结构设计原理1-21章课后习题参考答 联系客服

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4-6钢筋混凝土抗剪承载力复核时,如何选择复核截面?

1距支座中心h/2(梁高一半)处的截面中截面;2受拉弯区起钢筋弯起处的截面,以及锚于受拉区的纵向钢筋开始不受力处的截面;3箍筋数量或间距有改变处的截面;4梁的肋板处的截面。 4-7试述纵向钢筋在支座处锚固有哪些规定?1在钢筋混凝土梁的支点处,应至少有两根且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过;2底层两外侧之间不向上弯曲的受拉主筋,伸出支点截面以外的长度应不小于10d;对环氧树脂涂层钢筋应不小于12.5d,d为受拉主筋直径。 4-8钢筋混凝土连续梁斜截面破坏有哪些特点?

1剪跨比适中的连续梁中,当荷载增加到一定程度时,将首先在正、负弯矩较大的区段内出现垂直裂缝。2当斜裂缝和纵向钢筋相交后,斜裂缝处纵筋所受拉应力显著增大,而相距不远的反弯点截面的纵筋拉应力却很小,在这个梁区段中纵筋拉应力的变化梯度很大而纵筋拉力差主要靠混凝土和钢筋之间的粘结力传递到混凝土上,因拉力差过大,故沿纵向刚劲水平位置的混凝土表面上出现一些断断续续的针脚状斜向裂缝。3由于粘结裂缝伸过反弯点截面,反弯点将不再是纵筋受拉和受压的分界点,无论是梁上部纵筋还是下部纵筋,在临近内支点的剪跨段内都将基本上是受拉的。

6钢筋混凝土轴心受压构件按箍筋功能和配置方式的不同分为

1.配有纵向钢筋和普通箍筋的轴心受压构件2配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件 设置纵向钢筋的目的:1协助混凝土承受压力,可减少构件截面尺寸2承受可能存在的不大的弯矩3防止构件的突然脆性破坏 普通箍筋作用:防止纵向钢筋局部受压并与纵向钢筋形成骨架便于施工。螺旋筋作用:使截面中间混凝土成为约束混凝土,提高构件的承载力和延性轴心受压构件的 6-1配有纵向钢筋和普通钢筋的轴心受压短柱和长住的破坏形态有何不同?什么叫做长柱的稳定系数?影响稳定系数的主要因素有哪些?

短柱:当轴向力逐渐增加时柱随之缩短,轴向力达到90%的破坏荷载时柱中部周围混凝土表面出现裂缝,部分保护层剥落,最后是箍筋间的纵向钢筋发生屈曲,混凝土被压碎,钢筋混凝土短柱的破坏是材料破坏,即混凝土压碎破坏。长柱:在长住破坏前横向挠度增加快,使破坏比较突然,导致失稳破坏,破坏时凹侧混凝土首先被压碎,表面有纵向裂缝,混凝土保护层脱落,凸侧由受压突然转变为受拉,出现横向裂缝。稳定系数:在钢筋混凝土轴心受压构件计算中,考虑构件长细比增大的附加效应使构件承载力降低的系数。影响因素主要与构件长细比有关,混凝土强度和配筋率影响小。

6-3配有纵向钢筋和普通箍筋的轴向受压构件与配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴向受压构件的正截面承载力计算有何不同?

7-1钢筋混凝土偏心受压构件截面形式与纵向钢筋布置有什么特点?

7-2钢筋混凝土偏心受压构件的破坏形态和破坏类型?

形态:1受拉破坏—大偏心受压破坏。偏心受压构件的破坏是受拉钢筋先达到屈服强度然后混凝土压坏称为受拉破坏。2受压破坏—小偏心受压破坏。受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变受压区混凝土被压碎,同侧钢筋达到屈服强度另一侧达不到屈服强度,破坏前构件横向变形无明显增长,称为受压破坏。破坏类型:1.短柱,随荷载增大当短柱达到极限承载能力时,柱的截面由于达到极限强度而破坏。2.长柱,实际偏心距随荷载的增大而非线性增加,柱的截面由于材料达到极限强度而破坏。3,细长柱,压干达到最大承载力是受压构件截面上钢筋和混凝土的应变未达到材料破坏的极限值,称为失稳破坏。

7-4钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件的截面设计和截面复合中,如何判断是大偏心受压还是小偏心受压?

