1、文檔可能無法思考全面，請瀏覽后下載! 結構設計原理課后答案第一章1-1 配置在混凝土梁截面受拉區鋼筋的作用是什么？P8答：當荷載超過了素混凝土的梁的破壞荷載時，受拉區混凝土開裂，此時，受拉區混凝土雖退出工作，但配置在受拉區的鋼筋將承擔幾乎全部的拉力，能繼續承擔荷載，直到受拉鋼筋的應力達到屈服強度，繼而截面受壓區的混凝土也被壓碎破壞。鋼筋的作用是代替混凝土受拉（受拉區混凝土出現裂縫后）或協助混凝土受壓。1-2 試解釋一下名詞：混凝土立方體抗壓強度；混凝土軸心抗壓強度；混凝土抗拉強度；混凝土劈裂抗拉強度。答：混凝土立方體抗壓強度P9：我國國家標準普通混凝土力學性能試驗方法標準（GB/T 50081

2、-2002）規定以每邊邊長為150mm的立方體為標準試件，在20±2的溫度和相對濕度在95%以上的潮濕空氣中養護28d，依照標準制作方法和試驗方法測得的抗壓強度值（以MPa為單位）作為混凝土的立方體抗壓強度，用符號表示。混凝土軸心抗壓強度P10：我國國家標準普通混凝土力學性能試驗方法標準（GB/T 50081-2002）規定以150mm×150mm×300mm的棱柱體為標準試件，在20±2的溫度和相對濕度在95%以上的潮濕空氣中養護28d，依照標準制作方法和試驗方法測得的抗壓強度值（以MPa為單位）稱為混凝土軸心抗壓強度，用符號表示。混凝土劈裂抗拉強度P

3、10：我國交通部部頒標準公路工程水泥混凝土試驗規程（JTG E30）規定，采用150mm立方體作為標準試件進行混凝土劈裂抗拉強度測定，按照規定的試驗方法操作，則混凝土劈裂抗拉強度按下式計算：。混凝土抗拉強度P10：采用100×100×500mm混凝土棱柱體軸心受拉試驗，破壞時試件在沒有鋼筋的中部截面被拉斷，其平均拉應力即為混凝土的軸心抗拉強度，目前國內外常采用立方體或圓柱體的劈裂試驗測得的混凝土劈裂抗拉強度值換算成軸心抗拉強度，換算時應乘以換算系數0.9，即。1-3 混凝土軸心受壓的應力應變曲線有何特點？P13影響混凝土軸心受壓應力應變曲線有哪幾個因素？P14答：完整的混凝

4、土軸心受壓應力-應變曲線由上升段OC、下降段CD和收斂段DE三個階段組成。48 / 52上升段：當壓應力左右時，應力應變關系接近直線變化（OA段），混凝土處于彈性階段工作。在壓應力后，隨著壓應力的增大，應力應變關系愈來愈偏離直線，任一點的應變可分為彈性應變和塑性應變兩部分，原有的混凝土內部微裂縫發展，并在孔隙等薄弱處產生新的個別裂縫。當應力達到0.8（B點）左右后，混凝土塑性變形顯著增大，內部裂縫不斷延伸拓展，并有幾條貫通，應力應變曲線斜率急劇減小，如果不繼續加載，裂縫也會發展，即內部裂縫處于非穩定發展階段。當應力達到最大應力時（C點），應力-應變曲線的斜率已接近于水平，試件表面出現不連續的可

5、見裂縫。下降段：到達峰值應力點C后，混凝土的強度并不完全消失，隨著應力的減小（卸載），應變仍然增加，曲線下降坡度較陡，混凝土表面裂縫逐漸貫通。收斂段：在反彎點D點之后，應力下降的速率減慢，趨于殘余應力。表面縱縫把混凝土棱柱體分為若干個小柱，外載力由裂縫處的摩擦咬合力及小柱體的殘余強度所承受。影響混凝土軸心受壓應力應變曲線的主要因素：混凝土強度、應變速率、測試技術和試驗條件。1-4 什么叫混凝土的徐變？P16影響徐變有哪些主要原因？P17答：在荷載的長期作用下，混凝土的變形將隨時間而增加，亦即在應力不變的情況下，混凝土的應變隨時間繼續增長，這種現象稱為混凝土的徐變。主要影響因素：（1）混凝土在長

6、期荷載作用下產生的應力大小；（2）加荷時混凝土的齡期；（3）混凝土的組成成分和配合比；（4）養護及使用條件下的溫度與濕度。1-5 混凝土的徐變和收縮變形都是隨時間而增長的變形，兩者有和不同之處？P16 P17答：徐變變形是在持久作用下混凝土結構隨時間推移而增加的應變；收縮變形是混凝土在凝結和硬化的物理化學過程中體積隨時間推移而減小的現象，是一種不受力情況下的自由變形。1-6 公路橋梁鋼筋混凝土結構采用普通熱軋鋼筋，普通熱軋鋼筋的拉伸應力-應變關系曲線有什么特點？P21公路橋規規定使用的普通熱軋鋼筋有哪些強度級別？強度等級代號分別是什么？ 答：熱軋鋼筋從試驗加載到拉斷，共經歷了4個階段。從開始加

7、載到鋼筋應力達到比例極限a點之前，鋼筋拉伸的應力-應變曲線呈直線，鋼筋的應力與應變比例為常數，鋼筋處于彈性階段；鋼筋受拉的應力超過比例極限之后，應變的增長快于應力增長，到達b點后，鋼筋的應力基本不增加而應變持續增加，應力-應變曲線接近水平線，鋼筋處于屈服階段。一般以屈服下限為依據，稱為屈服強度。 鋼筋的拉伸應力超過f點之后，材料恢復了部分彈性性能，應力-應變曲線表現為上升曲線，到達曲線最高點d。d點的鋼筋應力稱為鋼筋的極限強度，fd段稱為鋼筋的強化階段。過了d點后，鋼筋試件薄弱處的截面發生局部頸縮，變形迅速增加，應力隨之下降，達到e點時，鋼筋被拉斷。De段稱為鋼筋的破壞階段。1-7 什么是鋼筋

