第一章緒論

問答題

1.什么是混凝土結(jié)構(gòu)？

2.以簡支梁為例，說明素混凝土與鋼筋混凝土受力性能的差異。

3.鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)條件是什么？

4.混凝土結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

5.房屋混凝土結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件的受力特點(diǎn)是什么？

6.簡述混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的主要階段。

7.簡述性能設(shè)計的主要步驟。

8.簡述學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程的應(yīng)當(dāng)注意的問題。

第一章緒論

問答題參考答案

1.什么是混凝土結(jié)構(gòu)？

答：混凝土結(jié)構(gòu)是以混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置和添加鋼筋、鋼骨、鋼管、預(yù)應(yīng)力鋼筋和各種纖維，形

成的結(jié)構(gòu)，有素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及纖維混凝

土結(jié)構(gòu)?；炷两Y(jié)構(gòu)充分利用了混凝土抗壓強(qiáng)度高和鋼筋抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。

2.以簡支梁為例，說明素混凝土與鋼筋混凝土受力性能的差異。

答：素混凝土簡支梁，跨中有集中荷載作用。梁跨中截面受拉，拉應(yīng)力在荷載較小的情況下就達(dá)到混凝土的抗

拉強(qiáng)度，梁被拉斷而破壞，是無明顯預(yù)兆的脆性破壞。

鋼筋混凝土梁，受拉區(qū)配置受拉鋼筋梁的受拉區(qū)還會開裂，但開裂后，出現(xiàn)裂縫，拉力由鋼筋承擔(dān)，直至鋼筋

屈服以后，受壓區(qū)混凝土受壓破壞而達(dá)到極限荷載，構(gòu)件破壞。

素混凝土簡支梁的受力特點(diǎn)是承受荷載較小，并且是脆性破壞。鋼筋混凝土簡支梁的極限荷載明顯提高，變形

能力明顯改善，并且是延性破壞。

3.鋼筋與混凝土共同工作的基礎(chǔ)條件是什么？

答：混凝土和鋼筋協(xié)同工作的條件是：

（1）鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)力，使兩者結(jié)合為整體；

（2）鋼筋與混凝土兩者之間線膨脹系數(shù)幾乎相同，兩者之間不會發(fā)生相對的溫度變形使粘結(jié)力遭到破壞；

（3）設(shè)置一定厚度混凝土保護(hù)層；

（4）鋼筋在混凝土中有可靠的錨固。

4.混凝土結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

答：優(yōu)點(diǎn)：（1）可模性好；（2）強(qiáng)價比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）適應(yīng)災(zāi)害環(huán)境能力強(qiáng),

整體澆筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，對抵抗地震、風(fēng)載和爆炸沖擊作用有良好性能；（6）可以就地取材。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)：如自重大，不利于建造大跨結(jié)構(gòu)；抗裂性差，過早開裂雖不影響承載力，但對要求防

滲漏的結(jié)構(gòu)，如容器、管道等，使用受到一定限制；現(xiàn)場澆筑施工工序多，需養(yǎng)護(hù)，工期長，并受施工環(huán)境和氣候

條件限制等。

5.房屋混凝土結(jié)構(gòu)中各個構(gòu)件的受力特點(diǎn)是什么？

答：在房屋建筑中，永久荷載和樓面活荷載直接作用在樓板上，樓板荷載傳遞到梁，梁將荷載傳遞到柱或墻，

并最終傳遞到基礎(chǔ)上，各個構(gòu)件受力特點(diǎn)如下：

樓板：是將活荷載和恒荷載通過梁或直接傳遞到豎向支承結(jié)構(gòu)(柱、墻)的主要水平構(gòu)件，樓板的主要內(nèi)力是

彎矩和剪力，是受彎構(gòu)件。

梁：是將樓板上或屋面上的荷載傳遞到立柱或墻上，前者為樓蓋梁，后者為屋面梁，梁承受板傳來的荷載，主

要內(nèi)力有彎矩和剪力，有時也可能是扭矩，屬于受彎構(gòu)件。

柱：柱承受梁、板體系傳來的荷載，主要內(nèi)力有軸向壓力、彎矩和剪力，可能是軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)荷載有偏心

作用時，柱受壓的同時還會受彎，是壓彎構(gòu)件。

墻：承重的混凝土墻常用作基礎(chǔ)墻、樓梯間墻，或在高層建筑中用于承受水平風(fēng)載和地震作用的剪力墻，它受

壓的同時也會受彎，是壓彎構(gòu)件。

基礎(chǔ)：是將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到地基(土層)的承重混凝土構(gòu)件，基礎(chǔ)主要內(nèi)力是壓力和彎矩，是受壓構(gòu)件或

壓彎構(gòu)件。

6.簡述混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的主要階段。

答：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法大體可分為四個階段：

(1)在20世紀(jì)初以前，鋼筋混凝土本身計算理論尚未形成，設(shè)計沿用材料力學(xué)的容許應(yīng)力方法。

(2)1938年左右已開始采用按破損階段計算構(gòu)件破壞承載力，50年代，出現(xiàn)了按極限狀態(tài)設(shè)計方法，奠定了

現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算理論。

(3)二戰(zhàn)以后，設(shè)計計算理論已過渡到以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。

(4)20世紀(jì)90年代以后，開始采用或積極發(fā)展性能化設(shè)計方法和理論。

7.簡述性能設(shè)計的主要步驟。

答：性能化方法是確定工程結(jié)構(gòu)要達(dá)到的總體目標(biāo)或設(shè)計性能，設(shè)計師根據(jù)性能目標(biāo)的不同，設(shè)計不同的設(shè)計

方案，并評估設(shè)計方案是否達(dá)到性能目標(biāo)的要求。

8.簡述學(xué)習(xí)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程的應(yīng)當(dāng)注意的問題。

答：(1)鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種材料組成的復(fù)合材料，是非均勻、非連續(xù)、非彈性的材料。力學(xué)關(guān)