9-1为什么要进行持久状况正常使用极限状态计算和短暂状态应力计算?与持久状况承载能力极限状态计算有何不同之处?

因为钢筋混凝土构件除了可能由于材料强度破坏或失稳等原因达到承载能力极限状态以外,还有可能由于构件变形或裂缝过大影响了构件的适用性及耐久性,而达不到结构正常使用要求。不同点:1极限状态取构件破坏阶段2截面承载能力大于最不利荷载效应3作用效应取短期和长期效应的一种或两种组合,汽车荷载不计冲击系数。

9-2什么是钢筋混泥土构件的换算截面?将钢筋混凝土开裂截面化为等效的换算截面基本前提是什么?答:1将钢筋和受压区混凝土两种材料组成的实际截面换算成一种拉压性能相同的假想材料组成的均质截面。2通过换算截面的形心轴。

9-3引起钢筋混凝土构件出现裂缝的主要因素有哪些?作用效应、外加变形或约束变形、钢筋锈蚀。

9-4影响混凝土结构耐久性的因素有哪些?混凝土结构耐久性设计应考虑哪些问题?答:混凝土冻融破坏、混凝土的碱集料反应、侵蚀性介质的腐蚀、机械磨损、混凝土的碳化、钢筋锈蚀。混凝土耐久性设计可能与混凝土材料、结构构造和裂缝。 9-5

预应力概念是什么?分类?施工方法?

12-1何谓预应力混凝土?为什么要对构件施加预应力?预应力混凝土的主要优点是什么?其基本原理是什么?所谓预应力混凝土,就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力,且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。 由于预先给混凝土梁施加了预压应力,使混凝土梁在均布荷载q作用时下边缘所产生的拉应力全部被抵消,因而可避免混凝土出现裂缝,混凝土梁可以全截面参加工作。这就相当于改善了梁中混凝土的抗拉性能,而且可以达到充分利用高强钢材的目的。

12-2什么是预应力度?对预应力混凝土构件如何分类?公路桥规将受弯构件的预应力度(T)定义为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms的比值。全预应力混凝土,部分预应力混凝土和钢筋混凝土。

12-3预应力混凝土结构有什么优缺点?优点:1提高了构件的抗裂度和刚度。2可以节省材料,减少自重。3可以减少混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。4结构质量安全可靠。5预应力可作为结构构件连接的手段,促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。此外,预应力还可以提高结构的耐疲劳性能。缺点:1工艺较复杂,对施工质量要求甚高,因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。2需要有专门设备。3预应力上拱度不易控制。4预应力混凝土结构的开工费用较大,对于跨径小、构件数量少的工程,成本较高。

12-4什么是先张法?先张法构件是按什么样的工序施工?先张法构件如何实现预应力筋的锚固?先张法构件有何优缺点?先张法,既先张拉钢筋,后浇筑构件混凝土的方法。1预应力钢筋就位,准备张拉。2张拉并锚固,浇筑构件混凝土。3松锚,预应力钢筋回缩,制成预应力混凝土构件。先张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的。

12-5什么是后张法?后张法构件是按什么样的工序施工?后张法构件如何实现预应力筋的锚固?后张法构件有何优缺点?后张法是先浇筑构件混凝土,待混凝土结硬后,再张拉预应力钢筋并锚固的方法。1浇筑构件混凝土,预留孔道,穿入预应力钢筋。2千斤顶支于混凝土构件上,张拉预应力钢筋。3用锚具将预应力钢筋锚固后进行孔道压浆。后张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的。

