As??As?Ne??1fcbx(h0?0.5x) '?fy(h0?as)1200?103?686.43?14.3?400?209.79(460?0.5?209.79)=
360(460?40)=2629.57 mm2
(4)验算最小配筋率与最大配筋率 一侧钢筋配筋率验算 0.2%×400×500=400 mm2<2629.57 mm2,满足要求。 全部钢筋配筋率验算 最小配筋率:0.5%×400×500=1000 mm2<2629.57*2 mm2,满足要求。 最大配筋率:5%×400×500=10000 mm2>2629.57*2 mm2,满足要求。
10.钢筋混凝土偏心受压柱,截面尺寸b×h=400mm×500mm,柱计算长度l0=5.0m;混凝土强度等级为C25,纵筋采用HRB335。已配置As为4?20(As=1256mm2),As'为2?20(As' =628mm2)。
as=as'=40mm。
要求:计算当e0=300mm时,截面能承受的轴向压力设计值N和弯矩设计值M。 解:(1)计算?
ea=20mm>h/30=500/30=16.7mm ei?e0?ea=300+20=320mm
由于N未知,无法计算?1,故先假定?1=1.0,待求得N之后再校核。
l0/h=5000/500=10<15,故?2=1.0
??1?l(0)2?1?2=1.10 e1400ihh01?ei=1.1*320=352mm
(2)计算受压区高度x 按照大偏心对N点取矩,有
?1fcbx(?ei?h/2?x/2)?fy'As'(?ei?h/2?as')?fyAs(?ei?h/2?as)=0
代入数值,解出x=195mm
满足x??bh0,且x?2as'的条件,确属于大偏心。 (3)计算N
N??1fcbx?fy'As'?fyAs=11.9*400*195+300*628-300*1256=739.8×103 N
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下面来复核前面假定的?1=1.0是否正确。
?1=0.5fcA/N=0.5×11.9×400×500/(739.8×103)=1.6 >1
按照规范规定取?1=1.0。可见前面的假定是正确的。 于是,M?Ne0=739.8×0.3=221.94kNm
在垂直弯矩平面,其可承受的轴向压力通常要比弯矩平面大(尤其是当大偏心受压时)。今试演如下:
由于l0/b=5000/400=12.5,所以,
0.95?0.92?(12.5?12)=0.9425
14?121256?628全部纵筋的配筋率为 =0.942%<3%,所以在考虑混凝土截面积时不必扣除钢筋截面
400?500?=0.95?积。
Nu?0.9?(fcA?fy'As')=0.9*0.9425*(11.9*400*500+(1256+628)*300)=2498.3*103N
可见,远大于弯矩平面的轴向承载力739.8kN。
第三部分 模拟题
模拟试题1
一、单项选挥题(每小题2分,共20分)
1.关于钢筋的物理力学性能,以下说法正确的是( ) A.钢筋的强度等级越高,则其塑性性能也越好 B.钢筋的设计强度即其极限抗拉强度 C.软钢具有明显的屈服阶段及其屈服点 D.热处理钢筋属于软钢
2.光圆钢筋与混凝土的粘结力以下列哪一种为主?( ) A.胶结力 B.摩阻力 C.咬合力 D.锚固力 3.以下会使结构构件进入正常使用极限状态的是( ) A.钢筋混凝土简支梁产生了过大的跨中变形 B.钢筋混凝土连续梁形成了机动体系 C.钢筋混凝土悬臂梁发生了倾覆破坏 D.钢筋混凝土柱压屈失稳
4.钢筋混凝土受弯构件抗裂验算的依据是截面工作过程中的( ) A.第Ⅰ阶段 B.第Ⅰ阶段末 C. 第Ⅱ阶段 D.第Ⅱ阶段末 5.单筋矩形截面梁的界限相对受压区高度?b与下列哪一项无关?( ) ..A.截面的尺寸 B.混凝土的强度等级 C.钢筋的强度等级 D.钢筋的弹性模量
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6.对于矩形截面钢筋混凝土双筋梁而言,若x??bh0,则表明( ) A.受压钢筋、受拉钢筋都不能屈服 B.受压钢筋、受拉钢筋都能够屈服 C.受压钢筋不能屈服 D.受拉钢筋不能屈服
因为x?2as'受压钢筋可以屈服,x??bh0时,必然存在x?2as'。
7.螺旋箍筋轴压柱的受压承载力比普通箍筋轴压柱高,其原因是( ) A.螺旋箍筋对混凝土受压强度起到了直接作用 B.螺旋箍筋对混凝土受压强度起到了间接作用 C.构件不再是失稳破坏 D.构件不再是材料破坏
8.下列哪一个条件保证偏心受压构件的正截面破坏一定是大偏心受压破坏?( ) A.e0>eb B.?ei>0.3h0 C.x??bh0 D.x??bh0 9.减小钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度,最简单的措施是( ) A.减小纵筋直径 B.加大截面高度
C.减小纵筋用量 D.加大混凝土保护层厚度
wmaxdeq???cr??1.9c?0.08?