系是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過幾何、物理和平衡關(guān)系建立的。

(2)鋼筋混凝土構(gòu)件中的兩種材料在強(qiáng)度和數(shù)量上存在一個合理的配比范圍。如果鋼筋和混凝土在面積上的比

例及材料強(qiáng)度的搭配超過了這個范圍，就會引起構(gòu)件受力性能的改變，從而引起構(gòu)件截面設(shè)計方法的改變，這是學(xué)

習(xí)時必須注意的一個方面。

(3)由于混凝土材料的復(fù)雜性、離散性，混凝土材料的理論體系是建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上的。許多假定依賴與試

驗(yàn)結(jié)果，許多公式來源于試驗(yàn)驗(yàn)證，許多因素?zé)o法控制，仍需通過構(gòu)造措施加以解決，許多理論尚需不斷發(fā)展與完

善，具有不同功能的混凝土材料性能尚需不斷挖掘。

(4)本課程主要講解鋼筋混凝土基本構(gòu)件，應(yīng)當(dāng)了解每一種構(gòu)件在結(jié)構(gòu)體系的作用、受力情況。例如梁、柱是

受彎構(gòu)件，主要受彎、受剪；柱、墻、受壓弦桿是受壓構(gòu)件，主要受壓、彎，受壓、剪，雙向受壓彎；雨蓬梁、柱

是受扭構(gòu)件，主要受扭，受彎、剪、扭，受壓、彎、剪、扭；受拉弦桿是受拉構(gòu)件，主要受拉、彎。

(5)本課程所要解決的不僅是構(gòu)件的承載力和變形計算等問題，還包括構(gòu)件的截面形式、材料選用及配筋構(gòu)造

等。結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計是一個綜合性的問題，需要考慮各方面的因素。因此，學(xué)習(xí)本課程時要注意學(xué)會對多種因素進(jìn)行

綜合分析，培養(yǎng)綜合分析判斷能力。

(6)混凝土設(shè)計與施工工作必須按照規(guī)范進(jìn)行，各種規(guī)范是長期理論研究成果和工程實(shí)踐的總結(jié)。不但要熟

練掌握基本要求、使用范圍，還要深入了解每一條文的理論依據(jù)，做到深入理論，靈活運(yùn)用。同時，隨著科學(xué)的發(fā)

展和實(shí)踐的要求，許多新成果會不斷的涌現(xiàn)，規(guī)范會及時修訂，一般我國混凝土規(guī)范10年左右修訂一次，但隨著

社會的發(fā)展，規(guī)范的修訂速度會加快，因此，具體工作時應(yīng)當(dāng)及時掌握最新的規(guī)范。

(7)混凝土設(shè)計與施工是一種社會實(shí)踐行為，不能離開社會的制約因素進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)

政策，做到技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、確保質(zhì)量。

(8)混凝土設(shè)計與施工是一種法律責(zé)任行為，工程技術(shù)人員一定要遵守國家相關(guān)的法律、法規(guī)的要求，否則，

就要承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。

第二章緒論

單選題

1.與素混凝土梁相比，鋼筋混凝上梁承載能力（）。

A.相同；

B.提局許多；

C.有所提高；

2.與素混凝土梁相比，鋼筋混凝土梁抵抗開裂的能力（）.

A.提高不多；

B.提局許多；

C.完全相同；

3.與素混凝土梁相比，適量配筋的鋼混凝土梁的承載力和抵抗開裂的能力（）。

A.均提高很多；

B.承載力提高很多，抗裂提高不多；

C.抗裂提高很多，承載力提高不多；

D.均提高不多；

4.鋼筋混凝土梁在正常使用荷載下（）o

A.通常是帶裂縫工作的；

B.一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫貫通全截面；

C.一旦出現(xiàn)裂縫，沿全長混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力喪盡；

5.鋼筋與混凝土能共同工作的主要原因是（）。

A.防火、防銹；

B.混凝土對鋼筋的握裹及保護(hù)；

C.混凝土對鋼筋的握裹，兩者線膨脹系數(shù)接近；

第二章緒論

單選題參考答案

1.B

2.A

3.B

4.A

5.C

第二章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

問答題

1.軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應(yīng)力一應(yīng)變曲線有什么不同？設(shè)計時分別采用什么值作為依據(jù)？

2.我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有種？我國熱軋鋼筋的強(qiáng)度分為幾個等級？

3.鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？

4.什么是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什么性質(zhì)？

5.什么是鋼筋的包興格效應(yīng)？

6.在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？

7.試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。

8.簡述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強(qiáng)度的影響。

9.簡述混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

10.簡述混凝土軸心抗壓強(qiáng)度。

11.混凝土的強(qiáng)度等級是如何確定的。

12.簡述混凝土三軸受壓強(qiáng)度的概念。

13.簡述混凝土在單軸短期加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。

14.什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？

15.什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？

16.鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？

17.最小錨固長度是如何確定的？

18.簡述綁扎搭接連接的機(jī)理。

第二章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

問答題參考答案

1.軟鋼和硬鋼的區(qū)別是什么？應(yīng)力?應(yīng)變曲線有什么不同？設(shè)計時分別采用什么值作為依據(jù)？

答：有物理屈服點(diǎn)的鋼筋，稱為軟鋼，如熱軋鋼筋和冷拉鋼筋；無物理屈服點(diǎn)的鋼筋，稱為硬鋼，如鋼絲、

鋼絞線及熱處理鋼筋。

軟鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2-1所示，曲線可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和破壞階段。

有明顯流幅的鋼筋有兩個強(qiáng)度指標(biāo)：一是屈服強(qiáng)度，這是鋼筋混凝土構(gòu)件設(shè)計時鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)，因?yàn)殇?/p>

筋屈服后產(chǎn)生了較大的塑性變形，這將使構(gòu)件變形和裂縫寬度大大增加以致無法使用，所以在設(shè)計中采用屈服強(qiáng)度

作為鋼筋的強(qiáng)度極限。另一個強(qiáng)度指標(biāo)是鋼筋極限強(qiáng)度一般用作鋼筋的實(shí)際破壞強(qiáng)度。

u

圖2-1軟鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線

硬鋼拉伸時的典型應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2-2o鋼筋應(yīng)力達(dá)到比例極限點(diǎn)之前，應(yīng)力應(yīng)變按直線變化，鋼筋具有明

