结构设计方法答案

混凝土结构的设计方法

一、填空题

1、结构的 安全性 、 适用性 、 耐久性统称为结构的可靠性。 2. 阳台的整体倾覆应为不满足 正常使用 极限状态。 3、结构功能的极限状态分为 正常作用 和 承载能力 两类。 4、我国规定的设计基准期是 50 年。

5、结构完成预定功能的规定条件是正常设计 、 正常施工 、 正常使用及维护。 6、荷载效应S和抗力R之间的关系不同，结构构件将处于不同的状态，

当 S＜R 时，结构处于安全状态；当 S=R 时，结构处于极限状态；当S＞R时，结构处于 失效 状态。

7、失效概率Pf的大小可以通过可靠指标β来度量，即β越大，Pf 越小 。

8、工程设计时，一般先按承载能力极限状态设计结构构件，再按正常使用 极限状态验算。 9、现阶段建筑结构设计方法是以概率理论为基础的极限状态设计法.

二、判断题

1、结构的可靠度是指：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率值（√）。

2、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。（×） 3、结构设计的基准期一般为50年。即在50年内，结构是可靠的，超过50年结构就失效。（×） 4、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《规范》规定的允许值，承载力计算就没问题。（×） 5、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载，属于正常使用极限状态的问题。（×）

6、截面承载能力计算是从承载能力极限状态出发，裂缝和变形的计算是从正常使用极限状态出发的。（√） 7、计算构件承载力时，荷载应取设计值。（√）

8、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。（×） 9、没有绝对安全的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。（×）

10、实用设计表达式中的结构重要性系数，在安全等级为二级时，取?0?0.9。（×）

三、选择题

1、结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的能力称为（D）。 A. 安全性 B. 适用性 C. 耐久性 D. 可靠性 2、下列哪种状态应按正常使用极限状态设计？（C）

A、结构作为刚体失去平衡；B、因过度的塑性变形而不适于继续承载；C、影响耐久性能的局部损坏；D、构件丧失稳定。

3、下列情况（C）属于承载能力极限状态。

A. 裂缝宽度超过规范限值 B. 挠度超过规范限值 C. 结构或构件视为刚体失去平衡

D. 预应力构件中混凝土的拉应力超过规范限值

4、结构重要性系数，对安全等级为一级、二级、三级的结构构件，分别取（C）。 A. 一级1.3，二级1.2，三级1.1 B. 一级1.2，二级1.1，三级1.0 C. 一级1.1，二级1.0，三级0.9 D. 一级1.0，二级0.9，三级0.8

5、按承载力极限状态计算的表达式为：（D）

A、γ0γSSk?γRRk； Bγ0Sk/γS?Rk/γR； C、γ0Sk/γS?γRRk； D、γ0γSSk?Rk/γR。

受弯构件正截面强度计算

一、填空题

1、梁截面设计时，可取截面有效高度：一排钢筋时，h0?h? 35 ；两排钢筋时，h0?h? 60 。

2、钢筋混凝土梁，在荷载作用下，正截面受力和变形的发展过程中可划分三个阶段，第一阶段未的应力图形可作为受弯构件抗裂度 的计算依据；第二阶段的应力图形可作为 裂缝宽度和变形 的计算依据；第三阶段末的应力图形可作为 承载能力的计算依据。

3、钢筋混凝土单筋受弯构件，由于配筋率的不同有少筋梁 、 适筋梁和超筋梁 三种破坏形式。 4、受拉钢筋首先达到屈服，然后混凝土受压破坏的梁，称为 适筋梁 梁，梁的破坏具有延性 性质。

5、受弯构件???min是为了避免少筋 ；???max是为了避免超筋 。

6、界限相对受压区高度?b需要根据钢筋屈服的同时混凝土压区边缘达到极限压应变等假定求出。 7、超筋梁的承载力计算公式是 。

8、一矩形截面受弯构件，采用C20混凝土HRB335钢筋，该截面最大配筋率ρmax是 。

9、当一单筋矩形截面梁的截面尺寸、材料强度及受弯设计值M确定后，计算时发现超筋，那么采取 双筋 措施提高正截面承载力最有效。

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10、钢筋混凝土双筋矩形截面受弯构件计算公式的适用条件是 2as’≤x≤ξbh0。其中x≤ξbh0 是保证 不发生超筋破坏 ， 2as’≤x 是保证受压钢筋屈服 。

二、计算下列各题

【1】确定单筋矩形截面简支梁能承受的荷载

条件：已知梁的截面尺寸b＝200mm，h＝500mm，计算跨度l0＝4.2m，混凝土强度等级为C30，纵向受拉钢筋为3 根 20，HRB400级钢筋，环境类别为一类。恒载分项系数γG＝1.2，混凝土的密度为25kN/m3。