Es??te??sk?C、D对减小裂缝宽度无益。A、B可以,因为可以减小?sk,?sk?比较起来,A更简单
Mk
0.87Ash010.现行《混凝土结构设计规范》所规定的基本锚固长度la是指( ) A.受压钢筋的锚固长度 B.受拉钢筋的锚固长度 C.搭接钢筋的锚固长度 D.弯起钢筋的锚固长度
二、判断题(共10分)
1.建筑结构的功能要求包括安全性、适用性和耐久性三大方面。 2.材料强度的设计值等于其标准值乘以其分项系数。
分项系数都是大于1的数,材料强度的设计值等于其标准值除以其分项系数。 3.受弯构件的最大极限弯矩Mmax与钢筋面积无关。
Mu??1fcbx(h0?0.5x),将x取为最大值,x=?bh0,代入将得到Mu的最大值。
2Mu,max=?1fcbh0?b(h0?0.5?bh0)??1fcbh0?b(1?0.5?b),可见与钢筋截面积无关。
4.第一类T形截面受弯构件的正截面设计工作无需验算其最小配筋率。
受压区混凝土压力与受拉区钢筋的拉力要平衡,第二类T形截面由于x值大,必然受拉钢筋量也大,故通常不必验算最小配筋率。第一类T形截面还是需要验算的,公式As??minbh
5.限制钢筋混凝土受弯构件的最小截面尺寸是为了防止发生斜压破坏。 6.轴心受拉构件无需配置箍筋。
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轴心受拉构件配置箍筋是一种构造要求。
7.钢筋混凝土短柱的最终破坏是材料破坏,细长柱的最终破坏是失稳破坏。 短柱、中长柱、细长柱。短柱与中长柱的区分是,短柱?=1.0 8.所有偏压破坏的共同点是受压区最外边缘混凝土达到极限压应变。 9.当?ei<0.3h0时,可以断定偏心受压构件将产生小偏压破坏。 应该是x??bh0
10.进行混凝土构件挠度验算时,荷载效应与材料强度均应采用标准值。 挠度验算时,还用到荷载的准永久组合。
三、填空题(共10分)
l.钢筋的塑性性能指标包括_______和__________。 伸长率 冷弯性能
2.当永久荷载效应对结构不利时,对由可变荷载效应控制和由永久荷载效应控制的组合,永久荷载的分项系数应分别取为_______和______。
1.2 1.35
3.就钢筋混凝土矩形截面单向偏压柱非对称配筋截面设计问题而言,若截面为小偏压,且截面两侧的纵向受力钢筋面积均未知,则其首要的设计计算技术是取As=______。
0.002bh
4.钢筋混凝土受弯构件的纵向受力钢筋必须满足某些构造要求,如:受拉区同排纵筋的水平净距不得小于25mm和________,受压区同排纵筋的水平净距不得小于1.5倍的纵筋直径。
纵筋直径
5.混凝土强度fc、fcu,k、ft的数值,按照由小到大的排列顺序应该是________。
6.当轴向拉力的作用点位于截面两侧纵向钢筋的________时,构件为小偏心受拉构件。 内侧
7.限制受弯构件箍筋的最大间距,其目的是保证箍筋和________相交,防止发生斜拉破坏。 斜裂缝 8.验算混凝土结构构件的裂缝宽度及变形时,应按荷载效应的标准组合并考虑________的影响。 长期作用
四、简答题(每小题6分,共30分)
1.钢筋混凝土受弯构件都有哪些破坏形态,其破坏特征分别是什么? 少筋破坏:一裂就坏。
超筋破坏:截面破坏时受拉钢筋不屈服
适筋破坏:受拉钢筋首先屈服,受压混凝土最后压碎
2.在对钢筋混凝土受弯构件进行正截面配筋计算时,如果发现采用单筋方案会导致超筋问题的产生,你认为及解决该问题的方案有哪些?其中最有效且比较经济的方案是哪种?
加大截面尺寸;提高混凝土强度等级;采用双筋 加大截面高度
3.试分别阐述剪跨比、配箍率对受弯构件斜截面受剪承载力的影响规律。 剪跨比越大,受剪承载力越低,当剪跨比大于3,影响将不明显。
配箍率比越大,受剪承载力越高,所以规范规定了最小配箍率。截面尺寸太小,配箍率高将无济于事,发生斜压破坏。
4.在计算钢筋混凝土偏压构件的正截面承载力时,为什么要考虑附加偏心距? 材料的不均匀性、施工的偏差、配筋不对称
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