《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》作業(yè)3-4答案.doc

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【混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理】作業(yè)3一、選擇題1螺旋箍筋柱較普通箍筋柱承載力提高的原因是（ C ）。A螺旋筋使縱筋難以被壓屈B螺旋筋的存在增加了總的配筋率C螺旋筋約束了混凝土的橫向變形D螺旋筋的彈簧作用2大偏心和小偏心受壓破壞的本質(zhì)區(qū)別在于（ B ）。A受拉區(qū)的混凝土是否破壞 B受拉區(qū)的鋼筋是否屈服C受壓區(qū)的鋼筋是否屈服 D受壓區(qū)的混凝土是否破壞3偏心受壓構(gòu)件界限破壞時(shí)，（ D ）。A遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服比受壓區(qū)混凝土壓碎早發(fā)生B遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服比受壓區(qū)混凝土壓碎晚發(fā)生C遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服與另一側(cè)鋼筋屈服同時(shí)發(fā)生D遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)的鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土壓碎同時(shí)發(fā)生4進(jìn)行構(gòu)件的裂縫寬度和變形驗(yàn)算的目的是（ A ）。A使構(gòu)件滿足正常使用極限狀態(tài)要求 B使構(gòu)件能夠在彈性階段工作C使構(gòu)件滿足承載能力極限狀態(tài)要求 D使構(gòu)件能夠帶裂縫工作5軸心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，拉力（ C ）承擔(dān)。A由鋼筋和混凝土共同B由鋼筋和部分混凝土共同C僅由鋼筋D僅由混凝土6其它條件相同時(shí)，鋼筋的保護(hù)層厚度與平均裂縫間距、裂縫寬度的關(guān)系是（ A ）。A保護(hù)層越厚，平均裂縫間距越大，裂縫寬度也越大B保護(hù)層越厚，平均裂縫間距越小，裂縫寬度越大C保護(hù)層厚度對平均裂縫間距沒有影響，但保護(hù)層越厚，裂縫寬度越大7通過對軸心受拉構(gòu)件裂縫寬度公式的分析可知，在其它條件不變的情況下，要想減小裂縫寬度，就只有（ A ）。A減小鋼筋直徑或增大截面配筋率B增大鋼筋直徑或減小截面配筋率C增大截面尺寸和減小鋼筋截面面積二、判斷題1鋼筋混凝土受壓構(gòu)件中的縱向鋼筋一般采用HRB400級、HRB335級和RRB400級，不宜采用高強(qiáng)度鋼筋。（ ）2在軸心受壓短柱中，不論受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時(shí)是否屈服，構(gòu)件的最終承載力都是由混凝土被壓碎來控制的。（ ）3. 鋼筋混凝土長柱的穩(wěn)定系數(shù)隨著長細(xì)比的增大而增大。（ ）4兩種偏心受壓破壞的分界條件為：為大偏心受壓破壞；為小偏心受壓破壞。（ ）5大偏心受拉構(gòu)件為全截面受拉，小偏心受拉構(gòu)件截面上為部分受壓部分受拉。（ ）6鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，混凝土的拉裂與鋼筋的受拉屈服同時(shí)發(fā)生。（ ）7靜定的受扭構(gòu)件，由荷載產(chǎn)生的扭矩是由構(gòu)件的靜力平衡條件確定的，與受扭構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)剛度無關(guān)，此時(shí)稱為平衡扭轉(zhuǎn)。（ ）8對于超靜定結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)件上產(chǎn)生的扭矩除了靜力平衡條件以外，還必須由相鄰構(gòu)件的變形協(xié)調(diào)條件才能確定，此時(shí)稱為協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)。（ ）9受扭的素混凝土構(gòu)件，一旦出現(xiàn)斜裂縫即完全破壞。若配置適量的受扭縱筋和受扭箍筋，則不但其承載力有較顯著的提高，且構(gòu)件破壞時(shí)會(huì)具有較好的延性。（ ）10在彎剪扭構(gòu)件中，彎曲受拉邊縱向受拉鋼筋的最小配筋量，不應(yīng)小于按彎曲受拉鋼筋最小配筋率計(jì)算出的鋼筋截面面積，與按受扭縱向受力鋼筋最小配筋率計(jì)算并分配到彎曲受拉邊鋼筋截面面積之和。（ ）11鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫的開展是由于混凝土的回縮和鋼筋伸長所造成的。（ ）12荷載長期作用下鋼筋混凝土受彎構(gòu)件撓度增長的主要原因是混凝土的徐變和收縮。（ ）三、簡答題1鋼筋混凝土柱中箍筋應(yīng)當(dāng)采用封閉式，其原因在于？答：鋼筋混凝土柱中箍筋應(yīng)當(dāng)采用封閉式箍筋是為了保證鋼筋骨架的整體剛度，并保證構(gòu)件在破壞階段箍筋對混凝土和縱向鋼筋的側(cè)向約束作用。2鋼筋混凝土偏心受壓破壞通常分為哪兩種情況？它們的發(fā)生條件和破壞特點(diǎn)是怎樣的？答：鋼筋混凝土偏心受壓破壞可分為兩種情況：大偏心受壓破壞與小偏心受壓破壞。大偏心受壓破壞的發(fā)生條件是：偏心距較大，且受拉鋼筋配置得不太多時(shí)。