结构设计原理课后题
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1-1混凝土截面受拉区钢筋的作用:是代替混凝土受拉或协助混凝土受压。
1-2名词解释("混凝土立方体抗压强度":以每边边长为150mm的立方体为标准试件,在20¢+_2的温度和相对湿度在95%以上的潮湿的空气中养护28天,依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值。
"混凝土轴心抗压强度值"按照与立方体试件相同条件下制作和试验方法所得的棱柱体试件的抗压强度设计值。
"混凝土抗拉强度"用试验机的夹具夹紧试件两端外伸的钢筋施加拉力,破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断,其平均拉应力即为。
)1-3混凝土轴心受压的应力---应变曲线有何特点?影响混凝土轴心受压应力---应变曲线有哪几个因素?一,该曲线特点分为三个阶段,分别为上升段,下降段,收敛段。
二,影响的主要因素:a.混凝土强度愈高应力应变曲线下降愈剧烈,延性就愈差b.应变速率应变速率小,峰值应力fc降低,€增大下降段曲线坡度显着的减缓c.测试技术和实验条件,其中应变测量的标距也有影响,应变测量的标距越大,曲线坡度越陡,标距越小,坡度越缓。
1-4什么叫混凝土的徐变?影响混凝土徐变有哪些主要原因?一,在荷载的长期作用下,混凝土的变形将随时间而增加,亦即在应力不变的情况下,混凝土的应变随时间继续增长,这种现象称为混凝土的徐变。
二,a混凝土在长期荷载作用下产生的应力大小b加荷时混凝土的龄期,龄期越短徐变越大c混凝土的组成成分和配合比d养护条件下的温度和湿度.1-5混凝土的徐变和收缩变形都是随时间而增长的变形,两者有何不同之处?混凝土徐变的主要原因是荷载长期作用下,混凝土凝胶体中的水分逐渐压出,水泥逐渐发生粘性流动,微细空隙逐渐闭合,结晶体内部逐渐滑动,微细裂缝逐渐发生各种因素的综合结果,而混凝土的收缩变形主要是硬化初期水泥石凝固结硬过程中产生的体积变化,后期主要是混凝土内自由水蒸发而引起的干缩。
1-6什么是钢筋和混凝土之间粘接应力和粘接强度?为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘接力要采取哪些措施?在钢筋混凝土结构中,钢筋和混凝土这两种材料之所以能共同工作的基本前提是有足够的粘接强度,能承受由于变形差沿钢筋与混凝土接触面上产生的剪应力,通常这种剪应力称为粘接应力。
『解』查表得:= , = , =360N/ =按构造要求取构件长细比:即b=0=15=450mm设该柱截面为方形,则bh=450mm450mm查表3-1得:==)/=mm<按照构造配筋取()==选配钢筋,查附表11-1得,420(=1256)箍筋按构造要求选取,取s=250mm,d=6mm3-2 由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250mm×250mm,柱高,计算高度L0==,配筋为416(As/=804mm2)。
C30混泥土,HRB400级钢筋,承受轴向力设计值N=950KN。
试问柱截面是否安全?『解』查表得:= , = , =360N/ 计算长度==查表3-1得:=考虑轴心受压R=()=该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。
3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱,直径为d=500mm,柱高,计算高度L0==,配HRB400钢筋1016(As/=2010mm2),C30混泥土,螺旋箍筋采用R235,直径为12mm,螺距为s=50mm。
试确定此柱的承载力。
『解』查表得:= , = , =360N/ =210N/柱的承载力 N=<×()4-1、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b× h= 250mm×500mm,混泥土强度等级C25, HRB335级钢筋,弯矩设计值M=125KN·m,试计算受拉钢筋截面面积,并绘制配筋图。
『解』(1)先假定受力钢筋按一排布置,a s=35mm =h—a s=500—35=465mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:= , = N/ , =300N/ , ====查附表4—1得=<=(2)所需纵筋面积:===1004bh=%250500=250选用418,=1017,一排可以布置的下,因此不要必修改(3)绘配筋图:4-2、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b×h= 200mm ×500mm,弯矩设计值M=120KN·m,混泥土强度等级C25,试计算下列三种情况纵三向受力钢筋截面面积As:(1)当选用HPB235级钢筋时,(2)改用HRB335钢筋时;(3)M=180KN·m时。
3-16.截面尺寸mm mm h b 500200⨯=⨯的钢筋混凝土矩形截面梁,采用C25混凝土和HRB335级钢筋,I 类环境条件,安全等级为二级,最大弯矩组合设计值m kN M d ⋅=145,试分别采用基本公式法和查表法进行截面设计(单筋截面)。
解:基本公式法: 查表可得:f 13.8MPacd =,f 280MPa sd =,γ0=1.0,b 0.56ξ=(1)求受压区高度x假设60s a mm =,则050060440h mm =-=,00()2d cd x M f bx h γ=-,代入数据得:61.01451013.82004402xx ⨯⨯=⨯-() 解之得:700()x mm =舍去, 01330.56440246.4b x mm h mm mm ξ=<=⨯=。
(2)受拉钢筋面积s A213.82001801311280cd s sd f bx A mm f ⨯⨯=== 配2Φ22和2Φ25,27609821742s A mm =+=实际配筋率min 01472 2.02%0.2%200431s A bh ρρ===>=⨯ (3).截面复核取混凝土保护层厚度为c=30mm ,钢筋分两排布置,两排钢筋之间净距取30mm 。
7606028.425.1/2982(3028.4/2)691742s a mm ⨯+++⨯+==()0500431s h a mm =-= 02801742168246.413.8200b x mm h mm ξ⨯==<=⨯0()2u cd x M f bx h =-16813.8200168(431)2=⨯⨯⨯-0158.5145d kN m M kN m γ=>=设计合理。
截面设计如图:图3-16截面配筋图(尺寸单位:mm )查表法查表可得: 13.8cd f MPa =,280sd f MPa =,γ0=1.0,0.56b ξ=020cd MA f bh ==621.014510=0.2713.8200440⨯⨯⨯⨯ 查表得0.410.56b ξξ=<=,00.795ξ=62001451014800.795280440s sd M A mm f h ξ⨯===⨯⨯其余配筋过程及截面复核过程同上。