《混凝土及砌体结构》 讲义
更新时间:2024-04-22 05:54:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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《混凝土及砌体结构》串讲
课程介绍
一、课程的设置、性质及特点
《混凝土及砌体结构》课程是全国高等教育自学考试房屋建筑工程专业(专科)必考的专业课程。本课程的目的是使学生理解混凝土结构与砌体结构中材料的主要力学性能,掌握混凝土与砌体各类基本构件的设计计算方法和主要构造措施;初步具有混凝土—砌体混合结构房屋的结构设计能力,以便毕业后能够比较好地适应房屋建筑施工和设计工作的需要。
考试中的题型规范,试题不难,有少量跨章节的考题,学员在学习的过程中要熟练掌握各种典型的例题。 本课程的性质及特点:
1.房屋建筑工程专业(专科)的一门专业课,为后续专业课学习打下必要的基础;
2.钢筋混凝土与砌体结构课程分基本构件和结构设计两部分。其中基本构件属于专业基础课,结构设计属于实践性很强的专业课,因此,本课程是一门理论与实践并重的课程。 二、教材的选用
本课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材,该书由程文瀼教授主编,武汉大学出版社出版(2004版)。
三、章节体系
1.对结构设计方法进行了简单介绍,对材料性质、混凝土拉、压、弯、剪、扭等基本构件的承载力计算进行了详细介绍,对预应力混凝土、现浇混凝土单向肋板楼盖、砌体结构构件、多层混合结构房屋设计进行了介绍。
2.章节安排按混凝土构件、预应力构件、现浇混凝土单向肋板楼盖、多层混合结构房屋设计顺序介绍:
第一部分 设计方法概述
(Ch1概述——Ch2混凝土及砌体结构设计方法概述)
第二部分 混凝土结构
(Ch3混凝土结构材料性能——Ch4受弯构件正截面承载力——Ch5受弯构件斜截面承载力 ——Ch6受扭构件承载力——Ch7受压构件截面承载力——Ch8受拉构件截面承载力
——Ch9变形、裂缝与耐久性——Ch10预应力混凝土构件——Ch11现浇混凝土单向肋板楼盖) 第三部分 砌体结构
(Ch12砌体材料及其力学性能——Ch13无筋砌体构件承载力——Ch14多层混合结构房屋设计)
考情分析
一、历年真题的分布情况
《混凝土及砌体结构》历年考题的分值分布情况如下(2006~2009年以10月国家考试统计):
章节 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章 第十四章 2006年 0 4 3 20 9 3 16 1 5 8 10 5 8 8 2007年 3 4 3 18 11 3 16 1 5 8 8 5 8 7 2008年 1 4 1 18 13 3 16 1 5 8 10 7 8 5 2009年 1 4 3 18 11 3 16 1 5 8 10 0 13 7 总计 年平均分 5 16 10 74 44 12 64 4 20 32 38 17 37 27 1.25 4 2.5 18.5 11 3 16 1 5 8 9.5 4.25 9.25 6.75 结论:在全面阅读教材的基础上,掌握重点章节内容,着重掌握受弯构件正截面受弯承载力、受压构件截面承载力、受弯构件斜截面承载力、无筋砌体构件的承载力计算,以及肋梁楼盖的基本概念。 二、历年真题结构分析
2009年10月题型
(1)单选题(10题×2分=20分)
①4题:公式理解(2.3.4.5)
例:5.在钢筋混凝土剪扭构件受扭承载力计算公式Tu?0.35?tftWt?1.2?fyvAst1sAcor中,
?t为( )
A.剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数 B.剪扭构件混凝土受剪承载力降低系数 C.剪力设计值与扭矩设计值之比 D.扭矩设计值与剪力设计值之比
②3题:结构材料.(1.6. 8)
例:8.下列钢材中,不宜用作预应力钢筋的是( )
A.热处理钢筋 B.热轧钢筋 C.钢丝
D.钢绞线
③3题:基本概念(7.9.10)
例:10.砌体结构墙、柱设计时,进行高厚比验算的目的是为了满足( )
A.耐久性要求 C.稳定性要求
B.承载力要求 D.保温要求
结论:掌握书中的基本概念、重要公式和教师提醒的易考点解决此部分考题的问题。
(2)填空题(10题×1分=10分)
更多的是来自于大纲中的识记内容。
13.钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定之一是:不考虑混凝土的_____________。 19.对采用锚具的后张法预应力混凝土构件应进行端部锚固区____________承载力验算。
结论:答题能否正确,关键还是结合大纲对课程内容和基本概念的把握程度。对教材中基本知识点
的把握,将教师提示的易考点掌握即可解决此难点。
(3)名词解释题(4题×2分=8分)
更多的是来自于大纲第2、4、9、11章中的识记和领会的内容。 21.设计使用年限
结论:在理解的基础上识记,解答时注意答出要点。
(4)简答题(6题×5分=30分)
更多的是来自于大纲第4、7、10、11、12、14章中的识记和领会的内容。 27.什么是预应力钢筋的张拉控制应力?张拉控制应力为何不能过高?
结论:在理解的基础上识记,解答时注意答出要点。 (5)计算题(4题×8分=32分)
更多的是来自于大纲第4、5、7、13章中应用的内容。
结论:熟练掌握受弯构件正截面受弯承载力、受弯构件斜截面受剪承载力、偏心受压构件正截面受
压承载力、无筋砌体墙柱承载力的计算。 三、学习方法
反复练习:考试易考的是各章节知识的基本点、重点。 如:基本点:各类基本构件的受力特点、破坏形态、计算假定;
重点:受弯构件正截面受弯承载力、受弯构件斜截面受剪承载力、偏心受压构件正截面受压承载力、
无筋砌体墙柱承载力的计算
第一部分 设计方法概述(Ch1~2)
一、本部分考情
年 单 选 填 空 名词解释 简 答 计 算 总分 4 7 5 5 度 题量 分数 题量 分数 题量 分数 题量 分数 题量 分数 2006 2007 2008 2009
1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 2 4 2 2 第一章 概述
历年考题第一章一般只考一道填空题,计1分。 一、配筋的作用与要求(考点1)——P1-3
1、配筋的作用
混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。 历年试题1:
1.(2007填空)在素混凝土梁内配置受力钢筋的主要目的是提高构件的______能力和变形能力。 【答案】承载
【解析】该题考查混凝土内配筋的作用。参考教材第2页。 2、配筋的基本要求
①.钢筋与混凝土两者变形一致,共同受力; 材料特点:钢筋与混凝土热膨胀系数相近;
保证措施:在设计与施工中采取切实措施保证钢筋与混凝土可靠粘接,钢筋端部在混凝土中有可靠锚固。 ②.钢筋的位置和数量等也必须正确
保证措施:钢筋的位置和数量等应根据计算和构造要求来确定。 历年试题2:
2.(2008填空)要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力,就要求:①钢筋与混凝土两者_________________________;②钢筋的位置和数量等也必须正确。 【答案】变形一致,共同受力
【解析】该题考查对配筋基本要求的识记。参考教材第2页。 二、混凝土结构主要优缺点(考点2)——P3
1、主要优点:合理用材、耐久性较好、整体性好、取材容易、可模性好 2、主要缺点:自重大、抗裂性差、费模费工
历年试题3: 3.(2009填空)钢筋混凝土结构的主要缺点有:自重大、___________以及费模费工等。 【答案】抗裂性差
【解析】该题考查对混凝土结构主要优缺点的识记。参考教材第3页。
第二章 混凝土及砌体结构设计方法概述
历年考题本章一般考一道单选题和一道名词解释题,共3分。 一、结构上的作用(考点3)——P6
1、作用:集中力、分布力、引起结构外加变形或约束变形的原因 ①.直接作用:直接作用在结构上的力,也称为荷载 ②.间接作用:温度变化、材料收缩和徐变、地基变形、地震 历年试题4:
4.(2009名词解释题)间接作用
【答案】温度变化、材料收缩和徐变、地基变形、地震等都会使结构产生外加变形或约束变形,但它们不是直接以力的形式出现的,故称为间接作用。
【解析】本题考查作用的定义。参考教材第6页。
2、作用的分类:永久作用、偶然作用、可变作用
二、两类极限状态
1、可靠性:结构在设计使用年限内,在规定条件下,完成预定功能的能力。是安全性、适用性和耐久性的总称。
2、设计使用年限(考点4)——P7
普通房屋和构筑物的设计使用年限是50年。 历年试题5:
5.(2007.10单选题)《建筑结构可靠度设计统一标准》规定,普通房屋和构筑物的设计使用年限为( )
A.30年 C.80年 【答案】B
【解析】本题考查设计使用年限的理解。参考教材第7页。
历年试题6:
6.(2008名词解释题)设计使用年限
【答案】结构的设计使用年限指设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可按预定目的使用的年限,它是计算结构可靠度的依据。
【解析】本题考查设计使用年限识记。参考教材第7页。 3、极限状态(考点5)——P8-11 识记和领会以下概念: (1)极限状态的定义
(2)承载能力极限状态及其设计表达式——与结构的安全性相对应 (3)正常使用极限状态——与结构的适用性和耐久性相对应 (4)荷载效应——内力、应力、变形、裂缝等 (5)结构抗力
(6)荷载标准值、荷载设计值、荷载分项系数
B.50年 D.100年
(7)材料强度标准值、材料强度设计值、材料分项系数 历年试题7:
7.(2006名词解释题)极限状态
【答案】整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。
【解析】本题考查极限状态的定义。参考教材第8页。
历年试题8:
8.(2006单选题)进行结构构件正常使用极限状态验算,应采用( ) A.荷载设计值和材料强度设计值 C.荷载标准值和材料强度标准值 【答案】C
【解析】本题考查对极限状态、荷载和材料强度标准值、设计值的理解和识记。参考教材第11页。
B.荷载设计值和材料强度标准值 D.荷载标准值和材料强度设计值
二部分 混凝土结构(Ch3~11)
一、本部分考情
年 单 选 填 空 名词解释 简 答 计 算 总分 75 73 75 75 度 题量 分数 题量 分数 题量 分数 题量 分数 题量 分数 2006 2007 2008 2009 8 8 8 8 16 16 16 16 9 9 9 9 9 9 9 9 3 2 3 3 6 4 6 6 4 4 4 4 20 20 20 20 3 3 3 3 24 24 24 24 第三章 混凝土结构材料的物理力学性能 一、钢筋(考点6)——P14-17
1、钢筋的种类:
(1)普通钢筋:HPB235、HRB335、HRB400、RRB400
(2)预应力钢筋:消除应力钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝、钢绞线、热处理钢筋
历年试题9:
9.(2009单选题)钢筋混凝土现浇楼板中的钢筋以及梁、柱的箍筋和拉结筋等常采用( ) A.HPB235级钢筋 B.HRB335级钢筋 C.HRB400级钢筋
D.RRB400级钢筋
【答案】A
【解析】本题考查对不同种类钢筋的应用的理解,参考教材第14页。 2、钢筋的性能
(1)强度:屈服强度、条件屈服强度、极限强度 历年试题10:
10.(2007填空题)有明显屈服点钢筋的主要强度指标是______________。 【答案】屈服强度
【解析】本题考查对钢筋力学性能的理解,参考教材第15页。 (2)塑性:伸长率、冷弯性能 (3)可焊性
(4)与混凝土的粘接 历年试题10: 10.(2006填空题)混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___________和与混凝土的粘结四个性能要求。 【答案】可焊性
【解析】本题考查对钢筋性能的识记,参考教材第16页。 二、混凝土(考点7)——P17-22
1、混凝土的强度
(1)立方体抗压强度:试件尺寸、温度、湿度、养护时间、标准试验方法、95%保证率 (2)轴心抗压强度:试件尺寸、标准养护、标准试验方法 历年试题12:
12.(2007单选题)确定混凝土强度等级的依据是( A ) A.立方体抗压强度标准值 B.轴心抗压强度标准值 C.立方体抗压强度平均值 D.轴心抗压强度平均值 【答案】A
【解析】本题考查对混凝土立方体抗压强度的理解,参考教材第17页。 (3)轴心抗拉强度
(4)复合应力下的混凝土强度:
a) 有侧向约束混凝土:三向受压混凝土抗压强度提高
b) 双向受力时混凝土的强度:双向受压强度提高;双向受拉强度基本不变;一拉一压强度降低。 2、混凝土的变形
