建筑結構習題

PAGE1PAGE4 《建筑結構（一）》復習習題緒論1素混凝土梁和鋼筋混凝土梁破壞時各有什么特點?2鋼筋和混凝土共同工作的基礎是什么?①黏結力是使這兩種不同性質的材料結合在一起共同工作的基礎。②相近的溫度線膨脹系數(shù)。③防止鋼筋銹蝕。4與素混凝土梁相比鋼筋混凝土的承載能力。5與素混凝土梁相比鋼筋混凝土的抗開裂能力。7鋼筋混凝土結構中混凝土主要承受,鋼筋主要承受。第一章建筑結構計算原理1結構的安全等級是怎樣劃分的,分為幾級?對應的結構重要性系數(shù)各為多少?根據(jù)建筑結構破壞時可能產生的后果（危及人的生命，造成經濟損失，產生社會影響等）的嚴重與否，將建筑結構的安全等級分為三級。一級——破壞后果很嚴重、重要的建筑物；

二級——破壞后果嚴重、一般的建筑物；

三級——破壞后果不嚴重、次要建筑物。結構構件的重要性系數(shù)，與安全等級對應：（1）對安全等級為一級或設計使用年限為100年及以上的結構構件不應小于1.1；（2）對安全等級為二級或設計使用年限為50年的結構構件不應小于1.0；（3）對安全等級為三級或設計使用年限為5年及以下的結構構件不應小于0.9。（4）在抗震設計中，不考慮結構構件的重要性系數(shù)2結構的功能要求有哪些?何謂極限狀態(tài)?結構的極限狀態(tài)有幾類,主要內容是什么?建筑結構應該滿足的功能要求概括為：安全性、適用性、耐久性。整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)的分類：1）承載力極限狀態(tài)：結構或結構構件達到最大承載力，出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形。2）正常使用極限狀態(tài)：結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。3我國結構的設計基準期是多少年?超過這個年限的結構是否不能再使用了?設計基準期——考慮持久設計狀況下各項基本變量與時間關系所采用的基準時間參數(shù)。結構的使用年限超過設計基準期時，表明它的失效概率可能會增大，不能保證其目標可靠指標，但不等于結構喪失所有要求功能甚至報廢，通常使用壽命大于設計基準期。4何謂概率極限狀態(tài)設計法?為什么規(guī)范采用的方法稱近似概率設計方法?能完成預定的各項功能時，結構處于有效狀態(tài)；反之，則處于失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界，稱為極限狀態(tài)6荷載的分類怎樣?一、永久荷載（恒荷載）：在結構使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的荷載。例如結構自重、土壓力等。

注：自重是指材料自身重量產生的荷載（重力）。

二、可變荷載（活荷載）：在結構使用期間，其值隨時時間變化，且其變化與平均值相比不可忽略不計的荷載。例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載等。

三、偶然荷載：在結構使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間較短的荷載。例如爆炸力、撞擊力等。8截面承載力計算的極限狀態(tài)設計表達式是什么?結構的可靠度和安全等級在表達式中是怎樣體現(xiàn)的?據(jù)荷載規(guī)范的要求，結構構件承載力設計應根據(jù)荷載效應的基本組合或偶然組合進行，其一般表達式為γ0S≤R（7-1）式中γ0——結構重要性系數(shù)；S——結構效應組合的設計值；R——結構構件抗力的設計值，應按各有關建筑結構設計規(guī)范的規(guī)定確定。安全等級：建筑物的重要程度、破壞時可能產生的后果嚴重與否，為三個安全等級。