顯的彈性性質(zhì)，超過比例極限點(diǎn)以后，鋼筋表現(xiàn)出越來越明顯的塑性性質(zhì)，但應(yīng)力應(yīng)變均持續(xù)增長，應(yīng)力應(yīng)變曲線

上沒有明顯的屈服點(diǎn)。到達(dá)極限抗拉強(qiáng)度b點(diǎn)后，同樣由于鋼筋的頸縮現(xiàn)象出現(xiàn)下降段，至鋼筋被拉斷。

設(shè)計中極限抗拉強(qiáng)度不能作為鋼筋強(qiáng)度取值的依據(jù)，一般取殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對應(yīng)的應(yīng)力成z作為無明顯流幅

鋼筋的強(qiáng)度限值，通常稱為條件屈服強(qiáng)度。對于高強(qiáng)鋼絲，條件屈服強(qiáng)度相當(dāng)于極限抗拉強(qiáng)度0.85倍。對于熱處

理鋼筋，則為0.9倍。為了簡化運(yùn)算，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》統(tǒng)一取前2=0.85仇，其中d為無明顯流幅鋼筋的極

限抗拉強(qiáng)度。

圖2-2硬鋼拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線

2.我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋有幾種？我國熱軋鋼筋的強(qiáng)度分為幾個等級？

答：目前我國用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋主要品種有鋼筋、鋼絲和鋼絞線。根據(jù)軋制

和加工工藝，鋼筋可分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋。

熱軋鋼筋分為熱軋光面鋼筋HPB235（Q235,符號0,I級）、熱軋帶肋鋼筋HRB335（20MnSi,冬電，

II級）、熱軋帶肋鋼筋HRB400（20MnSiV,20MnSiNb、20MnTi,符號小，HI級）、余熱處理鋼筋RRB400（K

20MnSi,符號如，HI級）。熱軋鋼筋主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力普通

鋼筋。

3.鋼筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪幾種？簡述冷拉方法？

答：鋼筋冷加工目的是為了提高鋼筋的強(qiáng)度，以節(jié)約鋼材。除冷拉鋼筋仍具有明顯的屈服點(diǎn)外，其余冷加

工鋼筋無屈服點(diǎn)或屈服臺階，冷加工鋼筋的設(shè)計強(qiáng)度提高，而延性大幅度下降。

冷加工方法有冷撥、冷拉、冷軋、冷扭。

冷拉鋼筋由熱軋鋼筋在常溫下經(jīng)機(jī)械拉伸而成，冷拉應(yīng)力值應(yīng)超過鋼筋的屈服強(qiáng)度。鋼筋經(jīng)冷拉后，屈服

強(qiáng)度提高，但塑性降低，這種現(xiàn)象稱為冷拉強(qiáng)化。冷拉后，經(jīng)過一段時間鋼筋的屈服點(diǎn)比原來的屈服點(diǎn)有所提

高，這種現(xiàn)象稱為時效硬化。時效硬化和溫度有很大關(guān)系，溫度過高（450℃以上）強(qiáng)度反而有所降低而塑性

性能卻有所增加，溫度超過700C,鋼材會恢復(fù)到冷拉前的力學(xué)性能，不會發(fā)生時效硬化。為了避免冷拉鋼筋

在焊接時高溫軟化，要先焊好后再進(jìn)行冷拉。鋼筋經(jīng)過冷拉和時效硬化以后，能提高屈服強(qiáng)度、節(jié)約鋼材，但

冷拉后鋼筋的塑性（伸長率）有所降低。為了保證鋼筋在強(qiáng)度提高的同時又具有一定的塑性，冷拉時應(yīng)同時控

制應(yīng)力和控制應(yīng)變。

4.什么是鋼筋的均勻伸長率？均勻伸長率反映了鋼筋的什么性質(zhì)？

答：均勻伸長率覆，為非頸縮斷口區(qū)域標(biāo)距的殘余應(yīng)變與恢復(fù)的彈性應(yīng)變組成。

——不包含頸縮區(qū)拉伸前的測量標(biāo)距；/'——拉伸斷裂后不包含頸縮區(qū)的測量標(biāo)距；式——實(shí)測鋼筋拉斷

強(qiáng)度；Es——鋼筋彈性模量。

均勻伸長率覆，比延伸率更真實(shí)反映了鋼筋在拉斷前的平均（非局部區(qū)域）伸長率，客觀反映鋼筋的變形能力，

是比較科學(xué)的指標(biāo)。

5.什么是鋼筋的包興格效應(yīng)？

答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在反復(fù)荷載作用下，鋼筋的力學(xué)性能與單向受拉或受壓時的力學(xué)性能不同。1887

年德國人包興格對鋼材進(jìn)行拉壓試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)的，所以將這種當(dāng)受拉（或受壓）超過彈性極限而產(chǎn)生塑性變形后，其

反向受壓（或受拉）的彈性極限將顯著降低的軟化現(xiàn)象，稱為包興格效應(yīng)。

6.在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，宜采用哪些鋼筋？

答：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按下列規(guī)定采用：（1）普通鋼筋宜采用HRB400級

和HRB335級鋼筋，也可采用HPB235級和RRB400級鋼筋；（2）預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也

可采用熱處理鋼筋。

7.試述鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋的性能有哪些要求。

答：（1）對鋼筋強(qiáng)度方面的要求

普通鋼筋是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的非預(yù)應(yīng)力鋼筋，主要是HPB235、HRB335、

HRB400、RRB400等熱軋鋼筋。

（2）強(qiáng)屈比的要求

所以設(shè)計中應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)那鼜?qiáng)比，對于抗震結(jié)構(gòu)，鋼筋應(yīng)力在地震作用下可考慮進(jìn)入強(qiáng)化段，為了保證結(jié)構(gòu)在

強(qiáng)震下“裂而不倒”，對鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值有一定的要求，一般不應(yīng)小于1.25。