(1)单轴受压应力应变曲线:上升段、下降段、混凝土棱柱体抗压强度 (2)弹性模量、变形模量、弹性系数、剪切模量 (3)混凝土的徐变:线性徐变、非线性徐变 (4)混凝土的收缩 历年试题12:
12.(2008填空题)混凝土的应力不变,_______随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。 【答案】应变
【解析】该题考查对混凝土变形相关概念的理解。参考教材第21页。
三、钢筋与混凝土的粘结
1、粘结的两类问题 (1)沿钢筋长度的粘结 (2)钢筋端部的锚固 2、粘结力的组成
(1)胶着力:水泥胶体与钢筋间的吸附胶着力 (2)摩擦力
(3)机械咬合力:变形钢筋的粘结力最主要的是机械咬合力 3、保证可靠粘结的构造措施
(1)钢筋的锚固长度:基本锚固长度 (2)钢筋的锚固:光圆钢筋的弯钩
(3)钢筋的连接:绑扎搭接、机械连接、焊接
第四章 受弯构件的正截面受弯承载力
本章是历年考试的重中之重,一般选择、填空、名词解释、简答、计算各一题,总分20左右。 一、梁板构造(考点8)——P28-31
1、截面形式及尺寸:梁板宽、高、厚的模数 历年试题13: 13. (2007填空)钢筋混凝土矩形和T形截面梁的高度h一般取?、250mm、______________、?、800mm、900mm、?等。
【答案】300mm
【解析】该题考查混凝土保护层厚度的识记,矩形和T形截面梁的高度级差为50mm,800mm以上级差为100mm。参考教材第29页。
2、混凝土保护层厚度
(1) 混凝土保护层厚度的概念
(2) 受拉钢筋合力点至截面受拉边缘的竖向距离as (3) 截面有效高度h0:h0 =h - as 历年试题14-15:
14. (2006填空)混凝土保护层厚度是指钢筋混凝土构件中钢筋的_______至混凝土表面的垂直距离。 【答案】外表面
【解析】该题考查混凝土保护层厚度的识记。参考教材第30页。 15. (2009名词解释)混凝土保护层厚度
【答案】混凝土保护层厚度是指钢筋混凝土构件中钢筋的外表面至混凝土表面的垂直距离。 【解析】该题考查混凝土保护层厚度的识记。参考教材第30页。 3、纵向受拉钢筋配筋率
??As(%) bh0二、梁的正截面受弯承载力试验结果(考点9)——P31-36
1、适筋梁正截面受弯的三个受力阶段
图4-1 适筋梁正截面受弯的弯曲-曲率曲线
重点:
(1)各阶段的特点
适筋梁正截面受弯三个受力阶段的主要特点
受力阶段 主要特点
习 称
外观特征
弯矩—截面曲率 混 凝 土 应 力 图 形
受压区
第Ⅰ阶段
第Ⅱ阶段
带裂缝工作阶段
有裂缝,挠度还不明显 曲线
受压区高度减小,混凝土压应力图形为上升段的曲线,应力峰值在受压区边缘
大部分退出工作
第Ⅲ阶段
破坏阶段
钢筋屈服,裂缝宽,挠度大
接近水平的曲线
受压区高度进一步减小,混凝土压应力图形为较丰满的曲线;后期为有上升段与下降段的曲线,应力峰值不在受压区边缘而在边缘的内侧
绝大部分退出工作
未裂阶段
没有裂缝,挠度很小
大致成直线 直线
受拉区
前期为直线,后期为有上升段的曲线,应力峰值不在受拉区边缘
σs≤20~30kN/mm2
Ia阶段用于抗裂验算
纵向受拉钢筋应力
与设计计算的联系
20~30kN/mm2
0
<σs 用于裂缝宽度及变形验算 σs=fy Ⅲa阶段用于正截面受弯承载力计算 0 (2)适筋梁的三个受力阶段是计算受弯构件的依据,二者是对应关系。 2、纵向受拉配筋率对受力性能的影响 (1)适筋截面破坏形态——钢筋先屈服,混凝土后压碎,属延性破坏 (2)超筋截面破坏形态——混凝土先压碎,钢筋不屈服,属脆性破坏 (3)少筋截面破坏形态——一裂就坏,属脆性破坏 (4) 纵向受拉配筋率的影响——适筋截面的受力性能主要取决于纵向受拉钢筋配筋率。配筋率大,正截 面受弯承载力大,截面弯曲刚度大,裂缝细而密;但截面在破坏阶段的变形能力差,即截面延性差。 历年试题16: 16.(2006单选题)钢筋混凝土适筋梁的纵向受拉钢筋配筋率ρ应符合( ) A.ρmin≤ρ≤ρb B.ρminh/h0≤ρ≤ρb C.ρ≤ρb D.ρminho/h≤ρ≤ρb 【答案】D 【解析】该题考查适筋梁定义的识记,易错选A。参考教材第37页。 (2)界限破坏、界限配筋率 纵向受拉钢筋达到屈服强度与受压区边缘混凝土达到弯曲受压极限压应变,二者同时发生,这种破坏称为界限破坏,这时的纵向受拉钢筋配筋百分率称为界限配筋率。 三、正截面承载力计算的基本假定和计算图形 1、基本假定(考点10)——P38-39 (1) 截面应变保持平面; (2)不考虑混凝土的抗拉强度; (3)混凝土受压的应力—应变关系曲线方程按规范规定取用。 ?cn)] ???0 ?0水平段:?c?fc ?0????u 上升段:?c?fc[1?(1? 图4-2 混凝土应力-应变关系曲线 (4)纵向钢筋的应力取钢筋应变与钢筋弹性模量的乘积,但其绝对值不大于强度设计值。 历年试题17: 17.(2009填空)钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算的基本假定之一是:不考虑混凝土的__________。 【答案】抗拉强度 【解析】该题考查正截面承载力计算的基本假定的识记。参考教材第38页。 2、受压区混凝土的应力图形 理论应力图形 应力计算图形 图4-3 受压区混凝土应力计算图形 (1)受压区高度x x称为混凝土等效矩形应力图形的受压区高度,简称混凝土受压区高度(图4-3) (2)相对受压区高度ξ,相对界限受压区高度ξb(考点11)——P41 ?? xx ?b?b?h0h0 ?11?fy Es??cu ???b时,属于适筋梁(包括界限配筋梁);???b时,属于超筋梁 历年试题18: 18.(2008单选题)影响钢筋混凝土受弯构件界限相对受压区高度ξb大小的因素是( ) A.钢筋和混凝土强度等级 C.配筋率和混凝土强度等级 【答案】A B.钢筋强度等级和构件截面尺寸 D.混凝土强度等级和构件截面尺寸 【解析】该题考查纵向受拉钢筋配筋率对适筋梁正截面受弯性能影响的理解。参考教材第42页。 3、界限配筋率和最小配筋率 (1)界限配筋率: ?b??b?1fcfy (2)最小配筋率:受弯构件一侧纵向受拉钢筋的配筋率不应小于0.2%和 45 ft / fy 中的较大值。 四、单筋矩形截面受弯构件的正截面受弯承载力计算(考点12)——P43-48 1、基本公式 ?1fcbx?fyAs 2、适用条件 xMu??1fcbx(h0?)2或x Mu?fyAs(h0?)2(1)限制超筋:x??bh0 或 ???b 或 ??(2)限制少筋:?As?f??max??b1c bh0fyh0??min 或 As??minbh h3、截面抵抗矩系数和内力臂系数 Mu; ?s??(1?0.5?) 2?1fcbh0(2)内力臂系数 ?s?1?0.5? (1)截面抵抗矩系数 ?s?(3)相对受压区高度与截面抵抗矩系数和内力臂系数的关系 ??1?1?2?s; ?s?As?Mu fy?sh01?1?2?s 2(4)纵向受拉钢筋面积和内力臂系数的关系 4、截面设计类问题的计算步骤 己知:弯矩设计值M,混凝土强度等级,钢筋级别,构件截面尺寸b、h 求:所需受拉钢筋截面面积As 计算步骤: (1) 确定截面有效高度h0=h-as (2)计算?s、?和?s,并判断是否属超筋梁 (3)计算钢筋截面面积As,并判断是否属少筋梁 5、截面复核类问题的计算步骤 己知:弯矩设计值M,混凝土强度等级,构件截面尺寸b、h,受拉钢筋级别和面积As, 求:截面是否安全 计算步骤: (1) 确定截面有效高度h0=h-as (2)计算混凝土受压区高度x,并判断梁是否超筋和少筋 x?Asfy?1fcb (3)计算正截面受弯承载力Mu,并判断截面是否安全 xMu?fyAs(h0?) 2历年试题19: 19.(2009计算题)某安全等级为二级的钢筋混凝土单筋矩形截面梁,截面尺寸b×h=250mm×550mm,混凝土保护层厚度c=25mm,采用C30级混凝土(fc=14.3N/mm),配有HRB335级纵向受拉钢筋4 22(fy=300N/mm,As=l520mm),该梁承受弯矩设计值M=150kN·m,试验算正截面受弯承载力是否满足要求(不考虑梁的自重)。 提示:?0=1.0,?1=1.0,?b=0.550。 【答案】 (1)确定截面有效高度 as = c+0.5d = 25+0.5×22 =36mm 2 2 2 h0=h-as= 550-36=514mm (2) 计算混凝土受压区高度x,并判断梁是否超筋和少筋 1520?300?128mm ?1fcb1.0?14.3?250??x/h0?128/514?0.294??b?0.550 满足第一个适用条件,不超筋 f1.43 0.45t?0.45??0.22% fy300f?min?max(0.2%,0.45t)?0.22% fyx??Asfy?minbh?0.22%?250?550?302.5mm2?As?1520mm2 满足第二个适用条件,不少筋 因此为适筋梁。 (3)计算正截面受弯承载力Mu,并判断截面是否安全 Mu?fyAs(h0?0.5x)?300?1520?(514?0.5?128) ?2.05?108N?mm=205kN?m>M=150kN?m正截面受弯承载力满足要求。 【解析】该题考察单筋截面梁受弯承载力复核验算的应用,属必考题之一,应熟练掌握,计算时应注意 2 单位的统一。建议计算过程中,长度单位用mm,力单位用N,弯矩单位用Nmm,应力单位用Mpa,即N/mm。 五、双筋矩形截面受弯构件正截面受弯承载力计算(考点13)——P51-58 1、受力特点 (1) 纵向受压钢筋的强度设计值 fy’=fy (2) 纵向受压钢筋屈服的条件 防止纵筋压屈: 箍筋封闭, 间距≤15d及400mm, 直径≥d/4 ? 或 ?sh0?h0?as? 受压纵筋位置x?2as 历年试题20: 20.(2009单选题)在钢筋混凝土双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算中,若不满足条件x??bh0,则表明:( ) A.受拉钢筋应力能达到抗拉强度设计值,受压钢筋应力能达到抗压强度设计值 B.受拉钢筋应力能达到抗拉强度设计值,受压钢筋应力达不到抗压强度设计值 C.受拉钢筋应力达不到抗拉强度设计值,受压钢筋应力达不到抗压强度设计值 D.受拉钢筋应力达不到抗拉强度设计值,受压钢筋应力能达到抗压强度设计值 【答案】D 【解析】该题考查双筋截面受力特点的领会。不满足条件x??bh0,则表明承载能力极限状态下纵向受拉钢筋不屈服,即受拉钢筋应力达不到抗拉强度设计值;同时表明受压钢筋配置不足,也即受压钢筋应力能达到抗压强度设计值。参考教材第52页。 2、基本计算公式 ?fcbx?fy?As??fyAs x???M?Mu??fcbx(h0?)?fyAs(h0?as)23、适用条件 (1) 防止超筋脆性破坏 x??bh0 或 ???b??As1?f??max??bcbh0fy M1??s,max??fcbh02 或 ?s1??s,max (2) 保证受压钢筋屈服 x?2a? 或 ?sh0?h0?a? 4、双筋梁的正截面设计 (1) 受压纵筋截面面积未知,计算步骤: 2, As1?M1??s,max??fcbh0?b?1fcbh0fy M'?M?M1 M? As??fy?(h0?a?)As2?A's历年试题21: f'yfy;As?As1?As2 '21.(2006计算题)某钢筋混凝土矩形截面梁,截面尺寸b×h=200mm×500mm,as=as=35mm;混凝土 采用C30级(fc=14.3N/mm),纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=f'y=300N/mm)。 2 2 该梁承受弯矩设计值M=280kN·m,试求所需纵向受力钢筋截面面积。 提示:α1=1.0; ξb=0.550 ;α【答案】 s,max =0.399。 (1)确定截面有效高度 h0=h-as= 500-35=465mm (2) 计算?s,并判断是否属超筋梁 M280?106?s???0.453??s,max?0.399 ?1fcbh021.0?14.3?200?4652超筋,按双筋截面设计。取ξ=ξb=0.550 (3) 计算?1,As1 2M1??s,max??1fcbh0?0.399?1.0?14.3?200?4652?2.47?108N?mm?247KN?m As1??b?1fcbh0fy?0.55?1.0?14.3?200?465?2438mm2 300(4) 计算M ’,As’和 As1 M'?M?M1?280?247?33KN?m M'33?106As????256mm2 fy?(h0?a?)300?(465?35)As2?A'sf'yfy?256?300?256mm2 300(5) 计算所需纵向钢筋 纵向受拉钢筋:As?As1?As2?2438?256?2694mm2 0.45?minft1.43?0.45??0.22% fy300f?max(0.2%,0.45t)?0.22% fy??256mm2??minbh?0.22%?200?500?220mm2 纵向受压钢筋:As【解析】本题考察双筋截面设计理论的应用,属必考题之一,应熟练掌握。 (2)受压纵筋截面面积已知,计算步骤: 历年试题22: 22.(2007.1计算题)某钢筋混凝土矩形截面梁,截面尺寸b×h=200mm×450mm,as=as′=35mm,混凝土采用C25级(fc=11.9N/mm),纵向受力钢筋采用HRB335级(fy= fy′=300N/mm),已配受压钢筋2(AS′=760mm)。该梁承受弯矩设计值M=240kN·m,试求所需纵向受拉钢筋截面面积。 提示:α1=1.0;ξb=0.550;α s,max 2 2 2 22 =0.399。 【答案】 (1)确定截面有效高度 h0=h-as= 450-35=415mm (2) 计算M ’、M1和 As2 ?(h0?a?)?300?760?(415?35)?8.66?107N?mm?86.6KN?m M??fy?AsM1?M?M??240?86.6?153.4kN?m fy?As2?As??760mm2 fy(3) 计算?s1,并判断是否属超筋梁 M1153.4?106?s1???0.311??s,max?0.399 不超筋 22?fcbh01.0?14.3?200?415(4) 计算?s和x,并验算受压纵筋屈服条件 ??1?1?2?s?1?1?2?0.311?0.385 x??h0?0.385?415?160mm?2as'?70mm 满足适用条件2,受压钢筋屈服 ?s?1?0.5??1?0.5?0.385?0.807 (5) 计算As1和总的受拉钢筋面积 M1153.4?106As1???1527mm2 fy??sh0300?0.807?415As?As1?As2?1527?760?2287mm2 【解析】本题考察双筋截面设计理论的应用,属必考题之一,应熟练掌握。 六、T形截面受弯构件正截面受弯承载力计算 1、T形截面的分类 (1) 第一类T形截面:计算中和轴在翼缘内,即x?h?f (2)第二类T形截面:计算中和轴在T形截面肋部,即x?h?f 2、第一类T形截面计算公式(考点14)——P61 (1)第一类T形截面判别式 ?0M??1fcb'fh'f?h0?(2)基本公式 ??h'f2?? ??1fcb?fx?fyAsx Mu??1fcb?fx(h0?)2(3)适用条件 为防止超筋脆性破坏,相对受压区高度应满足?≤?b。 为防止少筋脆性破坏,受拉钢筋面积应满足As≥?minbh,b为T形截面的腹板宽度。 (4)计算方法与宽度为bf‘的单筋矩形截面基本相同 历年试题23: 23.(2008填空)验算第一类T形截面受弯构件最小配筋率时,计算配筋率所采用的截面宽度应取______宽度。 【答案】腹板 【解析】本题考察T形截面纵筋配筋率的计算,易错填“翼缘计算宽度”。见教材61页。 历年试题24: 24.(2007计算题)某安全等级为一级的钢筋混凝土T形截面梁,截面尺寸为b=250mm,h=600mm, 2 bf′=800mm,hf′=100mm,as=40mm。纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=300N/mm),混凝土采用C30级 22 (fc=14.3N/mm,ft=1.43N/mm)。该梁承受弯矩设计值M=210kN·m,试确定所需纵向受拉钢筋截面面积As。 提示:γ0=1.1,α1=1.0,ξb=0.550。 【答案】 (1)确定截面有效高度 h0=h-as=600-40= 560mm (2)判别T形截面类型 ?1fcb'fh'f?h0?h'f????1.0?14.3?800?100?(560?0.5?100)2? ??5.82?108N?mm?582KN?m>?0M?1.1?210?231KN?m 为第一类T形截面。 (3) 计算?s、?和?s ?0M1.1?210?106?s???0.206 22?1fcbh01.0?14.3?250?560??1?1?2?s?1?1?2?0.206?0.233 ?s?1?0.5??1?0.5?0.233?0.883 (4)计算钢筋截面面积As,并判断是否属少筋梁 ?0M1.1?210?106As???1557mm2 fy?sh0300?0.883?560 0.45?min ft1.43?0.45??0.22% fy300f?max(0.2%,0.45t)?0.22% fy?minbh?0.22%?250?600?330mm2?As 不少筋 【解析】本题考察第一类T形截面纵筋配筋的计算,应熟练掌握。 3、第二类T形截面计算公式(考点15)——P62-65 (1)第二类T形截面判别式 ?0M??1fcb'fh'f?h0?(2)基本公式 ??h'f2?? ??1fcbx??1fc(b?f?b)h?f?fyAs h?xMu??1fcbx(h0?)??1fc(b?f?b)h?f(h0?f) 22将基本公式分为两部分: 第二类T形截面 梁肋部分 挑出翼缘部分 ①梁肋部分:承担弯矩M1,对应受拉钢筋面积As1 ??1fcbx?fyAs1??x ?M1??1fcbx(h0?)?2 ②挑出翼缘部分:承担弯矩M’,对应受拉钢筋面积As2 ??1fc(b?f?b)h?f?fyAs2??h?f ?M???1fc(b?f?b)h?f(h0?)?2(3)适用条件 为防止超筋脆性破坏,相对受压区高度应满足?≤?b。 为防止少筋脆性破坏,受拉钢筋面积应满足As≥?minbh,此条件一般能够满足。 第五章 受弯构件的斜截面承载力 本章是历年考试的重点之一,一般选择、填空各一题,必有一道计算题,总分9-11分。 一、一般概念(考点16)——P73-76 1、腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝 2、剪跨比 历年试题25: 25.(2009填空)钢筋混凝土受弯构件截面所承受的弯矩与剪力的相对比值称为_____。 【答案】剪跨比 【解析】本题考察对剪跨比概念的识记。见教材73页。 3、斜截面受剪破坏形态 (1)斜拉破坏:当剪跨比较大(λ>3)时,或箍筋配置不足时出现。破坏呈明显脆性。 (2)斜压破坏:当剪跨比较小(λ<1)时,或箍筋配置过多时易出现。此破坏系也呈明显脆性。 (3)剪压破坏:当剪跨比一般(1<λ<3)时,箍筋配置适中时出现,属脆性破坏,但不如前两种明显。 4、保证斜截面受剪承载力的方法 (1)箍筋不能太少,防止斜拉破坏,构造措施:最小配箍率; (2)截面尺寸不能太小,防止斜压破坏,构造措施:截面限制条件; (3)通过斜截面承载力计算防止剪压破坏。 二、影响斜截面受剪承载力的主要因素(考点17)——P76 1、剪跨比 2、混凝土强度 3、纵向钢筋配筋率 4、腹筋 (1)配箍率:?sv?历年试题26-28: Asvn?Asv1? bsbs 26.(2008.1填空)影响钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素有剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋的配筋率和________________。 【答案】腹筋用量及强度 27.(2008.10填空)影响配有腹筋的钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力的主要因素有:混凝土强度、腹筋用量及其强度、纵向受拉钢筋配筋率和________。 【答案】剪跨比 【解析】26-27题考察对影响斜截面受剪承载力的主要因素的识记。见教材76页。 28.(2007填空)钢筋混凝土受弯构件中箍筋配筋率ρsv的计算公式为___________。 【答案】nAsv1/(bs) 【解析】本题考察对配箍率的识记。见教材76页。 (2)弯起钢筋 三、斜截面受剪承载力的计算(考点18)——P77-87 1、基本公式 (1)对于矩形、T形和I形截面的一般受弯构件,斜截面受剪承载力为 Vu?0.7ftbh0?1.25fyv?Asv?h0 s(2)对于集中荷载作用下的独立梁(包括多种荷载作用,且集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上) Vu?A1.75ftbh0?fyv?sv?h0 ??1.0s当λ>3时,取λ=3;λ<1.5时,取λ=1.5 (3)按计算不需要配置箍筋,只需按构造配箍的条件: V?0.7ftbh0 (矩形、T形和I形截面的一般受弯构件) V?1.75fbh (集中荷载作用下的独立梁) ??1.0t02、公式的适用范围:仅适用于剪压破坏情况 (1)截面限制条件(最小截面尺寸限制条件) hw/b?4时,应满足: V?0.25?cfcbh0 hw/b?6时,应满足: V?0.2?cfcbh0 4?hw/b?6时,可按上两式线性插值确定。 (2)截面限制条件的意义 防止发生斜压破坏;控制在使用条件下,斜裂缝不至于过宽;符合经济需要 (3)不满足截面限制条件时的措施 加大截面尺寸或提高混凝土等级 (3)最小配箍率条件 实际配箍率不能小于最小配箍率:?sv,min?nAsv1f?0.24t bsfyv3、斜截面受剪截面设计计算步骤 (1)计算支座剪力设计值 (2)验算截面限制条件,如不满足,则应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级 (3)验算是否需要按计算配置腹筋 当满足下式条件时: V?0.7ftbh0 (对矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件) V?1.75fbh (受集中力为主的独立梁) ??1t0 可按构造配置箍筋,否则,需按计算配置箍筋 (4)计算腹筋 nAsv1V?0.7ftbh0 (对矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件) ?s1.25fyvh0AsvnAsv1??ssV?1.75fbh??1t0 (受集中力为主的独立梁) fyvh0然后根据构造要求选定箍筋肢数n、直径d、间距s。 (5)验算最小配箍率 箍筋的间距和直径应满足构造要求。 历年试题29: 29.(2007.1填空题)集中荷载作用下,钢筋混凝土独立梁的斜截面受剪承载力计算公式中的剪跨比 λ=______________。 【答案】a/h0 【解析】本题考察对斜截面受剪公式的识记和理解。见教材79页。 历年试题30: ?? 30.(2007.1计算题)某承受均布荷载作用的钢筋混凝土T形截面简支梁,bf?500mm,hf?150mm, b=200mm,h=500mm,as=35mm。混凝土采用C30级(fc=14.3N/mm、ft=1.43N/mm),双肢箍筋采用HRB235级(fyv=210N/mm),箍筋间距s=100mm。该梁承受的最大剪力设计值V=180kN,试计算所需箍筋截面面积Asv(不配弯起钢筋)。 提示:V?0.7ftbh0?1.25fyv2 2 2 Asvh0; sfhw?4时,V?0.25?cfcbh0,?c?1.0;?sv,min?0.24t。 fyvb【答案】(1) 验算截面限制条件 h0=h-as=500-35= 465mm hw=h0-h’f =465-150=315mm hw/b?315/200?1.575?4 0.25?cfcbh0?0.25?1.0?14.3?200?465?332475N?332.5KN?V?180KN 截面符合要求。 (2) 验算是否需要按计算配置腹筋 0.7ftbh0?0.7?1.43?200?465?93093N?93.1KN?V?180KN 应按计算配置箍筋 (3) 计算箍筋 nAsv1V?0.7ftbh0(180?93.1)?1000???0.712mm2/mm s1.25fyvh01.25?210?465 Asv?nAsv1?0.712s?71.2mm2 Asv1?71.2/n?71.2/2?35.6mm2 (4)验算最小配箍率 Asv71.2??0.356% bs200?100?sv,min?0.24ftfyv?0.24?1.43210?0.163%<?sv 满足要求。 ?sv?【解析】本题考察对斜截面受剪公式的应用,是必考题之一,要熟练掌握。见教材83页。 4、斜截面受剪承载力截面复核计算步骤 (1)计算支座剪力设计值V (2)验算截面限制条件,如不满足,则应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级 (3)验算最小配箍率,箍筋的间距和直径应满足构造要求。 (4)计算斜截面受剪承载力 Asv?h0 (对矩形、T形和工字形截面的一般受弯构件) sA1.75Vu?ftbh0?fyv?sv?h0 (受集中力为主的独立梁) ??1.0sVu?V则斜截面受剪承载力满足要求;否则不满足要求。 Vu?0.7ftbh0?1.25fyv?历年试题31: 31.