要求：求此梁所能承受的均布荷载设计值q（不包括自重） 1.确定基本数据

由《规范》表4.1.4查的，fc＝19.1N/mm2，ft＝1.71 N/mm2； 有《规范》表4.2.3-1查的，fy＝300 N/mm2； 由《规范》第7.1.3条查的，α1＝1.0； 由《规范》第7.1.4条计算，ξb＝0.518；

由《规范》表9.2.1查的，混凝土保护层最小厚度为25mm，则取as＝35mm， h0＝h－as＝500-35＝465mm

由《规范》附录B查的，As＝942mm2。 2.验算最小配筋率 ρ

min取0.002和

0.45ft0.45ft0.45?1.43中的较大值，??0.0018，故ρfyfy360min＝0.002

As>As,min＝ρminbh＝0.002*200*500＝200mm2

3.计算截面所能承受的弯矩设计值M

x?fyAs?1fcb?360?942?118.57mm??bh0?0.518?465?240.87mm

1.0?14.3?200x118.57Mu??1fcbx(h?)?1.0?19.1?200?118.57(465?)022

?137.58?106N?m?137.58kN?m4.求均布荷载设计值q

梁自重设计值为q1＝1.2*25*0.2*0.5＝3kN/m 由Mu?(q1?q)2l0得 8q?8Mul02?q1?8?137.58?3?59.39kN/m 24.2

【2】已知梁截面尺寸b＝250mm，h＝550mm，，混凝土强度等级为C30，HRB400级的纵向受拉钢筋，环境类别为一类，若截面所承受的弯矩设计值M＝400kN·m，截面的受压区已配置受压钢筋4根25，试求所需的受拉钢筋As。 答案：

1.确定基本数据

由《规范》表4.1.4查的，fc＝14.3N/mm2； 有《规范》表4.2.3-1查的，fy＝360 N/mm2； 由《规范》第7.1.3条查的，α1＝1.0； 由《规范》第7.1.4条计算，ξb＝0.518；

由《规范》表9.2.1查的，混凝土保护层最小厚度为25mm； 由《规范》附录B查的，As＝1964mm2。 2.计算受拉钢筋As

??s????M?fyAs(h0?as)?1fcbh02400?106?360?1964?(490?35)??0.091

1.0?14.3?250?4902?2as2?35??1?1?2?s?1?1?2?0.091?0.096???0.143

h0490说明受压钢筋As面积已经足够并且有富余。此时As保持不变，可以近似按x?2as的情况计算As

????400?106As???2442mm2

?fy(h0?as)360?(490?35)?M

3.配筋

- 2 - 受拉钢筋选用5 25（As＝2454mm2） 截面配筋见图

【3】某肋形盖梁的次梁，跨度为6m，间距为2.4m，截面尺寸下图所示。跨中最大正弯矩M＝80.8kN·m。混凝土强度等级为C20（fc＝16.7N/mm2，ft＝1.57N/mm2，α1＝1.0），钢筋为HPB235级（fy＝210 N/mm2），安全等级二级，环境类别一类。试求：计算次梁受拉钢筋面积As

板次梁

答案：

1.由《规范》表9.2.1查的，混凝土保护层最小厚度为c＝30mm 设as＝40mm； 2.确定翼缘计算宽度bf 按梁跨度l考虑：bf???l6000??2000mm 33mm 按梁净距考虑：bf?b?sn?200?2200?2400按翼缘厚度hf考虑，由于h0＝450-40＝410mm

??hfh0??70?0.171?0.1 410?故翼缘宽度不受此项限制。

mm 最后，翼缘宽度取前两项计算结果中的较小值，即bf?20003.判别T形截面类型

?hf70???1fcbfhf(h0?)?1?9.6?2000?70?(410?)

22?5.04?108N·mm?504kN·m?80.8kN·m故属于第一类T形截面 4.求受拉钢筋面积As

?s?M?1fcbf?h02?80800000?0.0250

1.0?9.6?2000?4102?s?0.5(1?1?2?s)?0.5(1?1?2?0.025)?0.854

于是，As?Mfy?sh0?80800000?1099mm2

210?0.854?410实选3Ф22（As＝1140mm2） 5.验算适用条件

最小配筋率按《规范》表9.5.1确定，即

?min?0.45ft0.45?1.1??0.00165，故ρfy300min＝0.002

As,min＝ρ

22

minbh＝0.002*200*450＝180mm，As＝1140mm> As,min，满足要求

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