水工钢筋混凝土结构综合练习题(3)

五.计算题

1.某抽水站钢筋混凝土偏心受压柱（Ⅱ级安全级别、一类环境条件），截面尺寸b×h=400×600mm，柱高l为6.5m，底端固定，顶端铰接，l0=0.7l,承受轴向力设计值N=960kN，弯矩设计值M=384kN·m。采用C25级混凝土及Ⅱ级钢筋，按对称求所需配置的As?和As。(fc=12.5 N/mm2，fy=310 N/mm2，a=a’=40mm, ρmin=0.2%，ξb=0.544）

2.一T形截面简支梁（Ⅱ级安全级别、一类环境条件），截面尺寸为b'f=400mm，h'f=80mm，b=200mm，h=500mm，承受弯矩设计值M=100kN?m，混凝土为C20，钢筋为Ⅱ级。试计算受拉钢筋。（fc=10 N/mm2，fy=310 N/mm2，c=25, ρ

ξb=0.544, min=0.15%，

??1?1?2?s）

综合练习题三参考答案

一.填空题

1.结构安全级别、构件破坏性质、极限状态。 2.徐变、收缩。

3.≤8时 ，失稳破坏。

4.永久、可变、偶然。

二.单选题

1. A 2.B 3.B 4.B 5. C 6. C 7. D 8. A 9.B 10.A

三.判断题

1．× 2．×3．×4．√ 5．√ 6． √ 7．× 8．√ 9．× 10. ×

四.简答题

1.正常使用极限状态与承载能力极限状态的可靠度水准为何不同？在设计中如何体现？ 答：承载能力极限状态关系到结构能否安全的问题，一旦失效，后果严重，所以应具有较高的可靠度水平。正常使用极限状态关系到结构的适用性、耐久性，一旦失效，—般不会造成生命财产的重大损失。所以正常使用极限状态设计的可靠度水平允许比承载能力极限状态的可靠度适当降低。

所以，与承载能力极限状态相比，正常使用极限状态验算时的各种参数的保证率可适当降低， 材料强度采用标准值而不用设计值，即材料分项系数取为1.0； 荷载也采用标准值，即荷载分项系数一律取为1.0；结构系数和设计状况系数也都取为1.0。这样，通过各种参数的不同取值体现可靠度水准的不同。

2.对称配筋偏心受压构件承载力复核时，若ηe0>0.3h0，且γd N>ξb fc b h0，应按哪种偏心

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受压情况进行计算？为什么？

答：大偏心受压破坏形态与小偏心受压破坏形态的相同之处是截面的最终破坏都是受压区边缘混凝土达到其极限压应变值而被压碎；不同之处在于截面受拉部分和受压部分谁先发生破坏，前者是受拉钢筋先屈服，而后受压区混凝土被压碎；后者是受压区混凝土先被压碎。即大小偏心受压之间的根本区别是,截面破坏时受拉钢筋是否屈服。以此破坏本质可知：?＞?b时，属于小偏心受压破坏。而用ηe0只是一种近似判断方法。

3.简要分析钢筋混凝土受弯构件的截面尺寸，配筋率和混凝土强度对构件抗裂度的影响？ 答：加大构件截面尺寸、特别截面高度是与提高混凝土的强度等级可有效提高构件抗裂能力。 用增加钢筋配筋率的办法来提高构件的抗裂能力所起的作用不大，而且极不经济的，故是不合理的。

4.何谓“全预应力混凝土”?是否预应力越大越好?

答：在全部荷载即荷载效应的短期组合下，截面不出现拉应力的预应力混凝土，称为全预应力混凝土。

施加预应力较大的全预应力混凝土可能会带来过大的反拱值，甚至使混凝土在施工阶段产生裂缝，影响结构构件的正常使用；由于构件的开裂荷载与极限荷载较为接近，使构件延较差，对结构的抗震不利。所以，预应力不是越大越好，而应根据需要而定。 5.什么叫混凝土的徐变?徐变对混凝土结构的不利影响有哪些?

答：混凝土在荷载长期持续作用下，应力不变，变形也会随着时间而增长。这种现象，称为混凝土的徐变。

徐变作用会使结构的变形增大。另外，在预应力混凝土结构中，它还会造成较大的预应力损失。徐变还会使构件中混凝土和钢筋之间发生应力重分布，使得理论计算产生误差。

五.计算题

1.某抽水站钢筋混凝土偏心受压柱(Ⅱ级安全级别、一类环境条件)，截面尺寸b×h=400×600mm，柱高l为6.5m，底端固定，顶端铰接，l0=0.7l,承受轴向力设计值N=960kN，弯矩设计值M=384kN·m。采用C25级混凝土及Ⅱ级钢筋，按对称求所需配置的As?和As。(fc=12.5 N/mm2，fy=310 N/mm2，a=a’=40mm, ρ解： h0=h-a=600-40=560mm

l0=0.7l=0.7×6.5=4.55m=4550mm

l0/h=4550/600=7.6<8， 取η=1

min=0.2%，ξb=0.544)

e0?M384h600??0.4m?400mm???20mm N9603030取e0=400mm

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先按大偏心受压构件计算

???dNfcbh0?1.2?960000?0.411??b?0.544

12.5?400?560为大偏心受压构件。

x??h0?0.411?560?230mm?2a'?80mm

e??e0?h?a?400?300?40?660mm 21.2?960?103?660?12.5?0.326?400?5602??1546mm2310??560?40?α=ξ (1-0.5ξ)=0.411(1-0.5×0.411)=0.326

As?A?'s?dNe?fc?sbh02'fyh0?a'?? >ρ

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minbh0=448mm，满足要求。

2.一T形截面简支梁(Ⅱ级安全级别、一类环境条件)，截面尺寸为b'f=400mm，h'f=80mm，b=200mm，h=500mm，承受弯矩设计值M=100kN?m，混凝土为C20，钢筋为Ⅱ级。试计算受拉钢筋。（fc=10 N/mm2，fy=310 N/mm2，c=25, ρ

ξb=0.544, min=0.15%，

??1?1?2?s）

解：估计为单排筋，取a=35mm，h0=h–a=500–35=465mm。

鉴别T形梁类型: γd M＝1.2×100=120kN?m fcb'f h'f (h0–h'f /2)=10×400×80×（465–80/2）=136kN?m

因γd M< fcb'fh'f (h0–h'f /2)，所以属于第一种情况的T形梁（x≤h'f）。按宽度为400mm的矩形梁计算。

配筋计算: αs=γdM/（fcb'fh02）=1.2×100×106/（10×400×4652）=0.139

??1?1?2?s=1?1?2?0.139?0.15??b?0.544

As= fcξb'fh0/fy=(10×0.15×400×465)/310=900mm2 ρ=As/(bh0)=900/(200×465)=0.97%>ρmin=0.15%，满足要求。

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