(2009计算题)某安全等级为二级的钢筋混凝土矩形截面梁,截面尺寸b×h=300mm×650mm,as=60mm,采用C25级混凝土(fc=11.9N/mm,ft?1.27N/mm),沿梁全长配有HRB335级双肢箍筋 8@120(fyv=300N/mm,Asvl=50.3mm)。该梁承受均布荷载(包括梁的自重)产生的剪力设计值V=300kN,试验算斜截面受剪承载力是否满足要求。 【答案】 (1) 验算截面限制条件 h0=h-as=650-60= 590mm 2 2 2 2 hw/b?590/300?1.97?4 0.25?cfcbh0?0.25?1.0?11.9?300?590?526575N?526.6KN?V?300KN 截面符合要求。 (2)验算最小配箍率 ?sv?nAsv12?50.3??0.279% bs300?120?sv,min?0.24ftfyv?0.24?1.27300?0.102%<?sv 满足要求。 (3) 计算斜截面受剪承载力 Vu?0.7ftbh0?1.25fyv?Asv2?50.3?h0?0.7?1.27?300?590?1.25?300??590 s120?157353?185481?342834N?342.8KN?V?300KN斜截面受剪承载力满足要求。 【解析】本题考察对斜截面受剪公式的应用,是必考题之一,要熟练掌握。见教材83页。 四、保证斜截面受弯承载力的措施(考点19) 1、抵抗弯矩图(考点19)P89 历年试题32: 32.(2006填空题)用来表示钢筋混凝土受弯构件各截面的正截面受弯承载力的图形称为________图。 【答案】抵抗弯矩 【解析】本题考察抵抗弯矩图的识记,见教材89页。 2、纵筋的弯起(考点20)P91 为保证受弯构件斜截面受弯承载力,规范规定,纵筋弯起点与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离不应小于0.5h0。 3、纵筋的锚固、截断 4、箍筋的间距 五、梁、板内钢筋的其他构造要求 第六章 受扭构件扭曲截面的受扭承载力 本章历年考试一般选择、填空各一题,总分3分。重点掌握计算公式中关键符号的含义。 一、纯扭构件试验结果 1、受扭钢筋形式:受扭箍筋和受扭纵筋必须同时配置,且要相互匹配。 2、纯扭构件破坏形态:适筋破坏、少筋破坏、部分超筋破坏、超筋破坏 二、纯扭构件受扭承载力计算(考点21)P108 1、混凝土核心截面面积: Acor?bcor?hcor Astl?sfy2、受扭纵筋与箍筋的配筋强度比:?? ?Ast1?ucorfyv3、纯扭构件受扭承载力计算公式:Tu?0.35ftWt?1.2??fyvAst1s?Acor b2(3h?b) 4、截面抗扭塑性抵抗矩:Wt?6历年试题33: 33.(2006填空题)钢筋混凝土纯扭构件承载力计算公式中,δ为_______________的配筋强度比。 【答案】受扭的纵向钢筋与箍筋 【解析】本题考察纯扭构件受扭承载力计算公式的理解,见教材108页。 三、弯扭、剪扭和弯剪扭构件的计算 1、矩形截面剪扭构件基本公式(考点22)P109 (1)受剪承载力: Vu?0.7(1.5??t)ftbh0?1.25fyvAsvh0 (一般剪扭构件) sVu?A1.75(1.5??t)ftbh0?fyvsvh0 (集中荷载作用下的独立剪扭构件) ??1sAst1Acor s(2)受扭承载力 Tu?0.35?tftWt?1.2?fyv(3)剪扭构件的混凝土受扭承载力降低系数 1.5(一般剪扭构件) VWt1?0.5Tbh01.5?t? (集中荷载作用下的独立剪扭构件) VWt1?0.2???1?Tbh0?t?2、弯剪扭构件的计算(考点23)P109 (1)按受弯构件单独计算在弯矩作用下所需的受弯纵向钢筋截面面积 (2)按抗剪承载力计算需要的抗剪箍筋 (3)按抗扭承载力计算需要的抗扭箍筋 (4)按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比关系,确定抗扭纵筋 (5)按照叠加原则计算抗弯剪扭总的纵筋和箍筋用量 历年试题34: 36.(2007填空题)设计钢筋混凝土矩形截面弯剪扭构件时,纵向钢筋截面面积是由_____________承载力确定的。 【答案】受弯和受扭 【解析】本题考察弯剪扭构件计算公式的理解,见教材109页。 四、构造要求 第七章 受压构件的截面承载力 本章是历年考试的重点,一般选择、填空、简答、计算各一题,总分16分。 一、构造要求 1、材料(考点23)P117 (1)宜采用强度等级较高的混凝土 (2)不宜采用高强度钢筋 2、截面形状和尺寸: (1)采用方形、矩形截面,单层厂房的预制柱常采用工字形截面。 (2)圆形截面主要用于桥墩、桩和公共建筑中的柱。 2 (3)柱的截面尺寸不宜小于250×250mm。 (4)当柱截面的边长在800mm以下时,以50mm为模数,边长在800mm以上时,以100mm为模数。 3、纵向钢筋: (1)受压构件全部纵向钢筋的配筋率不应小于0.6%;一侧受压钢筋的配筋率不应小于0.2%。 (2)全部纵筋配筋率不宜超过5%。 (3)纵筋的净距不小于50mm。 (4)截面各边纵筋的中距不应大于300mm。 (5)当h≥600mm时,在柱侧面应设置直径10~16mm的纵向构造钢筋,并相应设置附加箍筋或拉筋。 4、箍 筋:(考点24)P119 (1)受压构件中箍筋应采用封闭式。 (2)当柱截面短边大于400mm,且各边纵筋配置根数超过3根时,或当柱截面短边不大于400mm,但各边纵筋配置根数超过4根时,应设置复合箍筋。 (3) 对截面形状复杂的柱,不得采用具有内折角的箍筋。 历年试题35: 35.(2008.1填空题)对于截面形状复杂的钢筋混凝土受压构件,为避免产生向外的拉力,而使折角处混凝土保护层崩脱,不应采用________________箍筋。 【答案】具有内折角的 【解析】本题考察对受压构件箍筋构造的理解,见教材120页。 二、轴心受压构件正截面承载力计算(考点25)P120-127 1、普通钢箍柱 (1)箍筋的作用: a)保证纵向钢筋的位置正确; b)与纵筋组成钢筋骨架; c)防止纵向钢筋压屈。 (2)纵筋的作用: a)协助混凝土承受压力, 提高正截面承载力; b)承受可能的弯矩,防止因偶然偏心而突然破坏; c)提高变形能力, 防止构件突然的脆性破坏; d)减小混凝土的徐变变形. (3)短柱和长柱:按照长细比 l0/b 的大小,轴心受压柱可分为短柱和长柱 对方形和矩形柱,l0/b ≤ 8 时为短柱,否则为长柱。 对圆形柱, l0/d ≤ 7 时为短柱,否则为长柱。 对任意截面柱, l0/i ≤ 28 时为短柱,否则为长柱。 l0为柱的计算长度,b为矩形截面的短边尺寸, d为圆形截面的直径, i为任意截面的最小回转半径。 (4)轴心受压长柱的稳定系数 a)轴压长柱由各种偶然因素造成的初始偏心不可忽略,产生附加弯矩和侧向挠度,降低承载力。 b)用构件的稳定系数?来表示长柱承截力降低的程度。 c)稳定系数?主要与柱的长细比l0/b有关 历年试题36-37: 36.(2007简答题)钢筋混凝土轴心受压构件中,纵向受力钢筋和箍筋的作用是什么? 【答案】(1)箍筋的作用: a)保证纵向钢筋的位置正确; b)与纵筋组成钢筋骨架; c)防止纵向钢筋压屈。 (2)纵筋的作用: a)协助混凝土承受压力, 提高正截面承载力; b)承受可能的弯矩,防止因偶然偏心而突然破坏; c)提高变形能力, 防止构件突然的脆性破坏; d)减小混凝土的徐变变形。 【解析】本题考察对受压构件配筋作用的理解,见教材118页。 37.(2008填空题)根据_________大小可将钢筋混凝土轴心受压柱分为短柱和长柱。 【答案】长细比 【解析】本题考察对轴心受压长柱和短柱的理解,见教材121页。 (5)正截面受压承载力计算 'a)计算公式:N?Nu?0.9?(fcA?fy'As) b)当纵向钢筋配筋率大于3%时,A 应改为Ac=A-As′ 历年试题38: 38.(2009简答题)写出钢筋混凝土轴心受压构件承载力计算公式,并解释公式中各符号的含义。 '【答案】N?Nu?0.9?(fcA?fy'As) 式中 Nu—轴向压力承载力设计值; N—轴向压力设计值; ?—钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数; fc—混凝土的轴心抗压强度设计值; A—构件截面面积,当纵向钢筋配筋率大于3%时,A 应改为Ac=A-As′; fy′—纵向钢筋的抗压强度设计值; 式中系数0.9,是考虑到初始偏心的影响为提高可靠性而引入的承载力折减系数; 【解析】本题考察对轴心受压构件正截面受压承载力公式的识记与理解,见教材123页。 2、螺旋箍筋柱 (1)受力特点:(考点26)P125 a)螺旋箍筋柱的箍筋既是构造钢筋又是受力钢筋。 b)螺旋筋的套箍作用可约束核心混凝土,使得核心混凝土处于三向受压状态,提高了混凝土的抗压强度和变形能力,从而间接地提高了轴心受压柱的受压承载力和变形能力。 c)螺旋筋或焊接环筋也可称为“间接纵向钢筋”或“间接钢筋” 。 历年试题39: 39.(2007填空题)配有螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压柱,其截面核心区混凝土处于_______应力状态,因而能提高柱的受压承载力和变形能力。 【答案】三向受压 【解析】本题考察对轴心螺旋箍筋柱的受力特点的理解,见教材125页。 (2)承载力计算公式: N?Nu?0.9(fcAcor?2?fyAss0?fy?As?) (3)螺旋箍筋柱施工较复杂,用钢量较多,造价较高,一般较少采用。 三、偏心受压构件正截面破坏形态(考点25)P128-130 1、材料破坏和失稳破坏 (1)长细比较小或适中的柱, l0 / h≤30 时, 发生材料破坏 (2)长细比较大或很大的柱, l0 /h>30 时, 发生失稳破坏 2、正截面破坏形态 (1)大偏心受压破坏(受拉破坏) a)截面受拉侧混凝土较早出现裂缝,受拉纵筋应力随荷载增加发展较快,首先达到屈服强度。 b)此后裂缝迅速开展,受压区高度减小。 c)最后受压侧钢筋A's 受压屈服,压区混凝土压碎而达到破坏。 d)具有明显预兆,变形能力较大,属延性破坏。 (2)小偏心受压破坏 a)截面靠近轴力一侧混凝土和钢筋的受力较大,该侧混凝土首先被压碎,钢筋受压屈服。 b)远离轴力一侧钢筋应力较小,可能受拉也可能受压,达不到屈服。 c)破坏无明显预兆,属于脆性破坏。 历年试题40: 40.(2008单选题)关于钢筋混凝土偏心受压构件的破坏,下列说法中正确的是( ) A.大、小偏心受压均为脆性破坏 B.大、小偏心受压均为延性破坏 C.大偏心受压为延性破坏,小偏心受压为脆性破坏 D.大偏心受压为脆性破坏,小偏心受压为延性破坏 【答案】C 【解析】本题考察对偏心受压构件正截面破坏形态的理解,见教材129页。 四、偏心受压构件正截面受压承载力计算公式(考点26)P130-135 1、界限破坏 (1)受拉钢筋屈服与受压区混凝土边缘极限压应变?cu同时达到。 (2)相对界限受压区高度为?b 当x 2、附加偏心距、初始偏心距和偏心距增大系数 (1)附加偏心距 由于荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性、配筋的不对称性及施工误差等原因,往往使轴 向力的偏心距产生波动。为考虑这些因素的不利影响,引入附加偏心距ea,ea取20mm与h/30 两者中的较大值,此处h是指偏心方向的截面尺寸。 历年试题41: 【解析】本题考察对偏心矩增大系数的识记与理解,见教材132页。 41.(2008简答题)在钢筋混凝土偏心受压构件正截面承载力计算中,为何引入附加偏心矩ea? 【答案】由于荷载作用位置的偏差、混凝土的不均匀性、配筋的不对称性及施工误差等原因,往往使轴 向力的偏心距产生波动。为考虑这些因素的不利影响,引入附加偏心距ea,ea取20mm与h/30 两者中的较大值,此处h是指偏心方向的截面尺寸。 【解析】本题考察对附加偏心矩的理解,见教材130页。 (2)初始偏心距 初始偏心距取计算偏心距e0=M/N与附加偏心距ea之和,称为初始偏心距ei,ei?e0?ea (3)偏心距增大系数 计算长柱承载力时,考虑弯曲作用平面内产生的侧向挠度的影响,将初始偏心距乘以偏心距增大系数: l1(0)2?1?2 1400ei/h0h0.5fcA?1? :截面曲率修正系数 Nl?2?1.15?0.010 :长细比对截面曲率的影响系数 h??1?历年试题42: 42.(2009填空题)进行钢筋混凝土矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算时,若l0/h?5,即可不 考虑___________对偏心距的影响。 【答案】纵向弯曲 【解析】本题考察对偏心距增大系数的理解,若l0/h?5,则视为短柱,可不考虑纵向弯曲对偏心距的影响。见教材132页。 3、偏心受压构件正截面受压承载力计算公式 (1)大小偏心的初步判别 ?ei?0.3h0 先按大偏压计算?ei?0.3h0 按小偏压计算(2)大偏心受压基本公式 N??1fcbx?fy?As??fyAsxN?e??1fcbx(h0?)?fy?As?