破壞特點(diǎn)是：受拉區(qū)的鋼筋能達(dá)到屈服，受壓區(qū)的混凝土也能達(dá)到極限壓應(yīng)變。小偏心受壓破壞的發(fā)生條件是：偏心距較小或很小，或者雖然相對偏心距較大，但配置了很多的受拉鋼筋。破壞特點(diǎn)是：靠近縱向力一端的鋼筋能達(dá)到受壓屈服，混凝土被壓碎，而遠(yuǎn)離縱向力一端的鋼筋無論是受拉還是受壓，一般情況下都達(dá)不到屈服。3簡述矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式的使用條件？答：矩形截面大偏心受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算公式的適用條件如下：1）為了保證構(gòu)件破壞時(shí)受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)力先達(dá)到屈服強(qiáng)度，要求滿足：2）為了保證構(gòu)件破壞時(shí)，受壓鋼筋應(yīng)力能達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，與雙筋受彎構(gòu)件相同，要求滿足：4實(shí)際工程中，哪些受拉構(gòu)件可以按軸心受拉構(gòu)件計(jì)算，哪些受拉構(gòu)件可以按偏心受拉構(gòu)件計(jì)算？答：在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，真正的軸心受拉構(gòu)件是罕見的。近似按軸心受拉構(gòu)件計(jì)算的有承受節(jié)點(diǎn)荷載的屋架或托架受拉弦桿和腹桿，剛架、拱的拉桿，承受內(nèi)壓力的環(huán)形管壁及圓形儲(chǔ)液池的壁筒等；可按偏心受拉計(jì)算的構(gòu)件有矩形水池的池壁、工業(yè)廠房雙肢柱的受拉肢桿、受地震作用的框架邊柱和承受節(jié)間荷載的屋架下弦拉桿等。5軸心受拉構(gòu)件從加載開始到破壞為止可分為哪三個(gè)受力階段？其承載力計(jì)算以哪個(gè)階段為依據(jù)？答：軸心受拉構(gòu)件從加載開始到破壞為止可分為三個(gè)受力階段：第一階段為從加載到混凝土受拉開裂前，第二階段為混凝土開裂至鋼筋即將屈服，第三階段為受拉鋼筋開始屈服到全部受拉鋼筋達(dá)到屈服。承載力計(jì)算以第三階段末為依據(jù)。6大、小偏心受拉構(gòu)件的破壞特征有什么不同？如何劃分大、小偏心受拉構(gòu)件？答：大偏心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，混凝土雖開裂，但還有受壓區(qū)。當(dāng)數(shù)量適當(dāng)時(shí)，受拉鋼筋首先屈服，然后受壓鋼筋的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，混凝土受壓邊緣達(dá)到極限應(yīng)變而破壞。小偏心受拉構(gòu)件破壞時(shí)，一般情況下，全截面均為拉應(yīng)力，其中一側(cè)的拉應(yīng)力較大。隨著荷載的增加，一側(cè)的混凝土首先開裂，而且裂縫很快就貫穿整個(gè)截面，所以混凝土將退出工作，拉力完全由鋼筋承擔(dān)，構(gòu)件破壞時(shí)，及都達(dá)到屈服強(qiáng)度。偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算，按縱向拉力N的作用位置不同，可以分為大偏心受拉與小偏心受拉兩種情況：當(dāng)縱向拉力N作用在鋼筋合力點(diǎn)和合力點(diǎn)范圍之間時(shí)，為小偏心受拉。7鋼筋混凝土純扭構(gòu)件有哪幾種破壞形式？各有何特點(diǎn)？答：鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)可分為適筋破壞、部分超筋破壞、完全超筋破壞和少筋破壞4類。適筋破壞的特點(diǎn)：縱筋和箍筋先到達(dá)屈服強(qiáng)度，然后混凝土被壓碎而破壞，屬于延性破壞。部分超筋破壞的特點(diǎn)：破壞時(shí)僅縱筋屈服，而箍筋不屈服；或箍筋屈服，縱筋不屈服，破壞時(shí)具有一定的延性，但較適筋破壞時(shí)的截面延性小。完全超筋破壞的特點(diǎn)：縱筋和箍筋都沒有達(dá)到屈服強(qiáng)度，而混凝土先行壓壞，屬于脆性破壞。少筋破壞的特點(diǎn)：裂縫一旦出現(xiàn)，構(gòu)件就會(huì)立即發(fā)生破壞，此時(shí)，縱筋和箍筋不僅達(dá)到屈服強(qiáng)度而且可能進(jìn)入強(qiáng)化階段，屬于脆性破壞。8. 鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件的鋼筋配置有哪些構(gòu)造要求？答： 1）縱筋的構(gòu)造要求對于彎剪扭構(gòu)件，受扭縱向受力鋼筋的間距不應(yīng)大于200mm和梁的截面寬度；在截面四角必須設(shè)置受扭縱向受力鋼筋，其余縱向鋼筋沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置。當(dāng)支座邊作用有較大扭矩時(shí)，受扭縱向鋼筋應(yīng)按受拉鋼筋錨固在支座內(nèi)。當(dāng)受扭縱筋按計(jì)算確定時(shí)，縱筋的接頭及錨固均應(yīng)按受拉鋼筋的構(gòu)造要求處理。在彎剪扭構(gòu)件中，彎曲受拉邊縱向受拉鋼筋的最小配筋量，不應(yīng)小于按彎曲受拉鋼筋最小配筋率計(jì)算出的鋼筋截面面積，與按受扭縱向受力鋼筋最小配筋率計(jì)算并分配到彎曲受拉邊鋼筋截面面積之和。