結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理葉見曙版課后習(xí)題46章答案

1、第四章4-1 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件沿斜截面破壞的形態(tài)有幾種？各在什么情況下發(fā)生？ 答：斜拉破壞，發(fā)生在剪跨比比較大（ m 3 ）時(shí)；剪壓破壞，發(fā)生在剪跨比在 1 m 3 時(shí)；斜壓破壞，發(fā)生在剪跨比 m 1 時(shí)。4-2 影響鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗彎能力的主要因素有哪些？ 答：主要因素有剪跨比、混凝土強(qiáng)度、縱向受拉鋼筋配筋率和箍筋數(shù)量及強(qiáng)度等。4-3 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗彎承載力基本公式的適用范圍是什么？公式 的上下限物理意義是什么？答：適用范圍：1）截面尺寸需滿足0Vd0.51 10 3 fcu,k bh0）按構(gòu)造要求配置箍筋0Vd0.51 10 3 2 ftdbh0物理意義： 1）上限

2、值：截面最小尺寸； 2）下限值：按構(gòu)造要求配置鋼筋4-5 解釋以下術(shù)語mM答：剪跨比： 剪跨比是一個(gè)無量綱常數(shù)，用Vh0 來表示，此處 M和 V分別為剪彎區(qū)段中某個(gè)豎直截面的彎矩和剪力， h0 為截面有效高度。Asvsv配筋率：bSv剪壓破壞： 隨著荷載的增大， 梁的剪彎區(qū)段內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)幾條斜裂縫， 其中一 條發(fā)展成臨界斜裂縫。 臨界斜裂縫出現(xiàn)后， 梁承受的荷載還能繼續(xù)增加， 而斜裂 縫伸展至荷載墊板下， 直到斜裂縫頂端的混凝土在正應(yīng)力、 剪應(yīng)力及荷載引起的 豎向局部壓應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞。這種破壞為剪壓破壞。斜截面投影長(zhǎng)度：是縱向鋼筋與斜裂縫底端相交點(diǎn)至斜裂縫頂端距離的水平 投影長(zhǎng)度，

3、其大小與有效高度和剪跨比有關(guān)。充分利用點(diǎn)： 所有鋼筋的強(qiáng)度被充分利用的點(diǎn)不需要點(diǎn)： 不需要設(shè)置鋼筋的點(diǎn)彎矩包絡(luò)圖： 沿梁長(zhǎng)度各截面上彎矩組合設(shè)計(jì)值的分布圖 抵抗彎矩圖：又稱材料圖， 是沿梁長(zhǎng)度各個(gè)正截面按實(shí)際配置的總受拉鋼筋 面積能產(chǎn)生的抵抗彎矩圖，即表示各正截面所具有的抗彎承載力。4-6 鋼筋混凝土抗剪承載力復(fù)核時(shí)，如何選擇復(fù)核截面？答：公路橋規(guī) 規(guī)定，在進(jìn)行鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁斜截面抗剪承載力復(fù)核時(shí)，其復(fù)核位置應(yīng)按照下列規(guī)定選取：1 )距支座中心 h/2 處的截面2 )受拉區(qū)彎起鋼筋彎起處的截面以及錨于受拉區(qū)的縱向受拉鋼筋開始不 受力處的截面3 )箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面4 )梁的肋板寬度

4、改變處的截面4-7 試述縱向鋼筋在支座處錨固有哪些規(guī)定？ 答：公路橋規(guī)有以下規(guī)定：1 )在鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)處，應(yīng)至少有兩根且不少于總數(shù) 1/5 的下層受 拉主鋼筋通過；2) 底層兩外側(cè)之間不向上彎曲的受拉主鋼筋，伸出支點(diǎn)截面以外的長(zhǎng)度 應(yīng)不小于 10d；對(duì)環(huán)氧樹脂涂層鋼筋應(yīng)不小于 12.5d ，d 為受拉鋼筋直徑。 4-9解：縱向受拉鋼筋 ：查附表可得 fcd 9.2 MPa , ftd 1.06MPa , fsd 280MPa , b 0.560,1，.0則彎矩計(jì)算值 Ml/2 0M d,l/2 1.0 147 147kN m。采用綁扎鋼筋骨架，按兩層層鋼筋布置，假設(shè) as 65mm，則有

5、效高度h0 h as 500 65 435mm 。 單筋截面最大承載能力為：M u fcdbh02 b(1 0.5 b) 9.2 200 4352 0.56 (1 0.5 0.56) 140.4kN M l /2 所以采用雙面配筋。取 b 0.56 ， as 35mmM fcdbh02 (1 0.5 ) 147 106 9.2 200 4352 0.56(1 0.5 0.56)As cd 0 59.1mms fsd (h0 as ) 280 (435 35)fcdbx fsd As 9.2 200 (435 0.56) 280 59.1 2As cd sd s1670mm2s f sd 280

6、受壓鋼筋選擇 212( As 226mm)，受拉鋼筋選擇 3 22+3 16( As 1743mm)。取受拉鋼筋層距為 55mm，凈距為 55 18.4/ 2 25.1/ 2=33.3mm，滿足要求；則 1140 45 603 1001743as64mm鋼筋間凈距 Sn 200 30 2 25.1 3 32.4mm,滿足要求h0 500 64 436mm，取 as 40mm1743配筋率 1743 =0.02200 436箍筋：取混凝土和箍筋共同的抗剪能力 Vcs 0.6V ,不考慮彎起鋼筋作用，則：0.6V 1 3(0.45 10 3)bh0 (2 0.6p) fcu,k svfsv ，解得