(h0?as') 2he??ei??as2(3)大偏心受压基本公式适用条件 a)x ≤xb或?≤?b b)x≥2as′ (4)小偏心受压基本公式 N??1fcbx?fy?As???sAsxN?e??1fcbx(h0?)?fy?As?(h0?as') 2e??ei?0.5h?as(5)小偏心受压基本公式适用条件 a) x >xb 或 ξ >ξb b) x≤ h , 如果 x > h, 则取 x = h 五、对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压截面设计计算(考点27)P136(重点掌握对称配筋大偏心) 1、大小偏心的判别 ???b,大偏心受压N; ???1fcbh0???b,小偏心受压2、大偏心受压基本公式和适用条件 (1) 基本公式 N??1fcbxxN?e??1fcbx(h0?)?fy?As?(h0?as') 2he??ei??as2N?e??1fcbx(h0?0.5x)N??As?x?; As ?1fcbfy?(h0?as')(2) 适用条件 x≥2as′,如果x<2as′,则取x=2as′,对受压钢筋取矩: e'??ei?h?as',Ne′ = fyAs(h0-as′),直接求出As 23、小偏心受压基本公式和适用条件 (1) 基本公式 N??1fcbx?fy?As??fy????A ?b??sxN?e??1fcbx(h0?)?fy?As?(h0?as') 2he??ei??as 22N??1?bfcbh0Ne??1fcbh0?(1?0.5?)?; ????A?A?bss2'Ne?0.43?1fcbh0fy?(h0?as)??fbh1c0(?1??b)(h0?as')(2) 适用条件 x≤h , 如果 x > h, 则取 x = h 历年试题43: 43.(2009计算题) 某安全等级为二级的钢筋混凝土矩形截面偏心受压柱,截面尺寸b×h=500mm×600mm, 2 ?=360Nas?a?采用C30级混凝土(fc=14.3N/mm),纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋(fy?fy?=1.08,s=40mm,/mm),该柱承受轴向压力设计值N=1200kN,弯矩设计值M=500kN·m。若采用对称配筋,试确定柱中所需的 ?(不要求验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力)。 纵向受拉及受压钢筋截面面积As、As提示:?0=1.0,?1=1.0,?b=0.518; 一侧纵向受力钢筋的最小配筋率为0.2%, 全部纵向受力钢筋的最小配筋率为0.6%。 【答案】 (1)求初始偏心距ei 2 eo=M/N=500×106/(1200×1000)=417mm ea=max(20,h/30)= max(20,600/30)=20mm ei=eo+ea = 417+20=437mm ?ei?1.08?437?472mm (2)判断大小偏心受压 h0?h?as?600?40?560mm N1200?1000??167.8mm ?1fcb1.0?14.3?500?bh0?0.518?560?290mm?x?167.8mm x?属大偏心受压破坏。 (3)求As=Asˊ e??ei?h600?as?(472??40)mm?732mm 22Ne??1fcbx?h0?0.5x?As?As??f?h?a?y?0s? ?1200?1000?732?1.0?14.3?500?167.8(560?0.5?167.8) 360?(560?40)8.784?108?5.712?1082??1621mm 1.872?105 (4)验算配筋率 一侧纵筋配筋率验算: 0.2%bh=0.2% ×500×600=600mm< As=Asˊ,可以。 显然全部纵向受力钢筋配筋率也满足最小配筋率要求。 【解析】本题考察对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面受压截面设计计算的应用,为必考题目,一定 要熟练掌握。见教材138页。 六、偏压构件Nu-Mu关系(考点28)P141 2 图7-1 Nu-Mu相关曲线 1、对于给定的截面、材料强度和配筋,达到正截面承载力极限状态时,其轴力和弯矩是相互关联的。 2、给定Nu ,有唯一的Mu。可用一条Nu-Mu相关曲线表示。 3、N 4、大偏压时,压力较小,Nu随Mu的增大而增大,随Mu的减小而减小,界限破坏时的Mu最大。 5、小偏压时,压力较大,Nu随Mu的增大而减小,轴心受压(Mu=0)时Nu最大。 历年试题44: 44.(2006填空)对于钢筋混凝土小偏心受压构件,Nu随Mu的增大而_______。 【答案】减小 【解析】本题考察对偏压构件Nu-Mu关系的理解,见教材142页。 第八章 受拉构件承载力的计算 本章历年只考一道填空题,总分1分。 一、轴心受拉构件(考点29)——P147 1、受力特点 轴心受拉破坏时混凝土裂缝贯通,全部外力由钢筋承担, 纵向拉钢筋达到其受拉屈服强度。 2、承载力公式 Nu?fyAs 3、构造要求 (1) 纵向受拉钢筋最小配筋率取0.2%和0.45ft/fy中的较大值 (2)采用非焊接骨架时,轴心受拉及小偏心受拉构件的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接接头 历年试题45: 45.(2009填空)钢筋混凝土轴心受拉构件的纵向受拉钢筋最小配筋率取0.2%和0.45ft/fy中的______。 【答案】较大值 【解析】本题考察对轴心受拉构件构造的识记与理解,见教材147页。 二、偏心受拉构件 1、大小偏心受拉构件的概念及判别(考点30)——P148 (1)偏拉构件按轴向拉力N作用位置的不同,分为大偏心受拉构件和小偏心受拉构件。 '?时,为大偏心受拉构件。 (2)当偏心拉力作用位置在As合力点和As合力点之外,即e0?0.5h?as'(3)当偏心拉力作用位置在As合力点和As合力点之间时,为小偏心受拉构件。 历年试题46-49: '46.(2006填空) 钢筋混凝土偏心受拉构件,当偏心拉力作用位置在As和As之间时,为____构件。 【答案】小偏心受拉 47.(2007填空)在钢筋混凝土偏心受拉构件的受力过程中,若始终存在受压区,则该构件为____构件。 【答案】大偏心受拉 48.(2008填空)某截面尺寸为b×h的钢筋混凝土偏心受拉构件,as?a?s?a,若轴向力偏心距e0______,则为大偏心受拉构件。 【答案】≥0.5h-a 49.(2008.1填空)钢筋混凝土偏心受拉构件,根据轴心拉力________________的不同,分为大偏心受拉构件和小偏心受拉构件。 【答案】作用位置的不同 【解析】历年试题49-52题考察对大小偏心受拉构件的判别,见教材148页。 2、偏心受拉构件的承载力计算(考点31)——P148-149 (1)大偏心受拉构件 基本公式 ???1fcbx Nu?fyAs?fy?Asx?) Nu?e??1fcbx(h0?)?fy?As?(h0?as2e?e0?0.5h?as 适用条件 2a’ < x ≤xb (2)小偏心受拉构件 受力特点:临近破坏时,裂缝贯通整个截面,拉力完全由钢筋承担,不考虑混凝土的受拉作用。 基本公式 As?Ne?Ne? A?s'''fy(h0?as)fy(h0?as)e??e0?0.5h?as' e?0.5h?as?e0 Ne???As?对称配筋时:As fy(h0?as') 历年试题50: 50.(2007.1填空)钢筋混凝土大偏心受拉构件破坏时,若x≥2as′,则远离轴向拉力一侧的钢筋应力达到______________设计值。 【答案】受压强度 【解析】本题考察对大小偏心受拉构件基本公式的理解,见教材148页。 第九章 变形、裂缝与耐久性 本章历年考试选择、填空、名词解释各一题,共5分。 一、截面弯曲刚度 1、截面弯曲刚度的概念(考点32)——P155 截面的弯曲刚度EI 就是使截面产生单位转角需施加的弯矩值,它体现了截面抵抗弯曲变形的能力, 22 计量单位是KN·m或N·mm。 历年试题51 51.(2007.1名词解释题)钢筋混凝土构件的截面弯曲刚度 【答案】截面的弯曲刚度EI 就是使截面产生单位转角需施加的弯矩值,它体现了截面抵抗弯曲变形的 22 能力,计量单位是KN·m或N·mm。 【解析】本题考察截面弯曲刚度的概念的识记,见教材155页。 2、荷载效应标准组合下的截面弯曲刚度Bs(考点33)——P156-159 (1) 截面弯曲短期刚度计算公式 Bs?6?E?1.15??0.2?1?3.5??fEsAsh02 (2)纵向受拉钢筋应变不均匀系数? ??1.1?0.65ftk?sk?te a) ?是纵向受拉钢筋的平均应变与裂缝截面处钢筋应变的比值; b)?反映了裂缝间混凝土参与受拉工作的情况,对于弯曲刚度和裂缝宽度,不能忽略受拉混凝土的作用; c) 随着弯矩增加,由于裂缝间粘结力的逐渐破坏,混凝土参与受拉的程度减小,平均应变增大, ?逐渐增大,并趋于1.0,抗弯刚度逐渐降低。 历年试题52-53: 52.(2006填空题)在使用阶段,钢筋混凝土梁的截面弯曲刚度B随截面弯矩M的增大而_______。 【答案】减小 53.(2008.1单选题)在使用荷载作用下,钢筋混凝土梁截面弯曲刚度B随弯矩的增加( ) A.逐渐增加 B.逐渐减小 C.先减小后增加 D.先增加后减小 【答案】B 【解析】56-57题考察对构件刚度与弯矩的关系的理解,见教材158页。 3、受弯构件的截面弯曲刚度B(考点34)——P159-160 (1)长期刚度降低的原因 a) 受压混凝土将发生徐变 b) 裂缝间受拉混凝土的应力松弛以及混凝土和钢筋的滑移徐变,使原来受拉的混凝土脱离工作 c) 混凝土的收缩变形 (2)挠度增大系数θ 受弯构件挠度计算采用的刚度B,是在短期刚度BS 的基础上,采用挠度增大系数θ考虑荷载效应的准永久组合作用的影响 历年试题58-59: 54.(2007填空题)计算钢筋混凝土受弯构件截面弯曲刚度B时,引入挠度增大系数θ是考虑荷载效应 _____组合的影响。 【答案】准永久 55.(2008填空题)计算钢筋混凝土受弯构件长期刚度B时,引入_______系数,以考虑荷载效应准永久组合的影响。 【答案】挠度增大 【解析】58-59题考察对挠度增大系数θ的理解,见教材159页。 (3) 截面弯曲长期刚度计算公式 B?MkBs Mq(??1)?Mk (4)最小刚度原则 在简支梁全跨范围内,采用最大弯矩处的截面抗弯刚度(即最小刚度)作为该区段的抗弯刚度,用工程力学中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。对存在正负弯矩的构件,分别取同号弯曲段内弯矩绝对值最大处截面的最小刚度计算挠度。 历年试题56: 56.(2007名词解释题)最小刚度原则 【答案】在简支梁全跨范围内,采用最大弯矩处的截面抗弯刚度(即最小刚度)作为该区段的抗弯 刚度,用工程力学中不考虑剪切变形影响的公式来计算挠度。对存在正负弯矩的构件,分别取同号弯曲段内弯矩绝对值最大处截面的最小刚度计算挠度。 【解析】本题考察对最小刚度原则的识记,见教材160页。 4、提高构件弯曲刚度的措施(考点35)——P161 (1)最有效途径是加大截面高度; (2)也可以通过增加构件配筋来实现; (3)实际工程中控制梁板截面的跨高比(l0/h0),保证构件具有足够的刚度,从而不必进行挠度验算。 历年试题57: 57.(2006单选题)一般情况下,若钢筋混凝土梁、板的截面高度满足跨高比要求,即可( ) A. 满足承载力要求 B.满足裂缝宽度要求 C.满足弯曲刚度要求 D.满足抗裂要求 【答案】C 【解析】本题考察对提高和保证构件刚度措施的理解,见教材161页。 二、裂缝宽度验算(考点36)——P162-166 1、裂缝宽度的定义 我国《混凝土结构设计规范》所定义的裂缝宽度指受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂缝宽度。 历年试题58: 58.(2008名词解释题)裂缝宽度 【答案】我国《混凝土结构设计规范》所定义的裂缝宽度指受拉钢筋截面重心水平处构件侧表面的裂 缝宽度。 【解析】本题考察对裂缝宽度概念的识记与理解,见教材164页。 2、减小裂缝宽度的措施 (1)采用小直径钢筋; (2)必要时适当增加配筋率 历年试题59: 59.(2007.1单选题)在其他条件不变的情况下,为了减小钢筋混凝土受弯构件的裂缝宽度,以下措施中 正确的是( ) A.提高纵向受拉钢筋强度 B.改用直径较大的纵向受拉钢筋 C.改用直径较小的纵向受拉钢筋 D.增大混凝土保护层厚度 【答案】C 【解析】本题考察对提高和保证构件刚度措施的理解,见教材161页。 三、耐久性(考点37)——P166-169 1、耐久性的概念 指结构在设计使用年限内,在正常维护条件下,必须保持适合于使用,而不需要进行大修和加固。 历年试题60: 60.(2006名词解释题)混凝土结构的耐久性 【答案】混凝土结构的耐久性指结构在设计使用年限内,在正常维护条件下,必须保持适合于使用,而 不需要进行大修和加固。 