12-6预应力混凝土构件对锚具有何要求?按传力锚固的受力原理,锚具如何分类?受力安全可靠;预应力损失要小;构造简单、紧凑,制作方便,用钢量少;张拉锚固方便迅速,设备简单。1依靠摩阻力锚固的锚具2依靠承压锚固的锚具3依靠黏结力锚固的锚具

12-7公路桥梁中常用的制孔器有哪些?抽拔橡胶管与螺旋金属波纹管。

12-8预应力混凝土结构对所使用的混凝土有何要求?何谓高强度混凝土?1必须抗压强度高2钢材强度越高,混凝土强度级别也相应要求提高。3混凝土能快硬、早强,以便能及早施加预应力,加快施工进度,提高设备、模版等的利用率。

12-9混凝土的收缩和徐变对预应力混凝土构件有何影响?如何配制收缩和徐变小的混凝土?混凝土的收缩和徐变,使预应力混凝土构件缩短,因而将引起预应力钢筋中的预拉应力的下降,通常称此为预应力损失。预应力钢筋的预应力损失,也相应地使混凝土中的预压应力减小。混凝土的收缩和徐变值越大,则预应力损失值就越大,对预应力混凝土结构就越不利。

12-10什么是混凝土的线性徐变?什么是混凝土的非线性徐变?影响徐变的主要因素有哪些?当混凝土所承受的持续应力6c小于等于0.5Fck时,其徐变应变值Ec与混凝土应力6c之间,存在着线性关系,在此范围内的徐变变形则称为线性徐变。一般当混凝土应力6c大于0.6Fck,则徐变应变不再与6c成正比例关系,此时称为非线性徐变。因素:1荷载应力、持荷时间、混凝土的品质与加载龄期,以及构件尺寸和工作的环境等。

12-11预应力混凝土结构对所使用的预应力钢筋有何要求?公路桥梁中常用的预应力钢筋有哪些?1强度要求高2有较好的塑性3要具有良好的与混凝土粘结性能。4应力松弛损失要低。钢绞线,消除应力钢丝和精轧螺纹钢筋。

12-12理解预应力混凝土结构的三种概念是什么?他们在分析和设计中有何作用?1 .预加应力的目的

将砼变成弹性材料。作用不是配筋而是给预压应力以改变砼性能的一种手段。2.使高强度钢筋和砼共同作用。预先将预应力钢筋拉到一定的应力状态,在使用阶段预应力钢筋的应力增加幅度小,砼裂缝较细,这样二者可以一起工作3. 预加应力的目的实现荷载平衡。认为是砼构件预先施加与使用荷载相反的载荷以抵消部分荷载,使受弯构件在给定荷载条件下不受挠曲应力。

两根跨径相同的砼简支梁,具有完全相同的截面尺寸,材料和配筋,一根加预应力,一根不加预应力,问1,两者在使用阶段开裂,荷载是否相同,为什么?2两者的极限抗弯承载力是否相同,为什么?不相同,施加预应力提高了简支梁的抗裂度和刚度,因为预先施加压应力抵消使用荷载作用下产生的拉应力,使施加了预应力的构件在使用阶段中不出现裂缝,或可使裂缝大大推迟出现增加了结构的耐久性。 相同,在初始阶段,预应力砼是全截面受压,一段时间后达到普通砼相同的程度,一开始下端受拉,钢筋逐渐达到屈服强度,上端砼被压碎,两种钢筋材料有相同的截面尺寸和配筋,所以屈服强度也相同,两者的极限抗弯承载力荷载也相同

13-1预应力混凝土受弯构件在施工阶段和使用阶段的受力有何特点?答:施工阶段中的预加应力承受的作用主要是偏心预压力,安装运输阶段认为预加力和梁的一期荷载但由于引起预应力损失的因素相继增加,使预加力要比预加应力阶段小。使用阶段构件承受偏心预加力和梁的一期恒载还有二期恒载。

13-2预应力混凝土梁的优越性是什么?决定预应力混凝土梁破坏弯矩的主要因素是什么?答:优越性是承载力高,可以实现大跨,轻巧,建筑美观。弯矩的原因,那就是外部作用力决定了弯矩。????