8、和混凝土之間粘結應力和粘結強度？P22 P23為保證鋼筋和混凝土之間有足夠的粘結力要采取哪些措施？P25答：（1）粘結應力：變形差（相對滑移）沿鋼筋與混凝土接觸面上產生的剪應力；（2）粘結強度：實際工程中，通常以拔出試驗中粘結失效（鋼筋被拔出，或者混凝土被劈裂）時的最大平均粘結應力作為鋼筋和混凝土的粘結強度；（3）主要措施：光圓鋼筋及變形鋼筋的粘結強度均隨混凝土等級的提高而提高，所以可以通過提高混凝土強度等級來增加粘結力；水平位置鋼筋比豎位鋼筋的粘結強度低，所以可通過調整鋼筋布置來增強粘結力；多根鋼筋并排時，可調整鋼筋之間的凈距來增強粘結力；增大混凝土保護層厚度采用帶肋鋼筋。第二章2-1 橋梁

9、結構的功能包括哪幾方面的內容？P30何謂結構的可靠性？P31答：橋梁結構的功能由其使用要求決定的，具體有如下四個方面：安全性：（1）橋梁結構應能承受在正常施工和正常使用期間可能出現的各種荷載、外加變形、約束變形等的作用；（2）在偶然荷載（如地震、強風）作用下或偶然事件（如爆炸）發生時和發生后，橋梁結構產生局部損壞，但仍能保持整體穩定性，不發生倒塌。適用性：（3）橋梁結構在正常使用條件下具有良好的工作性能，例如，不發生影響正常使用的過大變形或振動；耐久性：（4）橋梁結構在正常使用和正常維護條件下，在規定的時間內，具有足夠的耐久性，例如，不出現過大的裂縫寬度，不發生由于混凝土保護層碳化導致鋼筋的修

10、飾。結構的可靠性：指結構的安全性、適用性和耐久性。2-2 結構的設計基準期和設計使用年限有何區別？P31答：設計使用年限：設計規定的結構或結構構件不需進行大修即可按預定目的使用的年限。結構的設計基準期：結構可靠度計算中另一時間域考慮，它是為確定可變作用的出現頻率和設計時的取值而規定的標準時段。二者是不同的概念，設計基準期的選擇不考慮環境作用下與材料性能老化等相聯系的結構耐久性，而僅考慮可變作用隨時間變化的設計變量取值大小，而設計使用年限是與結構適用性失效的極限狀態相聯系。2-3 什么叫極限狀態？P32我國公路橋規規定了哪兩類結構的極限狀態？P32答：極限狀態當整個結構或結構的一部分超過某一特定

11、狀態而不能滿足設計規定的某一功能要求時，此特定狀態成為該功能的極限狀態。承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。2-4 試解釋一下名詞：作用、直接作用、間接作用、抗力。P34作用：是指使結構產生內力、變形、應力和應變的所有原因；直接作用：是指施加在結構上的集中力和分布力；間接作用：是指引起結構外加變形和約束變形的原因；抗力：是指結構構件承受內力和變形的能力。2-5我國公路橋規規定了結構設計哪三種狀況？P41答：持久狀況、短暫狀況和偶然狀況。2-6結構承載能力極限狀態和正常使用極限狀態設計計算原則是什么？P39我國公路橋規采用的是近似概率極限狀態設計法。承載能力極限狀態的計算以塑性理論為基礎，設計的

12、原則是作用效應最不利組合（基本組合）的設計值必須小于或等于結構抗力設計值，即。正常使用狀態是以結構彈性理論或彈塑性理論為基礎，采用作用（或荷載）的短期效應組合、長期效應組合或短期效應組合并考慮長期效應組合的影響，對構建的抗裂、裂縫寬度和撓度進行驗算，并使各項計算值不超過公路橋規規定的各相應限值。設計表達式為.2-7作用分為幾類？P43什么叫作用的標準值，可變作用的準永久值可變作用的頻遇值？P44答：作用分為永久作用（恒載）、可變作用、偶然作用和地震作用四類；作用的標準值：是結構和結構構件設計時，采用的各種作用的基本代表值。可變作用的準永久值：指在設計基準期間，可變作用超越的總時間占設計基準期的

13、比率較大的作用值。可變作用頻遇值：在設計基準期間，可變作用超越的總時間占設計基準期的比率較小或被超越的頻率限制在規定頻率內的作用值。它是對結構上較頻繁出現的且量值較大的可變作用的取值。2-8鋼筋混凝土梁的支點截面處，結構重力產生的剪力標準值；汽車荷載產生的剪力標準值；沖擊系數；人群荷載產生的剪力標準值；溫度梯度作用產生的剪力標準值，作用效應按線性關系考慮。參照例題2-3，試進行正常使用極限狀態設計時的作用效應組合計算。解：作用頻遇效應組合汽車荷載不計沖擊系數的汽車荷載剪力標準值為： 作用準永久效應組合2-9什么叫材料強度的標準值和設計值？P48材料強度標準值：是由標準試件按標準試驗方法經數理統

14、計以概率分布的0.05分位值確定強度值，即取值原則是在符合規定質量的材料強度實測值的總體中，材料的強度的標準值應具有不小于95%的保證率。 材料強度設計值：是材料強度標準值除以材料性能分項系數后的值。第三章3.1、試比較圖3-4和3-5，說明鋼筋混凝土板和鋼筋混凝土梁鋼筋布置的特點。P52和P53答：板：單向板內主鋼筋沿板的跨度方向（短邊方向）布置在板的受拉區，主鋼筋數量由計算決定。受力主鋼筋的直徑不宜小于10mm（行車道板）或8mm（人行道板）。近梁肋處的板內主鋼筋，可沿板高中心縱軸線的（1/41/6）計算跨徑處按（30°45°）彎起，但通過支承而不彎起的主鋼筋，每米板寬