【解析】本题考察对结构耐久性的识记理解,见教材166页。 2、影响耐久性的因素 混凝土的碳化及钢筋的锈蚀是影响混凝土结构耐久性的最主要的综合因素。 (1) 减小碳化措施有: a) 合理设计混凝土的配合比; b) 提高混凝土的密实度、抗渗性; c) 规定钢筋保护层的最小厚度; d) 采用覆盖面层。 历年试题61-63: 61.(2008.1名词解释题)混凝土的碳化 【答案】混凝土的碳化是混凝土中性化的形式,是指大气中的二氧化碳(CO2)不断向混凝土内部 扩散,并与其中的碱性物质发生反应,使混凝土的PH值降低。 【解析】本题考察对混凝土碳化这一概念的识记理解,见教材166页。 62.(2007.1填空题)混凝土碳化和钢筋锈蚀是影响混凝土结构______________的主要因素。 【答案】耐久性 63.(2009填空题)混凝土碳化和钢筋______是影响混凝土结构耐久性的最主要因素。 【答案】锈蚀 【解析】66-67题考察对影响耐久性的因素的识记,见教材166页。 3、保证耐久性的技术措施 历年试题64: 64.(2007.1填空题)以下保证混凝土结构耐久性要求的技术措施中,错误的是( C ) .. A.宜根据环境类别规定维护措施及检查年限 B.对于不同环境类别的混凝土材料应控制氯离子含量 C.对于各种结构,为防止碱集料反应,均应对骨料及掺合料提出具体要求 D.施工时采取各种措施保证混凝土的密实性 【答案】C 【解析】本题考察对保证耐久性的技术措施的识记,见教材169页。 第十章 预应力混凝土构件 本章历年考试选择、填空、简答各一题,共8分。 一、基本概念(考点38)——P172-176 1、预应力混凝土 (1) 预应力混凝土的概念: 用人工方法预先使构件截面中产生预压应力的混凝土构件称为预应力混凝土构件。 (2)使用预应力混凝土的目的 a) 提高构件的抗裂度和刚度; b) 充分利用高强度材料; c) 减轻结构自重、节约钢材 (3)预应力混凝土的主要用途 a) 适用于对裂缝要求严格的结构; b) 适用于大跨度或受力很大的构件; c) 对刚度或变形要求较高的构件。 历年试题65: 65.(2008.1填空题)用人工方法预先使构件截面中的混凝土产生________________的构件,称为预应力混凝土构件。 【答案】预压应力 【解析】本题考察对预应力混凝土概念的识记,见教材173页。 历年试题66: 67.(2006简答题)对混凝土构件施加预压应力的目的是什么? 【答案】使用预应力混凝土的目的是避免普通钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,提高构件的抗裂度和 刚度,并充分利用高强度材料,减轻结构自重、节约钢材。 【解析】本题考察对使用预应力混凝土目的的识记,见教材173页。 2、预加应力的方法 (1) 先张法:在浇筑混凝土前张拉钢筋的方法。 (2) 后张法:在混凝土结硬后张拉钢筋的方法。 3、预应力混凝土对材料的要求 (1) 混凝土:强度高;收缩徐变小;快硬早强。 (2) 钢材:强度高;具有一定塑性;良好的加工性能;与混凝土之间有较好的粘接强度。 (3) 用于预应力混凝土结构中的钢材:热处理钢筋、钢丝、钢绞线。 历年试题67-68: 67.(2007.1简答题)预应力混凝土构件所用的混凝土应满足哪些要求?为什么? 【答案】预应力混凝土对混凝土的要求 (1)强度高:预应力混凝土只有采用较高强度的混凝土,才能建立起较高的预压应力,并可减 少构件截面尺寸,减轻结构自重。对先张法构件,采用较高强度的混凝土可以提高黏结强度,对后张法构件,则可承受构件端部强大的预压力。 (2)收缩徐变小:这样可以减少由于收缩、徐变引起的预应力损失。 (3)快硬早强:这样可以尽早施加预应力,加快台座、锚具、夹具的周转率,加快施工进度。 68.(2007简答题)预应力混凝土构件对预应力钢筋有哪些要求?预应力钢筋有哪几类? 【答案】(1)预应力混凝土对预应力钢筋的要求:强度高;具有一定塑性;良好的加工性能;与混凝土 之间有较好的粘接强度。 (2)预应力钢筋有:热处理钢筋、钢丝、钢绞线。 【解析】67-68题考察预应力混凝土对材料的要求,见教材175页。 历年试题69: 69.(2008单选题)在后张法预应力混凝土结构中,对预应力钢筋性能的要求不包括( ) ... A.良好的加工性能 B.一定的塑性 C.足够的粘结强度 D.较高的强度 【答案】C 【解析】本题考察预应力混凝土对材料的要求,后张法中预应力钢筋与混凝土之间不依靠粘接强度建立 预加压力,见教材175页。 4、张拉控制应力 (1)张拉控制应力的概念 指张拉预应力钢筋时所控制的最大应力值,其值为张拉设备所指示的总的张拉力除以预应力钢筋面积得到的应力值, 用σcon表示。 (2)张拉控制应力的大小 预应力钢筋的张拉应力必须加以控制。张拉控制应力大小的确定与预应力钢筋的品种和施加 预应力的方法有关。 历年试题70: 70.(2009简答题)什么是预应力钢筋的张拉控制应力?张拉控制应力为何不能过高? 【答案】 预应力钢筋的张拉控制应力指张拉预应力钢筋时所控制的最大应力值,其值为张拉设备 所指示的总的张拉力除以预应力钢筋面积得到的应力值, 用σcon表示。 从充分发挥预应力优点的角度考虑,张拉控制应力宜尽可能地定得高一些,σcon定得高,形成的有效预压应力高,构件的抗裂性能好,且可以节约钢材,但如果控制应力过高, 会出现以下问题: ①σcon越高,构件的开裂荷载与极限荷载越接近,使构件在破坏前无明显预兆,构件 的延性较差。 ②在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力甚至开裂,对后张法构件有可能造成端部混 凝土局部受压破坏。 ③为了减少预应力损失,往往需对钢筋进行超张拉,由于钢材材质的不均匀,可能使个别 钢筋的应力超过它的实际屈服强度,而使钢筋产生较大塑性变形或脆断,使施加的预应力达不到预期效果。 ④使预应力损失增大 。 因此,预应力钢筋的张拉应力不能过高,必须加以控制。张拉控制应力大小的确定与预应力钢筋的品种和施加预应力的方法有关。 【解析】本题考察对预应力钢筋的张拉控制应力的识记与理解。见教材176页。 二、预应力损失(考点39)——P177-180 1、六项预应力损失 (1)锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1 (2)预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失 σl2 (3)热养护损失sl3 (4)预应力钢筋松弛损失sl4 (5)混凝土的收缩徐变引起的预应力损失σl5 (6)用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失σl6 2、预应力损失值的组合 各阶段预应力损失值的组合 预应力损失值的组合 先张法构件 后张法构件 混凝土预压前(第一批)的损失σlⅠ σl1+σl3+σl4 σl1 +σl2 混凝土预压后(第二批)的损失 σlⅡ σl5 σl4+σl5+σl6 历年试题71: 71.(2007填空题)σl2是预应力钢筋与孔道壁_______引起的预应力损失。 【答案】摩擦 【解析】本题考察六项预应力损失的识记,见教材177页。 历年试题72: 72.(2008简答题)先张法和后张法预应力混凝土构件的预应力损失各有哪几项? 【答案】(1)先张法预应力混凝土构件的预应力损失有: a)锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1 b)热养护损失sl3 c)预应力钢筋松弛损失sl4 d)混凝土的收缩徐变引起的预应力损失σl5 (2)后张法预应力混凝土构件的预应力损失有: a)锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1 b)预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失 σl2 c)预应力钢筋松弛损失sl4 d)混凝土的收缩徐变引起的预应力损失σl5 e)用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失σl6 【解析】本题考察张拉方法与六项预应力损失的关系的理解,见教材180页。 历年试题73: 73.(2006单选题)后张法预应力混凝土构件的第一批预应力损失为( ) A.σl1+σl2+σl5 B.σl4+σl5+σl6 C.σl1+σl3+σl4 D.σl1+σl2 【答案】D 【解析】本题考察对预应力损失值组合的理解与应用,见教材180页。 三、后张法预应力混凝土构件(考点40)——P181-190 1、裂缝控制的三个等级 (1)严格要求不出现裂缝的构件(一级构件): ?ck??pcⅡ?0 (2)一般要求不出现裂缝的构件(二级构件) a)在荷载效应的标准组合下满足: ?kc??pcⅡ?ftk b)在荷载效应的准永久组合下满足:?cq??pcⅡ?0 (3)允许出现裂缝的构件(三级构件) 计算的最大裂缝宽度应满足:?maxdeq???cr??1.9c?0.08???lim Ec??te??sk?历年试题74: 74.(2007.1填空题)预应力混凝土构件的裂缝控制等级有严格要求不出现裂缝、一般要求不出现裂缝和 ______________三个等级。 【答案】允许出现裂缝的构件 【解析】本题考察对裂缝控制的三个等级的识记,见教材186页。 2、施工阶段承载力验算 ?cc?0.8fc' 式中 ?cc — 张拉完毕时混凝土所受的预压应力; fc' — 张拉完毕时混凝土的轴心抗压强度设计值 历年试题75: 75.(2008填空题) 对于后张法预应力混凝土构件,张拉预应力钢筋时,混凝土的预压应力应符合 ?,式中fck?是__________时,与混凝土立方体抗压强度fcuk?相应的轴心抗压强度值。 ?cc?0.8fck【答案】张拉完毕 【解析】本题考察对裂缝控制的三个等级的识记,见教材186页。 2、后张法构件端部局部受压承载力验算的基本概念 (1)后张法构件张拉预应力时,锚具与混凝土接触面积小,锚下混凝土有较大的局部压应力。 (2)在局部受压区域,混凝土处于三向受压应力状态,混凝土强度得到提高。 (3)距构件端部一定距离后,混凝土表面产生横向拉应力。 (4) 当拉应力超过ft时,混凝土将出现纵向裂缝,导致局部受压破坏。 (5)为提高局部抗压承载力,需在局部受压区内配置横向钢筋网或螺旋钢筋等间接钢筋。 (6)但当局部压应力过大,间接钢筋配置过多时,会产生过大的局部下陷变形,使预应力失效。 (7)端部局部受压承载力验算的的内容:端部受压区截面尺寸验算、局部受压承载力验算。 历年试题76-77: 76.(2006填空题)对于后张法预应力混凝土构件,在端部锚固区配置焊接钢筋网片的目的是_________。 【答案】提高锚固区段的混凝土局部抗压强度 77.(2009填空题)对采用锚具的后张法预应力混凝土构件应进行端部锚固区_____________承载力验算。 【答案】局部受压 【解析】80-81题考察对后张法构件端部局部受压承载力验算基本概念的识记与理解,见教材188页。 历年试题78: 78.(2008.1简答题)后张法预应力混凝土构件的端部锚固区为什么要配置横向间接钢筋?端部锚固区的局部承压验算包括哪些内容? 【答案】(1)为提高局部抗压承载力,防止局部受压破坏,需在局部受压区内配置横向钢筋网或螺旋 钢筋等间接钢筋。 (2)端部局部受压承载力验算的的内容:端部受压区截面尺寸验算、局部受压承载力验算。 【解析】80-81题考察对后张法构件端部局部受压承载力验算基本概念的理解,见教材188页。 第十一章 现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖 本章历年考试选择、填空、名词解释、简答各一题,共10分。 一、基本概念(考点41)——P197-200 1、现浇钢筋混凝土楼盖 (1)优点:刚度大,整体性好,抗震抗冲击性能好,防水性好,对不规则平面的适应性强。 (2)缺点:是费工、费模板,施工工期长,施工受季节影响大。 2、单向板 (1)只在一个方向弯曲或主要在一个方向弯曲的板称为单向板,对l2/l1≥3的四边支承板按单向板 计算。当2<l2/l1<3时,宜按双向板计算,如按单向板计算,则需注意在长跨方向配置足够的构造钢筋。 (2)单向板肋形楼盖中,次梁的间距决定板的跨度; 3、梁板经济跨度:单向板:1.7~2.7m;次梁:4~7m; 主梁:5~8m。 历年试题79-80: 79.(2006名词解释题)单向板 【答案】只在一个方向弯曲或主要在一个方向弯曲的板称为单向板,对l2/l1≥3的四边支承板按单 向板计算。当2<l2/l1<3时,宜按双向板计算,如按单向板计算,则需注意在长跨方向配置足够的构造钢筋。 80.(2008填空题)钢筋混凝土单向板楼盖中,板的跨度由________的间距决定。 【答案】次梁 【解析】83-84考察对单向板概念的识记与理解,见教材199页。 