北京交通大學(xué)砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第一次網(wǎng)上作業(yè)

1、第一次作業(yè)（1、2、3章）第一章1、 配置在混凝土截面受拉區(qū)鋼筋的作用是什么？ 增加砼構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度提高構(gòu)件的整體承載力2、 混凝土軸心受壓的應(yīng)力應(yīng)變曲線有何特點(diǎn)？ 上升段：當(dāng)壓應(yīng)力c0.3fc時(shí)，應(yīng)力曲線-應(yīng)變曲線接近直線OA，砼處于彈性工作階段。在壓應(yīng)力c>0.3fc后，偏離直線；壓應(yīng)力到0.8fc左右，塑形變形增大，斜率急劇減小；當(dāng)c=fc是斜率接近水平，構(gòu)件表面出現(xiàn)不連續(xù)的可見裂縫。3、 什么叫混凝土的徐變？影響徐變有哪些主要原因？ （1）在不變的應(yīng)力長(zhǎng)期持續(xù)作用下，砼的變形隨時(shí)間而不斷增長(zhǎng)的現(xiàn)象。 （2）齡期越短，徐變?cè)酱?；水泥用量越大，徐變?cè)酱?；骨料彈性模量越高，徐變?cè)叫?；?/p>

2、灰比越大，徐變?cè)酱?；養(yǎng)護(hù)時(shí)相對(duì)濕度越小，徐變?cè)酱?；?gòu)件尺寸越大，徐變?cè)叫?；搗實(shí)越密實(shí)，徐變?cè)叫　５诙?、 橋梁結(jié)構(gòu)的功能包括哪幾方面的內(nèi)容？何謂結(jié)構(gòu)的可靠性？ （1）結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和使用期間可能出現(xiàn)的各種荷載、變形、約束變形的作用；在正常使用的條件下具有良好的工作性能；在正常使用和維護(hù)的狀態(tài)下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，具有足夠的耐久性；在偶然荷載作用下（地震、強(qiáng)風(fēng)）結(jié)構(gòu)依然保持整體穩(wěn)定性。（2）可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)和條件下，完成預(yù)定功能的概率。2、什么叫極限狀態(tài)？我國(guó)公路橋規(guī)規(guī)定了哪兩類結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)？ （1）整體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定的狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)稱

3、為極限狀態(tài)。 （2）分為：承載力極限狀態(tài)和正常使用狀態(tài)。3、 我國(guó)公路橋規(guī)規(guī)定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)哪三種狀況？ 持久、短暫、偶然狀況。4、 鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)截面處，結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值 VGk=187.01KN；汽車荷載產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值VQ1k=261.76KN,；沖擊系數(shù)1+=1.19；人群荷載產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值VQ2k=57.2KN；溫度梯度作用產(chǎn)生的剪力標(biāo)準(zhǔn)值VQ3k=41.5KN，參照例題2-3，試進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合計(jì)算。 解：常使正用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效力組合：作用短期效應(yīng)組合：Vsd=187.01+0.7×261.76÷(1.19+1×

4、57.2+0.8×41.5）=431.39KN/m 長(zhǎng)期效應(yīng)組合：V1d=+=187.01+0.4×261.76÷(1.19+0.4×57.2+0.8×41.5)=331.8KN/m第三章1、 什么叫受彎構(gòu)件縱向受拉鋼筋的配筋率？配筋率的表達(dá)式中，含義是什么？（1）主筋作為抗彎鋼筋，其數(shù)量由抗彎承載力計(jì)算確定 即：=AS÷bH0Ho:縱向受拉鋼筋橫截面重心到梁受壓邊緣的距離，即為截面的有效高度。2、為什么鋼筋要有足夠的混凝土保護(hù)層厚度？鋼筋的最小混凝土保護(hù)層厚度的選擇應(yīng)考慮哪些因素？（1）為了保護(hù)鋼筋不直接受到大氣的侵蝕和其他原因的作

5、用。 （2）構(gòu)件類型、砼質(zhì)量、構(gòu)件工作環(huán)境。3、 什么叫鋼筋混凝土少筋梁、適筋梁和超筋梁？各自有什么樣的破壞形態(tài)？1. 少筋梁，是指少筋破壞（配筋率min）的鋼筋混凝土梁，構(gòu)件承載能力很低，只要其一開裂，裂縫就急速開展.裂縫截面處的拉力全部由鋼筋承受 ，鋼筋由于突然增大的應(yīng)力而屈服.構(gòu)件立即發(fā)生破壞.這種破壞具有明顯的脆性性質(zhì)，即一裂即壞。2. 梁適筋，是指適筋破壞（ min max）的鋼筋混凝土梁構(gòu)件的破壞首先是由于受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服.然后受壓區(qū)混凝土被壓碎，鋼筋和混凝土的強(qiáng)度都得到充分利用。這種破壞前有明顯的塑性變形和裂縫預(yù)兆.破壞不是突然發(fā)生的，呈塑性性質(zhì)。3. 多筋梁也就是超筋梁，