15、內不應少于3根，并不少于主鋼筋截面積的1/4。對于周邊支承的雙向板，板的兩個方向（沿板長邊方向和沿板短邊方向）同時承受彎矩，所以兩個方向均應設置主鋼筋。在簡支板的跨中和連續梁的支點處，板內主鋼筋間距不大于200mm。行車道板受力鋼筋的最小混凝土保護層厚度c應不小于鋼筋的公稱直徑且同時滿足附表的要求。在板內應設置垂直于板受力鋼筋的分布鋼筋，分布鋼筋是在主筋上按一定間距設置的橫向鋼筋，屬于構造配置鋼筋，即其數量不通過計算，而是按照設計規范規定選擇的。梁：梁內的鋼筋常常采用骨架形式，一般分為綁扎鋼筋骨架和焊接鋼筋骨架兩種形式。 梁內縱向受拉鋼筋的數量由數量決定。可選擇的鋼筋數量直徑一般為（1232）

16、mm，通常不得超過40mm。在同一根梁內主鋼筋宜用相同直徑的鋼筋，當采用兩種以上直徑的鋼筋時，為了便于施工識別，直徑間應相差2mm以上。3-2什么叫受彎構件縱向受拉鋼筋的配筋率？配筋率的表達式中，含義是什么？P52 答： 配筋率是指所配置的鋼筋截面面積與規定的混凝土截面面積的比值（化為百分數表達）。是指截面的有效高度。3-3為什么鋼筋要有足夠的混凝土保護層厚度？鋼筋的最小混凝土保護層厚度的選擇應考慮哪些因素？P54 答：設置保護層是為了保護鋼筋不直接受到大氣的侵蝕和其他環境因素的作用，也是為了保證鋼筋和混凝土有良好的粘結。 影響因素：環境類別、構件形式、鋼筋布置。3-4、參照圖3-7，試說明規

17、定各主鋼筋橫向凈距和層與層之間的豎向凈距的原因。 答：1）為了保證鋼筋與混凝土之間的握裹力，增強兩者的粘結力；2）保證鋼筋之間有一定間隙澆注混凝土；3）方便鋼筋的布置。3-5鋼筋混凝土適筋梁正截面受力全過程可劃分為幾個階段？各階段受力主要特點是什么？P58 答：第階段：混凝土全截面工作，混凝土的壓應力和拉應力基本上都呈三角形分布。縱向鋼筋承受有拉應力。混凝土受壓區處于彈性工作階段，即應力與應變成正比。 第階段末：混凝土受壓區的應力基本上仍是三角形分布。但由于受拉區混凝土塑性變形的發展，拉應變增長較快，根據混凝土受拉時的應力應變圖曲線，拉區混凝土的應力圖形為曲線形。這時，受拉邊緣混凝土的拉應變臨

18、近極限拉應變，拉應力達到混凝土抗拉強度，表示裂縫即將出現，梁截面上作用的彎矩用表示。 第階段：荷載作用彎矩到達后，在梁混凝土抗拉強度最弱截面上出現了第一批裂縫。這時，在有裂縫的截面上，拉區混凝土退出工作，把它原承擔的拉力傳遞給鋼筋，發生了明顯的應力重分布，鋼筋的拉應力隨荷載的增加而增加；混凝土的壓應力不再是三角形分布，而是形成微曲的曲線形，中和軸位置向上移動。 第階段末：鋼筋拉應變達到屈服值時的應變值，表示鋼筋應力達到其屈服強度，第階段結束。第階段：在這個階段里，鋼筋的拉應變增加的很快，但鋼筋的拉應力一般仍維持在屈服強度不變。這時，裂縫急劇開展，中和軸繼續上升，混凝土受壓區不斷縮小，壓應力也不

19、斷增大，壓應力圖成為明顯的豐滿曲線形。第階段末：這時，截面受壓上邊緣的混凝土壓應變達到其極限壓應變值，壓應力圖呈明顯曲線形，并且最大壓應力已不在上邊緣而是在距上邊緣稍下處，這都是混凝土受壓時的應力應變圖所決定的。在第階段末，壓區混凝土的抗壓強度耗盡，在臨界裂縫兩側的一定區段內，壓區混凝土出現縱向水平裂縫，隨即混凝土被壓碎，梁破壞，在這個階段，縱向鋼筋的拉應力仍維持在屈服強度。3-6 什么叫鋼筋混凝土少筋梁、適筋梁和超筋梁？各自有什么樣的破壞形態？為什么吧少筋梁和超筋梁都成為脆性破壞？P60 答：實際配筋率小于最小配筋率的梁稱為少筋梁；大于最小配筋率且小于最大配筋率的梁稱為適筋梁；大于最大配筋率

20、的梁稱為超筋梁。 少筋梁的受拉區混凝土開裂后，受拉鋼筋達到屈服點，并迅速經歷整個流幅而進入強化階段，梁僅出現一條集中裂縫，不僅寬度較大，而且沿梁高延伸很高，此時受壓區混凝土還未壓壞，而裂縫寬度已經很寬，撓度過大，鋼筋甚至被拉斷。 適筋梁受拉區鋼筋首先達到屈服，其應力保持不變而應變顯著增大，直到受壓區邊緣混凝土的應變達到極限壓應變時，受壓區出現縱向水平裂縫，隨之因混凝土壓碎而破壞。適筋粱為塑性破壞 超筋梁的破壞是受壓區混凝土被壓壞，而受拉區鋼筋應力尚未達到屈服強度。破壞前的撓度及截面曲率曲線沒有明顯的轉折點，受拉區的裂縫開展不寬，破壞突然，沒有明顯預兆。 少筋梁和超筋梁的破壞都很突然，沒有明顯預