二、按弹性理论的计算(考点42)——P201-207 1、计算简图 (1)单向板可取单位板宽(b=1000mm)进行计算 (2)板和次梁的支座无论是墙还是梁,均视为铰支座; (3)梁或板相邻计算跨度相差不超过10%时,可作为等跨计算; (4)对于超过五跨的多跨连续梁、板可按五跨计算,中间跨均以第三跨代表。 2、荷载 (1)荷载传递路径 单向板肋形楼盖,楼面荷载的传递路径为:单向板→次梁→主梁或框架梁→柱或墙 (2)活荷载的不利布置 a)如求某跨跨中截面最大正弯矩,应在该跨布置活荷载,还应在其左,右每隔一跨布置活荷载。 b)如求某支座最大负弯矩或最大剪力时,应在该支座左右两跨布置活荷载外,还应每隔一跨布 置活荷载。 历年试题81-82: 81.(2006单选题)图示钢筋混凝土五跨连续梁,计算C支座截面负弯矩最大值(绝对值)时,活荷载应布置在( ) A.1、3、5跨 B.1、2、4跨 C.2、3、5跨 D.2、4跨 【答案】C 【解析】本题考察对活荷载的不利布置原则的应用,见教材203页。 82.(2008简答题)计算连续梁各截面最不利内力时,活荷载应如何布置? 【答案】活荷载应按以下原则布置 a)如求某跨跨中截面最大正弯矩,应在该跨布置活荷载,还应在其左,右每隔一跨布置活荷载。 b)如求某支座最大负弯矩或最大剪力时,应在该支座左右两跨布置活荷载外,还应每隔一跨布 置活荷载。 c)如求某跨跨中截面最小正弯矩(或最大负弯矩),该跨不布置活荷载,而在左右相邻跨布置活荷载,然后隔跨布置。 【解析】本题考察对活荷载的不利布置原则的识记,见教材203页。 3、内力包络图 (1)概念:将恒载和各种最不利活载产生的内力叠画在同一张坐标图上,这一叠加图的最外轮廓线就代表了任意截面在任意活荷载作用下可能出现的最大内力。最外轮廓线所围的内力图称为内力包络图。 (2)目的:作内力包络图的目的,是用来进行截面选择和钢筋布置。 4、折算荷载 (1)计算简图没有考虑次梁对板,主梁对次梁转动的弹性约束作用。 (2)计算中为了考虑次梁对板及主梁对次梁的弹性约束影响,采用增大永久荷载和减小可变荷载的办 法,以折算荷载代替实际荷载。 (3)板或梁支承在砖墙上时,荷载不得进行折算。 (4)主梁荷载不进行折算。 历年试题83-84: 83.(2007填空题)计算单向板肋梁楼盖内力时,若板或次梁支承在砖墙上,则不应使用_________荷载。 【答案】折算 【解析】本题考察对折算荷载的识记与理解,见教材206页。 84.(2008.1名词解释题)折算荷载 【答案】现浇楼盖计算简图没有考虑次梁对板,主梁对次梁转动的弹性约束作用。计算中为了考虑次 梁对板及主梁对次梁的这种约束影响,采用增大永久荷载和减小可变荷载的办法,即以折算荷载代替实际荷载。 【解析】本题考察对折算荷载的识记,见教材206页。 5、弯矩剪力计算值 危险截面在支座边界处,实际应取支座边界处的弯矩值和剪力值作为计算内力。 三、内力塑性重分布(考点43)——P207-210 1、考虑内力塑性重分布计算的意义 考虑内力塑性重分布计算超静定钢筋混凝土结构,不仅可以消除内力按弹性理论计算、截面按 极限状态设计的矛盾,而且可以合理地估计构件的承载能力,同时又能符合结构工作的实际情况,节约材料,获得一定的技术经济效果。 2、塑性铰 (1)概念:梁在受拉钢筋屈服以后,弯矩增加极少的情况下,截面相对转角剧增,截面产生很大的转 动,好象出现一个铰一样,称之为塑性铰。 (2)塑性铰与理想铰的区别 a) 理想铰不承受弯矩,而塑性铰能承受一定的弯矩,其值近似等于极限弯矩; b) 理想铰可以任意转动,而塑性铰仅能绕弯矩作用方向转动; c) 理想铰的转动是任意的,而塑性铰的转动能力有限; d) 理想铰集中于一点,而塑性铰有一定长度。 历年试题85-86: 85.(2008名词解释题)塑性铰 【答案】略 【解析】本题考察对塑性铰的识记与理解,见教材209页。 86. (2008.1填空题)钢筋混凝土受弯构件塑性铰与理想铰的不同点之一是:理想铰可沿任意方向转动,而塑性铰只能绕________________方向转动。 【答案】弯矩作用 【解析】本题考察对塑性铰的识记与理解,见教材209页。 3、超静定结构的内力重分布 (1)概念:塑性铰出现以前,连续梁的弯矩服从弹性的内力分布规律,塑性铰出现以后,结构计算简 图发生改变,随着荷载的增加,内力分布与按弹性理论获得的结构内力分布有显著不同, 结构内力将重新分布,这种现象称为塑性内力重分布。 (2)以下情况不能考虑内力重分布 a) 直接承受动力荷载的构件; b) 使用阶段不允许出现裂缝的构件; c) 受侵蚀气体或液体作用的构件。 历年试题87: 87.(2009简答题)什么是钢筋混凝土超静定结构的内力重分布?在进行承载力计算时哪些钢筋混凝土构件不应考虑内力重分布? 【答案】略 【解析】本题考察对内力重分布的识记与理解,见教材210页。 四、调幅法(考点44)——P210-215 1、弯矩调幅系数 ??Me?Ma Me2、应用调幅法的设计原则 (1)应采用塑性性能较好的HRB335级和HRB400级钢筋。 (2)应采用低强度等级混凝土,C20~C45。 (3)截面相对受压区高度ξ应满足:0.1≤ξ≤0.35 (4)调幅系数β不宜大于0.2 历年试题88: 88.(2006填空题)采用弯矩调幅法计算等跨钢筋混凝土连续梁、板内力时,弯矩调幅系数β不宜超过_____。 【答案】0.2 【解析】本题考察对调幅系数β的识记与理解,见教材211页。 五、单向板肋梁楼盖的截面设计和构造(考点45)——P215-222 1、板的计算和构造 (1)板的内拱作用:对于四周与梁整体相连的单向板,中间跨的跨中截面及中间支座,计算所得弯矩 可减少20%,其他截面则不予减少。 (2)板的受力钢筋 a) 连续单向板中受力钢筋的配筋方式有弯起式和分离式两种。? b) 弯起式配筋锚固较好,整体性强,用钢量少,但施工较复杂,工程中应用较少。? c) 分离式配筋锚固稍差,耗钢量略高,但设计和施工都比较方便,是目前工程中常用的配筋方式。 (3)板的构造钢筋 a) 分布钢筋:在垂直于受力钢筋方向布置的分布钢筋,放在受力筋的内侧。? b) 与主梁垂直的附加负筋 c) 与承重砌体墙垂直的附加负筋:承受由于支座处的嵌固作用产生的负弯矩。 d) 两边嵌入砌体墙内的板角部分附加负筋:承受由于板角支座处的嵌固作用产生的负弯矩,承受由于收缩和温度影响产生的板角拉应力,防止产生裂缝。 历年试题89-90: 89.(2009单选题)对四周与梁整体连接的钢筋混凝土单向板,其中间跨跨中及中间支座截面的计算弯矩 可减少( ) A.10% B.15% C.20% D.25% 【答案】C 90.(2007.1简答题)在设计钢筋混凝土肋梁楼盖的单向板时,在什么情况下可对板的弯矩进行折减?为什么? 【答案】对于四周与梁整体相连的单向板,由于板的内拱作用,中间跨的跨中截面及中间支座,计算 所得弯矩可减少20%,其他截面则不予减少。 【解析】89-90题考察对板内力计算的理解,见教材215页。 历年试题91-92: 91.(2006简答题)对现浇钢筋混凝土单向板,在两边嵌固于砌体墙内的板角处,应布置板面附加钢筋,该钢筋的作用是什么? 【答案】承受由于板角支座处的嵌固作用产生的负弯矩,承受由于收缩和温度影响产生的板角拉应力, 防止产生裂缝。 92.(2007.1单选题)对于现浇钢筋混凝土肋梁楼盖的单向板,下列钢筋中,需通过计算配置的是( ) A.垂直于次梁的板面钢筋 B.垂直于主梁的板面钢筋 C.嵌入端部砖墙处的板面钢筋 D.沿板长跨方向布置的分布钢筋 【答案】A 【解析】95-96题考察对单向板配筋的理解,见教材216页。 2、次梁的计算和构造 1)跨中按T形截面计算,支座按矩形截面计算; 2)次梁可按考虑塑性内力重分布的调幅法进行内力计算。 3、主梁的计算和构造 1)跨中按T形截面计算,支座按矩形截面计算; 2)主梁可按弹性理论进行内力计算; 3)主次梁相交支座处,次梁负筋放在主梁负筋上面; 4)集中荷载作用处,设置附加横向钢筋。 历年试题93: 93.(2009填空题)钢筋混凝土单向板肋梁楼盖中,次梁与主梁支座的负弯矩钢筋相互交叉,通常将次梁负弯矩钢筋放在主梁负弯矩钢筋__________。 【答案】上面 【解析】95-96题考察对主梁配筋构造的理解,见教材220页。 第三部分 砌体结构(Ch12~14) 一、本部分考情 年 单 选 填 空 名词解释 简 答 计 算 总分 16 15 20 20 度 题量 分数 题量 分数 题量 分数 题量 分数 题量 分数 2006 2007 2008 2009 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 5 5 10 10 1 1 1 1 8 8 8 8 第十二章 砌体材料及其力学性质 本章通常有一道简答题,有时还有一道单选题,总分5-7分 一、块体与砂浆(考点46)——P237 1、砌体结构:是由砖、砌块及石用砂浆砌筑的结构,习惯上也称为砖石结构。 2、块体:砖、砌块、石材 3、砂浆:砂浆是由胶凝材料、细骨料、水及根据需要掺入的掺和料和外加剂等,按照一定比例混合后搅 拌而成。作用是将砌体中的块体粘结成整体而共同工作,抹平块体表面使受力均匀,填满块体间缝隙,提高砌体的隔音、隔热、保温、防潮、抗冻等性能。砌筑用的砂浆除满足强度要求外,还应具有流动性和保水性。 历年试题94: 94.(2008简答题)什么是砂浆?砂浆在砌体结构中有哪些作用? 【答案】略 【解析】本题考察对砂浆概念的识记,见教材237页。 二、砌体的种类 无筋砌体、配筋砌体、预应力砌体 历年试题95: 95.(2008单选题)砌体可分为三类,即( ) A.无筋砌体、配筋砌体和预应力砌体 B.砖砌体、石砌体和砌块砌体 C.无筋砌体、网状配筋砖砌体和组合砖砌体 D.砖砌体、网状配筋砖砌体和组合砖墙 【答案】A 【解析】本题考察对砂体概念的识记,见教材238页。 三、砌体的计算指标(考点47)——P240-245 1、砌体的抗压强度 (1)砌体轴压破坏特征:破坏过程可分为三个阶段。 第一阶段 从砌体开始受压,到出现第一条(批)裂缝 第二阶段 随着压力的增加,砌体内逐渐形成贯通几块砖的一段段裂缝。 第三阶段 砌体形成几条贯通的裂缝,将砌体分割成几个半砖小柱体,小柱体失稳导致砌体破坏。 (2)影响砌体抗压强度的因素 1)块体的物理力学性能:砌体强度随块体厚度增加而增加,随块体长度增加而降低。 2)砂浆的物理力学性能:砂浆强度高,和易性好,则砌体强度增加。 3)砌筑质量,主要体现在: ①水平灰缝的均匀和饱满程度 ②水平灰缝的厚度 ③砖的含水率 ④块材的搭接方式, 砖柱不得采用包心砌。 历年试题96: 96.(2007简答题)砖砌体轴心受压构件从加载到破坏经历了几个阶段?简述各阶段的特征。 【答案】略 【解析】本题考察对砌体轴压破坏试验的理解,见教材240页。 历年试题97: 97.(2006简答题)影响砌体抗压强度的主要因素有哪些? 【答案】略 【解析】本题考察对影响砌体抗压强度的因素的识记,见教材242页。 2、砌体轴心受拉、弯曲抗拉和抗剪强度 3、砌体强度设计值的调整 下列情况的各类砌体,其砌体强度设计值应乘以调整系数γa: 1) 有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下烧结多孔砖、 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体,混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体,γa为0.9; 2) 对无筋砌体构件,其截面面积小于0.3m2时,γa为其截面面积加0.7。对配筋砌体构件,当其中 砌体截面面积小于0.2m2时,γa为其截面面积加0.8。构件截面面积以m2计; 3) 当砌体用水泥砂浆砌筑时,对抗压强度,γa为0.9;对抗剪强度,γa为0.8;对配筋砌体构件, 当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时,仅对砌体的强度设计值乘以调整系数γa; 4) 当施工质量控制等级为C级时,γa为0.89; 5) 当验算施工中房屋的构件时,γa为1.1。 历年试题98: 98.(2007.1简答题)砌体结构设计规范规定,在哪些情况下,应将砌体强度设计值乘以调整系数γa。 【答案】略 【解析】本题考察对影响砌体抗压强度的因素的识记,见教材245页。 第十三章 无筋砌体构件的承载力 本章每年必出一道计算题,有时出还出一道简答题,8-13分。 一、受压构件承载力验算(考点48)——P253-256 1、基本公式: N?Nu??fA 2、影响系数φ:考虑高厚比和轴向偏心力对受压构件承载力的影响。 3、高厚比修正系数γβ:与砌体类型有关 4、T形截面折算厚度:hT?3.5i 5、高厚比β: 矩形截面:??H0H; T形截面:??0 hhT6、偏心距限值:e?0.6y 3、验算步骤 (1)确定偏心距e,验算偏心距限值e?0.6y a) 矩形截面:e=M/N b) T形截面:e为集中力到截面形心距离 (2)计算高厚比β a) 矩形截面:直接套公式??H0 h b) T形截面:计算截面面积、截面惯性矩→计算回转半径→计算折算厚度→??H0 hT(3)确定影响系数φ a)查表法:根据砂浆强度等级、高厚比及相对偏心距查表确定(教材P253-254) b)公式法:根据公式计算 ① 根据砂浆强度确定系数α ② 计算轴心受压稳定系数?o?