（3）延性

在工程設(shè)計中，要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)為具有明顯預(yù)兆，避免脆性破壞，抗震結(jié)構(gòu)則要求具有

足夠的延性，鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線上屈服點(diǎn)至極限應(yīng)變點(diǎn)之間的應(yīng)變值反映了鋼筋延性的大小。

（4）粘結(jié)性

粘結(jié)性是指鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能。粘結(jié)力是鋼筋與混凝土得以共同工作的基礎(chǔ)，其中鋼筋凹凸不平的表面

與混凝土間的機(jī)械咬合力是粘結(jié)力的主要部分，所以變形鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能最好，設(shè)計中宜優(yōu)先選用變形鋼

筋。

（5）耐久性

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指，在外部環(huán)境下材料性、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)隨時間的退化，主要包括鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、堿

一骨料反應(yīng)、化學(xué)作用等的機(jī)理及物理、化學(xué)和生化過程。混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的降低可引起承載力的降低，影響結(jié)

構(gòu)安全。

（6）適宜施工性

在施工時鋼筋要彎轉(zhuǎn)成型，因而應(yīng)具有一定的冷彎性能。鋼筋彎鉤、彎折加工時應(yīng)避免裂縫和折斷。熱軋鋼筋

的冷彎性能很好，而性脆的冷加工鋼筋較差。預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線不能彎折，只能以直條形式應(yīng)用。

同時，要求鋼筋具備良好的焊接性能，在焊接后不應(yīng)產(chǎn)生裂紋及過大的變形，以保證焊接接頭性能良好。

（7）經(jīng)濟(jì)性

衡量鋼筋經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)是強(qiáng)度價格比，即每元錢可購得的單位鋼筋的強(qiáng)度，強(qiáng)度價格比高的鋼筋比較經(jīng)濟(jì)。不

僅可以減少配筋率，方便了施工，還減少了加工、運(yùn)輸、施工等一系列附加費(fèi)用。

8.簡述混凝土的組成結(jié)構(gòu)。并敘述混凝土的結(jié)構(gòu)組成對混凝土破壞強(qiáng)度的影響。

答：混凝土材料結(jié)構(gòu)分為三種基本類型：①微觀結(jié)構(gòu)，即水泥石結(jié)構(gòu)，水泥石結(jié)構(gòu)由水泥凝膠、晶體骨架、

未水化完的水泥顆粒和凝膠孔組成，其物理力學(xué)性能取決于水泥的礦物成份、粉磨細(xì)度、水灰比和硬化條件；

②亞微觀結(jié)構(gòu)，即混凝土的水泥砂漿結(jié)構(gòu)，水泥砂漿結(jié)構(gòu)可看作以水泥石為基相、砂子為分散相的二組混凝土

體系，砂子和水泥石的結(jié)合面是薄弱面。對于水泥砂漿結(jié)構(gòu)，除上述決定水泥石結(jié)構(gòu)的因素外，砂漿配合比、

砂的顆粒級配與礦物組成、砂粒形狀、顆粒表面特性及砂中的雜質(zhì)含量是重要控制因素；③宏觀結(jié)構(gòu)，即砂漿

和粗骨料兩組分體系。

混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)中，水泥作為基相，粗骨料隨機(jī)分布在連續(xù)的水泥砂漿中。粗骨料的強(qiáng)度遠(yuǎn)比混凝土高，

硬化水泥砂漿的強(qiáng)度也比混凝土高，由砂漿和粗骨料組成的混凝土復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度低于砂漿和粗骨料單一

材料的抗壓強(qiáng)度?；炷羶?nèi)砂漿與骨料界面的粘結(jié)強(qiáng)度只有砂漿抗拉強(qiáng)度的35%-65%,這說明砂漿與骨料

界面是混凝土內(nèi)的最薄弱環(huán)節(jié)?；炷疗茐暮?，其中的粗骨料一般無破損的跡象，裂縫和破碎都發(fā)生在粗骨料

表面和水泥砂漿內(nèi)部，所以混凝土的強(qiáng)度和變形性能在很大程度上取決于水泥砂漿的質(zhì)量和密實(shí)性。

9.簡述混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。

答：混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度，我國《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2002)規(guī)定：邊

長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)條件(溫度20±3℃,相對溫度290%)下養(yǎng)護(hù)28天后，以標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(中

心加載，加載速度為0.3?1.0N/mm2/s),試件上、下表面不涂潤滑劑，連續(xù)加載直至試件破壞，測得混凝土抗壓強(qiáng)

度為混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體的抗壓強(qiáng)度Q，單位N/mm,

ckA

fck一混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度；

F——試件破壞荷載；

A——試件承壓面積。

10.簡述混凝土軸心抗壓強(qiáng)度。

答：我國《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2002)采用150mm*150mm/300mm棱柱體作為

混凝土軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試件，混凝土試件軸心抗壓強(qiáng)度

fcp=~(2-8)

A

fcp——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度；

F---試件破壞荷載；

A——試件承壓面積。

11.混凝土的強(qiáng)度等級是如何確定的。

答：混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值feu.k，我國《混凝土結(jié)構(gòu)

設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系指按上述標(biāo)準(zhǔn)方法測得的具有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度，根據(jù)立方

體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80

十四個等級。

12.簡述混凝土三軸受壓強(qiáng)度的概念。

答：三軸受壓試驗(yàn)是側(cè)向等壓6=6=5的三軸受壓，即所謂常規(guī)三軸。試驗(yàn)時先通過液體靜壓力對混凝土圓柱

體施加徑向等壓應(yīng)力，然后對試件施加縱向壓應(yīng)力直到破壞。在這種受力狀態(tài)下，試件由于側(cè)壓限制，其內(nèi)部裂縫

的產(chǎn)生和發(fā)展受到阻礙，因此當(dāng)側(cè)向壓力增大時，破壞時的軸向抗壓強(qiáng)度相應(yīng)地增大。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，三軸受

力時混凝土縱向抗壓強(qiáng)度為

外(2-18)