21、兆，故稱為脆性破壞。3-7鋼筋混凝土適筋梁當受拉鋼筋屈服后能否再增加荷載？為什么？少筋梁當受拉鋼筋屈服后能否再增加荷載？ 答：適筋梁可以再增加荷載，因為當受拉區鋼筋屈服后，鋼筋退出工作，受壓區混凝土開始受壓，直到受壓區邊緣混凝土的應變達到極限壓應變時，受壓區出現縱向水平裂縫，隨之因混凝土壓碎而破壞，這時不能再增加荷載。 少筋梁裂縫出現在鋼筋屈服前，此時構件已不再承受荷載，若繼續增加荷載，迅速經歷整個流幅而進入強化階段，梁僅出現一條集中裂縫，不僅寬度較大，而且沿梁高延伸很高，此時受拉區混凝土還未壓壞，而裂縫寬度已經很寬，撓度過大，鋼筋甚至被拉斷。3-8 鋼筋混凝土受彎構件正截面承載力計算有哪些基

22、本假定？其中的“平截面假定”與均質彈性材料（例如鋼）受彎構件計算的平截面假定情況有何不同？P61答：基本假定有：1）平截面假定 2）不考慮混凝土的抗拉強度 3）材料應力與物理關系 對于鋼筋混凝土受彎構件，從開始加荷到破壞的各個階段，截面的平均應變都能較好地符合平截面假定。對于混凝土的受壓區來講，平截面假定是正確的。而對于混凝土受壓區，裂縫產生后，裂縫截面處鋼筋和相鄰的混凝土之間發生了某些相對滑移，因此，在裂縫附近區段，截面變形已不能完全符合平截面假定。3-9 什么叫做鋼筋混凝土受彎構件的截面相對受壓區高度和相對界限受壓區高度？在正截面承載力計算中起什么作用？取值與哪些因素有關？P65答：相對受

23、壓區高度：相對受壓區高度，其中為受壓區高度，為截面有效高度。相對界限受壓區高度：當鋼筋混凝土梁受拉區鋼筋達到屈服應變而開始屈服時，受壓區混凝土邊緣也同時達到其極限壓應變而破壞，此時受壓區高度為，被稱為相對界限混凝土受壓區高度。作用：在正截面承載能力計算中通常用來作為界限條件，來判斷截面的破壞類型，是適筋破壞還是少筋破壞。 相關因素：受拉區鋼筋的抗拉強度值；受拉區鋼筋的彈性模量；混凝土極限壓應變以及無量綱參數有關。3-10 在什么情況下可采用鋼筋混凝土雙筋截面梁？為什么雙筋截面梁一定要采用封閉式箍筋？截面受壓區的鋼筋設計強度是如何確定的？P73-P74（1）1. 截面承受的彎矩組合設計值Md較大

24、，梁截面尺寸受到使用條件的限制或混凝土強度不宜提高的情況下； 2.梁截面承受正負異號彎矩； 3.單筋截面承載能力有一定限制。（2）箍筋能夠約束受壓鋼筋的縱向壓屈變形。若箍筋的剛度不足（如采用開口箍筋）或箍筋的間距過大，受壓鋼筋會過早向外側向凸出（這時受壓鋼筋的應力可能達不到屈服強度），反而會引起受壓鋼筋的混凝土保護層開裂，使受壓區混凝土過早破壞。（3）雙筋梁破壞時，受壓鋼筋的應力取決于它的應變。當x=2as時，普通鋼筋均能達到屈服強度。當x2as時，受壓鋼筋應變將更大，鋼筋也早已受壓屈服。3-11 鋼筋混凝土雙筋截面梁正截面承載力計算公式的適用條件是什么？試說明原因。P75（1） 為了防止出現

25、超筋梁情況，截面計算受壓區高度x應滿足 xh0；（2） 為了保證受壓鋼筋AS達到抗壓強度設計值fsd截面計算受壓區高度x應滿足x2as。3-12 鋼筋混凝土雙筋截面梁正截面受彎承載力計算中，若受壓區鋼筋AS已知，應當如何求解所需的受拉區鋼筋AS的數量？P76（1） 假設as ，求得h0。（2） 求受壓區高度x。（3） 當xh0且x2as時，求受拉區鋼筋面積AS。（4） 或當xh0且x2as時，求受拉區鋼筋面積AS。（5） 選擇受拉鋼筋的直徑和根數，布置截面鋼筋。3-13 什么是T形梁受壓翼板的有效寬度？公路橋規對T形梁的受壓翼板有效寬度取值有何規定？P79(1) 根據最大應力值不變及合力相等的

26、等效受力原則，把與梁肋共同工作的翼板寬度限制在一定的范圍內，稱為受壓翼板的有效寬度bf。在bf寬度范圍內的翼板可以認為全部參與工作，并假定其壓應力是均勻分部的。(2) 公路橋規規定，T形截面梁（內梁）的受壓翼板有效寬度bf用下列三者中的最小值。1. 簡支梁計算跨徑的1/3。對連續梁各中間跨正彎矩區段，取該跨計算跨徑的0.2倍；邊跨正彎矩區段，取該跨計算跨徑的0.27倍；各中間支點負彎矩區段，取該支點相鄰兩跨計算跨徑之和的0.07倍。2. 相鄰兩梁的平均間距。3. b+2bh+12hf，當hh/bh1/3時，取b+6hh+12hf。3-14在截面設計時，如何判別兩類T形截面？在截面復核時又如何判