6、指超筋破壞（max）的鋼筋混凝土梁，構(gòu)件的破壞是由于受壓區(qū)的混凝土被壓碎而引起，受拉區(qū)縱向受力鋼筋不屈服，在破壞前雖然也有一定的變形和裂縫預(yù)兆.但不象適筋破壞那樣明顯，而且當(dāng)混凝土壓碎時(shí)，破壞在然發(fā)生，鋼筋的強(qiáng)度得不到充分利用，破壞帶有脆性性質(zhì)。少筋破壞和超筋破壞都具有脆性性質(zhì)破壞前無(wú)明顯預(yù)兆.破壞時(shí)將造成嚴(yán)重后果，材料的強(qiáng)度得不到充分利用.因此應(yīng)避免將受彎件設(shè)計(jì)成少筋構(gòu)件和超筋構(gòu)件，只允許設(shè)計(jì)成適筋構(gòu)件。在后面的討論中，我們將所討論的范圍限制在適筋構(gòu)件范圍以內(nèi)，并且將通過(guò)控制配筋率或控制相對(duì)受壓區(qū)高度等措施使設(shè)計(jì)成為適筋構(gòu)件4、 截面尺寸b×h=200×500mm的鋼筋混

7、凝土矩形截面梁，采用C25混凝土和HRB335鋼筋，環(huán)境I類，安全等級(jí)二級(jí)，最大彎矩組合設(shè)計(jì)值Md=145KN .m，進(jìn)行截面設(shè)計(jì)并復(fù)核？解：1、基本資料 安全等級(jí)二級(jí) 機(jī)構(gòu)重要系數(shù)ro=1.0（表2-2） 環(huán)境資料I類受拉主筋的最小保護(hù)層厚度Cmin=30mm（表3-1） 選擇材料：砼 C25，fcuk=25mpa fck=16.7mpa fck=1.78mpa 表（1-1）fcd=11.5mpa ftd=1.23mpa（表2-3）Ec=28*10³mpa 表（1-2） 鋼筋：HRB335 fsk=335mpa Es=2*10²*10³mpa fsd=280mp

8、a 2、尺寸擬定：b*h=200*500mm 3、作用及作用擬定效應(yīng)計(jì)算：最大彎矩組合設(shè)計(jì)值Md=145kn/m 4、持久狀況承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)正截面承載力計(jì)算 （1）選擇控制截面：最大彎矩截面，計(jì)算彎矩M=roMd=145kn/m（2） 截面設(shè)計(jì)假設(shè)as:采用綁扎鋼筋骨架，按一層鋼筋布置則as=40mm 即：ho=h-as=500-40=460mm 計(jì)算截面受壓區(qū)高度x=h0-=176.6mm b*h0=0.56*460=257.6mm 滿足要求計(jì)算受拉鋼筋截面面積As=fcd*bx/fsd=1376.7mm²選擇配置鋼筋 1）選擇鋼筋根據(jù)表1-4得：選擇914鋼筋 d外=16.

9、2mm 2）鋼筋布置：按一層布置鋼筋橫向間距Sn=b-9d外-2c/2<0（不與考慮） 當(dāng)As=1473mm²時(shí)選用325鋼筋d外=28.4mm則Sn=b-3d外-2c/2=54.8mmSn，min 實(shí)際as和h0 ：as=c+d外/2=44.2mm則h0=h-as=455.8mm3） 計(jì)算配筋率：=As/b*h0=0.2% min(3) 截面核算計(jì)算截面受壓區(qū)高度。x=fsd*As/fcd*b=179.3mmbh0(0.54*455.8=246.1mm)滿足要求計(jì)算抗彎承載力Mu：Mu'=fcd*b*x（h0-x/2)=147.2kn/m 滿足要求當(dāng)為多層鋼筋時(shí)和單層

10、鋼筋基礎(chǔ)資料一致故省略截面設(shè)計(jì)：假設(shè)as=65mm h0=h-as=435mm 截面區(qū)受壓高度x=183.7mmbh0(0.54*435=234.9mm)滿足要求受拉鋼筋A(yù)s=fcd*b*x/fsd=1508.96mm²選擇布置鋼筋（表1-4）第一層用320外徑22.7mm 第二層用220 外徑22.7mm 則 實(shí)際面積為1570mm²。1） 砼保護(hù)層厚度為C=max=30mm2） 鋼筋布置按兩層布置：第一層鋼筋橫向間凈距Sn1=（b-3d外-2c）/2=35.95mmSn1 第二層鋼筋橫向凈距Sn2=（b-2d外-2c）/2=94.6mmSn2鋼筋的縱向間凈距為：Sn=實(shí)際as和h0 ：as1=c+(d1外/2)=41.35mm as2=as1+（d1外/2）+Sn+(d2外/2）=94.05m