《建筑结构》作业1
说明:本次作业包括第一章钢筋和混凝土的物理力学性能、第二章混凝土结构的基本计算原则、第
三章受弯构件承载力计算的内容,请于四周之前完成。
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.对于有明显流幅的钢筋(俗称软钢),一般取(屈服强度)作为钢筋设计强度的依据。
2.混凝土强度等级的表示方法为,符号C代表(混凝土),C后面的数字表示以(N/mm2)为单位的立方体抗压强度标准值。
3.结构的极限状态分(承载能力极限状态)和(正常使用极限状态)两种。
4.混凝土和钢筋的强度设计值,定义为强度标准值(除以)相应的材料强度分项系数。
5.(纵向受力钢筋)的外边缘至(混凝土)表面的垂直距离,称为混凝土保护层厚度,用c表示
6、钢筋混凝土从加荷至构件破坏,梁的受力存在着三个阶段,分别为弹性工作阶段、(带裂缝工作阶段)和(破坏阶段)阶段。
7、受拉钢筋首先到达屈服,然后混凝土受压破坏的梁,称为(适筋) 梁,这种破坏称为(延性)破坏。
8、影响有腹筋的斜截面破坏形态的主要因素是(剪跨比)和(配箍率)。
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9、钢筋混凝土梁的斜截面破坏的三种形式中,只有(剪压)破坏是斜截面承载力计算的依据。
10、T型截面梁按中和轴位置不同分为两类:第一类T型截面中和轴位于(翼缘内),第二类T型截面中和轴位于(梁肋内)。
二、选择题(每小题2分,共20分)
1.对于无明显屈服点的钢筋,其强度标准值取值的依据是(D)A.最大应变对于的应力 B.极限抗拉强度C. 0.9倍极限抗拉强度 D.条件屈服强度
2.我国规范采用(A )作为确定混凝土强度等级的依据。 A.立方体抗压强度标准值 B.轴心抗压强度C.轴心抗拉强度 D.劈拉强度
3. 建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求,有良好的工作性能,称为结构的(B)
B.适用性D.可靠性
A.安全性
C.耐久性
4.当结构或构件出现下列状态(A)时,即认为超过了承载能力极限状态。
A.结构转变为机动体系 B.出现了影响正常使用的过大振动
C.挠度超过允许值 D.裂缝超过了允许值
5.截面尺寸和材料强度一定时,钢筋混凝土受弯构件正截面承载力与受拉区纵筋配筋率的关系是(C)。
A.配筋率越大,正截面承载力越大 B.配筋率越大,正截面承载力越小
C.当配筋率在某一范围内时,配筋率越大,正截面承载力越大D.配筋率大小和正截面承载力大小没有关系
6.双筋矩形截面梁,正截面承载力计算公式的第二个适用条件x?2a's的意义是(C)。
A.防止出现超筋破坏
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B.防止出现少筋破坏
C.保证受压钢筋达到规定的抗压设计强度 D.保证受拉钢筋达到规定的抗拉设计强度
7.在截面设计时,满足下列条件(D)则为第二类T形截面。
A.fyAs??1fcb'fh'f B.M??1fcb'fh'fh0?h'f/2) C.fyAs??1fcb'fh'f D.M??1fcb'fh'fh0?h'f/2
????
8.当剪跨比适中,且腹筋配置量适当时,常发生( B)。
A.适筋破坏 C.斜压破坏
B.剪压破坏D.斜拉破坏
9.在钢筋混凝土梁斜截面承载力计算中,若
V?0.25?cfcbho,则应采取的措施是(A)。
B.增加箍筋用量
A.加大截面尺寸
C.配置弯起钢筋
D.增大纵筋配筋率
10.条件相同的无腹筋梁,发生斜压、剪压、斜拉破坏形态时,梁的斜截面抗剪承载力的大致关系是(A)。
A.斜压破坏的承载力>剪压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力
B.剪压破坏的承载力> 斜压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力C.斜拉破坏的承载力>斜压破坏的承载力>剪压破坏的承载力 D.剪压破坏的承载力>斜拉破坏的承载力>斜压破坏的承载力
三、简答题(每小题5分,共15分)
1.混凝土结构对钢筋性能的要求有哪些?