27、別？P82（1） 截面設計時，當中和軸恰好位于受壓翼板與梁肋交界處，即x=hf時，為兩類T形截面的界限情況。若滿足Mfcdbfhf（h0- hf/2）時，則xhf，屬于第一類T形截面，否則屬于第二類T形截面梁。（2）截面復核時，若fcdbfhffsdAs時，則為第一類T形截面，否則屬于第二類T形截面梁。3-16 截面尺寸bXh=200mmX500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁，采用C30混凝土和HPB300級鋼筋，箍筋直徑8mm（HPB300級鋼筋）。I類環境條件，安全等級為二級，設計使用年限50年，最大彎矩設計值Md=145kN·m。試進行截面設計。解：查附表可得，則彎矩計算值。采用綁

28、扎鋼筋骨架，按一層鋼筋布置，假設，則有效高度。（1）求受壓區高度有公式3-14得： （2）求所需鋼筋數鋼筋布置可選322（）混凝土保護層厚度，且滿足附表要求，取實際混凝土保護層厚度：不滿足要求。按兩層布置：，則有效高度。（2）求所需鋼筋數鋼筋布置可選420（）按兩層布置，混凝土保護層厚度，且滿足附表要求，取實際混凝土保護層厚度：最小配筋率計算：，且配筋率不應小于0.2%，所以配筋率3-17截面尺寸bXh=200mmX450mm的鋼筋混凝土矩形截面梁，工廠預制，采用C30混凝土和HRB400級鋼筋（316），箍筋直徑8mm（HPB300級鋼筋），截面受拉鋼筋布置見3-41.III類環境條件，安全

29、等級為二級，設計使用年限100年，彎矩計算值M= 66kN·m。復核截面是否安全？解：查附表可得最小配筋率計算：，且配筋率不應小于0.2%，又316，求受壓區高度：抗彎承載能力滿足承載能力要求。3-18 試對例3-1的截面設計結果進行截面復核計算。解：查附表可得最小配筋率計算：，且配筋率不應小于0.2%，又320，求受壓區高度：抗彎承載能力滿足承載能力要求。3-19圖3-42為一鋼筋混凝土懸臂板，試畫出受力主鋼筋位置示意圖。懸臂板根部截面高度為140mm， C30混凝土和HRB400級鋼筋，主鋼筋擬一層布置，公稱直徑不大于16mm，分布鋼筋采用直徑8mm的HPB300級鋼筋。I類環境

30、條件，設計使用年限50年，安全等級為二級；懸臂板根部截面單位寬度的最大彎矩設計值Md=-12.9 kN·m。試進行截面設計并復核。解：取1m寬帶進行計算，b=1000mm，板厚h=140mm，度。（1）求受壓區高度有公式3-14得：（2）求所需鋼筋數鋼筋布置可選主鋼筋為8，間距130mm取混凝土保護層厚度，且滿足要求最小配筋率計算：，所以配筋率不應小于0.2%實際配筋率,分布鋼筋8，間距為195mm<200mm且>300mm，d=8mm截面復核由上知，因此，能承受計算彎矩-12.9kN·m的作用。3-20截面尺寸bXh=200mmX450mm的鋼筋混凝土矩形截面

31、梁，采用C30混凝土和HRB400級鋼筋，箍筋直徑8mm（HPB300級鋼筋）；I類環境條件，安全等級為一級，設計使用年限100年，最大彎矩設計值Md= 190kN·m。試按雙筋截面求所需的鋼筋截面積并進行鋼筋布置。解：查附表可得，則彎矩計算值。設，受拉鋼筋按兩層鋼筋布置，假設，則有效高度。取選擇受壓區鋼筋314（AS=462mm2），受拉鋼筋622（As=2281mm2），鋼筋間橫向凈距3-21已知條件與題3-20相同。由于構造要求，截面受壓區已配置了3$18的鋼筋，as=42mm。試求所需的受拉鋼筋截面面積。解：查附表可得，則彎矩計算值。設，受拉鋼筋按兩層鋼筋布置，假設，則有效高

32、度。受壓區318 AS=763mm2 aS=42mm 受壓區高度3-22圖3-43所示為裝配式T形截面簡支梁橋橫向布置圖，簡支梁的計算跨徑為24.2m。試求邊梁和中梁受壓翼板的有效寬度bf。解：內梁1.簡支梁計算跨徑的1/3，即。2.取相鄰兩梁平均間距2200mm3. ，滿足取三個中的最小值，即2200mm邊梁，又外側懸臂板實際寬度為2200mm，所以邊梁有效寬度為2200mm3-23兩類鋼筋混凝土T形截面梁如何判別？為什么第一類T形截面可按bfxh的矩形截面計算？P80（1） 按受壓區高度的不同分為兩類：受壓區高度在翼板厚度內，即xhf，為第一類T形截面；受壓區已進入梁肋，即xhf，為第二類

33、T形截面。（2） 第一類T形截面，中和軸在受壓翼板內，受壓區高度xhf。此時，截面雖為T形，但受壓區形狀為寬bf的矩形，而受拉區截面形狀與截面抗彎承載力無關，故以寬度bf的矩形截面進行抗彎承載力計算。3-24計算跨徑L=12.6m的鋼筋混凝土簡支梁，中梁間距為2.1m，截面尺寸及鋼筋截面布置如圖3-44所示。C30混凝土，HRB400級鋼筋，箍筋與水平縱向鋼筋均采用HPB300級鋼筋，直徑分別為8mm和6mm；I類環境條件，設計使用年限100年，安全等級為二級；截面最大彎矩設計值Md=1187kN·m。試進行截面復核。解：查附表可得。彎矩計算值保護層厚度鋼筋凈距且>d=20.5

