混凝土结构设计原理答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/4 1:03:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

.

则:

?1fcb'fh'f(h0?0.5h'f)=1.0?14.3?400?80?(435?0.5?80)?180.752kNm?M?300kNm

属于第二类T形截面,则:

Mu1??1fc(b'f?b)h'f(h0?0.5h'f)?1.0?14.3?(400?200)?80?(435?0.5?80)?90.376kNm

As1??1fc(b'f?b)h'f/fy?1.0?14.3?(400?200)?80/360?636mm2Mu2?M?Mu1?300?90.376?209.624kNm

2?s?Mu2/(?1fcbh0)?209.624?106/(1.0?14.3?200?4352)?0.3873

??1?1?2?s??1?1?2?0.3873?0.525??b?0.518不满足要求,此时采用双筋截面,取

'as?40mm

''h0?h?as?460mm???b?0.518

'x??h0?0.518?435?225.33mm?2as?80mm此时 ,满足要求

As2??1fcbh0?b/fy?1.0?14.3?200?435?0.518/360?1790mm2

2'??As3?As'??M??fbh?(1?0.5?)/f(h?a)?u21c0bby0s????62??209.624?10?1.0?14.3?200?435?0.518?(1?0.5?0.518)???/?360?(435?40)??14mm2As?As1?As2?As3?636+1790+14=2440mm2综上,受压钢筋取为212,

,受拉钢筋选取为325+320,

As?226mm2As?2415mm2,第一层配置325,第二层配置320。

5×25+2×(25+8)=191mm<200mm,能放下钢筋;且实配钢筋与计算配筋相差在±5%以内。

验算适用条件: ①

?=?b?0.550,满足条件;

'x??h0?0.518?435?225.33mm?2as?80mm② ,满足要求;

.

③验算最小配筋率:

??2415/(200?435)?2.776%??minh/h0?0.45fth/(fyh0)?0.45?1.43?500/(360?435)?0.205%

同时

??0.002h/h0?0.002?500/435?0.230%,满足条件。

b'f?600mmb?300mmh?700mm3.8 已知一T形截面梁的截面尺寸,,,h'f?120mm,梁底纵向受拉钢筋为822(

As?3041mm2),混凝土强度等级为

C30,环境类别为一类,承受弯矩设计值M?600kNm,试复核此截面是否安全?

解:由题知:

fc?14.3N/mm2,fy?360N/mm2,?1?1.0,c?20mmas?65mm

可取箍筋直径为8mm,则,

h0?h?as?635mm,则:

?1fcb'fh'f?1.0?14.3?600?120?1029.6kN?fyAs?360?3041?1094.76kN

属于第二类T形截面,则

Mu1??1fc(b'f?b)h'f(h0?0.5h'f)?1.0?14.3?(600?300)?120?(635?0.5?120)?296.01kNm

As1??1fc(b'f?b)h'f/fy?1.0?14.3?(600?300)?120/360?1430mm2As2?As?As1?3041?1430?1611mm2

x?fyAs2/(?1fcb)?360?1611/(1.0?14.3?300)?135.2mm??bh0?0.518?635?328.9mm满足要求

Mu2?fyAs2(h0?0.5x)?360?1611?(635?0.5?135.2)?329.07kNmMu?Mu1?Mu2?296.01?329.07?625.08kNm?M?600kNm

安全 最小配筋率:

.

??3041/(300?635)?1.596%??minh/h0?0.45fth/(fyh0)?0.45?1.43?700/(360?635)?0.197%

同时

??0.002h/h0?0.002?700/635?0.220%,满足条件。

sk??rs0sk?

雪荷载标准值;

?r?屋面积雪分布系数;

s0?基本雪压,以一般空旷平坦地面上统计的50年一遇重现期的最大积雪

自重给出。

第4章-思考题

4.1 试述剪跨比的概念及其对无腹筋梁斜截面受剪破坏形态的影响?

答:剪跨比包括计算剪跨比和广义剪跨比;计算剪跨比是承受集中荷载的简支梁中,最外侧的集中力到临近支座的距离与截面有效高低的比值,表示为??a/h0;广义剪跨比是截面上弯矩与剪力和有效高度乘积的比值,表示为??M/(Vh0); 对于无腹筋梁,当剪跨比??1时,将发生斜压破坏;当剪跨比1???3时,将发生剪压破坏;当剪跨比??3时,将发生斜拉破坏。

4.2 梁的斜裂缝是怎样形成的?它发生在梁的什么区段?

答:钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用下的剪弯区段,将产生斜裂缝;在剪弯区段内,由于截面上同时作用有弯矩和剪力,在梁的下部剪拉区,因弯矩产生的拉应力和因剪力产生的剪应力形成了斜向的主拉应力,当混凝土的抗拉强度不足时,则开裂,并逐渐形成与主拉应力相垂直的斜向裂缝。

.

4.3 斜裂缝有几种类型?有何特点?

答:梁的斜裂缝主要包括腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝;腹剪斜裂缝主要发生在梁腹部,也即中和轴附近,此处正应力小,剪应力大,主拉应力方向大致与轴线成45°夹角,当荷载增大,拉应变达到混凝土的极限拉应变值时,混凝土开裂,沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝,称为腹剪斜裂缝,腹剪斜裂缝中间宽,两头细,呈枣核形,常见于I形截面薄腹梁中;弯剪斜裂缝主要出现在梁的剪弯区段,在梁剪弯区段截面下边缘,主拉应力还是水平向的,在这些区段可能首先出现一些较短的竖向裂缝,然后发展成向集中荷载作用点延伸的弯剪斜裂缝,这种裂缝下宽上细,是最常见的。

4.4 试述梁斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征。

答:梁斜截面破坏的三种形态:斜压破坏、剪压破坏以及斜拉破坏;

斜压破坏:破坏时,混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏,受剪承载力取决于混凝土的抗压强度,属于脆性破坏;

剪压破坏:在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些竖向裂缝,他们沿竖向延伸一小段长度后,就斜向延伸形成一些裂缝,而后产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝(临界斜裂缝),斜裂缝出现后迅速延伸,使斜截面剪压区的高度缩小,最后导致剪压区的混凝土破坏,使斜截面丧失承载力,也属于脆性破坏;

斜拉破坏:当竖向裂缝一出现,就迅速向受压区斜向延伸,斜截面承载力随之丧失,破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近,破坏过程急骤,破坏前变形很小,具有明显的脆性。

4.5 试述简支梁斜截面受剪机理的力学模型。

答:简支梁斜截面受剪机理的力学模型有带拉杆的梳形拱模型、拱形桁架模型以及桁架模型;

带拉杆的梳形拱模型适用于无腹筋梁,该模型把梁的下部看成是被斜裂缝和竖向

.

裂缝分割成一个个具有自由端的梳形状齿,梁的上部与纵向受拉钢筋则形成带有拉杆的变截面两铰拱;

拱形桁架模型适用于有腹筋梁,该模型把开裂后的有腹筋梁看作是拱形桁架,其中拱体是上弦杆,裂缝间的混凝土齿块是受压的斜腹杆,箍筋则是受拉腹杆,受拉纵筋是下弦杆;

桁架模型适用于有腹筋梁,该模型把有斜裂缝的钢筋混凝土梁比拟为一个铰接桁架,压区混凝土为上弦杆,受拉纵筋为下弦杆,腹筋为竖向拉杆,斜裂缝间的混凝土则为斜压杆。

4.6 影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些?

答:影响斜截面受剪性能的主要因素有剪跨比、混凝土强度、箍筋的配筋率、纵筋配筋率、斜截面上的骨料咬合力以及截面尺寸和形状。

4.7写出矩形、T形、I形梁斜截面受剪承载力计算公式。

答:Vu??cvftbh0?fyvAsvh0/s?0.8fyAsbsin?s,

?cv?斜截面上受剪承载力系数,对集中荷载作用下(包括作用有多种荷载,其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力的75%以上的情况)的矩形梁,取?cv为1.75/(??1),其他情况均取为0.7,?为计算截面的剪跨比,可取?等于a/h0,当?小于1.5时,取1.5,当?大于3时,取3,a取集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离;

ft、fyv、fy?分别为混凝土抗拉强度设计值、箍筋抗拉强度设计值以及纵筋抗拉强度设计值;

b、h0?分别为梁截面宽度和截面有效高度; Asv?配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积;

s?沿构件长度方向的箍筋间距;