混凝土结构设计原理(3)

《混凝土结构设计原理》(3)

三、简答题

（一）、钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式，其原因在于？ 1．考核知识点：受压构件的构造要求。

2．常见错误：注意回答清楚两方面的原因：钢筋骨架的整体刚度和约束作用。

3．提示答案：

钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式箍筋是为了保证钢筋骨架的整体刚度，并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。

（二）、钢筋混凝土偏心受压破坏通常分为哪两种情况？它们的发生条件和破坏特点是怎样的？

1．考核知识点：偏心受压构件的不同破坏形态及其分类。

2．常见错误：注意大偏心受压破坏与小偏心受压破坏的本质区别是远离纵向力一端的钢筋屈服与否。

3．提示答案：

钢筋混凝土偏心受压破坏可分为两种情况：大偏心受压破坏与小偏心受压破坏。

大偏心受压破坏的发生条件是：偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。破坏特点是：受拉区的钢筋能达到屈服，受压区的混凝土也能达到极限压应变。

小偏心受压破坏的发生条件是：偏心距较小或很小，或者虽然相对偏心距较大，但配置了很多的受拉钢筋。破坏特点是：靠近纵向力一端的钢筋能达到受压屈服，混凝土被压碎，而远离纵向力一端的钢筋无论是受拉还是受压，一般情况下都达不到屈服。

（三）、简述矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式的适用条件？ 1．考核知识点：矩形截面偏心受压构件正截面承载力的基本计算方法。 2．常见错误：注意大偏心受压构件的受力性能与受弯构件的双筋梁的适筋破坏相似，基本公式的适用条件也一样。

3．提示答案：

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答：矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式的适用条件如下： 1）为了保证构件破坏时受拉区钢筋的应力先达到屈服强度，要求满足：

xbh0

2）为了保证构件破坏时，受压钢筋应力能达到抗压屈服强度设计值，与双筋受弯构件相同，要求满足：x2as

（四）、实际工程中，哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算，哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算？

1．考核知识点：轴心受拉和偏心受拉构件的实际应用。

2．常见错误：注意理解为什么有些构件按轴心受拉构件计算，有些构件按偏心受拉构件计算。

3．提示答案：

在钢筋混凝土结构中，真正的轴心受拉构件是罕见的。近似按轴心受拉构件计算的有承受节点荷载的屋架或托架受拉弦杆和腹杆，刚架、拱的拉杆，承受内压力的环形管壁及圆形储液池的壁筒等；可按偏心受拉计算的构件有矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱和承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。

（五）、轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为哪三个受力阶段？其承载力计算以哪个阶段为依据？

1．考核知识点：轴心受拉和偏心受拉构件的受力特点。本题是关于轴心受拉构件。

2．提示答案：

轴心受拉构件从加载开始到破坏为止可分为三个受力阶段：第一阶段为从加载到混凝土受拉开裂前，第二阶段为混凝土开裂至钢筋即将屈服，第三阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服。承载力计算以第三阶段末为依据。

（六）、大、小偏心受拉构件的破坏特征有什么不同？如何划分大、小偏心受拉构件？

1．考核知识点：偏心受拉构件的分类和破坏特征。

2．常见错误：注意比较偏心受拉构件和偏心受压构件所属类型的区分。 3．提示答案：

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大偏心受拉构件破坏时，混凝土虽开裂，但还有受压区。当As数量适当时，受拉钢筋首先屈服，然后受压钢筋的应力达到屈服强度，混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。

小偏心受拉构件破坏时，一般情况下，全截面均为拉应力，其中As一侧的拉应力较大。随着荷载的增加，As一侧的混凝土首先开裂，而且裂缝很快就贯穿整个截面，所以混凝土将退出工作，拉力完全由钢筋承担，构件破坏时，As及

都达到屈服强度。 As偏心受拉构件正截面承载力计算，按纵向拉力N的作用位置不同，可以分

为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况：当纵向拉力N作用在钢筋As合力点和As合力点范围之间时，为小偏心受拉。

（七）、钢筋混凝土纯扭构件有哪几种破坏形式？各有何特点？ 1．考核知识点：纯扭构件在裂缝出现前后的不同受力特点和破坏形态。 2．常见错误：注意因为受扭配筋有箍筋和纵筋，所以破坏形态有四种，超筋破坏有部分超筋破坏和完全超筋破坏。

3．提示答案：

答：钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态可分为适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏和少筋破坏4类。

适筋破坏的特点：纵筋和箍筋先到达屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏，属于延性破坏。

部分超筋破坏的特点：破坏时仅纵筋屈服，而箍筋不屈服；或箍筋屈服，纵筋不屈服，破坏时具有一定的延性，但较适筋破坏时的截面延性小。

完全超筋破坏的特点：纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压坏，属于脆性破坏。

少筋破坏的特点：裂缝一旦出现，构件就会立即发生破坏，此时，纵筋和箍筋不仅达到屈服强度而且可能进入强化阶段，属于脆性破坏。

（八）、钢筋混凝土弯剪扭构件的钢筋配置有哪些构造要求？ 1．考核知识点：受扭构件的构造要求。 2．提示答案：

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见教材181页

（九）、钢筋混凝土裂缝控制的目的是什么？

1．考核知识点：裂缝和变形控制的目的和要求。本题是关于裂缝控制的目的。

2．常见错误：回答时注意把裂缝控制两方面的目的都回答清楚。 3．提示答案：

裂缝控制的目的一方面是为了保证结构的耐久性，因为裂缝过宽时，气体和水分、化学介质会侵入裂缝，引起钢筋锈蚀，这不仅削弱了钢筋的面积，而且还会因钢筋体积的膨胀而引起保护层剥落，产生长期危害，影响结构的使用寿命。另一方面是考虑建筑物观瞻、人的心理感受和使用者不安全程度的影响。

四、计算题。

（一）、已知某柱两端为不动铰支座，柱高H=5.6m，截面尺寸为400mm×400mm，采用C20混凝土、HRB335钢筋，柱顶截面承受轴心压力设计值N=1692kN，试确定该柱所需的纵向钢筋截面面积。

1．考核知识点：配有纵筋和箍筋的轴心受压柱的承载力计算方法和公式。 2．解题思路：本题是普通箍筋柱的正截面承载力计算。因为已经知道了材料强度等级和柱截面尺寸，则计算比较容易，只需用公式

即可。注意需NAs，把已知量代入算出A1Nu0.9fcAfyfAsc0.9fy满足最小配筋率的条件。

3．提示答案：

300N/mm2 fc9.6N/mm2 fy（1）确定稳定系数

l0H5600mm，l0/b5600/40014，查附表3-3，得0.92 （2）计算纵向钢筋截面面积

16920009.6400400)1N0.90.922AsfA1692mm cfy0.9300(第 4 页 共 5 页

（3）验算配筋率

As16921.06%0.6%,而3%，满足。 A400400（二）、已知某钢筋混凝土屋架下弦，截面尺寸bh200mm150mm，承受的轴心拉力设计值N234kN，混凝土强度等级C30，钢筋为HRB335。求截面配筋。

1．考核知识点：轴心受拉和偏心受拉构件的受力特点及承载力计算原理。本题是轴心受拉构件的承载力计算。

2．解题思路：代入轴心受拉构件的正截面承载力计算公式：NfyAs，算出As即可。

3．提示答案：

fy300N/mm2

AsN/fy234000/300780mm2 选用4 16，As804mm2

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