二、问答题1. 一矩形截面钢筋混凝土柱,截面尺寸b×h=400mm×600mm,柱的计算长度为6m。混凝土强度等级C30,纵向受力钢筋为HRB400。已知a
s=a'
s=40mm,f
c=14.3N/mm
2。f
y=360N/mm
2,ξ
b=0.518,η=1.38。
今设计成对称配筋,有A、B两组内力设计值,试说明采用哪组需要的钢筋量大?
A组:N=3000kN,M=85kN·m
B组:N=3000kN,M=-100kN·m
,属于小偏心受压。
根据对称配筋截面的N
u—M
u曲线,对于小偏心受压,相同压力时弯矩M越大越不利,故B组内力时需要的钢筋量大。
2. 《混凝土结构设计规范》是如何考虑弯矩、剪力、和扭矩共同作用的?β
t的意义是什么?起什么作用?上下限是多少?
实际工程的受扭构件中,大都是弯矩、剪力、扭矩共同作用的。构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的,这种相互影响的性质称为复合受力的相关性。由于构件受扭、受弯、受剪承载力之间的相互影响问题过于复杂,采用统一的相关方程来计算比较困难。为了简化计算,《混凝土结构设计规范》对弯剪扭构件的计算采用了对混凝土提供的抗力部分考虑相关性,而对钢筋提供的抗力部分采用叠加的方法。
,β
t称为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数,当β
t小于0.5时,取β
t等于0.5;当β
t大于1.0时,取β
t等于1.0。
3. 影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?
(1)剪跨比的影响,随着剪跨比的增加,抗剪承载力逐渐降低;
(2)混凝土的抗压强度的影响,当剪跨比一定时,随着混凝土强度的提高,抗剪承载力增加;
(3)纵筋配筋率的影响,随着纵筋配筋率的增加,抗剪承载力略有增加;
(4)箍筋的配箍率及箍筋强度的影响,随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加,抗剪承载力增加;
(5)斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用;
(6)加载方式的影响;
(7)截面尺寸和形状的影响;
4. 如何进行钢筋混凝土梁的变形验算?
钢筋混凝土梁变形验算的步骤如下:
(1) 按照作用的短期效应组合确定作用于梁上的弯矩组合设计值;
(2) 利用刚度B按照结构力学方法计算出梁的短期挠度f
s;
(3) 将梁的短期挠度乘以增长系数得到长期挠度,
;
(4) 用同样方法计算出自重引起的长期挠度
;
(5) 判断
是否小于规范规定的变形限值。
5. 偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么?大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同?
(1)当N作用在纵向钢筋As合力点和A's合力点范围以外时,为大偏心受拉;当N作用在纵向钢筋As合力点和A's合力点范围之间时,为小偏心受拉;
(2)大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。
三、计算题1. 矩形截面梁,b×h=200×600mm。,承受弯矩的设计值为203.7KNm,C20混凝土,HRB335钢筋,结构安全等级为二级,y
o=1.0。求:纵向受拉钢筋A
s
解:选筋及绘配筋图:选1Φ18+2Φ20(A
s=254+628=882
2)
选1Φ18+2Φ20(A
s=254+628=882mm
2),如图上所示。
2 本题设计弯矩值较大,可能受拉钢筋的面积偏大,因此,设计时应假定纵向受拉放两排。
f
c=9.6N/mm
2,f
y=300KN/mm
2,f
t=1.1N/mm
2 纵向钢筋按二排放置:h
o=h-a
s=600-60=540mm
,取ρ
min=0.2%
1、配筋计算
(1)
≤a
s,max=0.400(不超筋)
(2)
(3)
(不少筋)
2、钢筋选择及绘制配筋图:
选3Φ18+3Φ20(A
s=763+941=1704mm
2), 如下图所示。
2. 某矩形截面柱,b×h=300mm×400mm,计算长度ι
0=4.0m;对称配筋,
;承受轴向力设计值N
d=350kN;采用C30混凝土(f
cd=13.8MPa),HRB335纵筋(f
sd=280MPa)。结构重要性系数γ
0=1.1。
要求:计算截面在h方向所能承受的弯矩设计值。
提示:
解:
<ξ
bh
0=0.56×355=199mm
按照大偏心受压构件计算。
对轴向力作用点取矩,得到:
此时,ξ
1=0.2+2.7e
0/h
0=0.2+2.7×362/355>1.0,原假定的ζ
1=1.0正确。
因此,可以承受的弯矩设计值M
d=350×362×10
-3=126.7kN·m
注意:由于
,故这里得到M
d=126.7kN·m后,不需要再除以结构重要性系数1.1。