2）箍筋的構(gòu)造要求箍筋的間距及直徑應(yīng)符合受剪的相關(guān)要求。箍筋應(yīng)做成封閉式，且應(yīng)沿截面周邊布置；當(dāng)采用復(fù)合箍筋時(shí)，位于截面內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)入受扭所需的箍筋面積；受扭所需箍筋的末端應(yīng)做成135 彎鉤，彎鉤端頭平直段長度不應(yīng)小于10d（d為箍筋直徑）。9鋼筋混凝土裂縫控制的目的是什么？答：裂縫控制的目的一方面是為了保證結(jié)構(gòu)的耐久性，因?yàn)榱芽p過寬時(shí)，氣體和水分、化學(xué)介質(zhì)會(huì)侵入裂縫，引起鋼筋銹蝕，這不僅削弱了鋼筋的面積，而且還會(huì)因鋼筋體積的膨脹而引起保護(hù)層剝落，產(chǎn)生長期危害，影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。另一方面是考慮建筑物觀瞻、人的心理感受和使用者不安全程度的影響。四、計(jì)算題1已知某柱兩端為不動(dòng)鉸支座，柱高H=5.6m，截面尺寸為400mm400mm，采用C20混凝土、HRB335鋼筋，柱頂截面承受軸心壓力設(shè)計(jì)值N=1692kN，試確定該柱所需的縱向鋼筋截面面積。解： （1）確定穩(wěn)定系數(shù)，查附表3-3，得（2）計(jì)算縱向鋼筋截面面積（3）驗(yàn)算配筋率而，滿足。2已知某鋼筋混凝土屋架下弦，截面尺寸，承受的軸心拉力設(shè)計(jì)值，混凝土強(qiáng)度等級C30，鋼筋為HRB335。求截面配筋。解：首先，確定計(jì)算參數(shù)，查教材附錄知，HRB335鋼筋。選用416（）能夠滿足要求?！净炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理】作業(yè)4一、選擇題1混凝土極限拉應(yīng)變約為（ C ）。A（1.001.80）10-3 B（0.200.40）10-3C（0.100.15）10-3 D（1.001.50）10-32鋼筋HPB235、HRB335、HRB400和RRB400屈服時(shí)，其應(yīng)變約為（ D ）。A（1.501.80）10-3 B（0.200.40）10-3C（0.100.15）10-3 D（1.001.80）10-33條件相同的鋼筋混凝土軸拉構(gòu)件和預(yù)應(yīng)力混凝土軸拉構(gòu)件相比較，（ B ）。A后者的剛度低于前者 B后者的抗裂度比前者好C前者與后者的抗裂度相同 D. 前者與后者的剛度相同4下列各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失類型中，不屬于后張法預(yù)應(yīng)力損失的是（ C ）。A錨固回縮損失 B摩擦損失C溫差損失 D應(yīng)力松弛損失5公路橋涵現(xiàn)澆梁、板的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于（ A ），當(dāng)用HRB400、KL400級鋼筋配筋時(shí)，不應(yīng)低于（ B ）。AC20 BC25 CC30 DC15二、判斷題1普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)度鋼筋是不能充分發(fā)揮其作用的，而采用高強(qiáng)混凝土可以很好發(fā)揮其作用。（ ）2無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通常與先張預(yù)應(yīng)力工藝相結(jié)合。（ ）3后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力來傳遞的。（ ）4對先張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力是依靠鋼筋端部的錨具來傳遞的。（ ）5我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30。對采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)件，特別是大跨度結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40。（ ）6張拉控制應(yīng)力是指預(yù)應(yīng)力鋼筋在進(jìn)行張拉時(shí)所控制達(dá)到的最大應(yīng)力值。( )7為保證鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，防止放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)出現(xiàn)縱向劈裂裂縫，必須有一定的混凝土保護(hù)層厚度。（ ）8我國公路橋規(guī)采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，按分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)，對橋梁結(jié)構(gòu)采用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年。（ ）9與房建規(guī)范不同，公路橋規(guī)在抗剪承載力計(jì)算中，其混凝土和箍筋的抗剪能力沒有采用兩項(xiàng)相加的方法，而是采用破壞斜截面內(nèi)箍筋與混凝土的共同承載力。( )10公路橋規(guī)規(guī)定受壓構(gòu)件縱向鋼筋面積不應(yīng)小于構(gòu)件截面面積的0.5%。