結構的可靠性——結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。結構的可靠度是結構可靠性的概率度量。9怎樣確定鋼筋抗拉強度和混凝土立方體抗壓強度的標準值和設計值?1.鋼筋在受到外力作用下會產生變形，變形過程分為彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段。在屈服階段之前，如果卸去外力，還可以恢復到以前狀態(tài)（物理變化），標準值說的就是下屈服值（例：HRB335鋼筋屈服點為335Mpa?？估瓘姸葹樽畲罅姸龋礊?55Mpa.）一般設計時都采用屈服強度為設計值，所以設計值遠遠小于抗拉強度，就是考慮到鋼筋在收到外力作用下的變形，（即：在達到屈服強度還可以回復原來狀態(tài)）。2..混凝土的抗壓強度，是指其標準試件在壓力作用下直到破壞時單位面積所能承受的最大壓力?；炷两Y構構件常以抗壓強度為主要設計依據(jù)。根據(jù)國家標準《普通混凝土力學性能試驗方法》(GBJ81—1985)制作150mm×150mm×150mm的標準立方體試件，在標準條件(溫度20°C±3℃，相對濕度90％以上)下，養(yǎng)護到28d齡期，所測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度(簡稱立方體抗壓強度)，以fcu表示采用標準試驗方法測定其強度是為了使混凝土的質量有對比性，它是結構設計、混凝土配合比設計和質量評定的重要數(shù)據(jù)。第二章鋼筋混凝土材料的力學性能6鋼筋的含碳量越高強度越高,但和降低7鋼筋經冷加工后,其機械性能有什么變化?答：1.在常溫下對軟鋼進行冷拉，使鋼筋的內部組織結構發(fā)生變化，從而提高鋼筋的強度，但其塑性有所降低，2.冷拉是在常溫下，將鋼筋拉伸至超過其屈服強度的某一應力值，然后卸荷至零，使其內部組織結構發(fā)生變化，從而提高其強度的方法。（3）快硬、早強。這樣可以盡早地施加預應力，以提高臺座、模具的周轉率，加快施工進度，降低間接費用。第三章受彎構件正截面承載力計算1適筋梁正截面受力過程可劃分為幾個階段?各階段主要特點是什么?答：適筋梁正截面受力過種可劃分為二個階段。第一階段為2鋼筋混凝土梁正截面有幾種破壞形式?各有何特點?答：鋼筋混凝土梁正截面破壞可劃分為三個階段。第一階段為彈性工作階段，彈性工作階段從開始加載至梁受拉區(qū)即將出現(xiàn)第一條裂縫的整個受力過程稱為第一階段，加荷初期，由于荷載很小，純彎段載面彎矩很小，因而載面上的應力也就很小，這時混凝土處于彈性工作階段，梁正截面上各點的應力與應變成正比，各點的應變與其中和軸的距離成線性比例關系，受壓區(qū)與受拉區(qū)邊緣混凝土應力圖形均為三角形，受拉區(qū)的拉力由混凝土和鋼筋共同承擔。隨著荷載的增加，當受拉區(qū)邊緣混凝土應力接近其抗拉強時，受拉區(qū)邊緣混凝土表現(xiàn)出塑性應形特點，其應變增長較應力增長為快，受拉區(qū)應力圖呈曲線變化，而受壓區(qū)混凝土仍處于彈性工作階段，壓應力圖形仍為三角形。第二階段為帶裂縫工作階段。從梁受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)第一條裂縫開始，到梁受拉區(qū)鋼筋即將屈服的整個受力過程稱為第二階段。梁的受拉區(qū)一旦出現(xiàn)裂縫，裂縫即有一定的寬度和長度，裂縫截面處已開裂的混凝土不再承受拉力，其拉力由鋼筋承擔，因此鋼筋應力較開裂前會突然增大，開裂截面處中和軸也隨之上移，中和軸附近受拉區(qū)未開裂的混凝土仍能承受部分拉力。隨著荷載的繼續(xù)增加，梁受拉區(qū)鋼筋應力隨之增加，梁受拉區(qū)的裂縫數(shù)量不斷增多，裂縫的寬度繼續(xù)增大并向上發(fā)展，使中和軸上移，混凝土受壓區(qū)高度減小，壓應力增加，受壓區(qū)混凝土塑性變形增加，壓應力圖形呈曲線變化。