7、sv1.78 106( V (2 0.6p) fcu,k fsv ( 1 3bh0)2 ( sv ) min由此可得 :Sv12 32 (0.56 10 6)(2 0.6p) fcu,k Asv fsvbh02(V )2采用直徑 8 的雙肢箍筋，箍筋截面積 Asv nAsv1 2 50.3 100.6mm2跨中截面 Vl/20Vd,l/2 1.0 25.2 25.2kN ,支點(diǎn)截面 V00Vd,0 1.0 124.8 124.8kNV LV0 h(V0 Vl/2 ) 4800 124.8 500(124.8 25.2) 114.43kN4800213p 100 2Sv2(0.56 10 6)(

8、2 0.6p) fcu,k Asv fsvbh02(V)2(114.43)2(0.56 10 6)(2 0.6 2) 20 100.6 195 200 4362 =456.5mm構(gòu) 造 要 求 得 ： Sv h 250mm , 去 Sv =250 mm ， 箍 筋 配 筋 率 v 2 vsv bASsvv 210000 .2065. 02 %0，滿. 足1要8求，%根據(jù)要求： 在支座中心向跨徑長(zhǎng)度方向的 500mm 范圍內(nèi)， 設(shè)計(jì)箍筋間距 Sv =100mm ，爾后至跨中截面統(tǒng)一采用 Sv =250 mm第六章6-1 配有縱向鋼筋和普通鋼筋的軸心受壓短柱與長(zhǎng)注的破壞形態(tài)有何不同？什 么叫作柱的

9、穩(wěn)定系數(shù) ？影響穩(wěn)定系數(shù) 的主要因素有哪些？解：1）短柱： 當(dāng)軸向力 P逐漸增加時(shí)，試件也隨之縮短，試驗(yàn)結(jié)果證明混凝 土全截面和縱向鋼筋均發(fā)生壓縮變形。當(dāng)軸向力 P 達(dá)到破壞荷載的 90%左右時(shí)，柱中部四周混凝土表面出現(xiàn)縱向 裂縫，部分混凝土保護(hù)層剝落，最后是箍筋間的縱向鋼筋發(fā)生屈服，向外鼓出， 混凝土被壓碎而整個(gè)試驗(yàn)柱破壞。 鋼筋混凝土短柱的破壞是 材料破壞 ，即混凝土 壓碎破壞。2）長(zhǎng)柱： 在壓力 P 不大時(shí)，也是全截面受壓，但隨著壓力增大，長(zhǎng)柱不 緊發(fā)生壓縮變形，同時(shí)長(zhǎng)柱中部發(fā)生較大的橫向撓度 u ，凹側(cè)壓應(yīng)力較大，凸側(cè) 較小。在長(zhǎng)柱破壞前，橫向撓度增加得很快，使長(zhǎng)柱的破壞來得比較突然，

10、導(dǎo)致 失穩(wěn)破壞 。破壞時(shí)，凹側(cè)的混凝土首先被壓碎，混凝土表面有縱向裂縫，縱向鋼 筋被壓彎而向外鼓出， 混凝土保護(hù)層脫落； 凸側(cè)則由受壓突然轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾?出現(xiàn) 橫向裂縫。3）穩(wěn)定系數(shù) ：鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件計(jì)算中，考慮構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比增大 的附加效應(yīng)使構(gòu)件承載力降低的計(jì)算系數(shù)4）主要影響因素： 構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比6-5解 ： 短 邊 b 250mm ， 計(jì) 算 長(zhǎng) 細(xì) 比lb0 5205000 20 ， 查 表 得0.75, fcd 11.5MPa , f sd 280 MPa , 0 1.0Nu 0.9 ( fcd A f sd As) 0.9 0.75(11.5 250 250 280 804) 63

11、7.11kN 0Nd 560kN ，則滿足承載能力要求。6-7解：查表得混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fcd 11.5MPa , 0 1.1 ，HRB335 級(jí)鋼筋抗壓 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fsd 280MPa ，R235級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fsd 195MPa ，軸心壓力計(jì)算值 N0Nd 1.1 1560 1716kN1) 截面設(shè)計(jì)長(zhǎng)細(xì)比 l0 3000 6.67 12 ，可按螺旋箍筋柱設(shè)計(jì)。 d 450(1)計(jì)算所需縱向鋼筋截面積由附表 1-8，取縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度為c 40mm，則：核心面積直徑： dcor d 2c 450 2 40 370mm柱截面面積：Ad2 3.14 4502 1589

12、62.5mm244核心面積：22dcor23.14 37022Acorcor107466.5mm244假定縱向鋼筋配筋率 1.2% ，則可得到：As Acor 0.012 107466.5 1290mm2 選用 7 根 16 的， As 1407mm22)確定箍筋直徑和間距 SN /0.9 fcd Acorfsd As取 Nu N 1716kN ，可得螺旋箍筋換算截面面積 As0 為：kfsd2 1951716000 /0.9 11.5 107466.5 280 1407 710mm2 0.25 As 351.75mm22選10單肢箍筋的截面積 As01 78.5mm2 ，這時(shí)箍筋所需的間距為：SAs0710128.5mm ， 由構(gòu)造 要求 ，間 距 S 應(yīng)滿 足Sdcor /5 74mm和 S 80mm ，故取 S 70mm2) 截面復(fù)核22Acor 107466.5 mm2 ， As 1407mm2 ， 1407 /107466.5 1.31% 0.5%dcorAs013.14 370 78.57021303mm2Nu 0.9( fcd Acor kfsd As0 fsd