重庆大学混凝土结构理论考试题1

《混凝土结构理论》考试题答案姓名：学号：院系：重大土木工程学院1、简要回答以下问题：（1）答：当xsf后，重复加载条件下的应力—应变曲线如下图：（2）答：当ysf后反复加载条件下钢筋的应力应变曲线如下图：包兴格效应：答：钢筋混凝土结构或构件在反复荷载作用下，钢筋的力学性能与单向受拉或受压时的力学性能不同。1887年德国人包兴格对钢材进行拉压试验时发现的，所以将这种当受拉（或受压）超过弹性极限而产生塑性变形后，其反向受压（或受拉）的弹性极限将显著降低的软化现象，称为包兴格效应。（3）答：混凝土的软化效应：钢筋混凝土开裂后，斜裂缝间的混凝土可视为斜压杆，该斜压杆在垂直于压应力方向还承受拉应力的作用，使混凝土实际上处于受拉压双向应力状态，从而使混凝土的抗压强度远低于标准圆柱体抗压强度。根据目前的研究成果，影响混凝土软化的最主要因素是主拉应变的大小。考虑混凝土软化后的应力—应变曲线主要有以下两种形式2、答：影响偏心受压构件延性的主要因素有：轴压比；剪压比；箍筋用量。柱破坏的原因是抗弯和抗剪承载力不足，箍筋太稀，对混凝土的约束较差。在压、弯、剪作用下，柱的截面承载力达到极限。为使偏压柱具有良好的抗震性能，应注意：○1强柱弱梁。使柱尽量不出现塑性铰，应实现梁铰机制，即塑性铰首先在梁上形成，避免在柱上出现塑性铰。○2对柱子的轴压比bhfNnc进行限制。n小延性好，n大则延性差。对轴压比进行限制，可以保证柱子在大震作用下处于偏压状态，从而使其具有良好的抗震性能。○3沿柱子全高设置复合螺旋箍筋，或沿全高采用#字形复合箍筋，这样可以提高构件的延性，使其具有较好的抗震性能。○4控制高宽比，不要形成短柱，可以避免柱子在发生弯曲破坏前发生剪切破坏，使其具有较好的抗震性能。○5加强柱端约束。柱的破坏主要集中在柱端1.0～1.5倍柱截面高度范围内，因此应采用加密箍筋的措施来约束柱端，以承担柱端剪力、约束混凝土，提高混凝土抗压强度，提高变形能力，并为纵向钢筋提供侧向支承。3、答：（1）曲率的计算：输入原始数据：b，h，h0，As，tkf，Ec，Es，ol，P↓00.25,MsPlM↓参数计算：否是01.0te01.0te是1否4.0短期刚度计算：)2.0154.1/(20EsssbhAE（2）挠度计算：4、解：假定如下：（1）对钢筋混凝土受弯构件的假定：①平截面假定；②不考虑混凝土的抗拉强度；③混凝土受压按理想化的应力—应变关系曲线，当混凝土强度等级为C50及以下时，混凝土极限压应变00330.0cu。④钢筋的应力取等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其绝对值不应大于相应的强度设计值，受拉钢筋的极限拉应变取0.01，即：ysssfE''''ysssysssfEfE01.0max,s（2）对钢筋混凝土轴压、偏拉、偏压等构件的假定：14.0①平截面假定；②不考虑混凝土的抗拉强度；③受压区混凝土采用等效矩形应力图。④考虑附加偏心矩mmheeaa2030max,基本条件：受弯构件的基本条件：①0hxb；②bhAsmin或min。偏压构件基本条件①bhx0；②'2sx。偏压构件在up作用下正截面达到极限状态，截面上混凝土压力、各排钢筋力以及截面极限抗弯能力的框图如下：是sisisiNA是否'ysifysifssisiE已知：b×h，Asi，fy，fc，Es设：005.020hhxu5、解：1、简单叠加法bdxCuxc0bdxCuxc0（1）按第一种情况计算柱内钢骨的受弯承载力为：mKNfWMsssssssyo15.633106331536010167505.143钢筋砼部分的受压承载力近似取为：KNAfNccrcco80008008005.12因为mKNm＞KNMKNKN＜NNssyorcco15.633130080003000，，所以，钢筋砼部分所承受的轴力和弯矩设计值（rccrccMN和）按公式，得：mKNMMMKNNNssyorccrcc85.66615.63313003000按题意，设柱的四角分配三根竖向钢筋，则住的界面有效高度为：mmahhcc706948000柱轴力的偏心矩为mmNMerccrcc22330001085.66630因为）（3.0316.07062230＞heco，所以，应按大偏心受压情况计算，并取η=1.0则计算偏心矩为：mmaheec529948005.02235.00砼截面的受压区高度为：mmbfNxcrcc3008005.12103003采用对称配筋，受压区和受拉区竖向钢筋的截面面积为：0)94706(310)2300706(3008005.129.52103000)()2(3'0'0'ahfxhbxfeNAAcsyccrccss表明可按构造要求配筋，取22'1280800800002.0002.0mmhAAcss则，柱截面每侧配筋6φ18，截面面积为2'1526mmAAss（2）按第二种情况计算先计算柱内钢骨的轴压承载力KNNAfNssssssc6.7113106.71131976036030因为sscNN0，并假定rcuMM0，则钢骨部分所承受的轴力和弯矩设计值，可按公式计算：)(3000sssscssssssscsscANfWVMKNNNmKN367)19760103000360(10167505.133所以，型钢砼柱的外包钢筋砼部分所承担的轴力和弯矩设计值为：mKNMMMuNsscrccrcc9333671300,采取对称配筋，则受拉区和受压区竖向钢筋的截面积为：mmahfMAAcsyrccss4918)94706(31010933)(6'0'比较：比较以上配筋情况的计算结果，可以看出，按第二种情况计算出来的钢筋砼截面面积大于按第一种情况计算结果，所以，舍取第一种情况，结算结果进行定向配筋，即柱截面每个角部配3φ18钢筋。2、按“改进简单叠加法”计算（1）钢骨部分（型钢芯柱）承担的轴力sscN和弯矩sscM按公式，近似的取KNNNNrccssc6.151138006.7113000按公式，得KNbhfcNb32005.128.08.04.04.0则钢骨部分所承担的轴向力为：（拉力）1196.711332006.151133200300000sscbbsscNNNNNN查表得，相关曲线的形状字数m=2.6求钢骨部分承担的弯矩为：mKNMNNMssysscsscssc63315.633))6.7113119(1())(1(6.206.20（2）钢筋砼部分1）钢筋砼部分所承担的轴力rccN和弯矩rccMmKNMMMKNNNNsscrccsscrcc66763313003119)119(30002）偏心矩的计算)3.0(214103119106670360hmmNMerccrcc属于大偏心受压情况，取η=1.0，则计算偏心矩为：0.15.00aheec214+0.5×800—94=520mm竖向钢筋的相对受压高度为：390.05.12800103119230crccfbhN采取对称配筋，则，柱的受拉区竖向钢筋的sA及受压区钢筋'sA为：0310)94706(5.12706800)39.05.01(390.0520103119)()5.01(23''00'sycccrccssfahfbheNAA上述计算结果表明，柱的钢筋砼部分仅需按构造要求配竖向钢筋，在柱的每个角部配3φ18，与简单叠加法第一种情况计算结果一致。