但各點的平均應變與其中軸的距離仍呈線性比例關系。第三階段為破壞階段。當鋼筋屈服后，應力保持不變，而應變急劇增加，中和軸迅速上移，壓區(qū)高度減小，受壓區(qū)混凝土的應變隨之急劇增大，當受壓區(qū)最外邊緣處混凝土的壓應變達到極限壓應變時，混凝土被壓碎，截面發(fā)生破壞，梁達到最大承載能力時稱為第三階段。3適筋梁當受拉鋼筋屈服后能否再增加荷載?為什么?少筋梁能否這樣?答：1.為了保證鋼筋混凝土受彎構件配筋適當，不出現(xiàn)超筋和少筋破壞，就必須控制截面的配筋率。為避免少筋梁破壞，必須確定最小配筋率；為避免超筋梁破壞，必須確定受壓區(qū)高度界限系數(shù)。因為超筋梁的破壞是突然的，破壞前沒有明顯預兆，這種破壞稱為脆性破壞；如果配筋過少（少筋梁），所以只要受拉區(qū)混凝土一開裂，鋼筋就會隨之達到屈服強度，構件將發(fā)生很寬的裂縫和很大的變形，最終因鋼筋被拉斷而破壞，這也是一種脆性破壞，破壞前沒有明顯預兆，工程中不得采用少筋梁。7影響適筋和超筋破壞界限的最主要因素則主要是。8單筋矩形截面受彎承載力計算的適用條件是什么?試說明原因。答：單筋矩形截面受彎承載力計算的適用條件是以適筋梁Ⅲa階段為依據(jù)的，因為鋼筋屈服后，應力保持不變而應變急劇增加，中和軸迅速上移，壓區(qū)高度減小，受壓區(qū)混凝土的應變隨之急劇增大。當受壓區(qū)最外邊緣處混凝土的壓變達到極限壓應變時，混凝土被壓碎，截面發(fā)生破壞，梁達到最大承載能力。試驗同時表明了從開始加載到構件破壞的整個過程中，變形后仍保持平面。9什么情況下采用雙筋梁?雙筋矩形截面受彎承載力計算的適用條件是什么?試說明原因.答：當截面承受的彎矩設計值M較大或尺寸受到使用要求的限制不能增大，同時混凝土強度等級又受到施工條件限制不便提高時，都可采用雙筋矩形截面梁，即在受壓區(qū)配置縱向受壓鋼筋以補充混凝土抗壓能力的不足，提高梁的抗彎承載力。也可以出現(xiàn)在，構件的同一截面在不同的荷載組合下承受異號彎矩的作用，這種構件需要在截面的頂部及底部均配置縱向受力鋼筋，因而成為雙筋截面。此外，配置一定數(shù)量的受壓鋼筋，可以改善截面的變形能力，有利于提高截面的廷性，因而抗震設計中要求框架梁必須配置一定比例的縱向受壓鋼筋。雙筋矩形截面受彎承載力計算的適用條件是防止發(fā)生超筋破壞和防止發(fā)生少筋破壞。因為鋼筋過多，鋼筋應力增長緩慢，受壓區(qū)混凝土的壓應變隨荷載的增加發(fā)展較快，當鋼筋應力尚未達到屈服強度時，受壓區(qū)混凝土因達到極限壓應而破壞，破壞時梁受拉區(qū)的裂縫因受到鋼筋的抑制作用開展不大，梁的撓度亦較小，故破壞帶有一定的突然性，缺乏必要的預兆，具有脆性破壞的性質，故工程實際中不充許采用超筋梁。而配筋率低的鋼筋梁一旦開裂，鋼筋應力將經過流幅進入強化段（在極端情況下，鋼筋甚至可能被拉斷）而使梁破壞，少筋梁的極限承載力取決于混凝土的抗拉強度，因此是不經濟的；破壞缺乏必要的預兆屬于脆性破不，因而也是不安全的，故工程實際中不充許采用超筋梁。11正截面承載力計算中采用等效矩形應力圖形,其確定原則是什么?答：在正截面承載力計算中，實際上并不需要采用精確的混凝土應力分布圖，只要能夠確定Σc=Σcu時混凝土壓應力合力及其作用位置就已經足夠了，因此，為了簡化計算，可以設想在保持壓區(qū)混凝土合力Nc的大小及其作用位置不變的條件下，用等效矩形應力圖來代替實際的混凝土壓應力圖形。12已知矩形梁截面尺寸bxh=250mmx500mm；；混凝土強度等級C20，鋼筋采用承受的彎矩M=150KNM,所需的受拉鋼筋的截面面積已知=416,=804,能否承受M=90KNM的彎矩14梁中常用的縱向受力鋼筋的直徑為,根數(shù)最好不少于,設計中若須用兩種不同直徑的鋼筋,鋼筋直徑相差至少.。