（ ）11我國公路橋規(guī)關(guān)于裂縫寬度的計(jì)算與混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范是相同的。（ ）12. 我國公路橋規(guī)中指出裂縫寬度主要與受拉鋼筋應(yīng)力、鋼筋直徑、受拉鋼筋配筋率、鋼筋表面形狀、混凝土標(biāo)號和保護(hù)層厚度有關(guān)，而撓度的計(jì)算則根據(jù)給定的構(gòu)件剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算。（ ）三、簡答題1與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土具有哪些優(yōu)勢和劣勢？答：與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土具有優(yōu)勢是：1）構(gòu)件的抗裂度和剛度提高；2）構(gòu)件的耐久性增加；3）自重減輕；4）節(jié)約材料。與普通混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土具有劣勢是：預(yù)應(yīng)力混凝土施工需要專門的材料和設(shè)備、特殊的工藝、造價(jià)較高。2簡述有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的區(qū)別？答：有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，是指沿預(yù)應(yīng)力筋全長其周圍均與混凝土粘接、握裹在一起的預(yù)應(yīng)力。先張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)及預(yù)留孔道穿筋壓漿的后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)均屬此類。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，是指預(yù)應(yīng)力筋伸縮、滑動(dòng)自由，不與周圍混凝土粘接的預(yù)應(yīng)力。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通常與后張預(yù)應(yīng)力工藝相結(jié)合。3列舉三種建筑工程中常用的預(yù)應(yīng)力錨具？答：螺絲端桿錨具、錐形錨具、鐓頭錨具、夾具式錨具。4預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件所用的混凝土，需滿足哪些要求？答：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的混凝土，需滿足下列要求：1）強(qiáng)度高。與普通鋼筋混凝土不同，預(yù)應(yīng)力混凝土必須采用強(qiáng)度高的混凝土。因?yàn)閺?qiáng)度高的混凝土對采用先張法的構(gòu)件可提高鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，對采用后張法的構(gòu)件，可提高錨固端的局部承壓承載力。2）收縮、徐變小。以減少因收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。3）快硬、早強(qiáng)?？杀M早施加預(yù)應(yīng)力，加快臺(tái)座、錨具、夾具的周轉(zhuǎn)率，以利加快施工進(jìn)度5引起預(yù)應(yīng)力損失的因素有哪些？如何減少各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失？答：引起預(yù)應(yīng)力損失的因素主要有錨固回縮損失、摩擦損失、溫差損失、應(yīng)力松弛損失、收縮徐變損失等。 見教材P216-2206公路橋涵按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪三種設(shè)計(jì)狀況？分別需做哪種設(shè)計(jì)？答：公路橋涵按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下三種設(shè)計(jì)狀況：1）持久狀態(tài)。該狀態(tài)需要作承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。2）短暫狀態(tài)。該狀態(tài)主要做承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，必要時(shí)才作正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。3）偶然狀態(tài)。該狀態(tài)僅作承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。四、計(jì)算題1已知一矩形截面簡支梁，截面尺寸bh=200mm550mm，混凝土強(qiáng)度等級為C25，縱向鋼筋采用HRB335級，安全等級為二級，梁跨中截面承受的最大彎矩設(shè)計(jì)值為M=160kNm。若上述設(shè)計(jì)條件不能改變，試進(jìn)行配筋計(jì)算。若由于施工質(zhì)量原因，實(shí)測混凝土強(qiáng)度僅達(dá)到C20，試問按問所得鋼筋面積的梁是否安全？，假設(shè)mm，則有效高度。（1）計(jì)算受壓區(qū)高度 （2）計(jì)算鋼筋數(shù)量 （3）選擇并布置鋼筋選用3 25（，鋼筋布置如圖所示。（4）驗(yàn)算配筋率實(shí)際配筋率 。 更多資料請百度一下“電大天堂”http:/www.dda12