③套公式 矩形截面:??11???2 1?e?111?12??(?1)?12?o?h?12; T形截面:???e?111?12??(?1)?h12?o?T?2 (4)确定砌体抗压强度调整系数γa 对无筋砌体构件,其截面面积小于0.3m2时,γa为其截面面积加0.7。 (5)验算偏心方向承载力 N?Nu??fA 满足则安全 (6)对矩形截面,还要验算短边方向承载力 a) 基本步骤:计算高厚比β→计算轴心受压稳定系数φ0→验算短边方向承载力N?Nu??0fA b) 注意短边方向的高厚比与长边方向的高厚比不同。 历年试题99-100: 99.(2009计算题)某矩形截面偏心受压柱,截面尺寸b×h=490mm×620mm,计算高度H0=4.96m,承受轴向压力设计值N=120kN,弯矩设计值M=14.88kN·m(弯矩作用平面平行于长边方向)。该柱采用MU10烧结粘 2 土砖和M5混合砂浆砌筑(f=1.5N/mm),试验算该柱受压承载力是否满足要求(不要求验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力)。 提示:影响系数? e/h ? 砂浆强度等级≥M5 砂浆强度等级M2.5 0.175 0.2 0.225 0.25 0.275 0.175 0.2 0.225 0.25 0.275 6 0.59 0.54 0.49 0.45 0.42 0.57 0.52 0.48 0.44 0.40 8 0.54 0.50 0.46 0.42 0.39 0.52 0.48 0.44 0.40 0.37 10 0.50 0.46 0.42 0.39 0.36 0.47 0.43 0.40 0.37 0.34 12 0.47 0.43 0.39 0.36 0.33 0.43 0.40 0.37 0.34 0.31 【答案】 (1) 确定偏心距: e?M14.88??0.124m?124mm?0.6y?0.6?(620/2)?186mm N120 (2) 计算高厚比β: H04.96?1000??8 h620(3) 影响系数? e124?0.2,??8,砂浆强度等级M5,查表得?=0.5 由 ?h620??(4)确定砌体抗压强度调整系数γa A?490?620?303800mm2?0.303m2?0.3m2 砌体抗压强度无需调整。 (5)验算偏心方向承载力 Nu??fA?0.5?1.5?303800?227850N?227KN?N?120KN 弯矩作用方向受压承载力满足要求。 100.(2008计算题)图示带壁柱窗间墙截面,计算高度H0=8.6m,墙体用M7.5混合砂浆砌筑烧结普通砖。若 该墙体承受荷载设计值产生的轴向压力N=488kN,轴向力偏心距e=120mm,作用点位于图中A点。试根据承载力要求确定砌筑所用烧结普通砖的强度等级。 提示:I=1.462×10mm 10 4 【答案】 (1) 确定偏心距: e?120mm?0.6y?0.6?413?248mm (2) 计算高厚比: a) 截面面积:A?370?610?(2400?370)?240?712900mm2 I/A?1.462?1010/712900?143mm c) 截面折算厚度:hT?3.5i?3.5?143?500.5mm e120??0.240 hT500.5H8.6?1000d) 高厚比:??0??17.2 hT500.5b) 截面回转半径:i?(3) 影响系数? 查表插值 0.34+(0.31-0.34)×(0.24-0.225)/(0.25-0.225) =0.322 (e/hT?0.240,β=18) 0.37+(0.34-0.37)×(0.24-0.225)/(0.25-0.225) =0.352 (e/hT?0.240,β=16) 0.322+(0.352-0.322)×(17.2-18)/(16-18) =0.334 (e/hT?0.240,β=17.2) 得?=0.334 (4)确定砌体抗压强度调整系数γa A?490?620?712900mm2?0.712m2?0.3m2 砌体抗压强度无需调整。 (5)确定砌体抗压强度设计值 f?N488?1000??2.05N/mm2 ?A0.334?712900查表,选取MU15烧结普通砖。 【解析】103-104题考察无筋砌体受压构件承载力算验算,是历年必考计算题之一,必须熟练掌握。见教材254-257页。 二、梁端支承处砌体局部受压承载力验算(考点49)——P261 1、基本公式 ?N0?Nl???fAl η是梁底压应力图形完整系数:??0.7 2、验算步骤: (1)计算梁端有效支承长度a0?10(2)计算局部受压面积:Al?aob (3)计算影响砌体局部抗压的计算面积:A0?(b?2h)h hc fAoA,Ψ小于0 (即o?3)时,取?=0 AlAl(5)若?>0,则计算局部受压面积内上部荷载产生的轴向力设计值No??oAl;否则不计算N0 (4)计算上部荷载折减系数:?=1.5-0.5(6)计算砌体局部抗压强度提高系数:??1?0.35(7)验算砌体局部受压承载力:?N0?Nl???fAl 历年试题101: 101.(2007计算题)某钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面宽度为200mm,高度为500mm,支承在厚度为 2 370mm的砖砌山墙上,支承长度为240mm。墙体采用MU10砖和M5混合砂浆砌筑(f=1.50N/mm)。梁端由荷载设计值产生的支承压力Nl=60kN,上部荷载设计值在砌体截面中产生的平均压应力为σ0= 2 1.2N/mm。试验算梁端支承处砌体的局部受压承载力是否满足要求。 提示:A0?(b?2h)h,??0.7,??1?0.35【答案】 (1) 计算梁端有效支承长度 A0h?1?2.0,a0?10c。 AlfA0?1,若??2,则取??2 Ala0?10hc500?10?183mm f1.5(2)计算局部受压面积 Al?aob?183?200?36600mm2 (3)计算影响砌体局部抗压的计算面积 A0?(b?2h)h?(200?2?370)?370?347800mm2 (4)计算上部荷载折减系数 Ao347800??10.4?3,取上部荷载折减系数?=0 Al33600(5)计算砌体局部抗压强度提高系数 ??1?0.35A0?1?1?0.3510.4?1?2.07?2,取??2 Al(6)验算砌体局部受压承载力: ??fAl?0.7?2?1.5?36600?76860N?76.9kN??N0?Nl?60kN, 砌体局部受压承载力满足要求。 【解析】本题考察砌体局部受压承载力验算,是历年必考计算题之一,必须熟练掌握。见教材261页。 第十四章 多层混合结构房屋设计 本章每年必出一道简答题,经常还出一道单选题,总分5-7分。 一、房屋墙体承重体系 1、纵墙承重方案 (1)竖向荷载传递路线 屋(楼)面荷载→纵墙→基础→地基 (2)特点: a) 建筑平面布置灵活,室内空间较大; b) 纵墙门窗洞口的宽度和位置会由于纵墙的受力情况而受到一定限制; c) 由于横墙较少,一般横向刚度较纵向刚度差; d) 楼面结构材料用料较多,但墙体材料用量较少。 2、横墙承重方案 (1)竖向荷载传递路线 屋(楼)面荷载→横墙→基础→地基 (2)特点: a) 横墙承重,纵墙门窗洞口布置较灵活; b) 横向刚度大,整体性好; c) 屋盖、楼盖结构较简单,结构布置较经济,施工方便; d) 楼面结构材料用料少,但墙体材料用量较多。 3、纵横墙承重方案 (1)竖向荷载传递路线 屋(楼)面荷载→纵横墙→基础→地基 (2)特点: a) 所有墙体都承重,房屋在两个方向刚度均较大,有较强的抗风和抗震能力; b) 纵横墙都受荷载作用,砌体内的应力分布较均匀,可以充分利用材料的承载能力,基础底面应力分布也较均匀。 4、内框架承重方案 特点: a) 房屋内部空间大,布置灵活,房屋空间刚度较差; b) 结构中附加应力大,易产生地基不均匀沉降,抗震能力一般较弱。 历年试题102: 102.(2009简答题)简述横墙承重方案房屋的特点,并写出竖向荷载的传递路线。 【答案】略 【解析】本题考察对砌体房屋墙体承重体系的理解。见教材280页。 二、房屋静力计算方案 1、刚性方案 1)特点:横墙间距较小、楼盖(屋盖)水平刚度较大,房屋的水平位移很小。 2)计算简图:荷载作用下,墙柱视为下端固定,上端有不动铰支座的竖向构件。 刚性方案计算简图 2、弹性方案 1)特点:横墙间距较大,楼盖(屋盖)水平刚度较小,不能忽略水平位移的影响。 2)计算简图:按屋架或大梁与墙(柱)铰接的、不考虑空间工作性能的平面排架或框架计算。 弹性方案计算简图 3、刚弹性方案房屋 1)特点:房屋空间刚度介于刚性方案和弹性方案房屋之间。 2)计算简图:按在墻、柱有弹性支座(考虑空间工作性能)的平面排架或框架计算。 刚弹性方案计算简图 历年试题103-104: 103.(2007.1简答题)砌体结构房屋静力计算方案有哪几种?其划分依据是什么? 【答案】砌体结构房屋静力计算方案有刚性方案、弹性方案和刚弹性方案三种,其划分依据主要是楼 (屋)盖类别和横墙间距。 104.(2007简答题)砌体结构房屋的静力计算方案有哪几种?以单层房屋为例,画出相应的计算简图。 【答案】略 【解析】本题考察对砌体结构房屋静力计算方案的理解。见教材284页。 三、墙柱高厚比验算 1、墙柱高厚比验算的目的 墻柱高厚比验算是保证砌体房屋施工阶段和使用阶段稳定性的一项重要构造措施。 2、墙柱允许高厚比 墙、柱的允许高厚比[β]系根据墙柱的稳定性,依据实践经验从构造上确定。 历年试题105-107: 105.10.(2009单选题)砌体结构墙、柱设计时,进行高厚比验算的目的是为了满足( ) A.耐久性要求 B.承载力要求 C.稳定性要求 D.保温要求 【答案】C 106.(2007单选题)在砌体结构房屋中,确定承重墙厚度的主要依据是( ) A.承载力和高厚比 B.适用性和耐久性 C.高厚比和耐久性 D.承载力和适用性 【答案】A 107.(2008.1单选题)验算砌体结构房屋墙体高厚比是为了保证( ) A.墙体的稳定性 B.房屋的刚度 C.墙体的承载力 D.墙体的变形能力 【答案】A 【解析】109-111题考察对高厚比验算的理解。见教材286页。 四、刚性方案房屋墙柱计算 1、计算单元 承重纵墙:通常从纵墙中选择荷载较大及截面较弱的部位,宽度等于一个开间的竖条墙作为计算单元。 承重横墙:通常取1.0m宽度的墙作为计算单元。 2、竖向荷载作用下墙体的计算简图 1)以楼盖和基础为铰支的多跨简支梁。 2)分层按简支梁分析墙体内力,其计算高度等于每层层高,底层计算高度要算至基础顶面。 五、圈梁 1、概念:在砌体结构房屋中,沿外墙四周及内墙水平方向设置连续封闭的钢筋混凝土梁。 2、构造要求 1) 圈梁宜连续地设在同一水平面上,并形成封闭状;当圈梁被门窗洞口截断时,应在洞口上部增设 相同截面的附加圈梁。 2) 纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋,圈梁应与屋架、大梁等构件可靠 连接。 3) 钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同,当墙厚h≥240mm时,其宽度不宜小于2h/3。 4) 圈梁高度不应小于120mm。 5) 圈梁兼作过梁时,过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。 历年试题108: 108.(2008简答题)圈梁有什么作用?设置圈梁时应满足哪些构造要求? 【答案】圈梁的作用:增强房屋的整体性,防止地基不均匀沉降或较大振动荷载等对墙体产生的不利 影响。 设置圈梁的构造要求: 1) 圈梁宜连续地设在同一水平面上,并形成封闭状;当圈梁被门窗洞口截断时,应在洞口上部增设相同截面的附加圈梁。 2) 纵横墙交接处的圈梁应有可靠的连接。刚弹性和弹性方案房屋,圈梁应与屋架、大梁等构件可靠 连接。 3) 钢筋混凝土圈梁的宽度宜与墙厚相同,当墙厚h≥240mm时,其宽度不宜小于2h/3。 4) 圈梁高度不应小于120mm。 5) 圈梁兼作过梁时,过梁部分的钢筋应按计算用量另行增配。 【解析】本题考察对圈梁构造的识记与理解。见教材303页。 六、雨篷 1、三种破坏情况 1)雨篷板在支座处受弯裂断; 2)雨篷梁受弯、剪、扭破坏; 3)整个雨篷倾覆翻倒。 2、雨逢计算内容 1)雨篷板承载力计算 2)雨篷梁承载力计算 3)雨篷抗倾覆验算 历年试题109: 109.(2008.1简答题)钢筋混凝土雨蓬的破坏情况有哪几种?设计雨蓬时,计算内容有哪些? 【答案】略 【解析】本题考察对雨篷计算的识记与理解。见教材313页。
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