式中：fee'——混凝土三軸受壓時沿圓柱體縱軸的軸心抗壓強(qiáng)度；

工'——混凝土的單軸圓柱體軸心抗壓強(qiáng)度；

B——系數(shù)，一般普通混凝土取4；

%----側(cè)向壓應(yīng)力。

13.簡述混凝土在單軸短期加載下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。

答：一般用標(biāo)準(zhǔn)棱柱體或圓柱體試件測定混凝土受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線。軸心受壓混凝土典型的應(yīng)力應(yīng)變

曲線如圖2-3,各個特征階段的特點(diǎn)如下。

圖2-3混凝土軸心受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線

1）應(yīng)力c《0.3.Ash

當(dāng)荷載較小時，即。W0.3工曲線近似是直線（圖2-3中0A段），A點(diǎn)相當(dāng)于混凝土的彈性極限。此階段中

混凝土的變形主要取決于骨料和水泥石的彈性變形。

2）應(yīng)力03.，卜<oW0.8/sh

隨著荷載的增加，當(dāng)應(yīng)力約為（0.3?0.8）工s1曲線明顯偏離直線，應(yīng)變增長比應(yīng)力快，混凝土表現(xiàn)出越來越明

顯的彈塑性。

3）應(yīng)力0.8%，卜CoWl.O/sh

隨著荷載進(jìn)一步增加，當(dāng)應(yīng)力約為（0.8?1.0）/砥，曲線進(jìn)一步彎曲，應(yīng)變增長速度進(jìn)一步加快，表明混凝土的

應(yīng)力增量不大，而塑性變形卻相當(dāng)大。此階段中混凝土內(nèi)部微裂縫雖有所發(fā)展，但處于穩(wěn)定狀態(tài)，故b點(diǎn)稱為臨界

應(yīng)力點(diǎn)，相應(yīng)的應(yīng)力相當(dāng)于混凝土的條件屈服強(qiáng)度。曲線上的峰值應(yīng)力C點(diǎn)，極限強(qiáng)度/sh,相應(yīng)的峰值應(yīng)變?yōu)閑0。

4）超過峰值應(yīng)力后

超過C點(diǎn)以后，曲線進(jìn)入下降段，試件的承載力隨應(yīng)變增長逐漸減小，這種現(xiàn)象為應(yīng)變軟化。

14.什么是混凝土的彈性模量、割線模量和切線模量？

答：取混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線在原點(diǎn)O切線的斜率，作為混凝土的初始彈性模量，簡稱彈性模量耳，即：

Ec=tga（）

Ec---初始彈性模量；

a?——原點(diǎn)切線的斜率夾角。

當(dāng)應(yīng)力較大時，混凝土已進(jìn)入彈塑性階段，彈性模量已不能正確反映此時的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。比較精確的方法采

用切線模量Ec',即在應(yīng)力應(yīng)變曲線任?點(diǎn)處作一切線。此切線的斜率即為該點(diǎn)的切線模量，其表達(dá)式為

Ec'-tga=dcr/de

切線模量是原點(diǎn)與某點(diǎn)連線即割線的斜率作為混凝土的割線模量，稱為變形模量&〃，它的表達(dá)式為

Ec"=tgai=ac/sc

15.什么叫混凝土徐變？混凝土徐變對結(jié)構(gòu)有什么影響？

答：在不變的應(yīng)力長期持續(xù)作用下，混凝土的變形隨時間而緩慢增長的現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。

徐變對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的影響既有有利方面又有不利方面。有利影響，在某種情況下，徐變有利于防止結(jié)構(gòu)物

裂縫形成；有利于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的內(nèi)力重分布，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象及減少溫度應(yīng)力等。不利影響，由于混凝土的徐變

使構(gòu)件變形增大；在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，徐變會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失；徐變使受彎和偏心受壓構(gòu)件的受壓區(qū)變形加大，

故而使受彎構(gòu)件撓度增加，使偏壓構(gòu)件的附加偏心距增大而導(dǎo)致構(gòu)件承載力的降低。

16.鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力是如何組成的？

答：試驗(yàn)表明，鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力或者抗滑移力，由四部分組成：

（1）化學(xué)膠結(jié)力：混凝土中的水泥凝膠體在鋼筋表面產(chǎn)生的化學(xué)粘著力或吸附力，來源于澆注時水泥漿體向

鋼筋表面氧化層的滲透和養(yǎng)護(hù)過程中水泥晶體的生長和硬化，取決于水泥的性質(zhì)和鋼筋表面的粗糙程度。當(dāng)鋼筋受

力后變形，發(fā)生局部滑移后，粘著力就喪失了。

(2)摩擦力：混凝土收縮后，將鋼筋緊緊地握裹住而產(chǎn)生的力，當(dāng)鋼筋和混凝土產(chǎn)生相對滑移時，在鋼筋和

混凝土界面上將產(chǎn)生摩擦力。它取決于混凝土發(fā)生收縮、荷載和反力等對鋼筋的徑向壓應(yīng)力、鋼筋和混凝土之間的

粗糙程度等。鋼筋和混凝土之間的擠壓力越大、接觸面越粗糙，則摩擦力越大。

(3)機(jī)械咬合力：鋼筋表面凹凸不平與混凝土產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用而產(chǎn)生的力，即混凝土對鋼筋表面斜向壓