34、mm，則T形截面有效寬度： 1.計算跨徑的1/3: 2.相鄰兩梁的平均間距為2100mm3.所以T梁截面有效寬度，厚度（1）判斷T形截面類型：又1218 As=3054mm2為第一類T形截面（2）求受壓區高度x（3）正截面抗彎能力滿足承載能力要求。3-25鋼筋混凝土空心板的截面尺寸如圖3-45所示。試做出其等效的工字形截面。先將空心板的圓孔換算成的矩形孔面積相等：慣性矩相等：解得：故上翼板厚度下翼板厚度腹板厚度第四章4-1鋼筋混凝土受彎構件沿斜截面破壞的形態有幾種？各在什么情況下發生？P93答：斜拉破壞，發生在剪跨比比較大（）時；剪壓破壞，發生在剪跨比在時；斜壓破壞，發生在剪跨比時。4-2 影

35、響鋼筋混凝土受彎構件斜截面抗剪能力的主要因素有哪些？P95答：主要因素有剪跨比、混凝土強度、縱向受拉鋼筋配筋率和箍筋數量及強度等。4-3 鋼筋混凝土受彎構件斜截面抗剪承載力基本公式的適用范圍是什么？公式的上下限物理意義是什么？P99答：適用范圍：1）截面尺寸需滿足 2）按構造要求配置箍筋物理意義：1）上限值：截面最小尺寸；2）下限值：按構造要求配置鋼筋4-4 為什么把圖4-12稱為“腹筋初步設計計算圖”？4-5 解釋以下術語答：剪跨比P92：剪跨比是一個無量綱常數，用來表示，此處M和V分別為剪彎區段中某個豎直截面的彎矩和剪力，為截面有效高度。配箍率P97：剪壓破壞P93：隨著荷載的增大，梁的剪

36、彎區段內陸續出現幾條斜裂縫，其中一條發展成臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現后，梁承受的荷載還能繼續增加，而斜裂縫伸展至荷載墊板下，直到斜裂縫頂端的混凝土在正應力、剪應力及荷載引起的豎向局部壓應力的共同作用下被壓酥而破壞。這種破壞為剪壓破壞。斜截面投影長度P107：縱向鋼筋與斜裂縫底端相交點至斜裂縫頂端距離的水平投影長度，其大小與有效高度和剪跨比有關。充分利用點P105：所有鋼筋的強度被充分利用的點不需要點P105：不需要設置鋼筋的點彎矩包絡圖P104：沿梁長度各截面上彎矩組合設計值的分布圖抵抗彎矩圖P104：又稱材料圖，是沿梁長度各個正截面按實際配置的總受拉鋼筋面積能產生的抵抗彎矩圖，即表示各正截面

37、所具有的抗彎承載力。4-6 鋼筋混凝土梁抗剪承載力復核時，如何選擇復核截面？P106答：公路橋規規定，在進行鋼筋混凝土簡支梁斜截面抗剪承載力復核時，其復核位置應按照下列規定選取： 1）距支座中心h/2處的截面 2）受拉區彎起鋼筋彎起處的截面以及錨于受拉區的縱向受拉鋼筋開始不受力處的截面 3）箍筋數量或間距有改變處的截面 4）梁的肋板寬度改變處的截面4-7 試述縱向鋼筋在支座處錨固有哪些規定？P107答：公路橋規有以下規定： 1）在鋼筋混凝土梁的支點處，應至少有兩根且不少于總數1/5的下層受拉主鋼筋通過； 2) 底層兩外側之間不向上彎曲的受拉主鋼筋，伸出支點截面以外的長度應不小于10d；對環氧樹

38、脂涂層鋼筋應不小于12.5d，d為受拉鋼筋直徑。4-9計算跨徑L=4.8m的鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，bXh=200mmX500mm，C30混凝土；I類環境條件，設計使用年限50年，安全等級為二級；已知簡支梁跨中截面彎矩設計值Md，L/2=147 kN·m,支點處剪力設計值Vd，0=124.8kN,跨中處剪力設計值Vd，L/2=25.2 kN。試求所需的縱向受拉鋼筋As（HRB400級鋼筋）和僅配置箍筋（HPB300級）時的箍筋直徑與布置間距Sv，并畫出配筋圖。解：縱向受拉鋼筋：查附表可得，則彎矩計算值。采用綁扎鋼筋骨架，按兩層鋼筋布置，假設，則有效高度。單筋截面最大承載能力為：所以

39、采用單筋矩形截面配筋。取，受拉鋼筋選擇318（），d=20.5mm。受拉區鋼筋間橫向布置凈距，且滿足要求；則鋼筋間凈距，配筋率箍筋：取混凝土和箍筋共同的抗剪能力,不考慮彎起鋼筋作用，則：，解得由此可得:跨中段截面：支座截面：在梁跨中的某長度范圍內按構造配置箍筋，其余區段按計算配置腹筋。由的截面距跨中截面的距離在跨中向兩支座處的867mm長度內可按構造要求布置箍筋距支座中心線為處的計算剪力值為其中混凝土和箍筋承擔的采用直徑為8mm的雙肢箍筋 跨中截面 支點截面 由構造要求得：,且，取箍筋配筋率，滿足要求，根據要求：在支座中心向跨徑長度方向的500mm范圍內，設計箍筋間距，至跨中截面統一采用4-1

40、0參照4.5.3節“裝配式鋼筋混凝土簡支梁設計例題”中“4）斜截面抗剪承載力的復核”的方法，試對距支座中心為1300mm處斜截面抗剪承載力進行復核。第六章6-1配有縱向鋼筋和普通鋼筋的軸心受壓短柱與長注的破壞形態有何不同？什么叫作柱的穩定系數？影響穩定系數的主要因素有哪些？P147和P149解：1）短柱：當軸向力P逐漸增加時，試件也隨之縮短，試驗結果證明混凝土全截面和縱向鋼筋均發生壓縮變形。當軸向力P達到破壞荷載的90%左右時，柱中部四周混凝土表面出現縱向裂縫，部分混凝土保護層剝落，最后是箍筋間的縱向鋼筋發生屈服，向外鼓出，混凝土被壓碎而整個試驗柱破壞。鋼筋混凝土短柱的破壞是材料破壞，即混凝土

