破坏:破坏始自于远端钢筋的受拉屈服,然后近端混凝土受压破坏;
小偏心受压破坏:构件破坏时,混凝土受压破坏,但远端的钢筋并未屈服;
1. 某多层现浇框架结构的底层内柱,轴向力设计值N=2650kN,计算长度
l0?H?3.6m,混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2),钢筋用HRB400级
(f'y?360N/mm2),环境类别为一类。确定柱截面积尺寸及纵筋面积。 解:根据构造要求,先假定柱截面尺寸为400mm×400mm 由l0/b?3600/400?9,查表得??0.99 根据轴心受压承载力公式确定As'
1N12650?103A?'(?fcA)?(?14.3?400?400)?1906mm2
3600.9?0.99fy0.9?'sAs'1906'????1.2%??min?0.6%,对称配筋截面每一侧配筋率也满足
A400?400'0.2%的构造要求。 选 ,As'?1964mm2 设计面积与计算面积误差
1964?1906?3.0%<5%,满足要求。
19063.某无侧移现浇框架结构底层中柱,计算长度l0?4.2m,截面尺寸为300mm×300mm,柱内配有416纵筋(fy'?300N/mm2),混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm),环境类别为一类。柱承载轴心压力设计值N=900kN,试核算该柱是否安全。 解: (1)求? 则
l04200??14.0,由表得??0.92 b3002
(2)求Nu
?)?0.9?0.92(14.3?300?300?300?804)Nu?0.9?(fcA?fy?As?1265kN?900kN(满足要求)
第4章 受弯构件正截面承载力
1.已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,混凝土强度等级为C25,fc =11.9N/mm2,ft?1.27N/mm2, 钢筋采用HRB335,fy?300N/mm2截面弯矩设计值M=165KN.m。环境类别为一类。求:受拉钢筋截面面积
解:采用单排布筋 h0?500?35?465mm
将已知数值代入公式 ?1fcbx?fyAs 及
M??1fcbx(h0?x/2)得
1.0?11.9?200?x=300?As 165?106=1.0?11.9?200?x?(465-x/2)
两式联立得:x=186mm As=1475.6mm2
验算 x=186mm
As?1475.6??minbh?0.2%?200?500?200mm2