力的縱向分力，取決于混凝土的抗剪強(qiáng)度。變形鋼筋的橫肋會產(chǎn)生這種咬合力，它的咬合作用往往很大，是變形鋼

筋粘結(jié)力的主要來源，是錨固作用的主要成份。

(4)鋼筋端部的錨固力：一般是用在鋼筋端部彎鉤、彎折，在錨固區(qū)焊接鋼筋、短角鋼等機(jī)械作用來維持錨

固力。

各種粘結(jié)力中，化學(xué)膠結(jié)力較??；光面鋼筋以摩擦力為主；變形鋼筋以機(jī)械咬合力為主。

17.最小錨固長度是如何確定的？

答：達(dá)到錨固極限狀態(tài)時所需要的鋼筋最小錨固長度，稱為臨界錨固長度尸“。錨固抗力等于鋼筋屈服強(qiáng)度Fy

時，相應(yīng)的錨固長度就是臨界錨固長度尸“，這是保證受力鋼筋真到屈服也不會發(fā)生錨固破壞的最小長度。鋼筋屈

服后強(qiáng)化，隨錨固長度的延長，錨固抗力還能增長，到錨固抗力等于鋼筋拉斷強(qiáng)度此時，相應(yīng)的錨固長度就是極

限錨固長度/公設(shè)計錨固長度/“應(yīng)當(dāng)在臨界錨固長度和極限錨固長度之間，前者是為了保證鋼筋承載受力的基本

性能，后者是因?yàn)檫^長的錨固實(shí)際已經(jīng)不起作用。

18.簡述綁扎搭接連接的機(jī)理。

答：綁扎搭接鋼筋之間能夠傳力是由于鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固作用。兩根相背受力的鋼筋分別錨固在搭

接連接區(qū)段的混凝土中，都將應(yīng)力傳遞給混凝土，從而實(shí)現(xiàn)了鋼筋之間的應(yīng)力過渡。因此，綁扎搭接傳力的基礎(chǔ)是

錨固。但是搭接鋼筋之間的縫間混凝土?xí)蚣羟卸杆倨扑?，握衰力受到削弱。因此，搭接鋼筋的錨固強(qiáng)度減小，

與錨固長度相比，搭接長度應(yīng)予加長。此外，由于錐楔作用造成的徑向力引起了兩根鋼筋之間的分離趨勢。因此，

搭接鋼筋之間容易發(fā)生縱向劈裂裂縫，必須有較強(qiáng)的圍箍約束以維持錨固。

第二章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

選擇題

1.混凝土若處于三向應(yīng)力作用下，當(dāng)().

A.橫向受拉，縱向受壓，可提高抗壓強(qiáng)度；

B.橫向受壓，縱向受拉，可提高抗壓強(qiáng)度；

C.三向受壓會降低抗壓強(qiáng)度；

D.三向受壓能提高抗壓強(qiáng)度；

2.混凝土的彈性模量是指()。

A.原點(diǎn)彈性模量；

B.切線模量；

C.割線模量；

D,變形模量；

3.混凝土強(qiáng)度等級由150mm立方體抗壓試驗(yàn)，按()確定。

A.平均值〃

B.〃用“一1.645<T；

C〃曲—2cr；

D.〃無“F；

4.規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長度/“為（）?

A.隨混凝土強(qiáng)度等級的提高而增大；

B.隨鋼筋等級提高而降低；

C.隨混凝土等級提高而減少，隨鋼筋等級提高而增大；

D.隨混凝土及鋼筋等級提高而減?。?/p>

5.屬于有明顯屈服點(diǎn)的鋼筋有（）o

A.冷拉鋼筋；

B.鋼絲;

C.熱處理鋼筋；

D.鋼絞線；

6.鋼材的含碳量越低，則（）。

A.屈服臺階越短，伸長率也越短，塑性越差；

B.屈服臺階越長，伸長率越大，塑性越好；

C.強(qiáng)度越高，塑性越好；

D.強(qiáng)度越低，塑性越差；

7.鋼筋的屈服強(qiáng)度是指（）。

A.比例極限；

B.彈性極限；

C.屈服上限；

D.屈服下限；

8.能同時提高鋼筋的抗拉和抗壓強(qiáng)度的冷加工方法是（）。

A.冷拉；

B.冷拔；

9.規(guī)范確定人所用試塊的邊長是（）o

A.150mm；

B.200mm；

C.100mm；

D.250mm；

10.混凝土強(qiáng)度等級是由（）確定的。

A.fcuQ

B.人；

Cfcm；

D.f（k；

11.邊長為100mm的非標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的強(qiáng)度換算成標(biāo)準(zhǔn)試塊的強(qiáng)度，則需乘以換算系數(shù)（）o

A.1.05；

B.1.0；

C.0.95；

D.0.90；

12.瓦=2指的是混凝土的（）o

J

A.彈性模量；

B.割線模量；

C.切線模量；

D.原點(diǎn)切線模量；

第二章鋼筋和混凝土的力學(xué)性能

選擇題參考答案

1.D

2.A

3.B

4.C

5.A

6.B

7.D

8.B

9.A

10.A

11.C

12.B

第三章軸心受力構(gòu)件承載力

計算題

1.某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計值N=2650kN,計算長度/。=丹=3.6加，混凝土強(qiáng)度等級為C30

(/=14.3N/mm2),鋼筋用HRB400級(/；,=360N/"/),環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。

2.某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層中柱，軸向壓力設(shè)計值N=2100kN,樓層高H=5.60m,計算長度4H.25H,混

凝土用C305=14.3N/mm2),鋼筋用HRB335級(=300N/〃向2),環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋

面積。

3.某無側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度=4.2加，截面尺寸為300mmX300mm,柱內(nèi)配有4916縱

筋(/；=3>WNImm2),混凝土強(qiáng)度等級為C305=14.3N/mm2),環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設(shè)計值N=900kN,

試核算該柱是否安全。

4.某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設(shè)計值N=2749kN,計算高度=4.06m,根據(jù)建筑設(shè)計

要求，柱得截面為圓形，直徑=400根加?；炷翉?qiáng)度等級為C30(￡=14.3N/〃?〃J),縱筋采用HRB400級

2

鋼筋(/；=360N/mm，),箍筋采用HRB335級鋼筋(fy=300^/mw),環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。

5.一知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN,從基礎(chǔ)頂面到二屋樓血的高

度為4.0m,支承條件系數(shù)1.0?；炷吝x用C35(fc=16.7N/mm2),縱筋用HRB400(/；=360^/ww2),箍筋用HRB335

5=300M加》2)。按建筑設(shè)計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm,環(huán)境類別為--類。試進(jìn)行該柱配筋計算。

6.某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端較支，柱高6.5m,支承條件系數(shù)0.7,承受軸壓力設(shè)計