41、壓碎破壞。2）長柱：在壓力P不大時，也是全截面受壓，但隨著壓力增大，長柱不緊發生壓縮變形，同時長柱中部發生較大的橫向撓度，凹側壓應力較大，凸側較小。在長柱破壞前，橫向撓度增加得很快，使長柱的破壞來得比較突然，導致失穩破壞。破壞時，凹側的混凝土首先被壓碎，混凝土表面有縱向裂縫，縱向鋼筋被壓彎而向外鼓出，混凝土保護層脫落；凸側則由受壓突然轉變為受拉，出現橫向裂縫。3）穩定系數：鋼筋混凝土軸心受壓構件計算中，考慮構件長細比增大的附加效應使構件承載力降低的計算系數4）主要影響因素：構件的長細比6-2對于軸心受壓普通箍筋柱，公路橋規為什么規定縱向受壓鋼筋的最大配筋率和最小配筋率？對于縱向鋼筋在截面上的布

42、置以及復合箍筋設置，公路橋規有什么規定？P151 P153（1）最小配筋率 隨著作用持續時間的增加，混凝土的壓應力逐漸減少以及鋼筋的壓應力逐漸增大，一開始變化較快，經過一定的時間后逐步穩定；截面配筋率較小時，鋼筋壓應力值較大、混凝土壓應力值減少較小，當截面配筋率很小時，就不能按鋼筋混凝土受壓構件來設計，同時為了承受可能存在的較小彎矩以及混凝土收縮、溫度變化引起的拉應力，規定了最小配筋率。（2）縱向鋼筋：1.直徑不小于12mm，在構件截面上，縱向受力鋼筋至少應有4根并且在截面每一角隅處必須布置一根。2.凈距不應小于50mm，也不應大于350mm。復合箍筋：1和2.s內設3根縱向受力鋼筋；3. s

43、內設2根縱向受力鋼筋6-3配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構件與配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構件的正截面承載力計算有何不同？6-5配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構件（墩柱）的截面尺寸為bXh=250mmX250mm，構件計算長度l0=5m；C30混凝土，HRB400級鋼筋，縱向鋼筋面積As=804mm2（4$16），as=40mm，箍筋（HPB300）直徑8mm；I類環境條件，設計使用年限50年，安全等級為二級；軸向壓力設計值Nd=560kN，試進行構件承載力校核。解：短邊，計算長細比，查表得，則滿足承載能力要求。6-6配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構件（墩柱）的截面尺寸為bXh=20

44、0mmX250mm，構件計算長度l0=4.3m；C30混凝土，HRB400級鋼筋，縱向鋼筋面積As=678mm2（6$12），as=40mm，箍筋（HPB300）直徑8mm；I類環境條件，設計使用年限50年，安全等級為二級；試求該構件可承受的最大軸向力設計值Nd。解：短邊，計算長細比，查表得，則滿足承載能力要求。6-7配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的軸心受壓構件（墩柱）的截面為圓形，直徑d=450mm，構件計算長度l0=3m；C30混凝土，縱向鋼筋采用HRB400級鋼筋，箍筋采用HPB300級鋼筋，II類環境條件，設計使用年限50年，安全等級為一級；試進行構件的截面設計和承載力復核。解：查表得混凝土抗

45、壓強度設計值，HRB400級鋼筋強度設計值，HPB300級鋼筋抗拉強度設計值，軸心壓力計算值1)截面設計長細比，可按螺旋箍筋柱設計。（1）計算所需縱向鋼筋截面積取縱向鋼筋的混凝土保護層厚度為，則：核心面積直徑：柱截面面積：核心面積：假定縱向鋼筋配筋率，則可得到：選用616的，（2）確定箍筋直徑和間距S 取，可得螺旋箍筋換算截面面積為：選10單肢箍筋的截面積，這時箍筋所需的間距為：，由構造要求，間距S應滿足和,故取截面復核實際設計截面 取間接鋼筋影響系數第七章7-1鋼筋混凝土偏心受壓構件截面形式與縱向鋼筋布置有什么特點？P160（1）鋼筋混凝土偏心受壓構件的截面形式有矩形截面、工字型截面、箱型截

46、面和圓形截面。矩形截面為最常用的截面形式，截面高度h大于600mm的偏心受壓構件多采用工字型或箱形截面。圓形截面主要用于柱式墩臺、樁基礎中。（2）1.在截面上，布置有縱向受力鋼筋和箍筋。縱向受力鋼筋在截面中最常見的配置方式是將縱向鋼筋集中放置在截面偏心方向的最外兩側，其數量通過正截面承載力計算確定。2.對于圓形截面，則采用沿截面周邊均勻配筋的方式。箍筋的作用與軸心受壓構件中普通箍筋的作用基本相同。構件存在著一定的剪力，由箍筋負擔。箍筋數量和間距按普通箍筋柱的構造要求確定。7-2試簡述鋼筋混凝土偏心受壓構件的破壞形態和破壞類型。P160答：破壞形態：（1）受拉破壞大偏心受壓破壞，當偏心距較大時，

47、且受拉鋼筋配筋率不高時，偏心受壓構件的破壞是受拉鋼筋先達到屈服強度，然后受壓混凝土壓壞，臨近破壞時有明顯的預兆，裂縫顯著開展，構件的承載能力取決于受拉鋼筋的強度和數量。（2）受壓破壞小偏心受壓破壞，小偏心受壓構件的破壞一般是受壓區邊緣混凝土的應變達到極限壓應變，受壓區混凝土被壓碎；同一側的鋼筋壓應力達到屈服強度，破壞前鋼筋的橫向變形無明顯急劇增長，正截面承載力取決于受壓區混凝土的抗壓強度和受拉鋼筋強度。破壞類型：1）短柱破壞；2）長柱破壞；3）細長柱破壞7-3由式（7-2）偏心距增大系數與哪些因素有關？P166 由公式可知，偏心距增大系數與構件的計算長度，偏心距，截面的有效高度，截面高度，荷載