答:用于混凝土结构中的钢筋,一般应能满足下列要求:(1)有较高的强度和适宜的屈强比; (2)较好的塑性;
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(3)可焊性;
(4)低温性能;
(5)与混凝土要有良好的粘结力。
2.在结构设计的表达式中,如何确定永久荷载、可变荷载的代表值?
答:对于永久荷载,规定以其标准值作为代表值;对于可变荷载,则以其标准值、组合
值、准永久值及频遇值作为代表值:
3.根据梁纵向钢筋配筋率的不同,钢筋混凝土梁可分为哪三种类型,各有何破坏特征?
答:根据梁纵向钢筋配筋率的不同,钢筋混凝土梁可分为:适筋梁、超筋梁和少筋梁。
适筋梁的破坏始于受拉钢筋屈服,然后受压区混凝土被压碎;由于钢筋屈服后产生很大塑性变形,使裂缝急剧开展和挠度急剧增大,给人以明显的破坏预兆,这种破坏称为延性破坏。适筋梁的材料强度能得到充分发挥。
超筋梁混凝土被压碎时钢筋的应力还未达到屈服强度;这种单纯因混凝土被压碎而引起的破坏,发生得非常突然,没有明显的预兆,属于脆性破坏。实际工程中不应采用超筋梁。
少筋梁一旦出现裂缝,钢筋的应力就会迅速增大并超过屈服强度而进入强化阶段,甚至被拉断。在此过程中,裂缝迅速开展,构件严重向下挠曲,最后因裂缝过宽,变形过大而丧失承载力,甚至被折断。这种破坏也是突然的,没有明显预兆,属于脆性破坏。实际工程中不应采用少筋梁。
五、计算题(每题15分,共45分)
1.某钢筋混凝土矩形截面梁,截面尺寸b?h?200mm?500mm,混凝土强度等级C25,钢筋采用HRB400级,已经配置有3根直径为20mm的纵向受拉钢筋,混凝土保护层厚度25mm。该梁承受最大弯矩设计值M=120kN?m。试复核梁是否安全。
[解] ?1fc?11.9N/mm2,ft?1.27N/mm2
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fy?360N/mm2,?b?0.518,As?942mm2 (1)计算
ho
因纵向受拉钢筋布置成一排,故ho?h?35?500?35?465(mm)(2)判断梁的条件是否满足要求
x?Asfya1fcb?942?360?142.5mm??bho?0.518?465?240.9(mm)
1.0?11.9?200
0.45ft/fy?0.45?1.27/360?0.16%?0.2%,取?min?0.2%Asmin?0.2%?200?500?200mm?As?942mm22满足要求。
(3)求截面受弯承载力
Mu,并判断该梁是否安全
Mu?fyAs(ho?x/2)?360?942?(465?142.5/2)?133.53?10N?mm?133.53kN?m?M?120kN?m该梁安全。
6
?fc?11.9N/mm212.某矩形截面梁,截面尺寸为200×500mm, 混凝土强度等级C25(),
HRB400级纵向受力钢筋(
fy?360N/mm2),承受弯距设计值M?260kN?m的作用,求所需的
?受拉钢筋和受压钢筋面积As、As。
解:
(1)验算是否需要采用双筋截面
因M的数值较大,受拉钢筋按二排考虑,h0?h-60=500-60=440mm。计算此梁若设计成单筋截面所能承受的最大弯矩:
2
Mu,max?a1fcbh0?b(1?0.5?b)?11.9?200?4402?0.518?(1?0.5?0.518)
?176.9?106N?mm?176.9kN?m?M?260kN?m
故应设计成双筋截面。(2)求受压钢筋
As?,令x=
?bh0,并注意到当x=?bh0时等号右边第一项即为Mu,max,则:
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