15現(xiàn)澆板最小厚度對一般屋蓋不小于,對一般樓板不小于。16規(guī)范中規(guī)定,分布鋼筋的截面面積不應小于受力鋼筋截面面積的,同時要求每米長度內不應少于。第四章受彎構件斜截面承載力計算1受彎構件沿斜截面破壞的形態(tài)有幾種?各在什么情況下發(fā)生?應分別如何防止?答：受彎構件沿斜截面破壞有三種破壞形態(tài)：剪壓破壞、斜壓破壞、斜拉破壞。當腹筋設置適當時，隨著荷載增加，與斜裂縫相交的箍筋應力達到屈服強度，剪壓混凝土被壓碎而破壞，梁破壞前有明顯預兆，屬剪壓破壞。箍筋數(shù)量過多時，箍筋應力較小，斜裂縫發(fā)展緩慢，在箍筋應力未達到屈服強度時，斜裂縫之間的混凝土就會被壓碎而破壞。此時斜裂縫較小，破壞有脆性性質，屬斜壓破壞。箍筋設置過少時，斜裂縫一旦出現(xiàn)，與裂縫相交的箍筋所受的拉力就會突然增大，很快達到屈服強度，箍筋不能再抑制斜裂縫的開展，梁發(fā)生無明顯預兆的突然破壞，稱為斜拉破壞。剪壓破壞可以通過提高混凝土的抗壓強度等級和加大梁的截面尺寸來防止破壞，斜壓破壞和斜拉破壞可以通過最小配箍率來防止。7計算斜截面受剪承載力時,其位置應取在哪些部位?答：當計算第一排（對支座而言）彎起鋼筋時，取支座邊緣處的剪力值，計算以后的每一排彎起鋼筋時，取前一排變起鋼筋彎起點外的剪力值。8條件相同的無腹筋梁,受剪承載力的大小為(斜壓破壞,斜拉破壞,剪壓破壞)。9薄腹梁的截面限制條件較嚴格,因為。10對無腹筋梁,剪跨比越大,受剪承載力(越低,越高)12界限受壓高度系數(shù)與混凝土的等級(有關,無關)13為了保證斜截面的受彎承載力,彎起鋼筋的彎起點應在該鋼筋充分利用點以外大于或等于。17一鋼筋混凝土矩形截面梁.跨度4,界面尺寸bxh=200mmx6第五章偏心受壓構件承載力計算1鋼筋混凝土偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)有哪幾種?其特征是什么?破壞形態(tài)與哪些因素有關?答：筋混凝土偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)可分為兩類：大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞。1.當偏心距較大且受拉鋼筋配置不太多進發(fā)生大偏心受壓破壞，在偏心壓力N的作用下，離壓力較遠的一側的截面受拉，離壓力較近的一側的截面受壓，隨著壓力N的增加，首先在混凝土受拉區(qū)出現(xiàn)橫向裂縫，裂縫不斷發(fā)展和加寬，裂縫截面處拉力完全由鋼筋承擔，受拉鋼盤先達到屈服，隨著荷載繼續(xù)增加，裂縫逐漸加寬并向一側延伸，受壓區(qū)高度縮小。2.當荷載的偏心距較小或者偏心距較大但受拉鋼筋配置過多時，構件將發(fā)生小偏心受壓破壞。發(fā)生小偏心受壓破壞的截面應力狀態(tài)有兩種類型：一是偏心距很小，構件全截面受壓，此時離縱向壓力N較近一側的混凝土壓應力較大，離縱向壓力N較遠一側的混凝土壓應力小，.二是偏心距較小或者偏心距較大但受拉鋼筋配置過多時，截面處于大部分受壓而小部分受拉的狀態(tài)。這兩種小偏心受壓破壞的共同特征是，構件破壞都是由受壓區(qū)混凝土壓碎引起的，離縱向壓力較近一側的受壓鋼筋達到屈服，離縱向壓力較遠一側的鋼筋無論是受壓還是受拉，均沒有過到屈服。構件破壞前沒有明顯預兆，屬于脆性破壞，并且混凝土強度越高，破壞越突然。由于這種破壞是從受壓區(qū)開始的，故又稱為“受壓破壞?！?偏心受壓構件正截面承載力計算采用的基本假定是什么?兩種破壞形態(tài)的判別條件是什么?答：偏心受壓構件正截面承載力的基本假定：1.截面應變保持平面，2不考慮混凝土的抗拉強度，3.混凝土的極限壓應變εcu=0.0033，4.混凝土的應力圖形為矩形，其設計強度為a1fco.當混凝土強度等級不超過C50時，a1取1.0，當混凝土