48、偏心率對截面曲率的影響系數，構件長細比對截面曲率的影響系數。7-4鋼筋混凝土矩形截面（非對稱配筋）偏心受壓構件的截面設計和截面復核中，如何判斷是大偏心受壓還是小偏心受壓？P170答：截面設計時，當時，按小偏心受壓構件設計，時，按大偏心受壓構件設計。截面復核時，當時，為大偏心受壓，時，為小偏心受壓.7-6矩形截面偏心受壓構件的截面尺寸為bXh=300mmX600mm，彎矩作用平面內的構件計算長度l0=6m；C30混凝土，縱向鋼筋HRB400級鋼筋，箍筋（HPB300）直徑8mm；I類環境條件，安全等級為二級，設計使用年限50年；軸向力設計值Nd=542.8kN，相應彎矩設計值Md=326.6kN

49、·m，試按截面非對稱布筋進行截面設計。解：查表得：偏心距，彎矩作用平面內的長細比，故應考慮偏心距增大系數。設，則所以偏心距增大系數（1）大小偏心受壓的初步判斷，故可先按照大偏心受壓來進行配筋計算。（3） 計算所需的縱向鋼筋面積，選擇受壓鋼筋為314，截面受壓區高度x值取，現選受拉鋼筋為328，取，滿足規范要求。又由規范知，在長邊h方向設置2根直徑為10mm的縱向構造鋼筋287-7矩形截面偏心受壓構件的截面尺寸為bXh=300mmX400mm，彎矩作用平面內的構件計算長度l0=4m；C30混凝土，縱向鋼筋HRB400級鋼筋，箍筋（HPB300）直徑8mm；I類環境條件，安全等級為二級，

50、設計使用年限50年；軸向力設計值Nd=188kN，相應彎矩設計值Md=120kN·m，現截面受壓區已配置了320鋼筋（單排），as=40mm，試計算所需的受拉鋼筋面積As，并選擇與布置受拉鋼筋。解：查表得：偏心距，彎矩作用平面內的長細比，故應考慮偏心距增大系數。設，則所以偏心距增大系數（1）大小偏心受壓的初步判斷，故可先按照大偏心受壓來進行配筋計算。（2）計算所需的縱向鋼筋面積又當 取320的鋼筋，滿足規范要求。7-8矩形截面偏心受壓構件的截面尺寸為bXh=300mmX450mm，彎矩作用平面內的構件計算長度l0x=3.5m，垂直于彎矩作用平面方向的計算長度l0y=6m；C30混凝土

51、，HRB400級鋼筋，I類環境條件，安全等級為二級，設計使用年限50年；截面鋼筋布置，As=339mm2（312）,As=308mm2（214），箍筋（HPB300）直徑8mm。軸向力設計值Nd=174kN，相應彎矩設計值Md=54.8kN·m，試進行截面復核。解：查表得：偏心距，彎矩作用平面內的長細比，故應考慮偏心距增大系數。，則所以偏心距增大系數假定為大偏壓，取又，為大偏心受壓。又所以：截面承載能力為滿足承載能力要求垂直于彎矩作用平面的截面承載力復核垂直彎矩作用平面的長細比，查附表得：則得：滿足承載力要求。7-9矩形截面偏心受壓構件的截面尺寸為bxh=300mmx600mm,彎矩

52、作用平面內和垂直于彎矩作用平面的計算長度l0=6m:C30混凝土和HRR400級鋼筋;I類環境條件,設計使用年限50年,安全等級為一級;軸向力設計值Nd=2645kN.相應彎矩設計值Md=119kN.m,試按非對稱布筋進行截面設計和截面復核。解：查表得：偏心距，彎矩作用平面內的長細比，故應考慮偏心距增大系數。設，則所以偏心距增大系數截面設計（1）大小偏心受壓的初步判斷，故可先按照小偏心受壓來進行配筋計算。（2）計算所需的縱向鋼筋面積 現選As為412，As=452mm2又求得，按小偏壓計算，將，取428的鋼筋，取截面復核（1）垂直彎矩作用平面垂直彎矩作用平面的長細比，查附表得：則得：不滿足承載

53、力要求。（2）彎矩作用平面內的復核大小偏心受壓的初步判斷所以偏心距增大系數假定為大偏壓，取由故截面為小偏壓。截面受壓區高度x求得，截面為部分受壓的小偏心受壓構件，因 滿足故偏心軸力作用于鋼筋As合力點和As合理點之間，滿足承載力要求。7-10 與非對稱布筋的矩形截面偏心受壓構件相比，對稱布筋設計時的大、小偏心受壓的判別方法有何不同之處？P182答：對稱布筋時：由于，由此可得可直接求出。然會根據，判斷為大偏心受壓；，判斷為小偏心受壓；非對稱布筋時：無法直接求出。判斷依據為，可先按小偏心受壓構件計算；，可先按大偏心受壓構件計算。7-11矩形截面偏心受壓構件的截面尺寸為bxh=250mmx300mm,彎矩作用平面內和垂直于彎矩作用平面的計算長度l0=2.2m:C30混凝土和HRR400級鋼筋;I類環境條件,設計使用年限50年,安全等級為二級;軸向力設計值Nd=122kN.相應彎矩設計值Md=58.5kN.m,試按對稱布筋進行截面設計和截面復核。解：查表得：，偏心距，在彎矩作用平面內，長細比設，所以偏心距增大系數可按大偏心受壓構件設計現選As為318，所以，as和as取為45mm，取箍筋直徑為8mm截面復核1. 在垂直于彎矩作用平面內的復核長細比2. 2.在彎矩作用平面內假