值900kN,采用C20混凝土(〃=9.2N/m/),和R235鋼筋(匕=195N/加蘇)，環(huán)境類別為一類。試問：

(1)試設(shè)計軸心受壓柱。

(2)若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝土/=9.6N質(zhì)石，鋼筋HRB335(%=300N/加/),試

設(shè)計軸心受壓柱，比較兩者差異。

第三章軸心受力構(gòu)件承載力

計算題參考答案

1.某多層現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的底層內(nèi)柱，軸向力設(shè)計值N=2650kN,計算長度/。=//=36”，混凝土強(qiáng)度等級為

C305=14.3N/mm2),鋼筋用HRB400級(4=360'/,”/),環(huán)境類別為一類。確定柱截面積尺寸及縱筋面積。

解：根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為400mmX400mm

由=3600/400=9,查表得°=0.99

根據(jù)軸心受壓承載力公式確定A'

A'=-4(--—fA)=—(265叩0_-14.3X400x400)=1906mm2

s/J0.90c3600.9x0.99

/1906

P=—^--------------=1.2%〉夕皿皿=0.6%,對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。

A400x400m，n

2

選4425(As=1964mm

設(shè)計面積與計算面積1誤96差4-1中90一6=3.0%<5%,滿足要求。

1906

2.某多層現(xiàn)澆框架廠房結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層中柱，軸向壓力設(shè)計值N=2100kN,樓層高H=5.60m,計算長度4H.25H,混

凝土用C305=14.3N/mm2),鋼筋用HRB335級(/；=300N/〃向2),環(huán)境類別為一類。確定該柱截面尺寸及縱筋

面積。

［解］根據(jù)構(gòu)造要求，先假定柱截面尺寸為400mmX400mm

/>,/()1.25x5600,~?-ik-I-

長細(xì)JTI比一=----------=17.5,查表<p=0.825

b400

根據(jù)軸心受壓承載力公式確定A'

21000002

4=L(---fcA)=-(-14.3x400x400)=1801mm

f、,09(pc3000.9x0.825

1801

p=A==i.1%>/9min=0.6%,對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。

A400x400

2

選6?20,As=I884/M/W

設(shè)計面積與計算面積誤差1884-1801=4.6%<5%,滿足要求。

1801

3.某無側(cè)移現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)底層中柱，計算長度/。=4.2加，截面尺寸為300mm義300mm,柱內(nèi)配有4中16縱

筋（/；=300N/mm2）,混凝土強(qiáng)度等級為C305=14.3N/mm2）,環(huán)境類別為一類。柱承載軸心壓力設(shè)計值N=900kN,

試核算該柱是否安全。

解：（1）求8

則4.=駕2=14.0,由表得9=0.92

b300

（2）求N“

N“=0.9夕（￡力+f；A's）=0.9x0.92（14.3x300x300+300x804）

=1265%N〉900kN（滿足要求）

4.某大樓底層門廳現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)柱，承受軸心壓力設(shè)計值N=2749kN,計算高度=4.06用，根據(jù)建筑設(shè)計

要求，柱得截面為圓形，直徑4=400加加?；炷翉?qiáng)度等級為C30（￡=14.3N/〃7〃?2）,縱筋采用HRB400級

2

鋼筋（/；=360N/加/）,箍筋采用HRB335級鋼筋（/v=300N/mm）,環(huán)境類別為一類，試確定柱的配筋。

解（1）判別是否可采用螺旋箍筋柱

'="竺=10.15<12，可設(shè)計成螺旋箍筋柱

dc400

（2）求4

喇3.142x40()2

=125680/MW2

假定夕'=0.025,則4=0.025x125680=3142ww2

選用10曲20,=3142掰〃2。

⑶求4。

混凝土保護(hù)層厚度為30mm，則

dgr=400-60=340/77777

3.142x34()2

Acor=90803/wm2

4

山承載力極限公式得

N2749x103

-(￡4”+-—(14.3X90803+360x3142)

4。-------------------------------------------------=1041mm2

匈,2x1.0x300

4o>0.254=0.25x3142=786刖2（滿足要求）

（4）確定螺旋箍筋直徑和間距

假定螺旋箍筋直徑d=8mm,則單根螺旋箍筋截面面積,可得

_ndA3.142x340x50.3

corssi=51.6mm

'4。1041

取s=50mm,40mmWsW80mm,s<0.2dcor=0.2x340=68/wm（滿足構(gòu)造要求）

（5）復(fù)核混凝土保護(hù)層是否過早脫落

按%=10.15查表得e=0.955

d

1.5x0.9（p（fcA+f'.A's）=1.5x0.9x0.955x（14.3x125680+360x3142）=3775368N=3775左N>N（滿

足要求）

5.已知某公共建筑門廳底層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架內(nèi)柱，承受軸向壓力N=2850kN,從基礎(chǔ)頂面到二屋樓面的

2

高度為4.0m,支承條件系數(shù)1.0?；炷吝x用C35<.fc=16.7N/mm）,縱筋用HRB400（/；=360'/,〃/）,箍筋用

HRB3355=300M樂石）。按建筑設(shè)計要求柱截面采用圓形，其直徑不大于400mm,環(huán)境類別為一類。試進(jìn)行該柱

配筋計算。

［解］（1）先按配有縱筋和箍筋柱計算

柱子計算長度按《規(guī)范》規(guī)定取1.0H,則

/片1.OH=1.0X4.0=4.0m

計算穩(wěn)定系數(shù)9值，因

/（>4/=4000/350=11.43

查表6-1得0=0.931

取園截面直徑為350mm，圓形柱混凝土截面面積為

㈤23.14x3502

=96163m

山承載力公式求得

%~fA2850000

c-16.7x96163

0.90°

0.9x0.931=4987mm?

4360

求配筋率

4987

4=0.052>0,05

PT-96163

配筋率太大，因/“dV12,若混凝土強(qiáng)度等級不再提高，則可采用螺旋箍筋以提高柱的承載能力。具體計算如

下。

（2）按配有縱筋和螺旋箍筋柱計算

假定縱筋配筋率按夕=0.03計算，則

A's=0.03/=0.03x96163=2885掰/〃

選用10立20,相應(yīng)的4=3142mnA

取混凝土保護(hù)層厚度為30mm,混凝土的核芯截面面枳為

dcor=350-60=290mm

卷+/,4)

40

3166666.67-(16.7x66019+360x3142)

--------------------------------------------------=1555/M/M2

2x300

因Ass°>0.25/；(=0.25X3142=786mm2),滿足構(gòu)造要求。

假定螺旋箍筋直徑為10mm,則單肢箍筋截面面積Astl=78.5mm\螺旋箍筋間距

7id-A_3.14x290x78.5

corsll=46mm

155F

取用s=45mm,滿足大于40mm及小于80mm,同時小于及等于0.2dc°r=0.2X290=58mm的要求。

由承載力計算公式得：ASSO=巴―=上著年=1588—

N=0.9(/「4”+fy'As+2afyAsso)

=0.9(16.7x66019+360x3142+2x300x1588.5)=28680647V

A'3[42

實(shí)際縱筋配筋率夕'=?=女而=3.3%>3%,故

N=0.9研力+

=0.9x0.931x[16.7x(96163-3142)+360x3142]

=22494022V

1.5N=1.5x2249402=3374103>2868064N

故該柱能承受N=2868.1KN,滿足設(shè)計要求。

6.某橋下現(xiàn)澆鋼筋混凝土軸心受壓柱，底墻固定，上端較支，柱高6.5m,支承條件系數(shù)0.7,承受軸壓力設(shè)計

值900kN,采用C20混凝土(幾=9.2%/利掰2),和R235鋼筋(咒=195N/)，環(huán)境類別為一類。試問：

(1)試設(shè)計軸心受壓柱。

2

(2)若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝土工=9.6防病，鋼筋HRB335(fy=3()0N/mm),試

設(shè)計軸心受壓柱，比較兩者差異。

(1)解：已知：為=1,N.=900kN,幾=9.2N/?w?2,九=195NI

1)確定截面尺寸

在設(shè)計時有三個未知量。即：(p,As,A,現(xiàn)設(shè)0=1.0%,暫取e=l，由軸心受壓構(gòu)件正截面承載力公式可得

,Yn^d1x900x1()3oc-2

A=------——=-------------------------------------------=82511ww-

f195

0.9%(1+人"p)0.9xlx9.2x(l+xO.Ol)

fed9.2

選方形截面，其邊長為6=J89686加=299〃〃”，取b=300mm,A=90000mm2?

2)計算截面配筋

一端固定一端較接柱：/0=0.7/=0.7X6500mm=4550mm,l0/b=4550mm/300mm

15.2,查表得0=0.89。則截面所需配筋為

/yNdfed,lx900xl03^9.2N/mm2

A=0°d-孑A=--------------------------------X9n0A0A0AA0mm2=\516mm2

22

0.MJfsd0.9x0.89xl95^/ww\95N/mm

配4622(4；=1519〃?〃?2),夕=1.7%,滿足要求。

箍筋按構(gòu)造要求選小8@200o

2

(2)若采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，采用C20混凝土工.=9.64〃加/,鋼筋HRB335(fy=300N/mm).

采用方形截面300x300mm,則4=受”=15.2〉12,故不必配置螺旋箍筋。

h300

查表得：（p=0.89

山軸心受壓承載力公式:

N900xl3

-fcA°_9,6x300x300

0.9夕人

必謖----------------=865.3加/

4300

.=區(qū)=865.3=096%〉06%,對稱配筋截面每一側(cè)配筋率也滿足0.2%的構(gòu)造要求。

A300x300

選49184=1017mm2

實(shí)際配筋率：p^^-=1017=1.13%,滿足要求。

A300x300

箍筋按構(gòu)造要求68@250mm。

第四章受彎構(gòu)件正截面承載力

計算題參考答案

1.已知梁的截面尺寸為bXh=200mmX500mm,混凝土強(qiáng)度等級為C254=11.9N/mm2,￡=1.27N/m/,鋼

筋采用HRB335,=300N/優(yōu)優(yōu)2截面彎矩設(shè)計值M=i65KN.m。環(huán)境類別為一類。求：受拉鋼筋截面面積

解：采用單排布筋=500-35=465機(jī)機(jī)

將已知數(shù)值代入公式ajcbx=fyAs及

M=alfcbx(h0-x/2)得

l.Ox11.9x200xx=300xAs

165x106=1.0x11.9x200xxx(465-x/2)

兩式聯(lián)立得：x=186mm

2

As=1475.6mm

驗(yàn)算x=186mm<^/?0=0.55x465=255.8mm

2

As=1475.6>p^mbh=0.2%x200x500=200ww

2

所以選用3①25As=1473mm

2.已知一單跨簡支板，計算跨度/=2.34m,承受均布荷載qk=3KN/m2(不包括板的自重)，如圖所示；混凝土

等級C30,力=14.3N/加加2；鋼筋等級采用HPB235鋼筋，即［級鋼筋，fy=2\QNlmm\可變荷載分項系

數(shù)八=1.4,永久荷載分項系數(shù)幾=1.2,環(huán)境類別為一級，鋼筋混凝土重度為25KN/nA

求：板厚及受拉鋼筋截面面積A,

解：取板寬b=1000mm的板條作為計算單元；設(shè)板厚為80mm,則板自重gk=25X0.08=2.0KN/m2,

跨中處最大彎矩設(shè)計值：

pUHL

J2.34m/

圖1

2

M=-(yGgk+7必卜=lx(1.2x2+1.4x3)x2.34=4.52AW.w

88

由表知，環(huán)境類別為?級，混凝土強(qiáng)度C30時，板的混凝土保護(hù)層最小厚度為15mm,故設(shè)。=20mm,故

〃o=8O-2O=6Omm<=14.3,/=1.43,

人=210,服=0.618ion0mm1

查表知，唁I嬴由J

?△—,8@140丁

圖2

M4.52xlO6

a—----